Эконометрический анализ влияния отдельных факторов на удельные показатели использования энергии в общественных зданиях

И. А. Башмаков, доктор эконом. наук, генеральный директор, Центр энергоэффективности XXI век (ЦЭНЭФ-XXI)
К. Б. Борисов, , канд. техн. наук, исследователь, ЦЭНЭФ-XXI
М. Г. Дзедзичек, ведущий исследователь, ЦЭНЭФ-XXI
А. А. Лунин, канд. техн. наук, исследователь, ЦЭНЭФ-XXI
О. В. Лебедев, канд. физ.-мат. наук, исследователь, ЦЭНЭФ-XXI
А. Д. Мышак, исследователь, ЦЭНЭФ-XXI

Реализуя то или иное энергосберегающее мероприятие, важно понимать, насколько его внедрение снизит энергопотребление объекта. Поэтому была поставлена задача – выявить влияние основных факторов, включая реализацию мер по повышению энергоэффективности, на значения удельных показателей использования тепловой и электрической энергии на объектах государственных (муниципальных) учреждений. Исследование проводилось на основе эмпирических данных методами регрессионного анализа. Потенциально это должно повысить надежность и обоснованность оценок эффективности реализации отдельных мер по повышению энергоэффективности на объектах бюджетной сферы.

Источники данных

Источником данных для проведения эконометрического анализа стали файлы из государственной информационной системы «Энергоэффективность» (ГИС «Энергоэффективность»), в которых содержатся сводные данные энергетических деклараций за 2018 год, заполненные в соответствии с приказом Минэнерго России № 4011. Исходные данные были преобразованы согласно разработанному ЦЭНЭФ-XXI алгоритму определения параметров бенчмаркинга по удельному расходу типовых ресурсов на типовых объектах в сопоставимых условиях. Была сформирована выборка из 116,5 тыс. зданий полезной площадью 121 млн м2 с отапливаемой площадью 87 млн м2 и числом пользователей 560 млн чел. (это в 4 раза больше населения страны, поскольку один житель многократно в течение года пользуется услугами разных государственных (муниципальных) учреждений). Все эти объекты были разбиты на 21 функционально-типологическую группу объектов. По каждой из этих групп были сформированы отдельные выборки, для которых использовались фильтры на наличие приборов учета, реалистичность исходных и удельных показателей. В итоговой выборке остались здания общей отап-ливаемой площадью 62 млн м2. По отдельным коммунальным ресурсам площади зданий в выборках оказались меньше.

Эффективность систем отопления и вентиляции

Качество полученных результатов анализа напрямую зависит от качества исходной информации. Основываясь на данных табл. 1 и опыте работы ЦЭНЭФ-XXI на объектах бюджетной сферы, можно заключить, что качество информации выше для таких групп, как дошкольные образовательные учреждения (ДОУ) и общеобразовательные школы. На этих объектах данные  о потреблении энергии и реализации энергоэффективных мероприятий, как правило, ведут централизованные бухгалтерии или специализированные организации, которые и заполняют декларации, используемые в качестве информационной базы для ГИС «Энергоэффективность».

Обобщая результаты регрессионного анализа влияния отдельных факторов на эффективность систем отопления и вентиляции для разных функционально-типологических групп объектов, можно сформулировать следующие выводы (табл. 1):

  • Для подавляющей части функцио-нально-типологических групп объектов знаки перед всеми факторами адекватно отражают их ожидаемое влияние:
    • рост износа здания за счет деградации ограждающих конструкций и инженерных систем приводит к росту удельных расходов тепла на нужды отопления и вентиляции;
    • установка систем автоматического регулирования подачи тепла в зависимости от температуры наружного воздуха позволяет снижать удельный расход тепла на нужды отопления и вентиляции;
    • установка энергоэффективного остекления позволяет снижать удельный расход тепла на нужды отопления. Без установки АИТП получить этот эффект от данной меры сложно, а при остеклении одновременно с установкой АИТП эффект может частично отразиться в значении коэффициента перед фактором автоматического регулирования.
  • Доля статистически значимых факторов сравнительно невелика, что объясняется как низким качеством информации, так и большим разно-образием условий, в которых работают объекты, адекватностью использования установленного оборудования, комплексностью реализуемых проектов и программ по экономии тепловой энергии.
  • Обобщенные количественные оценки влияния отдельных факторов выглядят следующим образом:
    • рост износа здания на 10 % (при отсутствии глубокого капитального ремонта) приводит к увеличению удельного расхода тепла на нужды отопления за счет деградации ограждающих конструкций зданий и инженерных систем в среднем на 1,3 % от среднего для данной функционально-типологической группы объектов уровня. Если средний срок службы здания равен 50–60 годам, то удельный расход тепловой энергии на нужды отопления и вентиляции растет примерно на 0,2 % в год;
    • внедрение автоматического регулирования в среднем экономит 16,6 % от среднего уровня (для функционально-типологических групп объектов с корректным знаком перед этой переменной). Если выборку функционально-типологических групп ограничить только теми, где коэффициент перед этим фактором оказался статистически значимым, то среднее значение экономии возрастает до 28 %. Первая цифра близка к эффектам от установки АИТП в МКД. По итогам анализа установки АИТП на жилых зданиях средняя фактически полученная экономия равна 15–17 %2;
    • остекление (увеличение доли энергосберегающих стеклопакетов с 0 до 100 %) в среднем дает экономию 6,6 % от среднего уровня (по выборке для функционально-типологических групп объектов с корректным знаком перед этой переменной). База данных ГИС «Энергоэффективность» не дает информации о параметрах энергоэффективного остекления (сопротивление теплопередаче). Наличие этого параметра позволило бы повысить точность статистических оценок.
  • Реализация только двух рассмотренных энергосберегающих мероприятий – установки АИТП и энергоэффективного остекления – позволяет получить реальную экономию в размере примерно четверти расхода тепловой энергии на нужды отопления и вентиляции. Есть все основания предполагать, что повышение качества информации в ГИС «Энергоэффективность» позволит повысить точность количественных оценок эффективности реализации мер по экономии энергии.

Эконометрический анализ влияния отдельных факторов на удельные показатели использования энергии в общественных зданиях

Эконометрический анализ влияния отдельных факторов на удельные показатели использования энергии в общественных зданиях

Потребление электроэнергии

Проведен анализ зависимости удельного расхода электроэнергии для разных функционально-типологических групп объектов от двух факторов: удельной мощности систем освещения (Вт/м2) и наличия датчиков движения и освещенности (искусственная переменная, принимающая значения 0 или 1) на основе данных ГИС «Энергоэффективность») за 2018 год. На основе проведенного анализа можно сделать вывод: адекватность и полнота информации, имеющейся в ГИС «Энергоэффективность», совершенно недостаточны для анализа эффективности реализации мер по экономии электроэнергии. Это существенно ограничивает отбор факторов для анализа, а отсутствие фильтров на достоверность заполнения исходных данных не позволяет считать достаточно надежной даже информацию по тем факторам, которые потенциально можно вычленить.

Тем не менее по отдельным функционально-типологическим группам объектов удалось провести регрессионный анализ эффективности реализации мер в части повышения эффективности систем освещения. Обобщая результаты регрессионного анализа влияния отдельных факторов на эффективность систем электропотребления, можно сформулировать следующие выводы (табл. 2):

  • Для подавляющей части функционально-типологических групп объектов знаки перед фактором удельной мощности систем освещения адекватно отражают их ожидаемое влияние:
    • снижение удельной мощности за счет замены источников света на более эффективные приводит к снижению удельных расходов электроэнергии в целом;
    • для большинства функционально-типологических групп объектов этот фактор был статистически значимым;
    • для большой части функционально—типологических групп объектов знак перед фактором наличия датчиков движения и освещенности оказался отрицательным, то есть их наличие снижает удельное потребление электроэнергии. Однако ни для одной из функцио-нально-типологических групп объектов этот фактор не является статистически значимым. Так как в ГИС «Энергоэффективность» отражается только наличие или отсутствие датчиков, но не степень охвата ими источников света, этот результат можно отнести к ожидаемым.
  • Обобщенные количественные оценки влияния отдельных факторов выглядят следующим образом:
    • снижение удельной мощности системы освещения на 1 Вт/м2 за счет повышения доли эффективных источников света позволяет получить экономию на суммарном потреблении электроэнергии в среднем (по всем функционально-типологическим группам объектов, для которых этот фактор оказался статистически значимым) в размере 0,49 кВт•ч/м2;
    • разброс значений вокруг этой средней величины зависит от доли осве-щения в суммарном потреблении электроэнергии. Наиболее высокие значения этого показателя получены для административных зданий (0,7 кВт•ч/м2), музеев, театров и кинотеатров (более 1 кВт•ч/м2), открытых спортивных сооружений, аптек и музыкальных школ (0,87–1,00 кВт•ч/м2);
    • снижение средней удельной мощности систем освещения на 50 % за счет повышения их энергоэффективности дает экономию (среднюю по всем функционально-типологическим группам объектов) в размере 8,2 % от суммарного электропотребления;
    • установка датчиков освещенности или движения дает в среднем (по тем функционально-типологическим группам объектов, для которых знак зависимости оказался адекватным) экономию в размере 17,6 кВт•ч/м2, или 31,5 % от среднего уровня электропотребления. Если убрать самое высокое значение, полученное для аптек и молочных кухонь, то получится соответственно 12 кВт•ч/м2, или 28 %. Однако этот результат не является статистически значимым;
    • тем не менее можно с довольно высокой степенью уверенности утверждать, что только за счет этих мер по повышению эффективности систем освещения можно в среднем по всем объектам обеспечить экономию электроэнергии в размере около 10 % от ее суммарного потребления.

Эконометрический анализ влияния отдельных факторов на удельные показатели использования энергии в общественных зданиях

Эконометрический анализ влияния отдельных факторов на удельные показатели использования энергии в общественных зданиях

Однако во многих случаях ограничение комплекса мер только мерами по повышению энергоэффективности систем освещения может оказаться недостаточным для достижения более значимых целевых уровней экономии электрической энергии.

По материалам: https://www.abok.ru