Управління енергоефективністю промислового підприємства

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.00.04 – економіка та управління підприємствами (за видами економічної діяльності). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. Дисертаційна робота присвячена актуальним проблемам теоретичних, методичних та практичних аспектів управління енергоефективністю промислового підприємства. В дисертації досліджено теоретичне підґрунтя, розглянуто різноманіття формулювань понять "енергоефективність", "енергозбереження", "енергетичний менеджмент", "управління енергоефективністю" та визначено використання їх у роботі. Узагальнено та систематизовано основні елементи та розвинуто теоретичний базис управління енергоефективністю підприємства. Запропоновано оцінювати енергоефективність підприємства за показником енергоємності, який являє собою відношення двох економічних величин: щорічних витрат на енергетичні ресурси до вартості виробленої продукції. Враховано, що управління енергоефективністю промислового підприємства базується на загальних принципах теорії управління, згідно якої система управління складається з двох підсистем - керуючої, яка управляє, і керованої, яка піддається управлінню і відчуває на собі дію (вплив) керуючої підсистеми. Акцентована увага на тому, що особливо важливим чинником впливу є завдання і умови сформульовані вищими ієрархічними рівнями управління енергоефективності. Встановлено, що завдання підвищення енергоефективності промислових підприємств української економіки вимагає створення відповідних умов на всіх рівнях управління. Такими рівнями є: державний, галузевий, регіональний та рівень підприємства. Встановлено, що концептуально рівні системи управління енергоефективністю можуть бути представлені у вигляді ієрархічної вертикалі із зворотними зав'язками. Проведений аналіз нормативно-правової бази у сфері енергоефективності та енергозбереження засвідчив, що на кожному етапі управління енергоефективністю для забезпечення процесу реалізації державної політики визначені конкретні завдання, при цьому характер завдань для кожного з рівнів має свою специфіку. Встановлено, що після першої світової енергетичної кризи промислово розвинуті країни приділили багато уваги вирішенню проблеми підвищення енергоефективності їхніх економік і набули значний досвід в цьому напрямку, що було відображено в міжнародному стандарті ISO 50001:2011 "Системи енергетичного менеджменту", що надалі був доповнено рядом покращуючих положень в стандарті ISO 50001:2018 "Системи енергетичного менеджменту. Вимоги та настанови щодо застосовування", в якому реалізовано управління за циклом постійного поліпшення PDCA. Цей стандарт повинен бути імплементован у нормативно-правові акти при реалізації "Енергетичної стратегії України до 2035 р.". На основі проведеного аналізу Законів України щодо енергозбереження, міжнародних та національних стандартів, методики енергоаудиту встановлена доцільність внесення доповнень з врахування мультиплікативного та синергетичного ефектів економії енергетичних ресурсів при модернізації енергоустаткування. Результати аналізу дозволили встановити взаємозв'язок рівня впровадження країнами стандарту ISO 50001 з показником енергоємності, а саме зниження його при поширеному впровадженні систем енергетичного менеджменту у промисловості, шо дозволило скоротити обсяги споживання енергії на одиницю продукції за період 2000 – 2017 рр. майже на 20%. Підвищення енергоефективності ВВП для України є особливо важливим напрямком розвитку економіки. Для підвищення енергоефективності необхідні значні інвестиції і для країни особливе значення має пошук внутрішніх інвестиційних джерел, для чого бажано мати інструментарій розрахунку прогнозного значення економії коштів на підприємстві від енергозбереження. Встановлено, що основними важелями покращення енергоефективності провідних країн були інвестиції та поліпшення управління. Значне підвищення енергоефективності може бути досягнуте за рахунок покращення управління енергоефективністю промислових підприємств; підвищення показника енергоефективності на промислових підприємствах, поліпшенням управління та впровадженням стандарту ISO 50001. Запропоновано та обґрунтовано доцільність використання в управлінні енергоефективністю промислового підприємства методу нейронних мереж для визначення показника енергоємності, який може бути використаний для оперативного надання інформації з прогнозної економії коштів за рахунок енергозбереження при багаторазових уточненнях в процесі визначення кінцевих значень показників виробництва на наступний рік, при формуванні енергетичної політики, створенні щорічних планів підвищення енергоефективності, планування інших показників виробництва, від яких залежить енергоефективність промислового підприємства. Розроблено методичний підхід визначення показника енергоємності підприємства за допомогою штучних нейронних мереж, із залученням методів експертних оцінок, апріорного ранжування та кореляційно-регресійного аналізу. Створена економіко - математична модель на базі багатошарового прямоспрямованого персептрону, синтезованого методом генетичного алгоритму. Виконано перевірка працездатності методичного підходу, а також його апробація за статистичними даними провідних харківських підприємств. В процесі апробації та аналізу її результатів зроблені висновки про необхідність: систематичного накопичення щорічних статистичних даних, як самого показника, так і чинників, що на нього впливають; аналізу розрахунків і встановлення коректності врахування даних; виявлення типових розбіжностей у трактовці того чи іншого чинника і введення відповідних корегувань; врахування особливостей підприємства; проведення за допомогою ШНМ досліджень з вибору раціональних значень виробничих показників – вхідних величин нейронної мережі, що впливають на показник енергоємності; дослідження по підвищенню точності і прогнозування за рахунок змін у структурі та виду нейронної мережі та інш. Такий широкий набір функцій і необхідність систематичного їх здійснення призвели до висновку про доцільність створення у структурі управління промислового підприємства підструктури, яка б включала фахівців здатних виконувати ці функції - групу інтелектуального енергоменеджмента (ІЕМ). Практичним результатом дисертаційної роботи, щодо врахування мультиплікативного та синергетичного ефектів є: по-перше, висновок про доцільність врахування цих ефектів при проведені внутрішнього енергоаудиту, для чого необхідно внести відповідні доповнення в його методику його проведення; по-друге, висновок про доцільність внесення у законодавчі та нормативно-правові акти доповнень, які стимулюють підприємства на пріоритетну модернізацію енергообладнання з мультиплікативним та синергетичним ефектом (як таку, що надає значну економію паливно-енергетичних ресурсів на державному рівні). Надані рекомендації з використання результатів роботи на різних ієрархічних рівнях управління енергоефективністю та у інших видах менеджменту промислового підприємства.Thesis for granting the Degree of Candidate of Economic Sciences in specialty 08.00.04 - economy and management of the enterprises (by types of economic activity). - National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2019. The thesis is devoted to actual problems of theoretical, methodical and practical aspects of management of energy efficiency of an industrial enterprise. In the dissertation the theoretical basis is investigated, a variety of formulations of concepts "energy efficiency", "energy saving", "energy management", "energy efficiency management" are considered and their use in work is determined. It is proposed to evaluate the energy efficiency of the enterprise by the indicator of energy intensity, which is the ratio of two economic values: the annual cost of energy resources to the cost of production. It is taken into account that the management of energy efficiency of an industrial enterprise is based on the general principles of the theory of control, according to which the control system consists of two subsystems - the managing one, and the controlled one, which is exposed to the control and has the effect (influence) of the control subsystem. Emphasis is placed on the fact that tasks and conditions formulated by higher hierarchical levels of energy efficiency management are a particularly important factor of influence. It is established that the task of improving the energy efficiency of industrial enterprises of the Ukrainian economy requires the creation of appropriate conditions at all levels of government. Such levels are: state, sectoral, regional and enterprise level. It has been established that conceptually levels of energy efficiency management systems can be represented as a hierarchical feedback loop. The conducted analysis of the regulatory framework in the field of energy efficiency and energy saving showed that at each stage of energy efficiency management specific tasks were defined for ensuring the process of implementation of state policy, with the nature of tasks for each of the levels having its own specificity. It was found that after the first world energy crisis, industrialized countries paid much attention to solving the problem of improving the energy efficiency of their economies and gained considerable experience in this direction, which was reflected in the international standard ISO 50001: 2011 "Energy Management Systems", which was further supplemented by a number of improving of the provisions in ISO 50001: 2018 "Energy management systems. Requirements and Guidelines for Implementation, "which implements PDCA Continuous Improvement Management. This standard should be implemented in the regulatory acts when implementing the "Energy Strategy of Ukraine to 2035". On the basis of the conducted analysis of the Laws of Ukraine on energy saving, international and national standards, the methodology of energy audit, it is established the expediency of introducing amendments to take into account the multiplicative and synergistic effects of saving energy resources in the modernization of energy equipment. The results of the analysis made it possible to correlate the level of ISO 50001 implementation by countries with the indicator of energy intensity, namely reducing it with the widespread introduction of energy management systems in industry, which allowed to reduce energy consumption per unit of production for the period 2000 - 2017 by almost 20%. Increasing GDP energy efficiency for Ukraine is a particularly important area of economic development. Significant investments are needed to improve energy efficiency, and the search for domestic investment sources is of particular importance for the country, for which it is desirable to have a toolkit for calculating the projected value of energy savings for the enterprise. It was found that the main levers for improving the energy efficiency of the leading countries were investment and improved governance. A significant increase in energy efficiency can be achieved by improving the management of energy efficiency of industrial enterprises; improving the energy efficiency of industrial enterprises, improving management and implementing the ISO 50001 standard. It is proposed and substantiated the feasibility of using the neural network method in the energy efficiency management of an industrial enterprise to determine the energy intensity index, which can be used for prompt provision of information on forecasted cost savings due to energy savings with multiple refinements in the process of determining the final values of the production form for the next year policies, setting up annual energy efficiency plans, planning other indicators production, on which the energy efficiency of an industrial enterprise depends. The methodical approach of determination of the index of energy intensity of the enterprise with the help of artificial neural networks (ANN), with the use of methods of expert estimations, a priori ranking and correlation-regression analysis is developed. An economic and mathematical model was created bas ed on a multilayer directional perceptron synthesized by the genetic algorithm method. The efficiency of the methodological approach was checked, as well as its testing according to the statistics of the leading Kharkiv enterprises. In the process of testing and analyzing its results, the conclusions were drawn about the need for: systematic accumulation of annual statistics, both the indicator itself and the factors that influence it; analysis of calculations and establishment of correctness of data accounting; identifying typical differences in the interpretation of a factor and making appropriate adjustments; taking into account the features of the enterprise; carrying out with the help of ANN research on the choice of rational values of production indicators - input values of the neural network that affect the indicator of energy intensity; studies on improving accuracy and forecasting due to changes in the structure and type of neural network, etc. Such a wide range of functions and the need for their systematic implementation led to the conclusion that it is advisable to create in the management structure of an industrial enterprise a structure that would include specialists capable of performing these functions - the Intelligent Energy Management Group (IEM). The practical result of the dissertation work on taking into account the multiplicative and synergistic effects is: first, the conclusion about the expediency of taking into account these effects when conducting an internal energy audit, for which it is necessary to make appropriate additions to its methodology of its conduct; secondly, the conclusion about the expediency of introducing into the legislative and regulatory acts the amendments that stimulate the enterprises to prioritize the modernization of power equipment with multiplicative and synergistic effect (as such, which provides significant savings of fuel and energy resources at the state level). Recommendations are given on the use of the results of work at different hierarchical levels of energy efficiency management and in other types of industrial enterprise management.