Выступление на Заседании диссертационного Совета Д 212.157.21 НИУ МЭИ при рассмотрении диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук «Научно-методическое обеспечение совершенствования промышленных теплоэнергетических систем и комплексов», представленной Гашо Евгением Геннадьевичем по специальности 05.14.04 – «Промышленная теплоэнергетика» 25 октября 2018 г.

 

Научная новизна работы заключается в разработке методологии, состоящей из методов и подходов, использование которых обеспечивает решение крупной прикладной задачи повышения энергетической эффективности промышленных и коммунальных теплоэнергетических систем в сопряжении с промышленным и региональным развитием экономики.

Цель работы методологии совершенствования функционирования, повышения эффективности и снижения климатической уязвимости промышленных и коммунальных теплоэнергетических систем (ПКТС) городов, промышленных кластеров и регионов как базовых элементов промышленного и регионального развития страны.

Нельзя не отметить новизну, заключающуюся в открытии механизмов эволюции и развития теплоэнергетических систем, в предложении принципов и методик сопряжения схемных решений, резервов модернизации важнейших энергетических инфраструктур в условиях климатической уязвимости.

Существенно сопряжение ресурсов повышения энергетической эффективности в секторах генерации, передачи и потребления энергоресурсов

Автор защищает, в том числе, научно-методологические основы совершенствования и модернизации промышленных и коммунальных теплоэнергетических систем в виде взаимоувязанных принципов, моделей и методик, алгоритмов реализации выявленных резервов повышения энергетической эффективности разного уровня при помощи программно-целевых средств, документов территориального планирования.

Убедительно обосновано соответствие диссертации паспорту научной специальности «Промышленная теплоэнергетика».

Личный вклад автора, заключающийся в разработке научных основ моделей и методов совершенствования и модернизации промышленных и городских теплоэнергетических систем, оформленный в виде стандартов и справочника ИТС-48-2017, вполне достаточен, а апробация работы убедительна и согласуется с публикациями в изданиях ВАК, монографиях, авторских свидетельствах.

На основании структурной схемы функционирования взаимодействия комплекса: генерация – промышленные объекты – коммунальное хозяйство и матрицы этапов работ по формированию методологии, предложены типы ресурсов повышения энергоэффективности в комплексе с требованием к сопряжённости секторов, с ориентацией на энергоэффективность.

Произведено сопоставление электро- и тепло-компонентов энергоёмкости основных отраслей промышленности. Предложен комплексный алгоритм поэтапного выявление резервов совершенствования и повышения энергетической эффективности энергетического комплекса предприятий разных отраслей на основе структурного анализа полной энергоёмкости производства.

В таком виде типологические диаграммы могут быть успешно использованы для общей оценки энергоёмкости и её составляющих, интегральной оценки экологического влияния, зон взаимозаменяемости разных энергоносителей и выявления резервов повышения эффективности многостадийных теплотехнологических комплексов и энергопромышленных кластеров.

Согласно новому экологическому законодательству выделены энергоёмкие предприятия первой категории. Диссертантом на основании эколого-энергетической базы данных предприятий выполнено распределение отраслей в целях: «Энергоёмкость – эковлияние».

Предложен алгоритм выбора наиболее оптимальных векторов повышения экологической и энергетической эффективности за счёт выбора и реализации оптимальных векторов повышения экологической и энергетической эффективности для данной отраслевой группы предприятий, комплекса резервов энергосбережения и повышения энергетической (экологической) эффективености. Основные этапы и шаги алгоритма определения выбора приоритетов и параметров вектора повышения энергоэкологической эффективности (безотходности) даны для различных групп.

Резервы повышения эффективности в промышленных теплоэнергетических системах рассмотрены по уровням сложности теплоэнергетических систем, природе их резервов и путей реализации. Всё это осуществлено применительно к объектам Новолипецкого металлургического и Оскольского электрометаллургического комбинатов.

Отдельно рассмотрены различные резервы повышения энергоэффективности в коммунальных теплоэнергетических системах путём использования совокупности различных расчётных моделей и комплекса экспериментальных работ.

В результате установки систем учёта ресурсов и систем регулирования, проведения энергетических обследований, тепловизорного контроля ограждающих конструкций зданий, интеграции данных приборов учёта тепла в единую систему мониторинга энергоэффективности, анализа энергетических и финансовых балансов получены обобщённые аналитические данные о фактическом потреблении ресурсов коммунальным хозяйством городов.

На основе сокращения дисбаланса предложены пути различных реализаций резерва повышения эффективности систем теплоснабжения городов с выделением методов нейтрализации дисбалансов. Приведена для Южного округа Москвы динамика количества зданий с разными показателями удельной поставки тепла в течение отопительного сезона.

Для ряда крупных российских и зарубежных городов предложена номограмма анализа энергоёмкости систем электроснабжения городов с выделением квадранта имеющихся или перспективных энергоисточников для покрытия тепловых и электрических нагрузок.

Кроме наглядного представления энергоёмкости конечного потребления методика позволяет анализировать эффективность существующих энергоисточников, рассматривать эффективность вариантов их модернизации, то есть минимизировать полную энергоёмкость. Предложенный комплексный подход апробирован на примере программы новой генерации в Москве, развития теплоэнергетического комплекса ряда городов Московской области, реконструкции энергохозяйства Воркуты.

Оригинально рассмотрение особенностей развития городов с разной численностью населения с точки зрения взаимосвязи с эволюцией систем энергоснабжения. При этом динамика изменения плотности населения неоднозначна, что связано с разной моделью роста городов при разных климатических условиях.

После величины 40004100 градусо-суток выявлена отчётливая тенденция концентрации расселения в городах, обусловленная климатическими условиями и необходимостью сооружения централизованных систем жизнеобеспечения для обеспечения приемлемых условий жизни и работы населения и приведшая к нерешённости проблемы «электрификации всей страны, к заброшенности глубинки.

Найдена зависимость степени концентрации населения в зависимости от градусо-суток отопительного сезона. Введены параметры «порогов» роста эффективности городов и объяснена их природа: рост концентрации проживания, повышение компактности, широкое применение теплофикации.

Интересна диаграмма распределения городов-миллионников и столиц регионов России по градусо-суткам отопительного периода и численности населения, а также по удельному электропотреблению. Приведено и распределение регионов РФ в координатах «Удельный душевой расход топлива – удельная энергоёмкость ВРП».

Формализована задача определения резервов энергоэффективного развития региона через известный показатель энергоёмкости валового регионального продукта. Именно в этом контексте поставлена государственная задача – снизить энергоёмкость ВВП России (т.е., условно говоря, каждого из её регионов) на 40 % к 2020 году по сравнению с уровнем 2007 года. В общем виде основные пути снижения энергоёмкости ВРП определяются наличием энергетических ресурсов; объёмом потребления энергетического ресурса и производства резидентами региона; валовым выпуском, промежуточным потреблением.

Анализ действующих региональных целевых программ энергосбережения показывает их недостаточную проработанность. Автор в 2010 г. разработал «Алгоритм формирования региональных программ энергосбережения», который был выпущен под эгидой Всемирного банка для рекомендаций странам и регионам с различным уровнем социально-экономического развития.

Собранная обширная статистика позволила классифицировать примерами выбор векторов эффективности развития регионов, подразделяя «тёплые» регионы, центральные российские и крупные промышленные. Это дало возможность сравнить прогноз и факт сравнительной динамики мер по энергосбережению, ориентируясь на расход природного газа. Оценивается программа по энергосбережению в г. Москве в 2009–2013 гг. и прогноз на перспективу до 2020 г. Впечатляет наглядность сопряжения инфраструктур, экономики, воздействия на экосистемы.

Диссертационной работой поставлена и решена задача определения и реализации резервов энергосбережения разных типов в промышленных и коммунальных теплоэнергетических системах городов и регионов в тесной связи с промышленным и региональным развитием экономики. Ключевыми принципами нового методологического подхода являются сочетание микро- и макромоделей, статических и динамических характеристик, согласование расчётно-теоретических и экспериментальных данных.

В процессе проведения промышленных экспериментов и обследований ряда предприятий энергоёмких отраслей промышленности определены приоритеты использования различных резервов повышения энергетической эффективности, мер энерготехнологического комбинирования в промышленности. Выявлены механизмы эволюции и самоорганизации распределённых теплоэнергетических систем и кластеров в зависимости от климатических и других важнейших параметров и региональных особенностей.

Показано, что распределение городов по размеру (численности населения) и климатическим параметрам демонстрирует тенденцию централизации расселения как непосредственно по территориям, так и по макрорегионам РФ, превращение Москвы в монстра ценологически ошибочно, и структурно-топологическая динамика за 1991–2017 годы это подтверждает.

Результаты диссертации явились основой для составления «Алгоритма формирования региональных программ энергосбережения», выпущенного в 2010 г. под эгидой Всемирного банка.

Реализация предложенных принципов в комплексной целевой программе энергосбережения г. Москвы на 2009–2011 гг. и на перспективу до 2020 г. позволила при росте экономики города за 9 лет добиться существенного роста энергетической эффективности с сокращением суммарного расхода топлива на 12–13 %, снижения выбросов в атмосферу, снижения пиковых нагрузок, повышения надёжности и климатической устойчивости функционирования систем теплоэнергоснабжения мегаполиса.

Автором разработан комплекс стандартов и руководств. Методологический подход поэтапного выявления резервов повышения эффективности разного типа внесён в утверждённый Росстандартом РФ межотраслевой информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям «Повышение энергетической эффективности при осуществлении хозяйственной и(или) иной деятельности», разработанный под руководством автора в 2017 г.

Основное содержание диссертации изложено в четырёх монографиях и четырёх учебниках, а также в пятидесяти одной публикации в журналах, рекомендованных ВАК Минобразования РФ с отделением девяти статей в базе данных Scopus, Wos (плюс две статьи в журнале «Промышленная энергетика). Названы авторcкое свидетельство и патент РФ.

По диссертации имеются некоторые частые замечания и несколько, на мой взгляд, важных.

1. Для более точного анализа распределения отраслей в полях: «энергоёмкость Е» – «эковлияние W» необходимо было бы проранжировать по параметру численное значение электроёмкости приведенных затрат на объект. Это соответствовало бы глобальной постановке вопросов, решаемых диссертацией и совпало бы с публикациями по глобальному мировому сообществу и глобальному сообществу государств при их ранжировании по существенным параметрам.

2. Ранжирование целесообразно при рассмотрении столиц регионов РФ по градусо-суткам отопительного  периода и численности населения.

3. При рассмотрении «порогов» роста эффективности городов следовало бы сформулировать научную и экономическую проблему, касающуюся развития глубинки (пока 39 тыс. малых городов, деревень и поселений не имеют дорог с твёрдым покрытием) в части электроснабжения, теплообеспечения, интернета, образования и медицины.

Однако сделанные замечания не отрицают новизну защищённых положений, их обоснованность и практическую значимость, и в целом соответствие диссертации последним требованиям ВАК РФ.

Диссертация Гашо Е. Г., представленная на соискание учёной степени доктора наук, является законченной научно-квалификационной работой, в которой на основе выполненных автором исследований решена крупная научная проблема, имеющая важное социально-культурное и хозяйственное значение и заключающаяся в разработке методологии совершенствования функционирования и повышения эффективности промышленных и коммунальных теплотехнических систем, в методах и подходах, обеспечивающих решение важнейшей задачи энергосбережения в сопряжении с промышленным и региональным развитием экономики, а соискатель Гашо Евгений Геннадьевич заслуживает присуждения учёной степени доктора технических наук по специальности 05.14.04 – «Промышленная теплоэнергетика».

 

Доктор технических наук

профессор Научно-исследовательского университета «МЭИ»

Академик Российской экологической академии

внештатный научный сотрудник Института философии РАН

Б. И. Кудрин