Методика определения энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах

Methods for determination of energy capacity on production

of output and rendering of services in technological energy systems.

General principles

ОКСТУ 3103

3104

3403

Закон РФ «Об энергосбережении»,

Закон РФ «О сертификации продукции и услуг»,

Закон РФ «О связи»,

Закон РФ «О почтовой связи»,

Закон РФ «О государственном регулировании внешнеторговой деятельности»,

Закон РФ «Об основах туристской деятельности в Российской Федерации»,

Закон РФ «Об отходах производства и потребления»,

Закон РФ «Об охране атмосферного воздуха»,

а также положения ИСО 13600: 1997 «Энергосистемы технические. Основные понятия»

В свою очередь, выполнение задания ФЦП «Энергосбережение» в 2001 г. и в последующие годы также должно базироваться на развитой нормативно-методической основе [2, 3], т. е. на межгосударственных и российских стандартах, устанавливающих в т. ч. номенклатуру показателей энергетической эффективности технологических энергетических систем (далее — ТЭС) при производстве продукции и оказании услуг.

Целью настоящего стандарта является установление методологии комплексного определения энергоемкости ТЭС различного назначения при производстве продукции и оказании услуг. В большой мере учтены современные системные тенденции энергосбережения, которые «начинаются с учета энергоресурсов и заканчиваются рациональным управлением их расхода» [4].

Характерны тенденции одновременного рассмотрения проблем: «В настоящее время стоимостные оценки не могут служить единственной мерой эффективности объектов энергетики как в России в силу быстрых переходных процессов в народном хозяйстве, так и в промышленно развитых странах. Поэтому все большее внимание обращается на анализ материальных потоков в производственной сфере и окружающей среде в их взаимосвязи.

В топливно-энергетическом комплексе (далее — ТЭК) естественными натуральными измерителями его продукции служат энергетические величины и соответствующие им единицы. Продукцией ТЭК является свободная энергия — та часть общей энергии, заключенной в энергоресурсе, которая может быть направлена на совершение полезной работы или превращена в другие формы энергии» [5].

Примечательно также, что на международном уровне в 1997 г. был принят стандарт ИСО 13600 [7], в котором энергоресурс прямо назван товаром, потребляемым в техносфере, связанной с другими сферами жизни. Международный стандарт ИСО 13600 был подготовлен Техническим комитетом ИСО/ТК 203 «Технические энергетические системы». Знаменательно, что в отечественных документах энергию, топливо также называют продукцией, а в статье [4] электроэнергия прямо названа «товаром номер один». «Энерготовар» [5], «энергоресурс» — таковы современные ключевые понятия.

Следует, однако, отметить, что в отечественных нормативных правовых актах пока отсутствуют термины «техносфера», «биосфера» [6], хотя они уже установлены в ИСО 13600 применительно к функционированию технических энергетических систем [7]. В многочисленных отечественных статьях 90-х годов проблемы энергосбережения рассматриваются также совместно с проблемами охраны окружающей среды. Наиболее четко это направление развития структурировано в докладе [8]: «Эффективным инструментом разработки энергосберегающих систем является функционально-экологическое проектирование (далее — ФЭП), синтезирующее принципы функциональности и экологичности (для природы и человека) систем.

При проведении ФЭП основным критерием адекватности затрат на осуществление требуемых функций является экологичность системы и ее элементов, характеризующихся рядом показателей.»

Кроме того, традиционно при установлении требований к уровню экономичности продукции [9] стремятся обеспечить минимум расходования всех видов материальных, трудовых и финансовых ресурсов, т. е. наряду с собственно техническими (технологическими) и экологическими проблемами в комплексе рассматривают также социальные вопросы затрат труда и ресурсные вопросы затрат материалов, топлива и энергии.

Учитывая важные современные тенденции развития хозяйства и стандартизации в обеспечение ресурсосбережения, решено установить в настоящем стандарте ряд основополагающих терминов, определений и понятий, а также представить соответствующие концептуальные положения, чтобы гармонизировать отечественные и международные представления, а также деятельность в обеспечение энергосбережения при энергопотреблении.

Наряду с этим, в настоящем стандарте частично использованы методические положения документа [10], хотя он перегружен общими макроэкономическими показателями, не содержит терминологического аппарата и нормативных ссылок.

Объектом стандартизации в настоящем документе является технологическая энергоемкость. «Одним из критериев, позволяющих достоверно определить затраты сельскохозяйственного производства, не исключая стоимостных показателей, является энергоемкость. Этот показатель наиболее объективен, не зависит от конъюнктуры рынка и характеризует собой технический уровень развития технологий» [11].

Терминологическое наполнение, концептуальная и библиографическая [1—43] основа, методические положения настоящего стандарта позволят целенаправленно и обоснованно на современном уровне требований определять показатели энергоемкости производства продукции и оказания материальных услуг в ТЭС с учетом обязательных «рамочных» стратегических ограничений устойчивого развития:

- технологических аспектов энергопотребления при производстве продукции и оказании услуг (в товаросфере);

- экологических аспектов воздействия технологических энергетических систем на окружающую среду (в частности, в атмосфере [39]);

- социальных аспектов, в частности трудоемкости производства продукции и оказания услуг с заданными энергоемкостями (в социосфере);

- ресурсных аспектов, включая как традиционные источники топливно-энергетических ресурсов (далее — ТЭР), так и энергию из отходов, сбросов и выбросов (в гео- и гидросферах, а также в атмосфере био- и ресурсосферы).

С учетом названных обязательных «рамочных» стратегических ограничений развития хозяйства основным предметом установления в настоящем стандарте является идентификация технологической энергоемкости производства продукции и оказания услуг, т. е. товарно-финансовая сфера регулирования потребления ТЭР как полноценного энерготовара на рынках сбыта.

При этом предполагается, что традиционные энергоресурсы получают из недр, от водных потоков и др., а охрана окружающей среды включает как мониторинг выбросов в атмосферу, так и процессы ликвидации твердых отходов и жидких сбросов. Кроме того, на структуру и содержание настоящего стандарта оказал влияние тот факт, что в сфере экологического управления во взаимосвязи с энергосбережением активно разрабатывают документы на международном уровне [40].

Настоящий стандарт предназначен для использования различными специалистами, участвующими в разработке нормативной и технологической документации, связанной с добычей, производством, хранением, транспортированием, использованием первичных и вторичных энергетических ресурсов, при разработке, эксплуатации, ремонте, списании и ликвидации (как последней стадии жизненного цикла продукции — с утилизацией техногенных и удалением опасных составляющих) энергопотребляющего оборудования, а также специалистами — разработчиками нормативных документов, оборудования, технологий, методов контроля, испытаний, сертификации, лицензирования, страхования в обеспечение энергосбережения и экобезопасности.

Настоящий стандарт является одним из комплекса нормативных документов России профиля «Энергосбережение», призванных в развитие ГОСТ Р 51387 создать нормативную базу для проведения работ по энергосбережению на предприятиях различных отраслей народного хозяйства с учетом социальных [26] и экологических факторов [40, 43].

1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает общие методические положения по определению энергоемкости производства продукции и оказания услуг, с учетом энергосбережения, экологической безопасности, и распространяется на любые технологические энергетические системы, включая рабочие технологические процессы (Р 50—54—93), связанные с производством продукции и оказанием (исполнением, предоставлением) материальных услуг (ГОСТ 30335/ГОСТ Р 50646).

Стандарт не распространяется на объекты и технологические процессы военной техники, а также на ядерные, химические и биологические энергопотребляющие объекты и процессы.

Положения настоящего стандарта предназначены для применения, в соответствии с действующим законодательством, расположенными на территории Российской Федерации предприятиями, организациями, региональными и другими объединениями (далее — предприятия) независимо от форм собственности и подчинения, а также органами управления, имеющими прямое отношение к энергопотреблению и энергосбережению.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 3.1109—82 Единая система технологической документации. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 8.395—90 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования

ГОСТ 12.0.003—74 Система стандартов безопасности труда. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация

ГОСТ 14.004—83 Технологическая подготовка, производства. Термины и определения основных понятий

ГОСТ 40.9004—95/ГОСТ Р 50691—94 Модель обеспечения качества услуг

ГОСТ 13109—97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы: качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения

ГОСТ 19431—84 Энергетика и электрификация. Термины и определения

ГОСТ. 27322—87 Энергобаланс промышленного предприятия. Общие положения

ГОСТ 30166—95 Ресурсосбережение. Основные положения

ГОСТ 30335—95/ГОСТ Р 50646—94 Услуги населению. Термины и определения

ГОСТ Р 8.563—96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

ГОСТ Р ИСО 14050—99 Управление окружающей средой. Словарь

ГОСТ Р 51379—99 Энергосбережение. Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов. Основные положения. Типовые формы

ГОСТ Р 51380—99 Энергосбережение. Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования

ГОСТ Р 51387—99 Энергосбережение. Нормативно-методическое обеспечение. Основные положения

ГОСТ Р 51388—99 Энергосбережение. Информирование потребителей об энергоэффективности изделий бытового и коммунального назначения. Общие требования

ГОСТ Р 51541—99 Энергосбережение. Энергетическая эффективность. Состав показателей. Общие положения

ГОСТ Р 51749—2001 Энергосбережение. Энергопотребляющее оборудование общепромышленного применения. Виды. Типы. Группы. Показатели энергетической эффективности. Идентификация

ПР 50.2.009—94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений

Р 50—54—93—88 Классификация, разработка и применение технологических процессов
3 Определения и сокращения
3.1 В настоящем стандарте применяют термины с соответствующими определениями, приведенными в ГОСТ 19431, ГОСТ Р 51379, ГОСТ Р 51380, ГОСТ Р 51387, ГОСТ Р 51388, ГОСТ Р 51541, [2, 6], приложении А, а также следующие:

3.1.1 продукция: Материальный продукт труда, добытый или изготовленный (выработанный) в конкретном производственном процессе и предназначенный для удовлетворения общественной или личной потребности [9].

Примечание — Конкретная продукция — модели (марки, типы) продукции, характеризующиеся определенными конструктивно-технологическими решениями и конкретными значениями показателей ее целевого (функционального) назначения [12].
3.1.2 топливно-энергетические ресурсы; ТЭР: По ГОСТ Р 51387.

Примечания

1 ТЭР, потребляемые в хозяйстве, становятся (являются) энерготоваром, что установлено в ИСО 13600 [7]*.

2 Виды ТЭР, как энерготоваров, установлены в аналогичном ИСО 13600 приложении Б настоящего стандарта.

__________

* Перевод ИСО 13600: 1997 находится во ВНИИКИ Госстандарта России.

3.1.4 энергия: Продукция, являющаяся средством труда для выполнения работы, оказания услуги или предметом труда для выработки энергии другого вида [9].

Примечание— Продукция, поставляемая на рынок сбыта, является товаром, т. е. энергия (энергоресурс) — это подлинный энерготовар. При этом может быть определена жесткая связь между денежными и энергетическими единицами [5].
3.1.5 энергоноситель: По ГОСТ Р 51387.

3.1.6 топливо: Продукция, предназначенная для выработки тепловой энергии в процессе ее сжигания [9].

3.1.7 услуга: Результат непосредственного взаимодействия исполнителя и потребителя, а также собственной деятельности исполнителя по удовлетворению потребности потребителя.

Примечание — По функциональному назначению услуги, оказываемые населению, подразделяются на материальные и социально-культурные (по ГОСТ 30335/ГОСТ Р 50646).

Примечания

1 Материальная услуга обеспечивает восстановление (изменение, сохранение) потребительских свойств изделий или изготовление новых изделий по заказам граждан, а также перемещение грузов и людей, создание условий для потребления. В частности, к материальным услугам могут быть отнесены бытовые услуги, связанные с ремонтом и изготовлением изделий, жилищно-коммунальные услуги, услуги общественного питания, услуги транспорта и т. д. (по ГОСТ 30335/ГОСТ Р 50646).

2 В Законе РФ [13] под услугами понимают предпринимательскую деятельность, направленную на удовлетворение потребностей других лиц, за исключением деятельности, осуществляемой на основе трудовых правоотношений.

3 Деятельность, осуществляемая на основе трудовых правоотношений, является работой.

4 Стандарты на услугу могут быть разработаны в таких областях, как стирка белья, гостиничное хозяйство, транспорт, автосервис, электросвязь, страхование, банковское дело, торговля [14]и др.

5 Услуги связи установлены в Законе РФ [15].

6 Услуги почтовой связи установлены в Законе РФ [16].

3.1.10 технологический процесс исполнения услуги: Основная часть процесса предоставления услуги, связанная с изменением состояния объекта услуги (по ГОСТ 30335/ГОСТ Р 50646).

3.1.11 система качества: Совокупность организационной структуры, ответственности, процедур, процессов и ресурсов, обеспечивающая осуществление общего руководства качеством (по ГОСТ 40.9004/ГОСТ Р 50691).

3.1.12 обслуживание: Деятельность исполнителя при непосредственном контакте с потребителем услуги (по ГОСТ Р 50691).

3.1.13 оборудование: Необходимые технические средства для обеспечения изготовления изделий [17].

3.1.14 технологическое оборудование: По ГОСТ 3.1109.

Примечание— Орудия производства, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них и, при необходимости, источники энергии [17].
3.1.15 теплотворная способность углеводородных топлив: Суммарное количество энергии, которой обладают природные углеводородные топлива, высвобождая ее в регламентированных условиях.

Примечание— Теплотворную способность топлива выражают в мегаджоулях на килограмм (МДж/кг).

3.1.17 нормативный энергетический эквивалент: Показатель, характеризующий народнохозяйственный уровень прямых общих затрат первичной энергии или работы на единицу потребляемого (и/или сохраняемого) энергоресурса (топлива, тепловой, электрической энергии).

3.1.18 топливно-энергетический эквивалент; ТЭЭ: Показатель, характеризующий народнохозяйственный уровень прямых общих затрат первичной энергии или работы на единицу потребляемого топливно-энергетического ресурса.

3.1.19 удельная теплота сгорания (топлива): Суммарное количество энергии, высвобождаемое в регламентированных условиях сжигания топлива.

3.1.20 полная энергоемкость продукции: По ГОСТ Р 51387.

3.1.21 технологическая энергоемкость продукции: По ГОСТ Р 51387.

Примечание — В регламентированных условиях использования энергетических ресурсов.
3.1.22 энергосберегающая технология: По ГОСТ Р 51387.

Примечание — В регламентированных условиях использования энергетических ресурсов

3.1.24 вспомогательное производство: По ГОСТ 14.004.

3.1.25 энергосбережение: По ГОСТ Р 51387.

3.1.26 показатель энергосбережения: По ГОСТ Р 51541.

3.1.27 эффективное использование энергетических ресурсов: По ГОСТ Р 51541.

Примечание—В регламентированных условиях использования энергетических ресурсов.

3.1.29 показатель экономичности энергопотребления изделия: По ГОСТ Р 51387.

Примечание — В регламентированных условиях использования энергетических ресурсов.
3.1.30 возобновляемые топливно-энергетические ресурсы: По ГОСТ Р 51387.

3.1.31 окружающая среда: Внешняя среда, в которой функционирует организация, включая воздух, воду, землю, природные ресурсы, флору, фауну, человека и их взаимодействие.

Примечание—В данном контексте внешняя среда простирается от среды в пределах организации до глобальной системы (ГОСТ Р ИСО 14050).
3.1.33 энергетический эквивалент; ЭЭ: Затраты энергии на производство единицы материала, изделия или выполнения работы данного вида [11].

3.1.34 технологическая энергетическая система; ТЭС: Комплекс технологического оборудования, нормативно-методических и технологических документов, технологических процессов основного и вспомогательных производств, где квалифицированными кадрами используются топливно-энергетические ресурсы для преобразования сырья, веществ, материалов, комплектующих изделий в конечную продукцию с учетом мероприятий по безопасности и экологическому управлению.

Примечание— ТЭС является частью технической энергетической системы.
3.2 В настоящем стандарте применяют следующие сокращения:

ИСО — Международная организация по стандартизации;

КПД — коэффициент полезного действия;

ЛЭП — линия электропередачи;

МЭК — Международная электротехническая комиссия;

ОЦЭЗ — общецеховые затраты;

ОПФ — основные производственные фонды;

ПЭЭ — показатель(и) энергетической эффективности;

ТП — технологический процесс;

ТЭР — топливно-энергетические ресурсы;

ТЭС — технологическая энергетическая система;

ТЭЦ — теплоэлектроцентраль;

ФЭП — функционально-экологическое проектирование.
4 Общие положения
4.1 Основные принципы энергосберегающей политики при осуществлении хозяйственной деятельности, в том числе в технологических энергетических системах, установлены в Статье 4 Закона РФ «Об энергосбережении» и ГОСТ Р 51387.

4.2 Настоящий стандарт применяют для определения, описания, анализа и сравнения технологической энергоемкости при производстве продукции и оказании услуг в технологических энергетических системах в целях обеспечения единой методической основы энергетического выбора при принятии хозяйственных решений любого уровня [7].

4.3 Номенклатуру и значения показателей технологической энергоемкости производства продукции (веществ, материалов, комплектующих изделий, оборудования) выбирают в соответствии с разделом 7 ГОСТ Р 51541 и устанавливают в удельной форме, как правило, в стандартах предприятия и в документации на конкретные технологические процессы.

4.4 Показатели технологической энергоемкости оказания материальных услуг устанавливают в удельной форме в договорах, контрактах и другой документации на услуги с учетом раздела 7 ГОСТ Р 51541.

4.5 Удельный показатель технологической энергоемкости производства продукции и оказания услуги формируется, как правило, под воздействием ресурсно-экономических, технологических, экологических и социальных аспектов деятельности с учетом значений показателей, выраженных, например, в денежном эквиваленте, включая затраты на:

а) используемые топливно-энергетические ресурсы;

б) технологические процессы преобразования сырья, веществ, материалов, комплектующих изделий в конечную продукцию;

в) мероприятия по охране окружающей среды и экологическому управлению;

г) обучение и повышение квалификации кадров, от которых зависят затраты на мероприятия по энергосбережению на рабочих местах и обеспечение безопасности труда.

4.6 В полную энергоемкость технологических процессов основных и вспомогательных производств включают затраты энергоресурсов на хранение, преобразование веществ, материалов, комплектующих изделий, с использованием транспортных средств, для производства продукции и оказания услуг.

4.7 Технология, обеспечивающая наименьшую полную энергоемкость конечных видов продукции и услуг при нормированных удельных энергозатратах на производство продукции, является более энергоэффективной.
5 Место современной технологической энергетической системы в техно-и биосфере
5.1 Современная технологическая энергетическая система (далее — ТЭС) любого уровня (от индивидуального хозяйства до государственного предприятия) реализуется с учетом международных «Требований общества», подвергнутых на рисунке 5.1 «рамочной» структуризации с помощью четырех аспектов деятельности [18]: производственно-технологических, экологических, социальных и ресурсных, установленных на основе принципов, приведенных в приложении Б ГОСТ Р 51387, и с учетом [20, 21—24].

5.2 Каждая ТЭС определяет эффективность функционирования технической энерготехнической системы более высокого уровня, влияющей, в свою очередь, на облик техносферы и качество биосферы [7].

5.3 Облик техносферы в условиях энергосбережения определяют:

- развитая ресурсосфера как инфраструктура деятельности в техносфере, основанная на добыче первичных энергетических ресурсов и пополнении их запасов за счет вторичных ресурсов, использовании возобновляемых ТЭР на основе нетрадиционных источников (солнечной и ветровой энергии, энергии морских приливов, биомассы и др.);

- энергетическая и экономическая эффективность основных и вспомогательных производств как базы для формирования качественной и безопасной среды для производства товаров (далее — товаросферы) в направлениях технически устойчивого и экологически чистого развития [25].

5.3.1 В состав ресурсосферы входят первичные природные материальные и энергетические ресурсы гео-, гидро- и астросферы, согласно [7], и вторичные материальные и энергетические ресурсы, получаемые из отходов, сбросов и выбросов.

5.4 Поддержанию качества биосферы [7] в условиях энергосбережения способствуют:

- обеспечение правово-нормативных условий поддержания жизнеспособности атмосферы;

- соблюдение требований безопасности развития социумов с поддержанием достойного качества и уровня жизни людей в социосфере.

5.4.1 Человечество, образующее социосферу, рассматривается как часть биосферы согласно [7].

5.5 Ресурсосфера и товаросфера, атмосфера и социосфера образуют четыре блока обеспечения устойчивости и реализации «механизма чистого развития» [25], в «рамочном» виде представляющих прямоугольный «портрет» (информационно-графическую модель, аналогичную рисунку 5.1), пригодный для структурирования исходных данных при стратегическом оценивании энергетического объекта и последующего принятия всесторонних энергосберегающих решений в ТЭС.

5.5.1 Ресурсные стратегии на международном уровне не охвачены единой серией стандартов в связи с тем, что меры по сбережению материальных и энергетических ресурсов устанавливают на уровне национальных и фирменных стандартов.

5.5.2 На межгосударственном и отечественном уровнях ресурсные аспекты охвачены межгосударственными стандартами и комплексами российских стандартов «Ресурсосбережение» (ГОСТ 30166), «Энергосбережение» (ГОСТ Р 51387).

5.5.3 Производственные аспекты на международном и отечественном уровнях стандартизованы ИСО серии 9000 (и соответствующими ГОСТ Р ИСО серии 9000) для систем качества.

5.5.4 Экологические аспекты на международном и отечественном уровнях стандартизованы ИСО серии 14000 (и соответствующими ГОСТ Р ИСО серии 14000) для систем управления защитой окружающей среды.

5.5.5 Социальные аспекты охватываются на международном уровне стандартом SA 8000—97, описанном в [26]. Социальными стандартами являются традиционные национальные, географические, личные и иные изустные и документированные установления (правила-ограничения), которые позволяют социуму любого размера существовать с поддержанием на первом этапе достойного уровня жизни (выражаемого в денежных единицах), на втором — стабильности жизни, на третьем — справедливости отношений, на четвертом — устойчивого и чистого развития, на пятом — гармонии развития).

5.6 При определении технологической энергоемкости производимой продукции и оказываемых услуг в ТЭС различных степеней сложности, уровней применения и назначений используют одновременно четыре аспекта (блока) деятельности (5.1, 5.5).

5.7 Общесистемные составляющие технологической энергоемкости производимых видов продукции и оказываемых услуг представлены на рисунке А.1, развивающем и уточняющем основные концептуальные положения и графические модели ИСО 13600 [7].

5.8 В настоящем стандарте принято условие [7], согласно которому изделия, являющиеся выходом одной ТЭС, используются как вход в другие ТЭС для производства продукции и оказания услуг.

5.9 Образуемые в ТЭС отходы, сбросы и выбросы подлежат ликвидации с утилизацией техногенной (инертной) части и удалением опасной части путем захоронения и/или уничтожения.

5.10 Процессы ликвидации отходов, сбросов и выбросов должны также сопровождаться энергосберегающими мероприятиями с обеспечением требований экобезопасности.