Разработка проектов энергоэффективных систем уличного освещения на основе инновационного технико-экономического механизма возвратно-целевого усиления бюджетного финансирования

Введение 1

Актуальной проблемой развития электроэнер-гетических систем уличного освещения в РФ явля-ется их модернизация на основе внедрения новых высокоэффективных источников света, гибкого индивидуального управления источниками света в гибридных комплексах освещения. Решение дан-ной проблемы тормозится высокой стоимостью светодиодных источников, аппаратуры автомати-зированных систем, отсутствием методологии и технических решений построения гибких адаптив-ных систем автоматизированного управления сложными гибридными комплексами наружного освещения.

В работе предложен технико-экономический механизм эволюционной модернизации систем наружного освещения на основе возвратно-целевого финансирования проектов при повыше-нии функционального резерва светодиодных ис-точников света. Проведена оценка периодов оку-паемости проектов модернизации систем уличного освещения на базе светодиодных источников света повышенной эксплуатационной надежности.

Подход к внедрению энергосберегающих проектов на основе технико-экономического механизма возвратно-целевого усиления бюд-жетного финансирования2

Для реализации процесса модернизации сис-темы освещения целесообразно организовать це-левой фонд финансирования модернизации осве-щения.

Наполнение фонда целесообразно осуществ-лять за счет экономии денежных средств, обра-зующейся вследствие повышения энергетической эффективности модернизируемого уличного ос-вещения. Полученная экономия должна аккумули-роваться в указанном целевом фонде. Аккумули-рованные средства фондов целевым образом на-правляются в рамках выполняемой программы на развитие работ по модернизации уличного осве-щения. При этом усиливается приток средств в соответствующий фонд модернизации уличного освещения.

Таким образом, можно постепенно увеличи-вать объемы работ по модернизации уличного ос-вещения с перспективой реализации всех работ.

Правовая основа создания механизма воз-вратного целевого финансирования следующая. На основании Федерального закона РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о по-вышении энергетической эффективности и о вне-сении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации» регулируются отно-шения по энергосбережению и повышению энер-гетической эффективности.

Согласно статьи 4 правовое регулирование в области энергосбережения и повышения энергети-ческой эффективности основывается на следую-:

• 1)    эффективное и рациональное использова-ние энергетических ресурсов;

• 2)    поддержка и стимулирование энергосбере-жения и повышения энергетической эффективно-сти ;

• 3)    системность и комплексность проведения мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности;

• 4)    планирование энергосбережения и новы-шения энергетической эффективности;

• 5)    использование энергетических ресурсов с учетом ресурсных, производственно-         -

• ческих, экологических и социальных условий.

На основании статьи 27 п. 1 государственная поддержка в области энергосбережения и новы-шения энергетической эффективности может осу-

:

• 1)    содействие в осуществлении инвестицион-ной деятельности в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности;

• 2)    пропаганда использования энергосервис-ных договоров (контрактов);

• 3)    содействие в разработке и использовании объектов, технологий, имеющих высокую энерге-тическую эффективность;

• 4)    содействие в строительстве многоквартир-ных домов, имеющих высокий класс энергетиче-ской эффективности;

• 5)    поддержка региональных, муниципальных программ в области энергосбережения и повыше-ния энергетической эффективности, предусматри-вающих, в частности, достижение наиболее высо-ких целевых показателей энергосбережения и по-вышения энергетической эффективности;

• 6)    реализация программ стимулирования про-изводства и продажи товаров, имеющих высокую энергетическую эффективность, для обеспечения их в количестве , удовлетворяющем спрос потре-бителей, при установлении запрета или ограниче-ния производства и оборота аналогичных по цели использования товаров, результатом использова-ния которых может стать непроизводительный расход энергетических ресурсов;

• 7)    содействие в осуществлении образователь-ной деятельности в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности и ин-формационной поддержки мероприятий по энер-

• госбережению и повышению энергетической эф-фективности;

• 8)    иные предусмотренные законодательством об энергосбережении и о повышении энергетиче-ской эффективности направления.

На основании статьи 27 п. 3 Российская Фе-дерация вправе осуществлять софинансирование расходных обязательств субъектов Российской Федерации, муниципальных образований в облас-ти энергосбережения и повышения энергетической эффективности в пределах средств, предусмотрен-ных федеральным законом о федеральном бюдже-те на соответствующий финансовый год и на пла-новый период. Средства федерального бюджета, предусмотренные указанным федеральным зако-ном, предоставляются бюджетам субъектов Рос-сийской Федерации в виде субсидий в порядке, установленном Правительством Российской Феде-рации . Такой порядок должен содержать также порядок распределения субсидий из федерального бюджета бюджетам субъектов Российской Феде-рации, цели предоставления субсидий и критерии отбора субъектов Российской Федерации ‒ полу-чателей субсидий. В число критериев отбора субъ-ектов Российской Федерации ‒ получателей суб-сидий ‒ должны быть включены показатели, отра-жающие эффективность региональных, муници-пальных программ в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

На основании статьи 27 п. 4 органы государ-ственной власти, органы местного самоуправле-НИЯ, уполномоченные на осуществление государ-ственного регулирования цен (тарифов), вправе устанавливать социальную норму потребления населением энергетических ресурсов, а также по -ниженные цены (тарифы), применяемые при рас -четах за объем потребления энергетических ресур-СОВ (услуг по их доставке), соответствующий со-циальной норме потребления, при условии обяза-тельной компенсации организациям, осуществ-ляющим поставки энергетических ресурсов, ока-зание услуг, соответствующей части затрат на их осуществление . Такая компенсация может обеспе-чиваться за счет установления для населения цен (тарифов), дифференцированных в отношении энергетических ресурсов, поставляемых населе-нию в пределах социальной нормы потребления и сверх социальной нормы потребления.

Выбор перспективных направлений проводи-мых научно - -ется на рассмотрении вариантов модернизации системы уличного освещения.

Повышение эффективности использования электрической энергии можно достичь на основе модернизации уличного освещения, которая со -стоит во внедрении автоматизированной системы диспетчерского управления уличным освещением с перспективой последовательного внедрения но-вых высокоэффективных источников света на базе светодиодов.

..           , ..

В силу сложившихся экономических условий объем первоначальных источников финансирова-ния работ является ограниченным, поэтому для данного проекта предполагается усиление финан-сирования на основе использования существую -щего потенциала энергосбережения.

В основу усиления финансирования работ по модернизации системы уличного освещения целе-сообразно положить технико-экономический механизм возвратного целевого финансирования.

Общая схема возвратного целевого финанси-рования состоит в организации специализирован -ной программы модернизации уличного освещения.

Целью создания распределенной автоматизи-рованной системы диспетчерского управления (АСДУ) с гибкой итерационной структурой, с плавным регулированием яркости светильников уличного освещения является повышение энерге-тической эффективности, надежности и качества уличного освещения на основе централизованного автоматического и оперативно-диспетчерского управления режимами светодиодных источников света, предназначенных для освещения улиц, объектов и территорий городов и населенных пунк-тов, расположенных в районах с умеренно-холодным климатом.

Оценочный расчет модернизации системы уличного освещения

В целях анализа и обоснования направлений исследования необходимо производить оценочный расчет экономической эффективности модерниза-ции системы уличного освещения, включающих внедрение АСДУ уличного освещения и замены существующих ламп на более эффективные свето-диодные светильники.

Экономическая эффективность внедрения и эксплуатации АСДУ обусловлена следующими основными факторами:

• -    включение /отключение освещения, исходя из реального уровня естественной освещенности, учитывающее текущую протяженность светового дня и погодные факторы (коррекция режима включения на «пасмурный день» и «солнечный день »);

• -    экономичный режим частичного освещения во «внутренние» часы ночного времени за счет пофазного управления питанием линий освещения (отключение 1-й фазы в ночное время) либо плавного снижения мощности светового потока свето-диодных уличных светильников;

• -    экономия на «ресурсе» осветительных ламп за счет уменьшения суммарного времени горения;

• -    оплата по каждому пункту учета по кон -кретному энергопотреблению, а не за установленную мощность;

• -    возможность контролировать несанкциони-рованные подключения на основании показаний электросчетчиков, позволяющих отслеживать изменения текущей потребляемой мощности, токов и напряжений по каждой фазе;

• -    экономия на организационно -технических мероприятиях: предотвращение аварий, экономия на обслуживании, транспортные расходы, увеличение сроков эксплуатации оборудования (ламп, проводов) и т. д.

Для расчета необходимы параметры работы системы уличного освещения по месяцам без АСДУ и с учетом режима частичного освещения в ночное время под управлением АСДУ с учетом нормативных данных.

При этом в расчете принято, что благодаря планируемому повышению надежности разраба-тываемых светодиодных светильников, а также уменьшению времени горения светильников в АСДУ их срок эксплуатации увеличивается с 10 до 12 лет, тем самым увеличивается функциональный резерв службы светодиодных источников света.

Кроме того, процесс эволюционного внедрения энергоэффективных систем уличного освеще-ния подразумевает выделение первоначального бюджетного финансирования на частичное выпол-нение энергоэффективных работ. Полученную экономию денежных средств рекомендуется на -правлять в возвратно-целевой фонд. Дальнейшее финансирование работ происходит за счет сэко-номленных средств - средств возвратно-целевого фонда.

На данном этапе первоначально определяется объем финансирования мероприятий эволюцион-ного внедрения систем уличного освещения.

Из указанного объема финансирования опре-деляется количество светильников, которые будут заменяться на регулируемые светодиодные источ-ники света при учете постепенного внедрения ав-томатизированной системы диспетчерского управ -ления уличным освещением.

Количество установленных светодиодных ис-точников света (СИС) определяется по формуле

КСИС = W.и/CCHCAСДУ , где Ксис - количество установленных СИС, шт.; WH - объем первоначальных инвестиций, руб.; С’сисасду - стоимость светодиодного источника света, включая замену и монтаж светильника при учете удельных затрат на модернизацию диспет-черского пункта АСДУ, отнесенные к количеству устанавливаемых СИС, руб./шт.

Последующие затраты фонда равны получен - ной экономии за предыдущий период.

Расчет окупаемости модернизации системы уличного освещения студенческого городка ГОУВПО ЮУрГУ

В работе приведены расчеты модернизации системы освещения на базе внедрения автоматизи-рованной системы диспетчерского регулирования и внедрения светодиодных источников света повы-шейной эксплуатационной надежности [3]. В результате проведенных работ по оптимизации све- тодиодных источников света по максимуму функ-ционального резерва при ограничении на весога-баритные характеристики [2] и внедрению АСДУ, срок эксплуатации светодиодных источников све-та увеличивается с 10 до 12 лет, тем самым увели-чивается функциональный резерв службы свето-диодных источников света.

Расчет окупаемости модернизации системы уличного освещения студенческого городка ГОУ ВПО ЮУрГУ проведен при следующих исходных

:

• 1)    количество существующих светильников в системе освещения, подлежащих замене на свето-диодные, ‒ 101 шт.;

• 2)    тип ламп ‒ ДнаТ, 250 Вт;

• 3)    замена производится на светодиодные све-тильники мощностью 110В;

• 4)    количество часов работы системы освеще-ния в год для города Челябинска ‒ 3866 часов;

• 5)    ориентировочные затраты на создание дис-петчерского пункта для ГОУ ВПО ЮУрГУ ‒ 510 тыс . руб.;

• 6)    ориентировочные затраты на создание объ-екта управления ГОУ ВПО ЮУрГУ ‒ 140 тыс . руб.;

• 7)    ориентировочные затраты на внедрение ав-томатизированной системы диспетчерского управ-ления ‒ 650 тыс . руб.;

• 8)    расчетная экономия электрической энергии за счет внедрения автоматизированной системы, полученной за счет уменьшения светового потока в ночное время, составляет 39 %.

В таблице приведены основные параметры реализации программы модернизации всей систе-мы освещения района студенческого городка ГОУ ВПО ЮУрГУ.

На рисунке приведены графики полученной экономии денежных средств в зависимости от года выполнения программы модернизации системы освещения. Следует отметить, расчетный срок окупаемости внедрения системы диспетчерского управления уличным освещением при установке 22 ШТ . светодиодных источников света составляет 9 лет 10 месяцев . Большой срок окупаемости обу-словлен малым объемом внедрения регулируемых светодиодных источников света при организации автоматизированной системы диспетчерского управ-ления освещением.

Основные параметры реализации программы модернизации системы освещения

Окончание таблицы

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
5S	4,286	37		12,72	1332	3610	9,77	2,23	2,96	0,50	2,46	14,46	415,69	‒159,21
	4,286	38		14,46	1351	3664	9,91	2,26	3,00	0,51	2,49	14,67	430,36	‒144,54
	4,286	38		14,67	1371	3718	10,06	2,30	3,05	0,52	2,53	14,89	445,25	‒129,66
	4,286	39		14,89	1392	3773	10,21	2,33	3,09	0,52	2,57	15,11	460,36	‒114,55
	4,286	40		15,11	1412	3829	10,36	2,37	3,14	0,53	2,61	15,33	475,69	‒99,22
	4,286	40		15,33	1433	3886	10,51	2,40	3,18	0,54	2,65	15,56	491,25	‒83,66
	4,286	41		15,56	1454	3943	10,67	2,44	3,23	0,55	2,68	15,79	507,04	‒67,87
	4,286	41		15,79	1476	4002	10,83	2,47	3,28	0,55	2,72	16,02	523,06	‒51,85
	4,286	42		16,02	1498	4061	10,99	2,51	3,33	0,56	2,76	16,26	539,32	‒35,58
	4,286	43		16,26	1520	4121	11,15	2,55	3,38	0,57	2,81	16,50	555,82	‒19,08
	4,286	43		16,50	1543	4182	11,31	2,58	3,43	0,58	2,85	16,75	572,57	‒2,34
	4,286	44		16,75	1565	4244	11,48	2,62	3,48	0,59	2,89	16,99	589,56	14,66
5S Г4	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4172,69	3591,10
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4243,00	3661,42
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4313,32	3731,73
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4383,63	3802,05
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4453,95	3872,36
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4524,26	3942,68
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4594,58	4013,00
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4664,90	4083,31
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4735,21	4153,63
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4805,53	4223,94
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4875,84	4294,26
	8,622	101			3601	9762	53,12	10,55	8,00	1,35	6,65	70,32	4946,16	4364,57

-*- Накопленная экономия с учетом первоначальных затрат на

СИС тыс руб

Зависимость финансовых показателей от продолжительности выполнения программы

При единовременной модернизации системы освещения с внедрением АСДУ и установкой 101 . светодиодных источников света на всю террито -рию студенческого городка ГОУ ВПО ЮУрГУ срок окупаемости составляет 6 лет и 5 месяцев .

Вследствие больших сроков окупаемости про-ектов модернизации систем освещения при внедре-нии АСДУ и установке светодиодных источников света и вследствие ограниченных бюджетных ре-сурсах предлагается рассматривать проекты с воз-вратно -целевым финансированием работ.

При первоначальных вложениях в размере 575 тыс . руб. и использовании механизма возврат-но -целевого финансирования за расчетный период возможно произвести модернизацию всей системы освещения района студенческого городка ГОУ ВПО ЮУрГУ.

Срок окупаемости первоначальных инвести-ций с учетом возвратно-целевого финансирования составит 4 года и 10 месяцев.

Заключение

В силу сложившихся экономических условий объем первоначальных источников финансирова-ния работ является ограниченным, поэтому для проектов модернизации систем освещения на базе энергоэффекктивных светодиодных источников света предполагается усиление финансирования на основе использования существующего потенциала энергосбережения.

В работе предложен технико-экономический механизм эволюционной модернизации систем наружного освещения на базе внедрения автома-тизированных систем управления светодиодными источниками света повышенной эксплуатацион-ной надежности и функциональным резервирова-нием. Функциональный резерв светодиодных ис-точников света позволяет решить задачу компен-сации процессов старения осветительных прибо-ров (поддержание суммарного светового потока на заданном уровне в течение всего срока службы светильника) в автоматическом режиме, что ,в свою очередь, будет способствовать уменьшению затрат на проведение ремонтно-профилактичес-кого обслуживания светильников и повышению общего срока безотказной работы системы улич-ного освещения в целом.

Проведена оценка периода окупаемости про-екта модернизации систем уличного освещения на базе светодиодных источников света повышенной эксплуатационной надежности.