источников энергии (предусмотренные энергетические услуги) успуги/работы
Рисунок 2 - Примеры возможных объединенных ТЭС на предприятии
Анализы входа-выхода технических энергетических систем
Элементарная модель входа-выхода
ТЭС должны быть проанализированы посредством стандартизованных моделей входа-выхода, которые позволяют систематически сопоставлять их количественно и качественно. Элементарная модель представлена на рисунке 3. Эта модель входа-выхода описывает любую ТЭС, включая все факторы в определении внутренних и внешних затрат и воздействий. Это главные отличия двух различных категорий входа-выхода, показанные на вертикальной А и горизонтальной В осях.
Практические примеры примененных и объединенных моделей входа-выхода компактной люминесцентной лампы, рефрижератора и блока объединенного производства энергии приведены в приложениях А, В и С соответственно.
Ось А ;
Производство, строительство, установка, капитальный ремонт и модернизация, включая ввод в эксплуатацию
_ _ Действующий вход,
ОСЬ В - _ _ - - -
включая техническое обслуживание
,.-1 -Технические энергетические Действующий выход Ось g системы
. и выбросы
Завершение и вывод из эксплуатации, включая выходы из производства, і строительства и модернизации
Ось А у
Рисунок 3 - Элементарная модель входа-выхода
Жизненный цикл и действующие категории входа-выхода
Средства производства и входы, связанные с оказанием услуг, необходимые для создания ТЭС, такие как строительные материалы и трудозатраты, аппаратные средства и программное обеспечение, пространство и предварительно определенная информация, входят в модель входа-выхода сверху по оси А (см. графу 2 таблицы 2). Остатки, пригодные для переработки, или отходы и возможные последействия, включая выбросы и воздействия на окружающую среду завершенной и выведенной из эксплуатации системы, выходят снизу по оси А (см. графу 2 таблицы 3).
Действующие входы, такие как энергетические ресурсы или энергопродукты, действующая рабочая сила, рабочая информация и вспомогательные материалы (например, смазки), проходят модель входа-выхода горизонтально по оси В. Входы, такие как энергетические ресурсы (см, таблицу 4), и входы, связанные с техническим обслуживанием энергетических систем (см. таблицу 2), входят слева, а выходы, такие как энергопродукты, энергетические услуги, выбросы и побочные продукты, включая выделения или отходы, выходят справа по оси В (действующие выходы в таблице 3).
Таблица 2 - Примеры возможных входов ТЭС
|
Действующий вход, включая техническое обслуживание |
Вход, связанный с созданием и совершенствованием энергетических систем |
|
Энергетические ресурсы (см, таблицу 4) Энергопродукт (см, ИСО 13600, приложение А) Воздух или его компоненты, например О2, N2, СО2, Н2О (туман) Вода, например как исходное сырье, хладагент или энергоноситель |
Пространство:
Средства производства и обслуживания:
|
Окончание таблицы 2
|
Действующий вход, включая техническое обслуживание |
Вход, связанный с созданием и совершенствованием энергетических систем |
|
Вспомогательные материалы, например катализаторы, реактивы, катоды, смазки, запасные части, материалы для обслуживания Человеческие ресурсы: заводская и внезаводская рабочая сила, обслуживающий и управленческий персонал Животная сила, используемая как вход природного энергетического ресурса Информация: получаемые, хранимые, обрабатываемые и передаваемые данные |
Оборудование информационных технологий:
|
Таблица 3 - Примеры возможных выходов ТЭС
|
Действующий выход |
Выход, связанный с созданием, совершенствованием, завершением и выводом из эксплуатации ТЭС |
|
Энергопродукт /см. ИСО 13600, приложение А) Энергетическая услуга (полезная энергия) (см. подробности в таблице 5):
|
Повторно используемые материалы (от производства, создания и после замены или вывода из эксплуатации) Отходы материалов, оборудование, почва и пространство до и после вывода из эксплуатации Изделия, выведенные из эксплуатации:
Остатки и загрязнения:
|
|
Побочные продукты, включая используемые стоки, сбросы, выбросы:
|
|
Окончание таблицы 3
|
Действующий выход |
Выход, связанный с созданием, совершенствованием, завершением и выводом из эксплуатации ТЭС |
|
Выбросы, включая отходы и потери:
|
|
|
Жидкие и твердые отходы от технического обслуживания оборудования |
|
Таблица 4 - Примеры энергетических ресурсов
|
Природный энергетический ресурс |
Восстанавливаем ый энергетический ресурс |
|
|
Возобновляемый |
Невозобновляемый |
|
|
Биомасса, например: леса или энергетические культуры Биогаз, например метан Тепловая энергия, например: геотермальное, океаническое тепло и перепад температур Излучение, например солнечная энергия Кинетическая энергия, например: ветер, волны Потенциальная энергия, например гидроэнергия |
Антрацит (недобытый) Бурый уголь (недобытый) Торф (недобытый) Уран, торий (недобытый) Сырая нефть (неизвлеченная) Смола чистая, или в песке, или в земле Природный газ (неизвлеченный) |
Животные, растительные и человеческие отходы Промышленные отходы, например: использованные растворители, древесные опилки, зола, шлак, использованная руда, шины Бытовые отходы, например: жидкие, твердые Отходящее тепло, например от градирен или промышленных установок Плутоний |
|
|
|
Кинетическая энергия, например передаваемая энергия от движущегося предмета |
|
|
|
Потенциальная энергия, например накопленная энергия от поднятого предмета |
Количественный анализ входов-выходов по осям А и В
Общие положения
Разграничение количественных эксплуатационных параметров и средств производства по двум различным осям позволяет рассчитать и сравнить существенные характеристики ТЭС.
По оси А
Строят ось А исходя из:
оценки жизненного цикла ТЭС в соответствии с ИСО 14040;
эффективности повторного использования и энергетического баланса оборудования, входящего в ТЭС.
По оси В
Строят ось В исходя из:
определения текущих расходов и эффективности системы;
ежедневного расчета функциональной эффективности ТЭС;
функционального баланса массы и энергетического баланса.
Объединение осей А и В
Жизнеспособность ТЭС может быть оценена сравнением входов А и В относительно выходов А и В для получения, например, срока окупаемости выработанной энергии или коэффициента рентабельности.
Капиталовложения
ТЭС содержит капиталовложения (см. 3.9), которые должны быть всегда включены в исследуемую ТЭС. Средства производства (см. 3.8) являются входом в систему. Трудозатраты и вспомогательные материалы, объединенные со строительной деятельностью, также являются входами в систему.
Сравнения могут производиться на какой-нибудь определенной единице измерения, включая единицу измерения энергопродукга. Допущения, сделанные для базовых значений, должны быть четко определены.
Все входы, связанные с капиталовложениями, должны быть разделены на периоды в определенной последовательности, чтобы их можно было сопоставить с другими входами системы. Для этого существуют три различных метода. Во всех исследованиях должно быть четко указано, какой из этих методов был применен.
«Исторический» метод состоит в суммировании всех связанных с инвестициями входов, возникающих в течение срока службы системы, разделенных на планируемый срок службы. Данный метод, применяемый главным образом для микроизучения, имеет недостаток, так как часто трудно установить действительный срок службы. Кроме того, существуют ситуации, в которых нагрузка от воздействия на окружающую среду первоначального капиталовложения ограничена соответствующей целью изучения, например в отношении «неокупаемых капиталовложений».
«Мгновенный» метод, применяемый главным образом при макроизучении, содержит данные, связанные с капиталовложениями входов, которые возникают в выбранном периоде времени, например в течение одного года, и относительно результата всех других входов и выходов за тот же период. Основное допущение: в очень большие индустриальные образования, промышленные отрасли или сектора экономики инвестиции производятся постоянно и стабильно. Следовательно, должна быть проверена цикличность отклонений от уровня инвестиций и приведено соответствующее уточнение.
При применении «прогнозного» метода берут в расчет только будущие капиталовложения. Это единственный метод, применяемый при изучении новых технологий, потому что исторические данные отсутствуют. Результаты такого изучения основываются исключительно на прогнозах.
Использование единиц измерения работы технических энергетических систем
Для сравнения ТЭС необходимо определить единицу измерения работы ТЭС, которая должна быть единой для всех случаев изучения и может содержать модель входа-выхода. Для энергопотребляющих систем обычно энергетическую услугу выбирают как полезный выход, выраженный определенной единицей измерения. Пример единицы измерения работы ТЭС - это производство 1 кг стали.
Энергетические услуги, такие как поддержание температуры, освещение определенной поверхности или энергетическая услуга, обеспечивающая движение, обычно не выражают в терминах энергии. Выходы полезной энергии могут обеспечивать энергетические услуги, которые могут иногда быть выражены энергетической единицей джоуль (Дж), а также в единицах системы СИ, включая внесистемные единицы. Примеры энергетических услуг приведены в таблице 5.
Примерами единиц измерения работы ТЭС являются затенение экрана источника света, окружающая температура вокруг рефрижератора или здания, скорость и частота вентиляции комнаты, изоляция, количество, объем и температура горячих тел или предметов и т, д.
