Оценка и сравнение экономической эффективности внедрения современных видов освещения в быту

ОЦЕНКА И СРАВНЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ВИДОВ ОСВЕЩЕНИЯ В БЫТУ

Мишин Д.В., аспирант ФАОУ ДПО ГАСИС

Проведенное автором сравнение инновационных приборов освещения, люминесцентных светильников с лампами накаливания показало экономическое преимущество люминесцентных ламп на данном уровне развития промышленности и недостатки инновационных приборов освещения. Окупаемость люминесцентных ламп значительно выше, чем у светодиодных ламп. Даже самые современные инновационные светильники имеют средний срок окупаемости около 10 лет, что недопустимо долго.

Ключевые слова: лампа накаливания, светодиодная лампа, люминесцентная лампа, люминофор, энергосбережение, энергоэффективность, технологии, сравнение.

EVALUATION AND COMPARISON OF COST-EFFECTIVENESS OF INTRODUCING MODERN FORMS OF LIGHTING IN THE HOME

Mishin D., the post-graduate student, GASIS, FAOUDPO

Author compared innovative instrument lighting, fluorescent lighting with incandescent lamps. It showed an economic advantage of fluorescent lamps at a given level of industrial development and the shortcomings of innovative lighting devices. Recoupment fluorescent lamps is much higher than that of LED lamps. Even the most innovative lighting lamps have an average working period of about 10 years, which is unacceptable long time.

Keywords: bulb, LED lamp, fluorescent lamp phosphor, energy conservation, energy efficiency, technology and comparisons.

В последнее время все большую актуальность приобретает проблема рационального использования энергии. В Российской Федерации на данный момент внедрение энергосбережения регламентируется Федеральным законом N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации «. Одна из основных идей документа - повышение энергоэффективности во всех отраслях энергопотребления.

«Энергетическая эффективность - характеристики, отражающие отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов к затратам энергетических ресурсов, произведенным в целях получения такого эффекта, применительно к продукции, технологическому процессу, юридическому лицу, индивидуальному предпринимателю» [5].

Экономическая эффективность энергосбережения определяется как отношение разности между стоимостью сбереженной энергии и стоимостью мер по сбережению к нормативному сроку.

Стоимость внедрения энергосбережения благодаря прогрессу постепенно снижается. При этом потребность в энергии остается на стабильно высоком уровне. Как видно из табл. 1, цены на энергию растут значительными темпами. На фоне такого роста проблема неэффективного потребления энергии становится острее с каждым годом, а проведение мероприятий по повышению энергоэффективности становятся все более выгодными.

Как видно из табл. 2, потребление энергии населением составляет 11-12 % всего потребления энергии, поэтому внедрение энергосберегающих технологий в бытовой сфере - немаловажная задача.

Закон N 261-ФЗ вводит ограничение на использование ламп накаливания на территории Российской Федерации вплоть до полного их запрета в ближайшем будущем. На замену лампам накаливания предлагаются энергосберегающие люминесцентные и светодиодные лампы.

Люминесцентные лампы дают значительный прирост светового потока на единицу потребляемой мощности в сравнении с лам-

Таблица 1. Средняя цена приобретения электроэнергии [3].

Год 1995 2000 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Средняя цена приобретения электроэнергии за 1000 кВт х ч (на конец года; рублей, 1995 г. - тыс. руб.) 185 410 914 1016 1009 1284 1551 1539

Таблица 2. Электробаланс (миллиардов киловатт-часов) [2].

Годы 2005 2006 2007 2008 2009

Потреблено электроэнергии всего 940,7 980 1002,5 1022,8 977,2

в том числе добыча полезных ископаемых, обрабатывающие производства, производство и распределение электроэнергии,газа и воды 497,4 534,1 558,2 570 533,2

сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство (производственные нужды) 16,9 16,8 16,2 15,5 16,6

строительство 9,5 10,5 11,5 12,1 10,6

транспорт и связь 83,2 85,9 86,6 86,7 84

другие виды экономической деятельности 112,2 112,6 109,2 112,2 110,7

население 108,9 112,5 115,9 117,1 121,1

потери в электросетях 112,6 107,6 104,9 109,2 101

Таблица 3. Сравнение характеристик различных видов ламп

Тип ламп Световой поток, люмен Потребляемая мощность, Вт Срок службы, ч. Средняя стоимость, р-

Лампа накаливания 710 60 1000 11

Люминесцентная лампа 700 11 10000 140

Светодиодная лампа 720 10 50000 1600

Светодиодная лампа с люминофором 700 10 50000 650

5000

4500

4000

3500

3000

л

ю

о. > 2500

н “

га

” 2000 1500 1000 500 0

/

- - *

* У ' -

* - у /

у

втЧ‘тв у . - - - ш *

7* — т

-----Лампа

накаливания

— - Люминесцентная

лампа

- - - Светодиодная

лампа

Светодиодная

лампа

с люминофором

2500 5000 7500 10000 12500 15000 17500 20000

часов работы

Рис. 1. Затраты при эксплуатации ламп различных типов

пами накаливания, имеют средний срок службы. Главное преимущество таких ламп - относительно невысокая стоимость при значительном коэффициенте светоотдачи. В быту обычно используются компактные люминесцентные лампы под патрон Е27. Однако люминесцентные лампы из-за присутствия в них паров ртути требуют специальной процедуры утилизации. К сожалению, на данный момент такие лампы при использовании населением практически не утилизируются должным образом, а просто выбрасываются на свалки, что создает угрозу значительного загрязнения окружающей среды. За последние годы во многих регионах для наладки процесса утилизации таких ламп немало сделано [4]. Главная проблема здесь - низкая сознательность населения. Недостаточно пунктов сбора ртутьсодержащих ламп для утилизации.

Светодиодные лампы появились относительно недавно. Они характеризуются длительным сроком службы, низким энергопотреблением. Световая эффективность светодиодов достигает 120-150 лм/Вт. В отличие от люминесцентных ламп они экологически безопасны. Главный их недостаток - высокая стоимость. Частично этот

недостаток компенсируется в светодиодных лампах с люминофором. Благодаря тому, что диоды в этих лампах работают в узком участке спектра излучения, их эффективность увеличивается, а люминофор излучает уже в требуемом диапазоне, возбуждаясь под действием излучения светодиодов. Конечная эффективность изделия практически равна эффективности традиционных светодиодных ламп, однако за счет уменьшения количества дорогостоящих диодов значительно снижается цена изделия. Сравнение характеристик описанных типов ламп представлено в табл. 3.

Учитывая стоимость электроэнергии для населения в Москве в 2011 году 0,0038 руб/Вт*ч [1] и замену ламп по истечении среднего срока службы, мы получили следующие результаты анализа затрат (рис. 1).

Будем считать, что средняя продолжительность работы лампы в быту составляет 5,5 часов в день, или примерно 2000 часов в год. Как видно из таблицы 1, средняя стоимость электроэнергии повышается примерно на 10 % в год. Учитывая это, получим следующие результаты (рис. 2).

0 1 2 3 4 5 6 7

лет работы

Рис. 2. Затраты при эксплуатации ламп различных типов с учётом роста стоимости электроэнергии

1%

Лампы накаливания

Люминесцентные лампы

Дуговые ртутные лампы

Компактные люминесцентные лампы

Натриевые лампы

Галогенные лампы

Металогалогенные лампы

Рис. 3. Структура используемых в России источников света в 2008 году [4].

Сроки окупаемости современных ламп в сравнении с лампой накаливания определяются пересечением графиков, соответствующих современным лампам, с графиком для лампы накаливания.

Из рис. 2 видно, что окупаемость люминесцентной лампы около 3 месяцев, для классической светодиодной лампы около 3 лет, для светодиодной лампы с люминофором менее полутора лет.

Современные виды ламп дают значительный экономический эффект. Лучший результат показывает люминесцентная лампа.

Однако текущее положение с утилизацией данного вида ламп оставляет желать лучшего. Необходимы большие вложения в организацию процесса утилизации, что в конечном счете увеличит стоимость люминесцентных ламп.

Достаточно высокий результат у светодиодной лампы с люминофором. Срок окупаемости к лампе накаливания составляет чуть больше года. Учитывая отсутствие необходимости специальной процедуры утилизации, внедрение таких ламп в бытовое освещение выглядит достаточно перспективным.

Классическая светодиодная лампа требует высоких первоначальных затрат при практически том же уровне экономии энергии.

Внедрение таких ламп, возможно, будет перспективным при отработке технологии производства и снижении цены.

Из распределения используемых источников света (рис 3) видно, что люминесцентные и компактные люминесцентные лампы приобрели немалую популярность. Вследствие чего мы рекомендуем проводить замену ламп накаливания в несколько этапов.

На первом этапе производить замену ламп накаливания на люминесцентные и компактные люминесцентные лампы. Благодаря достаточно быстрой окупаемости этот этап не будет финансово обременительным. Главная задача при реализации этого этапа -наладить безопасную утилизацию ртутьсодержащих ламп. Второй

этап - замена оставшихся ламп накаливания и люминесцентных ламп на классические светодиодные лампы и светодиодные лампы с люминофором.

Второй этап целесообразно начинать через 3-4 года (0,6-0,8 срока службы люминесцентных ламп) после первого этапа. Как видно из рисунка 2, при текущем уровне технологии изготовления современных видов ламп, окупаемость светодиодной лампы с люминофором в сравнении с люминесцентной лампой наступает примерно через 10 лет. Но прогресс не стоит на месте. Скорее всего, этот срок значительно сократится за время проведения первого этапа перехода.

Подводя итог, еще раз отметим высокий потенциал энергосбережения в городах и в частности в сфере ЖКХ и муниципальных учреждениях. Реализация этого потенциала в минимальные сроки

- важная задача, в решении которой можно воспользоваться услугами специализированных организаций.

Литература:

1. Постановление Региональной энергетической комиссии г. Москвы №227 от 14.12.2010

2. Российский статистический ежегодник 2010 : статистический сборник /Росстат- М. , 2010. - 813 с.

3. Россия в цифрах 2011: Краткий статистический сборник / Росстат- М. , 2011. - 581 с.

4. Тимошин В.Н., Кочуров А.В. Утилизация энергосберегающих люминесцентных ртутьсодержащих ламп в Московском регионе // Энергосовет - № 6 (11) - 2010 г. - с. 41

5. Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации «