Энергоэффективные технологии как ядро нового технологического уклада в строительстве
К.
Н. ГуреевБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Гуреев
К.
Н.,
Казимирова
А.
С.,
Аввакумов
В.
А.,
Кафидов
Г.
А.,
Шайбакович
П.
А.,
Азнабаев
А.
А. Энергоэффективные технологии как ядро нового технологического уклада в строительстве // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – № 5 (май). – С.
76–80. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/14124.htm.
Аннотация. В статье раскрывается одна из важнейших причин мирового экономического кризиса – смена технологического уклада (неэффективные старые технологии заменяются эффективными новыми). Строительная отрасль в этом смысле не является исключением. Строительство будет являться несущей отраслью при смене технологических укладов, а энергоэффективные технологии – ядром технологического уклада. Далее показывается, как будет происходить замещение технологий на примере солнечных батарей с помощью экономического расчета. Предлагается математическая модель спроса на энергоэффективные технологии.
Ключевые слова:
энергоэффективность, экономические циклы, энергосбережение, новый технологический уклад, срок окупаемости энергоэффективных технологий, спрос на энергоэффективные технологии
Текст статьи
Гуреев Кирилл Николаевич,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», г. СанктПетербургKupujiji.94@mail.ru
КазимироваАлександра Сергеевна,студенткаинженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургaleksa_k9514@mail.ru
Аввакумов Виктор Анатольевич,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургavvakumovv@mail.ru
Кафидов Геннадий Александрович,студентинженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургgena.Kafidoff@yandex.ru
Шайбакович Павел Александрович,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургskaleto1911@mail.ru
Азнабаев АскарАзаматович,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургaskar.aznabaev@yandex.ru
Энергоэффективные технологии
как ядро нового технологического уклада в строительстве
Аннотация. В статье раскрывается одна из важнейших причин мирового экономического кризиса –смена технологического уклада (неэффективные старые технологии заменяются эффективными новыми). Строительная отрасль в этом смысле не является исключением. Строительство будет являться несущей отраслью присмене технологических укладов, а энергоэффективные технологии –ядром технологического уклада. Далее показывается,как будет происходить замещениетехнологий на примере солнечных батарейс помощью экономического расчета. Предлагается математическая модельспроса на энергоэффективные технологии.Ключевые слова: энергоэффективность, экономические циклы, энергосбережение, новый технологический уклад, срок окупаемости энергоэффективных технологий, спрос на энергоэффективные технологии.Раздел: (04) экономика.
Указом президента от 7 мая 2012 г.«О долгосрочной государственной экономической политике» [1] определены следующие целевые показатели социальноэкономического развития: создание и модернизация 25 млнвысокопроизводительных рабочих мест к 2020 г.;увеличение объёма инвестиций не менее чем до 25% внутреннего валового продукта к 2015 г. и до 2% –к 2018 г.;увеличение доли продукции высокотехнологичных и наукоёмких отраслей экономики в валовом внутреннем продукте к 2018 г.в 1,3 раза относительно уровня 2011 г.;увеличение производительности труда к 2018 г. в 1,5раза относительно уровня 2011г.;повышение позиции Российской Федерации в рейтинге Всемирного банка по условиям ведения бизнеса со 120й в 2011 г. до 50й–в 2015 г.и до 20й –в 2018 г. [2]Для достижения поставленной цели необходимо повышение среднегодовых темпов прироста ВВП до 6–7% [3].С другой стороны, уже сейчас видно, что начал реализовываться инерционный сценарий развития экономики с падением темпов роста до 2–3% в год(согласно прогнозным расчетам ИНП РАН, при инерционном сценарии динамика прироста ВВП в 2013 г.снизится до 3,3%, в 2014 г. –до 2,7%, в 2015 г. –до 2,2%)[4]).Таким образом, возникает вопрос:в чем причина замедления роста экономики?На самом деле причин этих немало. Одна из таких причин –структурный экономический кризис, который произошел в результате смены технологических укладов. Смысл данного понятия раскроем ниже.Долгосрочное техникоэкономическое развитие по своему содержанию представляет процесспоследовательного замещения крупных комплексов технологически сопряженных производств –технологических укладов[5]. Каждый такой уклад представляет собой целостное и устойчивое образование, в рамках которого осуществляется воспроизводственный цикл, включающий добычу и получение первичных ресурсов, все стадии их переработки и выпуск набора конечных продуктов, удовлетворяющих соответствующему типу общественного потребления[6]. Развитие технологического уклада носит нелинейный характер и может быть представлено в виде последовательности двух логистических кривых[7]. Первая криваяотражает эмбриональную фазу технологического уклада (здесь преобладают технологии старого технологического уклада), а втораяхарактеризует следующую фазу–устойчивого экономического роста (здесь новые технологии вытесняют старые). На рис.1 представлена схема технологических укладов.
Рис. 1. Схема технологических укладов [8]
Комплекс базисных совокупностей технологически сопряженных производств образует ядро технологического уклада. Технологические нововведения, определяющие формирование ядра технологического уклада и революционизирующие технологическую структуру экономики, получили название «ключевой фактор». Отрасли, интенсивно использующие ключевой фактор и играющие ведущуюроль в распространении нового технологического уклада, являются его несущими отраслями[9].Строительствов новом (шестом) технологическом укладе будет являться одной из несущих отраслей. Ядром для этой отрасли станут энергоэффективные технологии, которые вытеснят «традиционные технологии»в ближайшие годыввиду их большей эффективности и меньшей стоимости. Это будет происходитьвследствие повышения цен на энергоносители, понижения стоимости новых технологий, а также появленияеще более «прорывных»технологических решений. Компании, которые уже сейчас перейдут на энергоэффективные технологии, будут более конкурентоспособными, а соответственно,компании, которые этого не сделают, не выдержат конкуренции.Значительный вклад в изучение энергоэффективных технологий внесли следующие ученые: А.С. Горшков, С.В. Корниенко,С. А.Молодкин,М. Ч.Тамов.А.С. Горшков рассмотрелвопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий, лабораторные и натурные исследования долговечности (эксплуатационного срока службы) стеновой конструкции из автоклавного газобетона облицовочным слоем из силикатного кирпича, провел строительный анализ строительства зданий с нулевым потреблением энергии в Российской Федерации и зарубежных странах[10–12]. С. В. Корниенко оценил влияниекраевых зон ограждающих конструкций на теплозащиту и энергоэффективность зданий [13].С.А. Молодкинпроанализировал развитиеархитектуры энергоэффективных зданий, изучил научные основы проектирования и строительства энергоэффективных зданий, определил основные требования к формированию архитектуры энергоэффективных высотных жилых зданий, разработал научнообоснованные принципы формирования архитектуры энергоэффективных высотных жилых зданий [14].М.Ч.Тамовпредложил технологию пористокерамическихмелкоштучныхблоков плотностью 400–800 кг/м3, теплоизоляционных плит плотностью 150–300 кг/м3с повышенными теплозащитными и прочностными свойствами из слабоисредневспучивающихсялегкоплавких глин; разработал нормативы для проектирования и изготовления ограждающих конструкций с применением пористокерамических материалов и изделий плотностью 150–800 кг/м3; разработал технические условия производства крупноблочных керамзитобетонных элементов; получил энергоэффективныйпористокерамическийзаполнитель, которыйиспользуется в панельном домостроении в гг. РостовенаДону (ЗАО«ККПД», ЗАО «ЖБК»), Волгодонске (ЗАО «ККПД»), Сочи (ЗАО «ЖБК»), Армавире (АО «Домостроитель»). Изобильном(ЗАО «ККПД»), Невинномысске (СМУОАО «Азот») [15].Все они неоднократно показывали преимущества этих технологий над традиционными.Значительный вклад в изучение технологических укладов и экономических циклов внесли ученыеН. Д. Кондратьев,C. Ю. Глазьев.Н. Д. Кондратьев является основоположником теории больших экономических циклов. Он заметил, что в долгосрочной динамике некоторых экономических индикаторов наблюдается определенная циклическая регулярность, в ходе которой на смену фазам роста соответствующих показателей приходят фазы их относительного спада с характерным периодом этих долгосрочных колебаний порядка 50 лет[16]. Такие колебания были обозначены им как большие или длинные циклы, впоследствии названные Й. Шумпетером в честь российского ученого Кондратьевскимициклами. Многие исследователи стали называть их также длинными волнами, или Кондратьевским волнами, иногда Кволнами[17].C.Ю.Глазьев показал,как менялись технологические уклады на протяжении всей человеческой истории; что в каждом из укладов было ключевым фактором, а что –ядром. Определив начало будущего шестого технологического уклада, проделал тоже самое и для него[18].Таким образом, несмотря на большое количество исследований,посвященных темам энергоэффективности в строительстве и экономическим циклам, существует необходимость экономически обосновать целесообразность освоения данных технологий на примере одной из них, а также показать,как будет происходить вытеснение «старых»технологий «новыми»в строительстве. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:1.Рассчитать простые сроки окупаемости (без учета инфляции, дисконтирования, процента по кредиту–в случае использования заемных средств) одной из энергоэффективных технологий по годам, начиная с 2013 г.и заканчивая моментом, когда данная технология будет дешевле традиционной.2.Проследить зауменьшением срока окупаемости с течением времени.3.Предложить математическую модель изменения спроса на данную технологию.Расчеты будем проводить на примере солнечных батарей.Согласно прогнозу Министерства экономического развития,рост цен на электроэнергию в 2014–2016 гг. составит 12–15%[19]. Для расчета примем среднюю величину13,5%. Согласно [20], в среднем с 1998 по 2009 г.стоимость солнечных батарей в США сокращалась на 3% в год.Примем для расчета данную величину.Расходы на солнечную электростанцию КОМБИ MUST 1500/3 составят245300руб. Из них 30000 руб. –стоимость монтажа, оставшаяся сумма –стоимость оборудования:солнечная батареяFSM250 –6 шт;контроллерзарядаMorningstarTristarMPPT45 А–1 шт; герметичная необслуживаемая аккумуляторная батареяLeochDJM12200, 200 а*ч –6 шт; инвертор/зарядное устройствоMUSTEP3024, номинальная мощность 3000ватт.В среднем за весь год, учитывая «темный»зимний период,данная электростанция выдает около 120 кВт*ч в месяц. На данный моменттариф на электроэнергию в СанктПетербурге составляет 3,39 руб.за 1 кВт*ч. Годовую экономию энергии в денежном выражении сведем к следующей формуле:
Э=1,135*12*P*Ц(1),
где Э–годовая экономия (руб.), Р–средняя генерация энергии за месяц (кВт*ч), Ц–тарифна электроэнергию (руб. за кВт*ч).Ясно, что с каждым годом увеличивающаясяв геометрической прогрессии экономия энергии будет покрывать первоначальные расходы, которые в какойто момент полностью окупятся.На рис.2 показан график, иллюстрирующий экономический эффект от применения солнечной батареи. На нем же видно, что,если установить солнечную электростанцию в 2013 г.,срок окупаемости составит чуть более 16 лет.На рис. 3 показан график, иллюстрирующий экономический эффект от применения солнечной электростанции, если установить ее в 2016 г., учитывая удешевление технологии на 3% и рост тарифов на 13,5% ежегодно. Видно, что срок окупаемости сократится до чуть более 13 лет.На рис. 4 показан график, иллюстрирующий экономический эффект от применения солнечной электростанции, если установить ее в 2019 г., учитывая удешевление технологии на 3% и рост тарифов на 13,5% ежегодно. Видно, что срок окупаемости сократится до чуть более 10 лет. Рис. 2. Срок окупаемости с 2013 г.
Рис. 3. Срок окупаемости с 2016 г.
Рис. 4. Срок окупаемости с 2019 г.
Таким образом, очевидно, что, если установить данную электростанцию в 2022г.,срок окупаемости составит чуть более 7 лет, в 2025 г.–чуть более 4 лет, в 2028 г.–чуть более одного года, а в 2029 г.становится невыгодным использовать традиционные технологии получения электроэнергии. Рис. 5. Модель зависимости спроса от срока окупаемости
В данном случае закон спроса (при неизменности всех прочих параметров снижение цены ведет к соответствующему возрастанию величины спроса, и,напротив, при прочих равных условиях повышение цены ведет к соответствующему уменьшению величины спроса [21]) действует, но ясно, что на спрос будет влиять не только цена. Наосновании вышеизложенного имеет смысл предложить упрощенную математическую модель зависимости спроса (DDemand) на современные энергоэффективныетехнологии от срока окупаемости (PBP–Paybackperiod).На рис.5 представлена эта модель. Из него видно, что с уменьшением срока окупаемости будет увеличиваться спрос на энергоэффективные технологии. Так как уже было показано выше на примере солнечных батарей,срок окупаемости на данные технологии будет постоянно снижатьсяи,соответственно,будет повышаться спрос на них. В настоящей статье показана экономическая необходимость и целесообразность перехода с традиционных технологийна энергоэффективныена примересолнечных батарей. Продемонстрировано,как будет происходить замещение «старых»технологий «новыми». Для этого:1)рассчитаны сроки окупаемости солнечной электростанции по годам, начиная с 2013 г.и заканчивая моментом, когда данная технология будет дешевле традиционной;2)выявлено, что с течением времени срок окупаемости на данную технологию будет значительно уменьшаться;3)на основе вышеизложенных выводов предложена математическая модель изменения спроса на большинство энергоэффективных технологий, которая показывает, что с уменьшением срока окупаемости будет увеличиваться спрос на энергоэффективные технологии.
Ссылки на источники1.Указ от 7 мая 2012 г.«О долгосрочной государственной экономической политике» №596. 2.О целях, проблемах и мерах государственной политики развития и интеграции:науч.докл.РАН/подред. С.Ю. Глазьева. –М.,2013.3.ИвантерВ. В., КсенофонтовМ. Ю. Концепция конструктивного прогноза роста российской экономики в долгосрочной перспективе // Проблемы прогнозирования. –2012. –№6.4.Новая экономическая политика. Политика экономического роста: науч.докл. /под ред.акад.В.В.Ивантера. –М.,2013.5.Львов Д.С., Глазьев С.Ю. Теоретические и прикладные аспекты управления НТП//Экономика и математические методы. –1986. –№ 5; Глазьев С.Ю. Теория долгосрочного техникоэкономического развития. –М.: ВлаДар, 19936.Глазьев C.Ю.Стратегия опережающего развития России в условиях глобального кризиса. –М.: Экономика, 2010.Львов Д. С., Глазьев С. Ю., Фетисов Г. Г. Эволюция техникоэкономических систем: возможности и границы централизованного регулирования.–М.: Наука, 1992.8.Глазьев C.Ю. Стратегия опережающего развития России в условиях глобального кризиса.9.Глазьев C.Ю., Харитонов В.В. Нанотехнологии как ключевой фактор нового технологического уклада вэкономике –М.: Тровант,2009.10.Горшков А.С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерностроительный журнал.–2010. –№1. –С.9.11.КнатькоМ. В., ЕфименкоМ. Н., ГоршковА. С.К вопросу о долговечности и энергоэффективности современных ограждающих стеновых конструкций жилых, административных и производственных зданий// Инженерностроительный журнал. –2009. –№8. –С. 20–26.
12.Горшков А.С., Дерунов Д.В., Завгородний В.В. Технология и организация строительства здания с нулевым потреблением энергии// Строительсвоуникальных зданий и сооружений. –2013. –№3(8).–С. 12–23.
13.Корниенко С.В. Оценка влияния краевых зон ограждающих конструкций на теплозащиту и энергоэффективность зданий // Инженерностроительный журнал.–2011.–№8(26). –С.5–12.14.Молодкин С.А. Принципы формирования архитектуры энергоэффективных высотных жилых зданий. –URL:http://www.dissercat.com/content/printsipyformirovaniyaarkhitekturyenergoeffektivnykhvysotnykhzhilykhzdanii#ixzz31J5rzHqi.15.Тамов М.Ч. Энергоэффектвныепористокерамическиематериалы и изделия. –URL: http://www.dissercat.com/content/energoeffektivnyeporistokeramicheskiematerialyiizdeliya#ixzz31J9FwNiJ.16.Кондратьев Н. Д.Мировое хозяйство и его конъюнктура во время и послевойны. –Вологда: Областное отделение Государственного издательства, 1922. –Гл. 5. 17.Коротаев А. В., Гринин Л. Е. Кондратьевские волны в мирсистемной перспективе//Кондратьевские волны: аспекты и перспективы: ежегодник / отв. ред. А. А. Акаев, Р.С.Гринберг, Л. Е. Гринин, А. В. Коротаев, С. Ю. Малков. –Волгоград: Учитель,2012.–С.58–109.18.Глазьев C.Ю., Харитонов В.В. Указ. соч.19. Министерство экономического развития. Сценарные условия, основные параметры прогноза социальноэкономического развития Российской Федерации и предельные уровни цен (тарифов) на услуги компаний инфраструктурного сектора на 2014 г.и на плановый период 2015 и 2016 годов.–URL:http://www.economy.gov.ru/wps/wcm/connect/economylib4/mer/activity/sections/macro/prognoz/doc20130412_08.20.Galen Barbose, NaïmDarghouth, Ryan Wiser.Tracking the Sun III The Installed Cost of Photovoltaics in the U.S. from 1998–2009. –Berkeley: LBNL, 2010.21. Campbell R. McConnell, Stanley L. Brue Economics Principles,Problems,and Policies. –McGrawHill Higher Education,2013 –896 p.
Kirill Gureev,Student, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgKupujiji.94@mail.ruAlexandra Kazimirova,Student, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgaleksa_k9514@mail.ruViktor AvvakumovStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgavvakumovv@mail.ruGennady KafidovStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburggena.Kafidoff@yandex.ruPavel ShaybacovichStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgskaleto1911@mail.ruAskarAznabayevStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgaskar.aznabaev@yandexl.ruEnergy efficient technologies as the core of the new technological order in buildingAbstract. The authors reveal one of the major causes of the global economic crisis as the change of technological mode (new efficient technologies replace old inefficient ones). The construction industry is not an exception. Construction is the major the industry during the change of technological orders, and energyefficient technologies are the core of technological order. The authors with the help of economic calculation show the replacement of technologies on the example of solar batteries and suggest the mathematical model of energyefficient technologies demand.Key words: energy efficiency, business cycle, energy saving, new technological system, payback period of energyefficient technologies, demand for energyefficient technologies.References1.Ukazot 7 maja 2012 g. “O dolgosrochnojgosudarstvennojjekonomicheskojpolitike” № 596 (in Russiаn).2.Glaz'ev, S.Ju. (ed.) (2013) O celjah, problemahimerahgosudarstvennojpolitikirazvitijaiintegracii: nauch. dokl. RAN, Moscow (in Russiаn).3.Ivanter, V.V., Ksenofontov, M.Ju. (2012) “Koncepcijakonstruktivnogoprognozarostarossijskojjekonomiki v dolgosrochnoj perspective”, Problemyprognozirovanija, № 6 (in Russiаn).4.Ivanter, V. (2013) Novajajekonomicheskajapolitika. Politikajekonomicheskogorosta: nauch. dokl.,Moscow (in Russiаn).5.L'vov, D.S., Glaz'ev, S.Ju. (1986) “Teoreticheskieiprikladnyeaspektyupravlenija NTP”, Jekonomikaimatematicheskiemetody,№ 5; Glaz'ev, S.Ju. (1993) Teorijadolgosrochnogotehnikojekonomicheskogorazvitija, VlaDar, Moscow (in Russiаn).6.Glaz'ev, C.Ju. (2010) StrategijaoperezhajushhegorazvitijaRossii v uslovijahglobal'nogokrizisa, Jekonomika, Moscow (in Russiаn).7.L'vov, D.S., Glaz'ev, S.Ju.,Fetisov, G.G. (1992) Jevoljucijatehnikojekonomicheskihsistem: vozmozhnostiigranicycentralizovannogoregulirovanija, Nauka, Moscow (in Russiаn).8.Glaz'ev, C.Ju. (2010) StrategijaoperezhajushhegorazvitijaRossii v uslovijahglobal'nogokrizisa, Jekonomika, Moscow (in Russiаn).9.Glaz'ev, C.Ju.,Haritonov, V.V. (2009) Nanotehnologiikakkljuchevojfaktornovogotehnologicheskogouklada v jekonomike,Trovant, Moscow (in Russiаn).10.Gorshkov, A.S. (2010) “Jenergojeffektivnost' v stroitel'stve: voprosynormirovanijaimeryposnizhenijujenergopotreblenijazdanij”, Inzhenernostroitel'nyjzhurnal, № 1, p. 9 (in Russiаn).11.Knat'ko, M.V., Efimenko, M.N., Gorshkov, A.S. (2009) “K voprosu o dolgovechnostiijenergojeffektivnostisovremennyhograzhdajushhihstenovyhkonstrukcijzhilyh, administrativnyhiproizvodstvennyhzdanij”, Inzhenernostroitel'nyjzhurnal,№ 8, pp. 20–26 (in Russiаn).12.Gorshkov, A.S., Derunov, D.V., Zavgorodnij, V.V. (2013) “Tehnologijaiorganizacijastroitel'stvazdanija s nulevympotrebleniemjenergii”, Stroitel'svounikal'nyhzdanijisooruzhenij, № 3(8), pp. 12–23 (in Russiаn).13.Kornienko, S.V. (2011) “Ocenkavlijanijakraevyhzonograzhdajushhihkonstrukcijnateplozashhituijenergojeffektivnost' zdanij”, Inzhenernostroitel'nyjzhurnal, № 8(26), pp. 5–12 (in Russiаn).14.Molodkin, S.A. (2013) “Principyformirovanijaarhitekturyjenergojeffektivnyhvysotnyhzhilyhzdanij”. Available at: http://www.dissercat.com/content/printsipyformirovaniyaarkhitekturyenergoeffektivnykhvysotnykhzhilykhzdanii#ixzz31J5rzHqi(in Russiаn).15.Tamov, M.Ch. (2013) “Jenergojeffektvnyeporistokeramicheskiematerialyiizdelija”. Available at: http://www.dissercat.com/content/energoeffektivnyeporistokeramicheskiematerialyiizdeliya#ixzz31J9FwNiJ (in Russiаn).16.Kondrat'ev, N.D. (1922) Mirovoehozjajstvoi ego kon#junkturavovremjaiposlevojny, OblastnoeotdelenieGosudarstvennogoizdatel'stva, Vologda, gl. 5 (in Russiаn).17.Korotaev, A.V., Grinin, L.E. (2012) “Kondrat'evskievolny v mirsistemnoj perspective”, in Akaev, A.A., Grinberg, R. S., Grinin, L.E., Korotaev, A.V., Malkov, S.Ju. (eds.) Kondrat'evskievolny: aspektyiperspektivy: ezhegodnik,:Uchitel', Volgograd, pp. 58–109 (in Russiаn).18.Glaz'ev, C.Ju.,Haritonov, V.V. (2009) Op. cit.19.“Ministerstvojekonomicheskogorazvitija. Scenarnyeuslovija, osnovnyeparametryprognozasocial'nojekonomicheskogorazvitijaRossijskojFederaciiipredel'nyeurovnicen (tarifov) nauslugikompanijinfrastrukturnogosektorana 2014 g. inaplanovyj period 2015 i 2016 godov” (2013). Available at: http://www.economy.gov.ru/wps/wcm/connect/economylib4/mer/activity/sections/macro/prognoz/doc20130412_08(in Russiаn).20.Galen, Barbose, Naïm, Darghouth, Ryan, Wiser(2010)TrackingtheSunIIITheInstalledCostofPhotovoltaicsintheU.S.from1998–2009, LBNL, Berkeley, 21 p.; Campbell, R. McConnell, Stanley L. Brue (2013) Economics Principles,Problems,and Policies,McGrawHill Higher Education,896 p. (in English).Рекомендовано к публикации:Горевым П.М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»Утёмовым В.В., кандидатом педагогических наук
КазимироваАлександра Сергеевна,студенткаинженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургaleksa_k9514@mail.ru
Аввакумов Виктор Анатольевич,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургavvakumovv@mail.ru
Кафидов Геннадий Александрович,студентинженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургgena.Kafidoff@yandex.ru
Шайбакович Павел Александрович,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургskaleto1911@mail.ru
Азнабаев АскарАзаматович,студент инженерностроительного факультета ФГБОУ ВПО «СанктПетербургский государственный политехнический университет», СанктПетербургaskar.aznabaev@yandex.ru
Энергоэффективные технологии
как ядро нового технологического уклада в строительстве
Аннотация. В статье раскрывается одна из важнейших причин мирового экономического кризиса –смена технологического уклада (неэффективные старые технологии заменяются эффективными новыми). Строительная отрасль в этом смысле не является исключением. Строительство будет являться несущей отраслью присмене технологических укладов, а энергоэффективные технологии –ядром технологического уклада. Далее показывается,как будет происходить замещениетехнологий на примере солнечных батарейс помощью экономического расчета. Предлагается математическая модельспроса на энергоэффективные технологии.Ключевые слова: энергоэффективность, экономические циклы, энергосбережение, новый технологический уклад, срок окупаемости энергоэффективных технологий, спрос на энергоэффективные технологии.Раздел: (04) экономика.
Указом президента от 7 мая 2012 г.«О долгосрочной государственной экономической политике» [1] определены следующие целевые показатели социальноэкономического развития: создание и модернизация 25 млнвысокопроизводительных рабочих мест к 2020 г.;увеличение объёма инвестиций не менее чем до 25% внутреннего валового продукта к 2015 г. и до 2% –к 2018 г.;увеличение доли продукции высокотехнологичных и наукоёмких отраслей экономики в валовом внутреннем продукте к 2018 г.в 1,3 раза относительно уровня 2011 г.;увеличение производительности труда к 2018 г. в 1,5раза относительно уровня 2011г.;повышение позиции Российской Федерации в рейтинге Всемирного банка по условиям ведения бизнеса со 120й в 2011 г. до 50й–в 2015 г.и до 20й –в 2018 г. [2]Для достижения поставленной цели необходимо повышение среднегодовых темпов прироста ВВП до 6–7% [3].С другой стороны, уже сейчас видно, что начал реализовываться инерционный сценарий развития экономики с падением темпов роста до 2–3% в год(согласно прогнозным расчетам ИНП РАН, при инерционном сценарии динамика прироста ВВП в 2013 г.снизится до 3,3%, в 2014 г. –до 2,7%, в 2015 г. –до 2,2%)[4]).Таким образом, возникает вопрос:в чем причина замедления роста экономики?На самом деле причин этих немало. Одна из таких причин –структурный экономический кризис, который произошел в результате смены технологических укладов. Смысл данного понятия раскроем ниже.Долгосрочное техникоэкономическое развитие по своему содержанию представляет процесспоследовательного замещения крупных комплексов технологически сопряженных производств –технологических укладов[5]. Каждый такой уклад представляет собой целостное и устойчивое образование, в рамках которого осуществляется воспроизводственный цикл, включающий добычу и получение первичных ресурсов, все стадии их переработки и выпуск набора конечных продуктов, удовлетворяющих соответствующему типу общественного потребления[6]. Развитие технологического уклада носит нелинейный характер и может быть представлено в виде последовательности двух логистических кривых[7]. Первая криваяотражает эмбриональную фазу технологического уклада (здесь преобладают технологии старого технологического уклада), а втораяхарактеризует следующую фазу–устойчивого экономического роста (здесь новые технологии вытесняют старые). На рис.1 представлена схема технологических укладов.
Рис. 1. Схема технологических укладов [8]
Комплекс базисных совокупностей технологически сопряженных производств образует ядро технологического уклада. Технологические нововведения, определяющие формирование ядра технологического уклада и революционизирующие технологическую структуру экономики, получили название «ключевой фактор». Отрасли, интенсивно использующие ключевой фактор и играющие ведущуюроль в распространении нового технологического уклада, являются его несущими отраслями[9].Строительствов новом (шестом) технологическом укладе будет являться одной из несущих отраслей. Ядром для этой отрасли станут энергоэффективные технологии, которые вытеснят «традиционные технологии»в ближайшие годыввиду их большей эффективности и меньшей стоимости. Это будет происходитьвследствие повышения цен на энергоносители, понижения стоимости новых технологий, а также появленияеще более «прорывных»технологических решений. Компании, которые уже сейчас перейдут на энергоэффективные технологии, будут более конкурентоспособными, а соответственно,компании, которые этого не сделают, не выдержат конкуренции.Значительный вклад в изучение энергоэффективных технологий внесли следующие ученые: А.С. Горшков, С.В. Корниенко,С. А.Молодкин,М. Ч.Тамов.А.С. Горшков рассмотрелвопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий, лабораторные и натурные исследования долговечности (эксплуатационного срока службы) стеновой конструкции из автоклавного газобетона облицовочным слоем из силикатного кирпича, провел строительный анализ строительства зданий с нулевым потреблением энергии в Российской Федерации и зарубежных странах[10–12]. С. В. Корниенко оценил влияниекраевых зон ограждающих конструкций на теплозащиту и энергоэффективность зданий [13].С.А. Молодкинпроанализировал развитиеархитектуры энергоэффективных зданий, изучил научные основы проектирования и строительства энергоэффективных зданий, определил основные требования к формированию архитектуры энергоэффективных высотных жилых зданий, разработал научнообоснованные принципы формирования архитектуры энергоэффективных высотных жилых зданий [14].М.Ч.Тамовпредложил технологию пористокерамическихмелкоштучныхблоков плотностью 400–800 кг/м3, теплоизоляционных плит плотностью 150–300 кг/м3с повышенными теплозащитными и прочностными свойствами из слабоисредневспучивающихсялегкоплавких глин; разработал нормативы для проектирования и изготовления ограждающих конструкций с применением пористокерамических материалов и изделий плотностью 150–800 кг/м3; разработал технические условия производства крупноблочных керамзитобетонных элементов; получил энергоэффективныйпористокерамическийзаполнитель, которыйиспользуется в панельном домостроении в гг. РостовенаДону (ЗАО«ККПД», ЗАО «ЖБК»), Волгодонске (ЗАО «ККПД»), Сочи (ЗАО «ЖБК»), Армавире (АО «Домостроитель»). Изобильном(ЗАО «ККПД»), Невинномысске (СМУОАО «Азот») [15].Все они неоднократно показывали преимущества этих технологий над традиционными.Значительный вклад в изучение технологических укладов и экономических циклов внесли ученыеН. Д. Кондратьев,C. Ю. Глазьев.Н. Д. Кондратьев является основоположником теории больших экономических циклов. Он заметил, что в долгосрочной динамике некоторых экономических индикаторов наблюдается определенная циклическая регулярность, в ходе которой на смену фазам роста соответствующих показателей приходят фазы их относительного спада с характерным периодом этих долгосрочных колебаний порядка 50 лет[16]. Такие колебания были обозначены им как большие или длинные циклы, впоследствии названные Й. Шумпетером в честь российского ученого Кондратьевскимициклами. Многие исследователи стали называть их также длинными волнами, или Кондратьевским волнами, иногда Кволнами[17].C.Ю.Глазьев показал,как менялись технологические уклады на протяжении всей человеческой истории; что в каждом из укладов было ключевым фактором, а что –ядром. Определив начало будущего шестого технологического уклада, проделал тоже самое и для него[18].Таким образом, несмотря на большое количество исследований,посвященных темам энергоэффективности в строительстве и экономическим циклам, существует необходимость экономически обосновать целесообразность освоения данных технологий на примере одной из них, а также показать,как будет происходить вытеснение «старых»технологий «новыми»в строительстве. Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:1.Рассчитать простые сроки окупаемости (без учета инфляции, дисконтирования, процента по кредиту–в случае использования заемных средств) одной из энергоэффективных технологий по годам, начиная с 2013 г.и заканчивая моментом, когда данная технология будет дешевле традиционной.2.Проследить зауменьшением срока окупаемости с течением времени.3.Предложить математическую модель изменения спроса на данную технологию.Расчеты будем проводить на примере солнечных батарей.Согласно прогнозу Министерства экономического развития,рост цен на электроэнергию в 2014–2016 гг. составит 12–15%[19]. Для расчета примем среднюю величину13,5%. Согласно [20], в среднем с 1998 по 2009 г.стоимость солнечных батарей в США сокращалась на 3% в год.Примем для расчета данную величину.Расходы на солнечную электростанцию КОМБИ MUST 1500/3 составят245300руб. Из них 30000 руб. –стоимость монтажа, оставшаяся сумма –стоимость оборудования:солнечная батареяFSM250 –6 шт;контроллерзарядаMorningstarTristarMPPT45 А–1 шт; герметичная необслуживаемая аккумуляторная батареяLeochDJM12200, 200 а*ч –6 шт; инвертор/зарядное устройствоMUSTEP3024, номинальная мощность 3000ватт.В среднем за весь год, учитывая «темный»зимний период,данная электростанция выдает около 120 кВт*ч в месяц. На данный моменттариф на электроэнергию в СанктПетербурге составляет 3,39 руб.за 1 кВт*ч. Годовую экономию энергии в денежном выражении сведем к следующей формуле:
Э=1,135*12*P*Ц(1),
где Э–годовая экономия (руб.), Р–средняя генерация энергии за месяц (кВт*ч), Ц–тарифна электроэнергию (руб. за кВт*ч).Ясно, что с каждым годом увеличивающаясяв геометрической прогрессии экономия энергии будет покрывать первоначальные расходы, которые в какойто момент полностью окупятся.На рис.2 показан график, иллюстрирующий экономический эффект от применения солнечной батареи. На нем же видно, что,если установить солнечную электростанцию в 2013 г.,срок окупаемости составит чуть более 16 лет.На рис. 3 показан график, иллюстрирующий экономический эффект от применения солнечной электростанции, если установить ее в 2016 г., учитывая удешевление технологии на 3% и рост тарифов на 13,5% ежегодно. Видно, что срок окупаемости сократится до чуть более 13 лет.На рис. 4 показан график, иллюстрирующий экономический эффект от применения солнечной электростанции, если установить ее в 2019 г., учитывая удешевление технологии на 3% и рост тарифов на 13,5% ежегодно. Видно, что срок окупаемости сократится до чуть более 10 лет. Рис. 2. Срок окупаемости с 2013 г.
Рис. 3. Срок окупаемости с 2016 г.
Рис. 4. Срок окупаемости с 2019 г.
Таким образом, очевидно, что, если установить данную электростанцию в 2022г.,срок окупаемости составит чуть более 7 лет, в 2025 г.–чуть более 4 лет, в 2028 г.–чуть более одного года, а в 2029 г.становится невыгодным использовать традиционные технологии получения электроэнергии. Рис. 5. Модель зависимости спроса от срока окупаемости
В данном случае закон спроса (при неизменности всех прочих параметров снижение цены ведет к соответствующему возрастанию величины спроса, и,напротив, при прочих равных условиях повышение цены ведет к соответствующему уменьшению величины спроса [21]) действует, но ясно, что на спрос будет влиять не только цена. Наосновании вышеизложенного имеет смысл предложить упрощенную математическую модель зависимости спроса (DDemand) на современные энергоэффективныетехнологии от срока окупаемости (PBP–Paybackperiod).На рис.5 представлена эта модель. Из него видно, что с уменьшением срока окупаемости будет увеличиваться спрос на энергоэффективные технологии. Так как уже было показано выше на примере солнечных батарей,срок окупаемости на данные технологии будет постоянно снижатьсяи,соответственно,будет повышаться спрос на них. В настоящей статье показана экономическая необходимость и целесообразность перехода с традиционных технологийна энергоэффективныена примересолнечных батарей. Продемонстрировано,как будет происходить замещение «старых»технологий «новыми». Для этого:1)рассчитаны сроки окупаемости солнечной электростанции по годам, начиная с 2013 г.и заканчивая моментом, когда данная технология будет дешевле традиционной;2)выявлено, что с течением времени срок окупаемости на данную технологию будет значительно уменьшаться;3)на основе вышеизложенных выводов предложена математическая модель изменения спроса на большинство энергоэффективных технологий, которая показывает, что с уменьшением срока окупаемости будет увеличиваться спрос на энергоэффективные технологии.
Ссылки на источники1.Указ от 7 мая 2012 г.«О долгосрочной государственной экономической политике» №596. 2.О целях, проблемах и мерах государственной политики развития и интеграции:науч.докл.РАН/подред. С.Ю. Глазьева. –М.,2013.3.ИвантерВ. В., КсенофонтовМ. Ю. Концепция конструктивного прогноза роста российской экономики в долгосрочной перспективе // Проблемы прогнозирования. –2012. –№6.4.Новая экономическая политика. Политика экономического роста: науч.докл. /под ред.акад.В.В.Ивантера. –М.,2013.5.Львов Д.С., Глазьев С.Ю. Теоретические и прикладные аспекты управления НТП//Экономика и математические методы. –1986. –№ 5; Глазьев С.Ю. Теория долгосрочного техникоэкономического развития. –М.: ВлаДар, 19936.Глазьев C.Ю.Стратегия опережающего развития России в условиях глобального кризиса. –М.: Экономика, 2010.Львов Д. С., Глазьев С. Ю., Фетисов Г. Г. Эволюция техникоэкономических систем: возможности и границы централизованного регулирования.–М.: Наука, 1992.8.Глазьев C.Ю. Стратегия опережающего развития России в условиях глобального кризиса.9.Глазьев C.Ю., Харитонов В.В. Нанотехнологии как ключевой фактор нового технологического уклада вэкономике –М.: Тровант,2009.10.Горшков А.С. Энергоэффективность в строительстве: вопросы нормирования и меры по снижению энергопотребления зданий // Инженерностроительный журнал.–2010. –№1. –С.9.11.КнатькоМ. В., ЕфименкоМ. Н., ГоршковА. С.К вопросу о долговечности и энергоэффективности современных ограждающих стеновых конструкций жилых, административных и производственных зданий// Инженерностроительный журнал. –2009. –№8. –С. 20–26.
12.Горшков А.С., Дерунов Д.В., Завгородний В.В. Технология и организация строительства здания с нулевым потреблением энергии// Строительсвоуникальных зданий и сооружений. –2013. –№3(8).–С. 12–23.
13.Корниенко С.В. Оценка влияния краевых зон ограждающих конструкций на теплозащиту и энергоэффективность зданий // Инженерностроительный журнал.–2011.–№8(26). –С.5–12.14.Молодкин С.А. Принципы формирования архитектуры энергоэффективных высотных жилых зданий. –URL:http://www.dissercat.com/content/printsipyformirovaniyaarkhitekturyenergoeffektivnykhvysotnykhzhilykhzdanii#ixzz31J5rzHqi.15.Тамов М.Ч. Энергоэффектвныепористокерамическиематериалы и изделия. –URL: http://www.dissercat.com/content/energoeffektivnyeporistokeramicheskiematerialyiizdeliya#ixzz31J9FwNiJ.16.Кондратьев Н. Д.Мировое хозяйство и его конъюнктура во время и послевойны. –Вологда: Областное отделение Государственного издательства, 1922. –Гл. 5. 17.Коротаев А. В., Гринин Л. Е. Кондратьевские волны в мирсистемной перспективе//Кондратьевские волны: аспекты и перспективы: ежегодник / отв. ред. А. А. Акаев, Р.С.Гринберг, Л. Е. Гринин, А. В. Коротаев, С. Ю. Малков. –Волгоград: Учитель,2012.–С.58–109.18.Глазьев C.Ю., Харитонов В.В. Указ. соч.19. Министерство экономического развития. Сценарные условия, основные параметры прогноза социальноэкономического развития Российской Федерации и предельные уровни цен (тарифов) на услуги компаний инфраструктурного сектора на 2014 г.и на плановый период 2015 и 2016 годов.–URL:http://www.economy.gov.ru/wps/wcm/connect/economylib4/mer/activity/sections/macro/prognoz/doc20130412_08.20.Galen Barbose, NaïmDarghouth, Ryan Wiser.Tracking the Sun III The Installed Cost of Photovoltaics in the U.S. from 1998–2009. –Berkeley: LBNL, 2010.21. Campbell R. McConnell, Stanley L. Brue Economics Principles,Problems,and Policies. –McGrawHill Higher Education,2013 –896 p.
Kirill Gureev,Student, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgKupujiji.94@mail.ruAlexandra Kazimirova,Student, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgaleksa_k9514@mail.ruViktor AvvakumovStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgavvakumovv@mail.ruGennady KafidovStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburggena.Kafidoff@yandex.ruPavel ShaybacovichStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgskaleto1911@mail.ruAskarAznabayevStudent, St. Petersburg State Polytechnical University, SaintPetersburgaskar.aznabaev@yandexl.ruEnergy efficient technologies as the core of the new technological order in buildingAbstract. The authors reveal one of the major causes of the global economic crisis as the change of technological mode (new efficient technologies replace old inefficient ones). The construction industry is not an exception. Construction is the major the industry during the change of technological orders, and energyefficient technologies are the core of technological order. The authors with the help of economic calculation show the replacement of technologies on the example of solar batteries and suggest the mathematical model of energyefficient technologies demand.Key words: energy efficiency, business cycle, energy saving, new technological system, payback period of energyefficient technologies, demand for energyefficient technologies.References1.Ukazot 7 maja 2012 g. “O dolgosrochnojgosudarstvennojjekonomicheskojpolitike” № 596 (in Russiаn).2.Glaz'ev, S.Ju. (ed.) (2013) O celjah, problemahimerahgosudarstvennojpolitikirazvitijaiintegracii: nauch. dokl. RAN, Moscow (in Russiаn).3.Ivanter, V.V., Ksenofontov, M.Ju. (2012) “Koncepcijakonstruktivnogoprognozarostarossijskojjekonomiki v dolgosrochnoj perspective”, Problemyprognozirovanija, № 6 (in Russiаn).4.Ivanter, V. (2013) Novajajekonomicheskajapolitika. Politikajekonomicheskogorosta: nauch. dokl.,Moscow (in Russiаn).5.L'vov, D.S., Glaz'ev, S.Ju. (1986) “Teoreticheskieiprikladnyeaspektyupravlenija NTP”, Jekonomikaimatematicheskiemetody,№ 5; Glaz'ev, S.Ju. (1993) Teorijadolgosrochnogotehnikojekonomicheskogorazvitija, VlaDar, Moscow (in Russiаn).6.Glaz'ev, C.Ju. (2010) StrategijaoperezhajushhegorazvitijaRossii v uslovijahglobal'nogokrizisa, Jekonomika, Moscow (in Russiаn).7.L'vov, D.S., Glaz'ev, S.Ju.,Fetisov, G.G. (1992) Jevoljucijatehnikojekonomicheskihsistem: vozmozhnostiigranicycentralizovannogoregulirovanija, Nauka, Moscow (in Russiаn).8.Glaz'ev, C.Ju. (2010) StrategijaoperezhajushhegorazvitijaRossii v uslovijahglobal'nogokrizisa, Jekonomika, Moscow (in Russiаn).9.Glaz'ev, C.Ju.,Haritonov, V.V. (2009) Nanotehnologiikakkljuchevojfaktornovogotehnologicheskogouklada v jekonomike,Trovant, Moscow (in Russiаn).10.Gorshkov, A.S. (2010) “Jenergojeffektivnost' v stroitel'stve: voprosynormirovanijaimeryposnizhenijujenergopotreblenijazdanij”, Inzhenernostroitel'nyjzhurnal, № 1, p. 9 (in Russiаn).11.Knat'ko, M.V., Efimenko, M.N., Gorshkov, A.S. (2009) “K voprosu o dolgovechnostiijenergojeffektivnostisovremennyhograzhdajushhihstenovyhkonstrukcijzhilyh, administrativnyhiproizvodstvennyhzdanij”, Inzhenernostroitel'nyjzhurnal,№ 8, pp. 20–26 (in Russiаn).12.Gorshkov, A.S., Derunov, D.V., Zavgorodnij, V.V. (2013) “Tehnologijaiorganizacijastroitel'stvazdanija s nulevympotrebleniemjenergii”, Stroitel'svounikal'nyhzdanijisooruzhenij, № 3(8), pp. 12–23 (in Russiаn).13.Kornienko, S.V. (2011) “Ocenkavlijanijakraevyhzonograzhdajushhihkonstrukcijnateplozashhituijenergojeffektivnost' zdanij”, Inzhenernostroitel'nyjzhurnal, № 8(26), pp. 5–12 (in Russiаn).14.Molodkin, S.A. (2013) “Principyformirovanijaarhitekturyjenergojeffektivnyhvysotnyhzhilyhzdanij”. Available at: http://www.dissercat.com/content/printsipyformirovaniyaarkhitekturyenergoeffektivnykhvysotnykhzhilykhzdanii#ixzz31J5rzHqi(in Russiаn).15.Tamov, M.Ch. (2013) “Jenergojeffektvnyeporistokeramicheskiematerialyiizdelija”. Available at: http://www.dissercat.com/content/energoeffektivnyeporistokeramicheskiematerialyiizdeliya#ixzz31J9FwNiJ (in Russiаn).16.Kondrat'ev, N.D. (1922) Mirovoehozjajstvoi ego kon#junkturavovremjaiposlevojny, OblastnoeotdelenieGosudarstvennogoizdatel'stva, Vologda, gl. 5 (in Russiаn).17.Korotaev, A.V., Grinin, L.E. (2012) “Kondrat'evskievolny v mirsistemnoj perspective”, in Akaev, A.A., Grinberg, R. S., Grinin, L.E., Korotaev, A.V., Malkov, S.Ju. (eds.) Kondrat'evskievolny: aspektyiperspektivy: ezhegodnik,:Uchitel', Volgograd, pp. 58–109 (in Russiаn).18.Glaz'ev, C.Ju.,Haritonov, V.V. (2009) Op. cit.19.“Ministerstvojekonomicheskogorazvitija. Scenarnyeuslovija, osnovnyeparametryprognozasocial'nojekonomicheskogorazvitijaRossijskojFederaciiipredel'nyeurovnicen (tarifov) nauslugikompanijinfrastrukturnogosektorana 2014 g. inaplanovyj period 2015 i 2016 godov” (2013). Available at: http://www.economy.gov.ru/wps/wcm/connect/economylib4/mer/activity/sections/macro/prognoz/doc20130412_08(in Russiаn).20.Galen, Barbose, Naïm, Darghouth, Ryan, Wiser(2010)TrackingtheSunIIITheInstalledCostofPhotovoltaicsintheU.S.from1998–2009, LBNL, Berkeley, 21 p.; Campbell, R. McConnell, Stanley L. Brue (2013) Economics Principles,Problems,and Policies,McGrawHill Higher Education,896 p. (in English).Рекомендовано к публикации:Горевым П.М., кандидатом педагогических наук, главным редактором журнала «Концепт»Утёмовым В.В., кандидатом педагогических наук
