// Журнал «Промышленная Энергетика», 2011 - № 10, стр. 2-6
О реализации программ энергосбережения и повышения энергоэффективности в системе образования.
Третьяков А. П., Федорова С. В., канд. техн. наук
ФГАОУ ВПО "Российский государственный профессионально-педагогический
университет", Екатеринбург
Результаты энергетического обследования более сотни образовательных учреждений различного уровня свидетельствуют о формальном подходе к разработанным ими программам энергосбережения и повышения энергоэффективности. Предложено применение рангового анализа для мониторинга выполнения этих программ и внесения в них корректировок. Рассмотрен реальный механизм успешного энергоменеджмента в системе образования через потенциал научно-образовательных центров (НОЦ) вузов по проблемам энергосбережения в зданиях и сооружениях.
С принятием Федерального закона от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ "Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" образовательными учреждениями разработаны программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности до 2015 г. Однако энергетическое обследование более сотни таких учреждений различного уровня, а также анализ методов планирования энергопотребления во взаимосвязи с фактическим выполнением этапов программ на уровне управлений образования малых городов области свидетельствуют о формальном, часто научно не обоснованном подходе, вряд ли способном привести к ожидаемому экономическому эффекту.
Планируемые на период 2010 — 2015 гг. меры по повышению энергоэффективности с целью снижения потребления всех видов энергии (относительно 2009 г.) не менее чем на 15 % (3 % ежегодно) представляют собой набор типовых энергосберегающих мероприятий, которые, однако, не отражают особенностей деятельности указанных объектов, их развитие, модернизацию в связи с переходом на новые образовательные стандарты. Кроме того, во многих образовательных учреждениях, особенно в колледжах, техникумах, школах, детских садах, отсутствует система энергоменеджмента, а лица, ответственные за реализацию программ энергосбережения, как правило, недостаточно компетентны в данной области. Поэтому программноцелевой метод решения неотложных энергетических проблем, который в региональных программах по энергосбережению и повышена энергетической эффективности на период 2020 г. считается приоритетным, не всегда оказывается эффективным [1].
Следует отметить, что с введением в действие закона "Об энергосбережении" 1996 г. система образования России получи направленность на энергосбережение. Министерство образования и науки РФ разработало и реализовало программу "Энергосбережение Минобразования России в 1999-2005 гг." с целью обеспечения рационально использования энергии в образовательных учреждениях. Благодаря этому при университетах были организованы центры энергоэффективности, которые начали формировать стратегию энергосбережения в своих регионах [2]. Например, в Свердловской области в соответствии с указом губернатора, начиная с 1996 г., последовательно проводится политика энергосбережения. Принятая 29 мая 2001 программа "Семь шагов к теплу и свету" положила начало комплексному подходу к энергосбережению предприятий, организаций, учреждений (в том числе образовательных) облает Неотъемлемые ее составляющие: энергоаудит энергетическая паспортизация; лицензирование теплоисточников; гибкая тарифная политика; стандартизация организации работ экономии топливно-энергетических ресурсов; создание системы непрерывного образования по энергосбережению; широкая разъяснительная работа среди населения.
В рамках этой программы наиболее активные образовательные учреждения — вузы и колледжи — включились в работу по внедрению энергосберегающих мероприятий, а также по разработке образовательных программ в области энергосбережения и вовлечению в эту деятельность молодежи. Школьные и дошкольные образования, к сожалению, оказались менее задействованы в этих процессах.
Закон № 261-ФЗ от 23 ноября 2009 г. объединил все уровни системы образования с целью организации энергоэффективного хозяйства. Региональная программа "Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности" сформирована по следующим разделам (функциональным блокам):
1. Совершенствование энергоменеджмента.
2. Повышение энергоэффективности в бюджетной сфере и жилищном фонде.
3. Повышение энергоэффективности в сфере производства и распределения топливно-энергетических ресурсов.
4. Повышение энергоэффективности в промышленности и на транспорте.
5. Повышение энергоэффективности в агропромышленном секторе и потребительской сфере.
6. Снижение энергетических издержек предприятий малого и среднего бизнеса и формирование энергосервисной инфраструктуры.
7. Активизация научно-исследовательской и проектно-конструкторской деятельности [1].
Анализ энергосберегающих программ показал, что уже на первом этапе (2010 — 2011 гг.) их реализации на муниципальном уровне в системе образования необходимо проводить коррекцию в планировании энергопотребления и обеспечении целевых показателей энергоэффективности.
|
Элемент техноценоза |
Количество человек (учащихся, преподавателей, сотрудников) |
|
МДОУ № 20, 1954 г. постройки, S =655,7 м2 |
98 |
|
МДОУ № 38, 1962 г. постройки, S= 502,5 м2 |
99 |
|
ВСОШ № 4, 1951 г. постройки, S = 1670 м2 |
119 |
|
МДОУ № 49, 1966 г. постройки, S= 877,5 м2 |
121 |
|
МДОУ № 24, 1987 г. постройки, S= 1718 м2 |
145 |
|
МДОУ № 16/Б 1941 г. постройки, S= 570,6 м2 |
188 |
|
МДОУ № 1, 1976 г. постройки, S = 1598,1 м2 |
176 |
|
СОШ № 23, 1965 г. постройки, S= 1789,4 м2 |
262 |
|
МУК№ 2, 1933 г. постройки, S= 1634 м2 |
500 |
|
СОШ № 30, 1983 г. постройки, S=2064 м2 |
569 |
|
СОШ № 16, 1983 г. постройки, S= 6035,5 м2 |
322 |
|
ДШИ № 16, 1936 г. постройки, S= 761 м2 |
303 |
Рассмотрим результаты реализации программы энергосбережения на примере управления образования одного из малых городов Свердловской области. Один из методов анализа электропотребления — ранговый, использующий системные свойства объектов [3]. Анализ структуры рангового распределения включает следующие этапы [4]:
1. Выделение техноценоза (управления образования малого города);
2. Определение перечня видов (элементов) техноценоза (образовательных учреждений);
3. Задание видообразующих параметров (в качестве исследуемого параметра выбрано годовое электропотребление объектов W, кВт • ч, с 2007 по 2010 г.;
4. Параметрическое описание техноценоза;
5. Построение рангового распределения;
6. Аппроксимация распределений;
7. Оценка электропотребления.
В таблице представлен перечень образовательных учреждений, относящихся к управлению образования малого города. Анализ их электропотребления показал, что в течение всего обследуемого периода наблюдается превышение (до 50 %) планируемым электропотреблением фактического, что ведет к завышению планов бюджетных расходов на оплату коммунальных услуг. К сожалению, это типичная ситуация для муниципальных управлений образования. В 2004 г. в процессе административной реформы на федеральном уровне система лимитирования фактически была упразднена. На местах же она сохранилась, в связи с чем лимиты многих бюджетных организаций Свердловской области оказались завышенными (в некоторых из них — в 1,5 —2 раза) по сравнению с объемами фактического потребления.
Ранги.
Рис. 1. Кривые планируемого (1) и фактического (2) электропотребления в 2007 .
На рис. 1 и 2 представлены результаты ранжирования элементов техноценоза по электропотреблению за 2007 г. Уже на этапе планирования часть объектов можно отнести к числу аномальных по электропотреблению. Благодаря такой удобной методике управление образования успешно формировало ежегодные отчеты по экономии электроэнергии. Следует отметить, что в муниципалитетах до настоящего времени отсутствует согласование между финансовыми и энергетическими потоками.
Ранги а) Ранги б)
Рис. 2. Кривые планируемого (1) и фактического (2) удельного электропотребления в 2007 г.:
а – в тыс. кВт∙ч/чел.; б - в тыс. кВт∙ч/м2.;
В рамках реализации программы энергосбережения электропотребление в 2010 г. было контрольным. На рис. 3 и 4 представлены результаты ранжирования элементов выделенного техноценоза. Наибольшее значение R = = 0,907 соответствует планируемому и фактическому электропотреблению в зависимости от площади зданий образовательных учреждений. В то же время параметр "количество человек", являющийся основным при "подушевом" финансировании, в методике лимитирования электроэнергии явно не учитывается.
Рис. 3. Кривые планируемого (1) и фактического (2) удельного электропотребления в 2010 г.
Планируемое снижение (не менее чем на 3 %) потребления электроэнергии за 2010 г. необходимо оценивать относительно электропотребления за 2009 г. Представленные на рис. 5. результаты ранжирования элементов техноценоза за 2009 г. показывают, что в ряде образовательных учреждений электропотребление фактически либо не изменилось, либо повысилось. Совершенно очевидно, что формальное планирование повышения энергоэффективности приводит к обратным результатам. В данном случае не учитывались изменения, связанные с модернизацией учебных лабораторий, введением новых мощно сетей при внедрении современных образовательных программ, освоением передовых направлений деятельности (профильные классы, студии, тренажерные залы и т. д.).
Рис. 4. Кривые планируемого (1) и фактического (2) удельного электропотребления в 2010 г.:
а – в тыс. кВт∙ч/чел.; б - в тыс. кВт∙ч/м2.;
Приведем пример результатов анализа об следуемых программ энергосбережения в 13 образовательных учреждениях управления образования одного из областных городов. Результат ранжирования планируемой потребности в электроэнергии показывает аномальное отклонение от нормального Н-распределения некоторых видов техноценоза. Необходимо рассмотрение дополнительных параметров, которые обеспечат позитивный прогноз.
Рис. 5. Кривые планируемого (1) и фактического (2) удельного электропотребления в 2009 г.
Рис. 6. Кривая лимитированного электропотребления в 2010 г.
Рис. 7. Кривая планируемого электропотребления в 2011 г.
Таким образом, применение рангового анализа в процессе реализации программ энергосбережения позволяет исключить формальное отношение к планированию и внести корректировки для объектов, аномальных с точки зрения нормального Н-распределения, учитывая индивидуальные условия образовательного процесса.
В региональной программе предусмотрены мероприятия, направленные на оптимизацию затрат на энергообеспечение в структуре бюджетных расходов, с целевой установкой на сокращение в 1,3 раза доли расходов на коммунальные услуги в общих расходах областного бюджета к 2015 г. и в 1,5 раза — к 2020 г. В частности, с переходом на систему трехлетнего бюджетного планирования предусматривается трехлетний цикл лимитирования энергопотребления с предоставлением бюджетным организациям возможности реинвестирования сэкономленных на оплате коммунальных услуг средств на энергосберегающие мероприятия и стимулирование работников [1].
Для успешного внедрения региональной программы в системе образования необходимо наличие грамотного энергоменеджмента. На наш взгляд, кластер энергосбережения, обеспечивающий энергоменеджмент в системе образования, должен включать сеть вузов, использующих потенциал НОЦ по проблемам энергосбережения в зданиях и сооружениях.
В РГППУ с 2009 г. работает НОЦ "Энергосберегающие технологии" (ЭТ) на базе кафедры автоматизированных систем электроснабжения с инновационными лабораторными установками, приборной базой для проведения инструментального энергоаудита, а также электромонтажной мастерской с информационно-коммуникационной базой для проектирования и ведения электромонтажных работ по результатам энергоаудита. НОЦ ЭТ ведет научные исследования по теме "Разработка научно-технических решений по созданию энергоэффективных инженерных систем образовательных учреждений". В настоящее время в его составе действует аттестованная передвижная электротехническая лаборатория по измерениям до 1000 В. Кроме того, организовано малое инновационное предприятие, одним из видов деятельности которого является оказание энергосервисных услуг, в частности, образовательным учреждениям по анализу электрохозяйства.
Объединенный коллектив профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов, участвующих в работе НОЦ, разработал программу энергосбережения и повышения энергоэффективности университета на 5 лет не формально, а на основании результатов энергетического обследования университета, проведенного в ноябре 2009 г.
Взаимодействуя с образовательными учреждениями различного уровня, НОЦ активно осуществляет консалтинговые услуги по реализации их программ энергосбережения.
Выводы
1. Результаты анализа программ энергосбережения и повышения энергоэффективности управлений образования малых городов области показали их формальный характер.
2. Применение рангового анализа позволяет выявить аномальные объекты с точки зрения электропотребления и внести коррективы в программу энергосбережения.
3. В методике лимитирования электропотребления необходимо учитывать особенности образовательного процесса, условия перехода на новые образовательные стандарты и программы.
4. Потенциал НОЦ вузов по проблемам энергосбережения в зданиях и сооружениях — это реальный механизм успешного энергоменеджмента в системе образования.
Список литературы
1. Постановление от 2 июля 2010 г. № 1022-ПП "О внесении изменений в региональную программу по энергосбережению и повышению энергетической эффективности Свердловской области на 2010 — 2015 годы и целевые установки на период до 2020 года".
2. Экономия энергии в образовательных учреждениях. Технология энергосбережения и финансовые механизмы / Е. А. Зенютич, В. Н. Котомкин, Е. Б. Солнцев, Э. М. Сульман. Под общ. ред. С. К. Сергеева. - Нижний Новгород: НГТУ, 2006.
3. Кудрин Б. И. Введение в технетику. 2-е изд., перераб. и доп. — Томск: Изд-во Томского гос. ун-та, 1993.
4. Гнатюк В. И. Закон оптимального построения техноценозов. Вып. 29. Ценологические исследования. - М.: Изд-во ТГУ — Центр системных исследований, 2005.