Статью онлайн для обновлений и улучшений
Download 267.18 Kb. Pdf ko'rish
|
Assessing energy efficiency factors in industrial (1)
|
Посмотреть статью онлайн для обновлений и улучшений. Этот контент был загружен с IP-адреса 184.174.48.95 28.05.2020 в 18:04. Для цитирования этой статьи: Н.Р. Кельчевская и др. 2020 IOP Conf. Сер.: Матер. науч. англ. 862 042001 БУМАГА • ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП Оценка факторов энергоэффективности в промышленных компаниях Серия конференций IOP: Материаловедение и инженерия Machine Translated by Google Оценка факторов энергоэффективности в промышленных компаниях 1 2 3 Контент этой работы может быть использован в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение этой работы должно поддерживать указание автора (авторов) и название работы, цитирование в журнале и DOI. Публикуется по лицензии IOP Publishing Ltd. 1 Электронная почта: shirinkina86@yandex.ru Институционализация принципов и подходов к управлению энергоэффективностью на международном уровне говорит о стратегической важности вопросов энергопотребления для всех стран и отраслей, необходимости разработки и реализации адресной, системной политики ресурсосбережения [4]. Н.Р. Кельчевская1 , 1. Введение Разработка и реализация эффективной энергетической политики, направленной на снижение энергопотребления, оптимизацию структуры энергетического баланса и гармоничное, безопасное использование окружающей среды, является приоритетным направлением развития стран в современных условиях. Ряд мировых экономических, политических и экологических кризисов за последние пятьдесят лет подтолкнул руководство стран к поиску внутренних резервов повышения энергоэффективности, а также к развитию сотрудничества в области совершенствования технологий для снижения энергоемкости производства. Ряд исследователей отмечают, что значительную роль в повышении внимания к вопросам энергоэффективности сыграл нефтяной кризис 1973-1974 гг., обнаживший несовершенство структуры энергопотребления, а также высокую зависимость. развитых стран от цен на нефть [1-3]. В результате этого кризиса Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) учредила Международное энергетическое агентство (МЭА), которое продвигает принципы безопасного потребления энергии и проводит авторитетный энергетический анализ и дает рекомендации. Сургутский государственный университет, ул. Ленина, 1, 628412, г. Сургут, Российская Федерация Московский университет Министерства внутренних дел Российской Федерации имени В. Я. Кикотя, 12 ул. Академика Волгина, 117997, г. Москва, Российская Федерация Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, ул. Мира, 19, 620000, г. Екатеринбург, Российская Федерация Е.В. Ширинкина2 и И.В. Атласов3 Издательский номер IOP: 10.1088/1757-899X/862/4/042001 МИП: Инжиниринг-2020 IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 042001 Абстрактный. Актуальность исследования обусловлена тем, что изменения в политике энергоменеджмента на национальном уровне, рост цен на энергоносители и усиление государственного экологического контроля за производством побуждают промышленность к разработке эффективных организационно- технических решений в области энергоменеджмента. Целью исследования является выявление факторов энергоменеджмента, определяющих успех или неудачу внедрения мер по повышению энергоэффективности в промышленных компаниях. В эмпирической части исследования кейс-стадийный метод применялся для анализа практики энергоменеджмента крупных металлургических предприятий, где проблемы энергосбережения стоят особенно остро в связи с высокой энергоемкостью производства. Перспективным направлением в такой среде является интеграция структурных компонентов, используемых для поддержки принятия решений, и социальных компонентов, представленных приверженностью персонала и накопленным энергоэффективным человеческим капиталом. Основные результаты могут быть применены в практике управления энергосистемой при разработке процессов стратегического планирования, принятии обоснованных инвестиционных решений и формировании энергоэффективного человеческого капитала. Machine Translated by Google Металлургия является одной из наиболее консервативных отраслей в области технологического развития, зато для нее характерны одни из самых высоких показателей удельного энергопотребления. Все это говорит о том, что потенциал энергосбережения в ближайшие десятилетия может быть реализован только за счет гибкой, целенаправленной стратегии управления, ориентированной на интенсивное использование интеллектуальных ресурсов при планировании, энергетическом анализе и мотивации работников предприятий [10]. На основании предыдущего анализа литературы можно сформулировать ряд исследовательских вопросов для дальнейшего анализа. Во-первых, более высокие затраты на энергию снижают конкурентоспособность национальных предприятий на местных и международных рынках за счет увеличения общей стоимости продукции и услуг и невозможности аккредитации производственных технологий для выхода на международные торговые площадки. Во-вторых, низкая энергоэффективность связана с негативными изменениями в изменении окружающей среды в регионах присутствия промышленных предприятий. Вопрос 1. В чем специфика производственно-организационно-экономических условий внутренней среды промышленных предприятий современной России и как она определяет Проблема оптимизации энергопотребления не нова, но ее актуальность за последние двести лет не уменьшилась [5]. В последние годы были проведены серьезные измерения факторов, определяющих успех проектов управления энергопотреблением, и появились новые барьеры на пути развития энергосберегающих технологий. В целом отметим, что металлургическая промышленность, особенно сталелитейная промышленность, которая также вносит существенный вклад в выбросы парниковых газов, обладает значительным энергосберегающим потенциалом в развитых странах. При разработке энергоэффективных технологий для металлургии многие исследователи учитывают прежде всего технологические факторы [7]. Основными производителями в этом секторе являются компании Китая, Японии, Евросоюза, США и России, которые производят около 70% всех черных металлов в мире. К 2050 году сталелитейная промышленность развитых стран ОЭСР сократит выбросы углекислого газа почти вдвое (при благоприятном сценарии) именно за счет энергоэффективных технологий. Одной из наиболее перспективных технологий в сталелитейной промышленности с точки зрения энергоэффективности является электродуговая плавка стали, а также прямое восстановление железа (ПВЖ). Существенной технической проблемой энергоэффективности является не только непосредственное внедрение технологии (например, использование устаревшей технологии, приводящее к потерям), но и отсутствие качественного сырья для переработки, слабая сырьевая база [8]. Как алюминиевая, так и медная промышленность являются очень энергоемкими, со значительными затратами электроэнергии в производственном процессе. В последнее время значительно увеличилось количество исследований в области «экономики энергетики», направленных на анализ энергетических тенденций, структурных изменений и экономических последствий. На первый взгляд, путем изучения проблем энергопотребления можно достичь парадоксальных результатов, поскольку, согласно ряду эмпирических исследований, общий прирост энергопотребления является источником экономического роста (как валового внутреннего продукта, ВВП) и социального -экономическое развитие [6]. Следовательно, с одной стороны, энергоресурсы являются значимым источником экономического роста, стимулирующим развитие промышленности. С другой стороны, цены на энергоносители растут, вызывая снижение предельного влияния энергоемкости ВВП, поэтому общий вклад этого фактора также определяется структурой и характером источников энергии, которые задействованы в производстве. В развитых странах, например, экономический рост отчасти поддерживается за счет увеличения доли возобновляемой энергии в общем потреблении, в том числе в промышленности, несмотря на то, что альтернативные источники еще долго будут уступать место традиционным. Эксперты МЭА предлагают ряд перспективных технологий в рамках энергосберегающих мероприятий в сталелитейной промышленности. К ним относятся использование пластиковых отходов в процессе плавки, водородная плавка, технология теплообмена FINEX, использование вторичных отходящих газов и др. [9]. В будущем, к 2030 году, типичной технологией должна стать CCS (улавливание и хранение углерода, улавливание и хранение углерода), которая будет связана с процессами прямого извлечения железа. Общий объем дополнительных инвестиций для достижения таких технологических прорывов в сталелитейном секторе составит от 300 до 400 миллиардов долларов. долларов в период до 2050 года. В целом можно сделать вывод, что высокая энергоемкость ВВП остается существенным фактором экономического и экологического риска по ряду причин. 2 Издательский номер IOP: 10.1088/1757-899X/862/4/042001 МИП: Инжиниринг-2020 IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 042001 Machine Translated by Google Вопрос 2. Какие факторы внутренней и внешней среды энергетического менеджмента определяют успех или неудачу реализации мероприятий по повышению энергоэффективности в российских промышленных компаниях? Et – показатель текущего энергопотребления, кВтч или Гкал; α – коэффициенты уравнения регрессии; GPT – производство за период t (например, масса выпуска стали за один период); TEt – технические параметры производственного процесса в период t (например, разница температур между двумя контурами оборудования и т. д.); специфика технологий и подходов к планированию, организации и контролю энергопотребления, а также мотивация к энергосбережению? HDDt – показатель градусо-дней отопительного сезона. Et = α0 + α1GPt + α2TEt + α3HDDt + ɛ СТ – общая продолжительность плавки в печи, мин; GPS t – масса выпуска стали за одну плавку t, кг; SET – время нахождения металла под током, мин; CH4 – Расход природного газа в пересчете на метан, м3 на плавильный завод; O2 – расход кислорода, м3 на плавильный завод; C– Расход углерода, м3 на плавильный завод. (1) В нашем анализе мы сосредоточимся на некоторых структурных элементах интеллектуализации управления, которые были адаптированы на практике. Технологии планирования энергосбережения на основе регрессионных моделей и последующего таргетирования применяются на практике на опрошенных предприятиях. В модели включались конкретные параметры, характерные для каждого объекта планирования, такие как разница температур внутреннего и внешнего контуров, объем выпускаемой продукции, стоимость содержания энергетической инфраструктуры и т.д. Климатические условия компенсируются введением показателя отопительного градусо-дня (ГГД), отражающего продолжительность периода, когда температура в регионе была выше базовой, установленной на уровне 15,5 градусов Цельсия. В планировании предприятия используются внешние данные для расчета показателей ГНБ, а также данные метеостанций, расположенных в регионе присутствия, публикуемые на сайтах станций. В каждом случае зависимой переменной было конечное потребление определенного энергоресурса, такого как природный газ или электричество. Общий вид модели, используемой на предприятиях, приведен ниже (уравнение 1): (2) 2. Методика исследования и данные Для поиска ответов на вопросы исследования мы используем кейс-этапный метод, детальный анализ конкретного случая, пример конкретной организации. Анализ конкретного объекта исследования или кейса - case-stage - один из традиционных методов исследования в современном менеджменте. Этот метод обычно связан исключительно с качественными данными, хотя может включать элементы количественного анализа. Кейс-этапный метод предполагает изучение одного или нескольких кейсов, затрагивающих общий вопрос исследования, отличается детальным разбором каждого объекта исследования по заданному направлению. В этом разделе мы представим основные результаты нашего анализа по ряду пунктов, которые затем позволят нам ответить на вопросы исследования, поставленные в начале. Et = α0 + α1ST + α2GPS Вопрос 4. Насколько актуальны вопросы достижения энергоэффективности для внутренних заинтересованных сторон и насколько глубока их осведомленность в вопросах энергосбережения? + α3SET + α4CH4 + α5O2 + α6C + ɛ Вопрос 3. Какие умные ресурсы и технологии используют компании, чтобы конкурировать в области энергоэффективности? Какие структурные и социальные компоненты интеллектуальной поддержки решений применяются предприятиями на практике? электродуговой плавки стали на ООО «УГМК-Сталь» (уравнение 2): В частности, для одной из производственных установок процесса использовалась следующая конкретная модель. 3 Издательский номер IOP: 10.1088/1757-899X/862/4/042001 МИП: Инжиниринг-2020 IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 042001 т Machine Translated by Google 2 определяются, которые затем используются для расчета ожидаемого энергопотребления. Описательная статистика переменных, используемая для моделирования ожидаемого энергопотребления, представлена в таблице 1. 61400 39,9 31,5 55,2 1886,0 10,0 209,0 25,5 252,3 На первом этапе анализа рассчитываются коэффициенты регрессии для модели 2 (таблица 2). В расчетном примере представлены данные по всем 5 138 плавкам, произведенным в 2019 году в ООО «УГМК-Сталь», а другие компании используют модели, использующие помесячные данные. Ожидаемый расход, рассчитанный на основе подстановки значений коэффициентов обратно в модель по тем же технологическим параметрам, суммируется нарастающей суммой с учетом коэффициента готовой экономии, установленного в размере 1%. Для этой модели основой планирования энергосбережения является энергетическая база, которая отражает ориентиры для установления нормативных показателей и становится базой для сравнения энергоэффективности различных объектов. Как показывает наш анализ, основным фактором энергопотребления является один из непосредственных производственных факторов - это время металла под током, другие технологические параметры также вносят свой вклад в изменение стоимости электрической Энергии. При расчете коэффициентов уравнения регрессии на основе внутренней статистики учитываются конкретные параметры модели. - Количество металлолома, т Расход кислорода на плавку, м3 Расход углерода на плавку, кг Расход природного газа на плавку. м3 Потребляемая мощность фактическая, МВтч Потребление электроэнергии на тонну стали, кВтч на тонну - Расчетные коэффициенты регрессии из таблицы 3 используются для определения ожидаемых значений энергопотребления, которые умножаются на коэффициент 0,99 (закладывая дополнительную экономию в пределах 1%). уровень экономии, при котором система является энергоэффективной. Рассматриваемый инструмент, который используется на практике в т Время нахождения металла под током, мин. Тест Дарбина-Ватсона Масса отпускаемой стали на выплавку, кг Время плавки, мин. т Количество наблюдений Минимальное максимальное среднее среднее отклонение среднеквадратичных средств 121900 75556 3683 120,0 62,9 12,1 52,8 40,9 2,8 465,6 89,4 6,6 3615,0 2678,4 177,6 1200,0 630,6 142,9 627,0 400,7 55,7 41,0 32,6 2.1 540,4 431,5 29,0 29,0 29,0 29,0 29,0 29,0 29,0 29,0, (постоянная) 0,9184 Масса выплавленной стали, т 0,0096 Время плавки, мин -0,0106 Время нахождения металла под током 0,7054 Количество загружаемого лома. т 0,0021 Расход кислорода на плавку, м3 0,0011 Расход углерода на плавку, кг -0,0002 Расход природного газа на плавку м3 -0,0007 Р F-статистика Переменный коэфф. Производительность Процесс скорректированный Таблица 1. Описательная статистика основных переменных, использованных для моделирования (составлена автором по производственной отчетности). Модель по уравнению 2 Модифицированная модель Стандартное стандартное отклонение Коэфф. deviation 0.230 3.991 5.2603 0.488 10.781 0.003 3.678 0.0296 0.006 5.308 0.001 -12.303 0.0392 0.002 23.481 0.005 135.623 0.002 1.392 0.0576 0.003 18.558 0.000 15.288 0.0057 0.000 41.922 0.000 -2.864 -0.0014 0.000 -9.195 0.000 -3.821 -0.0031 0.000 -7.486 0.907 7145 5138 0.687 - Таблица 2. Результаты регрессионного анализа по модели 2 для производства стали ООО «УГМК-Сталь» в 2019 г. (рассчитано автором на основе производственной отчетности) 4 МИП: Инжиниринг-2020 IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 042001 Издательский номер IOP: 10.1088/1757-899X/862/4/042001 0,573 1149 5138 0,891 Machine Translated by Google Наилучшие результаты в работе команд достигаются при формировании устойчивых коммуникативных процессов на основе современных информационных технологий. Анализируя процесс работы бригад на данном кейс-этапе, важно отметить фактор затраченных человеко-часов работы. Каждый из основных участников тратил от 3 до 10 часов текущего рабочего времени в неделю, участвуя в поддержке определенных мероприятий в рамках проекта. Важно, чтобы руководство понимало роль дополнительных человеко-часов, потраченных на проект, и разработало систему мотивации персонала. Ответ на вопрос 4. В ходе качественного анализа приходится сделать вывод, что на предприятиях не используется подход к энергетическому менеджменту, основанный на учете интересов стейкхолдеров. 3. Выводы и рекомендации по результатам кейс-этапа В данном разделе мы дадим ответы на основные вопросы, поставленные в кейс-стади, и проанализируем перспективы решения некоторых проблем, возникших в ходе анализа. Ответ на вопрос 3. Бизнес активно использует различные структурные и социальные компоненты механизма интеллектуального управления энергией, который был проанализирован в теоретической части данного исследования. Ответ на вопрос 1. Все предприятия находятся в сложных социально-экономических условиях развития, сформировавшихся под влиянием современного кризиса на национальном уровне, только экспортоориентированные предприятия имеют финансовое преимущество за счет колебаний курсов национальной валюты обеспечение собственной ресурсной базы. Многие предприятия наследуют энергетическую инфраструктуру и технологии, сформированные десятилетия назад, что существенно определяет снижение энергоэффективности. В основном структурные элементы включают в себя готовые технологические и методические решения, которые формируются на основе передового опыта энергоменеджмента в отрасли, роль инновационных компонентов незначительна. Кроме того, значительное методическое обновление на предприятиях произошло благодаря совместной работе команды ЮНИДО, которая поддерживала анализ, планирование и реализацию энергосберегающих проектов. К структурным компонентам, применяемым на постпроектных предприятиях, относятся системы автоматизации мониторинга энергетической инфраструктуры, различные модели оптимизации, используемые для постановки задач по энергосбережению, методы проведения энергоаудитов и внутренних текущих обследований, методы планирования текущего энергопотребления на основе исходных условий. Все рассмотренные инструменты представляют собой способ достижения конкурентного преимущества за счет снижения энергозатрат. Отсутствие централизованной системы информационного анализа, а также непонимание руководителями взаимосвязи структурной и социальной составляющих моделей поддержки принятия решений являются серьезными проблемами в этой сфере. Подходы к рыночным условиям предполагают более четкую связь между текущими показателями деятельности компании и инвестиционными стратегиями управления энергопотреблением. Кадровое обеспечение предприятий характеризуется высоким средним возрастом работников, технологии управления в таких условиях достаточно консервативны, что приводит к высокой сопротивляемости изменениям и необходимости дополнительного обучения. Предприятия заявляют об использовании системного подхода к энергетическому менеджменту, но при проведении энергетического аудита не все пункты листа аудита оцениваются на удовлетворительном пятидесятипроцентном уровне. Высоких результатов можно добиться при внедрении команд энергоменеджмента, целью которых является повышение соответствия внутренних бизнес-процессов требованиям системного энергоменеджмента в период от одного до двух лет. Ответ на вопрос 2. Важным фактором успеха в совершенствовании системного подхода к энергоменеджменту является достижение высокого уровня приверженности сотрудников ценностям культуры энергосбережения, которая состоит из информированности, документального закрепления энергетической политики, а также обучение различных категорий персонала. Ключом к успеху стала приверженность высшего руководства, которое планировало выделить для проекта дополнительные человеческие и административные ресурсы. Компаниям было предложено разработать несколько программ обучения для сотрудников, косвенно влияющих на процессы энергосбережения, технического персонала и руководителей (в области энергетической ответственности). Важным условием является также составление на предприятии команды энергоменеджмента, которая была бы внутренним агентом изменений, источником активации механизма самосовершенствования. область. холдинга, позволяет оценить эффективность энергосберегающих мероприятий и установить степень достижения экономии на каждом предприятии холдинга. 5 МИП: Инжиниринг-2020 IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 042001 Издательский номер IOP: 10.1088/1757-899X/862/4/042001 Machine Translated by Google 4. Ограничения и выводы В эмпирической части исследования с использованием кейс-стадиального метода была проанализирована практика энергоменеджмента четырех крупных металлургических предприятий России, где проблемы энергосбережения стоят особенно остро в связи с высокой энергоемкостью производства. Пошаговое исследование показало, что в последние годы системный подход к управлению энергопотреблением стал более распространенным, а сложность управленческих практик со временем возрастает за счет использования более совершенных инструментов планирования энергоснабжения, контроля энергопотребления и мотивации сотрудников. Анализ показал, что предприятия используют интеллектуальные методы для поддержки управленческих решений, такие как регрессионное моделирование и последующее определение целей. [3] Лагуир И., Стекелорум Р., Дюшан Д. и Эльбаз Дж. Прикладная экономика 51 (47) 5191-5204 , 2019 г. [4] Шеффилд Дж. 1997 Возобновляемая энергия 10 315 Основная направленность современных практических подходов заключается в анализе и планировании производственных процессов с учетом единственной конкурентной стратегии - снижения себестоимости продукции. И на практике не всегда анализируются потребности каждой из групп внутренних и внешних стейкхолдеров в разрезе каждого бизнес-процесса. Действия команды энергоменеджмента на опрошенных предприятиях направлены на выявление текущих проблем и реализацию краткосрочных проектов по энергосбережению и повышению экологической эффективности. В этом случае мы рекомендуем для каждого укрупненного бизнес-процесса, связанного с энергоменеджментом, выделить ряд заинтересованных сторон и отметить достигаемые социальные, экономические и экологические эффекты. В рамках инициативы, спонсируемой ЮНИДО, предприятия смогли значительно повысить уровень осведомленности. Системный подход направлен на повышение осведомленности о процессах энергосбережения только во внутренней среде предприятия, снижая значимость внешних стейкхолдеров. [2] Бакулина А.А., Карпухин Д.В., Лапина М.А. Светотехника , 2018. Т. 26. С. 93. [10] Кельчевская Н.Р., Ширинкина Е.В. Экономика региона, 2019. 15 465. 24 379 [1] Ван Б., Лю С. и Ян И. 2018 Light & Engineering 26 132 Рекомендации [9] Дидерен П., ван Тонгерен Ф. и ван дер Вин Х. Экономика окружающей среды и ресурсов, 2003 г. Перспективным направлением с учетом процесса принятия решений является интеграция социальной и структурной составляющих умного энергоменеджмента, которые обеспечивали бы процесс принятия решений дополнительной информацией о внутренней энергетической среде. приверженность и уровень развития коммуникаций, технологий управления знаниями внутри организации. Важной задачей интеллектуализации управления является не только массовое внедрение отдельных инструментов управления знаниями и усовершенствований в модели управления производственными процессами, но и измерение их эффективности и, в конечном счете, целесообразности. [8] Гродзенский С.Ю., Эронов Д.А. Информационные инновационные технологии , 2017. № 1 220. [7] Halkiv L and Kulyniak I 2016 International Economics Letters 5 44 эффективность воздействия организационной культуры и обучения на общую энергетическую результативность. К сожалению, системный подход также дает лишь косвенные ответы на вопрос о [6] Koopmans CC and Velde DW Te 2001 Energy Economics 23 57 [5] Конрад К. Экономика окружающей среды и ресурсов, 2000. 15 159. 6 МИП: Инжиниринг-2020 IOP Conf. Серия: Материаловедение и инженерия 862 (2020) 042001 Издательский номер IOP: 10.1088/1757-899X/862/4/042001 Machine Translated by Google Download 267.18 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|