ГОСТ Р ИСО 13601-2011 Системы технические энергетические. Структура анализа. Отрасли энергоснабжения и энергопотребления.
ГОСТ Р ИСО 13601-2011
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ
Структура анализа. Отрасли энергоснабжения и энергопотребления
Technical energy systems. Structure for analysis. Energyware supply and demand sectors
ОКС 27.010
Дата введения 2012-07-01
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Некоммерческим партнерством "Инновации в электроэнергетике" (НП "ИНВЭЛ"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ФГУП "ВНИИНМАШ") на основе аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 39 "Энергосбережение, энергетическая эффективность, энергоменеджмент"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 сентября 2011 г. N 343-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 13601:1998* "Системы технические энергетические. Структура анализа. Отрасли энергоснабжения и энергопотребления" (ISO 13601:1998 "Technical energy systems - Structure for analysis - Energyware supply and demand sectors")
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
Международные стандарты серии ИСО 13600 предназначены для определения, описания, анализа и сравнения технических энергетических систем на микро- и макроуровнях.
Использование этих стандартов обеспечивает объективную основу для рассмотрения вопроса выбора вида энергии в техническом, экономическом, экологическом и социальном аспектах и помогает таким образом прийти к соглашению и принять соответствующее решение.
1 Область применения
Настоящий стандарт определяет структуру, которая будет использоваться для описания и анализа технических энергетических систем, подсекторов поставки и потребления энергопродукта, а также модель структуры для каждого подсектора. Настоящий стандарт приводит набор стандартизованных модулей, в соответствии с которыми все данные должны быть систематизированы и представлены.
Структура для описания и анализа технических энергетических систем служит для тех же целей в изучении технических энергетических систем, что и расчетный кодовый план в бухгалтерском учете. Она аналогична структуре официальной международной статистики (ISIC), используемой для облегчения применения данных.
Использование настоящей структуры облегчает сравнение результатов исследования технических энергетических систем и позволяет использовать частные результаты одного исследования в другом.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий международный стандарт:
ИСО 13600:1997 Системы технические энергетические. Основные понятия (ISO 13600:1997 Technical energy systems - Basic concepts)
3 Структура энергоснабжения и потребления
3.1 Основные положения
В соответствии с ИСО 13600 техносфера делится на два сектора: сектор поставки (далее - энергопоставляющий сектор) и сектор потребления (далее - энергопотребляющий сектор) энергопродукта. Дальнейшее деление на подсекторы показано на рисунке 1, а также в приложении А.
Примечание - Линии от подсектора "Транспортная инфраструктура" к другим подсекторам символизируют ресурсы, расходуемые в подсекторе "Транспортная инфраструктура" и должны быть учтены в каждом из других секторов как накладные расходы.
Рисунок 1 - Подсекторы секторов энергоснабжения и энергопотребления, разделенные согласно экономической деятельности
Техническая энергетическая система может пересекать многочисленные подотрасли (см. приложение В). При описании такая система должна подразделяться по подсекторам в соответствии с подотраслями. Каждая часть такой технической энергетической системы, разделяясь на более мелкие подсекторы, должна быть объединена и представлена отдельно перед переходом к окончательному общему объединению.
Техническая энергетическая система обычно содержит большое число взаимодействующих компонентов (см. рисунок 2).
Рисунок 2 - Взаимосвязь между техническими энергетическими системами, структурной моделью и взаимосвязанными подсекторами. Последовательное объединение
Действующая структура взаимодействующих компонентов должна упрощаться последовательным объединением в стандартизированные модельные ячейки, которые вместе определяют модельную структуру подсектора. Результатом дальнейшего объединения этих модельных ячеек является подсекторная объединенная ячейка.
Главным входом в модельную ячейку является или природный ресурс, или выход из предыдущей модельной ячейки. Каждая модельная ячейка также имеет входы вспомогательных материалов, включая энергопродукты и услуги. Другие входы представляют собой основной капитал, т.е. средства производства, строительные материалы, инвестиционные товары, труд и землю.
Земельные площади, занимаемые строениями или покрытые дорожными покрытиями (асфальтовыми или аналогичными), должны рассматриваться как включенные в техносферу. Остальные земельные площади должны рассматриваться как природные. Во многих случаях такая земля подвергается эксплуатационным воздействиям и истощению. Например, сады, парки и сельскохозяйственные земли.
В добавление к главному выходу существуют побочные продукты как от нормальной работы, так и от вывода из эксплуатации самих технических энергетических систем. Некоторые побочные продукты, относящиеся к отходам, являются входами к подсектору погрузки-разгрузки и переработки, который производит регенерируемые ресурсы и выбросы.
Транспортирование должно рассматриваться отдельно и во взаимосвязи с фактическим потоком. Входами для этой деятельности являются продукты производства энергии для передачи, различные вспомогательные материалы, включая услуги подсектора транспортной инфраструктуры, и капитальные средства, представленные транспортными средствами и судами.
Специализированные транспортные системы, такие как трубопроводы и передающие и распределительные сети, могут быть включены в соответствующие подсекторы.
Транспорт между двумя подсекторами, включая порожние поездки, должен быть учтен в передающем секторе.
Услуги, предоставляемые подсектором транспортной инфраструктуры, должны быть учтены как накладные расходы для соответствующего подсектора.
Ресурсы, затраченные на разведку полезных ископаемых, которой предшествуют капиталовложения в горнодобывающую отрасль, разработку полезных ископаемых и соответствующего оборудования, независимо от того, имеется полезный результат или нет, должны быть учтены как накладные расходы.
Строительная деятельность, связанная с капиталовложениями, должна быть включена в соответствующую модельную ячейку.
3.2 Упрощенное представление модельных ячеек
Структура модели технических энергетических систем должна быть описана формализованной моделью входа-выхода, описанной в ИСО 13600. Для упрощения два из трех выходов, дополнительные входы и другие производственные факторы объединены в один, отмеченный звездочкой (*). В энергопотребляющем секторе энергопродукт обычно присутствует среди вспомогательных выходов (см. рисунок 3).
_______________
* Вспомогательные продукты и другие вводы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 3 - Упрощенное представление модельных ячеек
3.3 Энергопоставляющий сектор (см. также приложение С)
3.3.1 Подсектор производства энергетического угля
3.3.1.1 Основные положения
Модельная структура, которая будет использоваться для описания технических энергетических систем в подсекторе производства энергетического угля (включая бурый уголь), состоит из трех модельных ячеек: "Добыча", "Обработка" и "Транспортирование, хранение, обращение и распределение" (см. рисунок 4). Этап обработки включает производство угольных брикетов.
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 4 - Модульная структура технической энергетической системы для подсектора энергетических углей
3.3.1.2 Входы
Уголь в пласте должен быть рассмотрен как природный ресурс, а добытый - как энергопродукт.
Основные входные материалы к различным модельным ячейкам:
- пласт угля для добычи;
- поднятый пласт для переработки (главным образом сортировка и отмывка);
- энергетический уголь на транспортирование.
3.3.1.3 Выходы
Главный выход от единичной модульной ячейки является главным входом в следующие объединенные ячейки. Главным выходом из этого подсектора является энергетический уголь, в некоторых случаях в форме брикетов, поставляемый потребителям в других подсекторах.
При разработке и переработке угля могут быть получены побочные продукты.
Выбросом в этом подсекторе является загрязненная вода, используемая для промывки добытого пласта сырого угля.
3.3.2 Подсектор производства биомассы и энергетического торфа
3.3.2.1 Основные положения
Подсектор включает в себя заготовку или производство:
- энергетического торфа;
- коммерческого древесного топлива;
- другой биомассы (как определено в ИСО 13600);
- древесного угля;
- спиртосодержащих моторных топлив;
- топлива, произведенного из растительных и животных жиров.
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем в подсекторе биомасс и энергетического торфа, состоит из четырех модельных ячеек: "Культивация и уборка", "Транспортирование", "Переработка", "Транспортирование, хранение, обращение и распределение" (см. рисунок 5).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 5 - Модельная структура технических энергетических систем в подсекторе биомассы и энергетического торфа
Переработка на месте осуществляется в модельной ячейке "Культивация и уборка".
Сушка биомассы и энергетического торфа осуществляется в модельных ячейках "Культивация и уборка" и "Переработка".
3.3.2.2 Входы
Деревья, кустарники, валежник и торф до уборки и переработки должны рассматриваться как природные ресурсы, а после уборки и переработки - как энергопродукт.
Основные входные материалы к различным модельным ячейкам:
- торф или растущая биомасса для культивации и уборки;
- убранная биомасса или торф для транспортирования и переработки;
- переработанная и высушенная биомасса или торф для транспортирования, хранения, обращения и распределения.
3.3.2.3 Выходы
Главный выход от этого подсектора - отработанная и высушенная биомасса, поставляемая потребителям в других подсекторах. Попутные продукты могут быть получены во время культивации, уборки и переработки.
"Культивация и уборка" включает в себя выбросы таких веществ, как удобрения и пестициды, и эксплуатационные воздействия, такие как осушение.
Также в этом подсекторе отмечаются такие выбросы как загрязнения почвы, поверхностных и грунтовых вод и таких загрязняющих веществ как пыль.
3.3.3 Подсектор добычи сырой нефти
3.3.3.1 Основные положения
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем в подсекторе добычи сырой нефти, состоит из двух модельных ячеек: "Добыча", включая выкачивание сырой нефти, отделение газов и воды, и "Транспортирование, хранение и обращение" (см. рисунок 6).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 6 - Модельная структура технических энергетических систем для подсектора добычи сырой нефти
3.3.3.2 Входы
Нефть, не извлеченная из недр, должна рассматриваться как природный ресурс и как основной вход для модельной ячейки "Добыча".
Основным входным материалом для модельной ячейки "Транспортирование, хранение и обращение" является сырая нефть.
3.3.3.3 Выходы
Главным выходом из данного подсектора является сырая нефть, поставляемая потребителям в других подсекторах, главным образом переработчикам нефти.
Попутные продукты, главным образом углеводородные газы, могут быть получены из подсектора добычи нефти.
Нагрузка на окружающую среду включает в себя:
- истощение: в конечном итоге ограничение ресурсной базы;
- эксплуатационное воздействие: нормально или относительно ограниченное значение;
- выбросы: утечка нефти и выделение газов.
3.3.4 Подсектор переработки нефти
3.3.4.1 Основные положения
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем для подсектора переработки нефти, состоит из двух модельных ячеек: "Переработка", включая хранение сырой нефти и нефтепродуктов, и "Транспортирование, хранение, обращение и распределение" (см. рисунок 7).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 7 - Модельная структура технических энергетических систем в подсекторе переработки нефти
3.3.4.2 Входы
Основные входные материалы к различным модельным ячейкам:
- сырая нефть для переработки;
- нефтепродукты для транспортирования, хранения, обращения и распределения.
3.3.4.3 Выходы
Главный выход от данного подсектора - это нефтепродукты, поставляемые потребителям в других подсекторах.
Попутные продукты, например, нефтяной кокс, газы нефтеперерабатывающих заводов и тепловая энергия для местного отопления, полученные во время процесса переработки нефти.
Примеры выбросов - разлив нефти и выделение газов.
3.3.5 Подсектор добычи природного газа
3.3.5.1 Основные положения
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем для подсектора добычи природного газа, состоит из четырех модельных ячеек: "Добыча", "Транспортирование, хранение и обращение", "Подготовка" и "Распределение (трубопровод)" (см. рисунок 8).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 8 - Модельная структура технологических энергетических систем в подсекторе добычи природного газа
3.3.5.2 Входы
Натуральный газ в недрах, неизвлеченный, должен рассматриваться как природный ресурс.
Основные входные материалы к различным модельным ячейкам:
- природный газ для производства;
- сжиженный или сжатый природный газ для транспортирования, хранения и обращения, подготовки;
- сжатый и иногда ароматизированный природный газ для распределения в газовые сети.
3.3.5.3 Выходы
Главный выход из модельной ячейки "Подготовка" - это природный газ, который может быть ароматизирован.
Главный выход изданного подсектора - это сжатый природный газ, поставляемый потребителям в другие подсектора.
Попутные продукты, главным образом гелий и сжиженные нефтяные газы (LPG), могут быть получены при переработке природного газа. Сжиженный природный газ (LNG) может быть использован для производства попутных продуктов, таких как кислород, азот, а также электроэнергии для энергосистемы.
Единственным эксплуатационным воздействием в данном подсекторе может быть изменение в геологической структуре.
Основной выброс - утечка метана в атмосферу. Объем этой утечки зависит от герметичности трубопроводной системы.
Другим выбросом может быть диоксид углерода или другие газы, выделяющиеся во время добычи.
3.3.6 Подсектор переработанного газа
3.3.6.1 Основные положения
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем в подсекторе преобразования газа, состоит из четырех модельных ячеек: "Преобразование", "Транспортирование, хранение и обращение", "Подготовка", "Распределение" (см. рисунок 9).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 9 - Модельная структура технических энергетических систем в подсекторе преобразования газа
3.3.6.2 Входы
Основные входные материалы к модельной ячейке "Преобразование":
- нефтепродукты от подсектора переработки нефти;
- энергетический уголь от подсектора энергетического угля. Газ от объединенных коксовых заводов чугунной и сталеплавильной промышленности будет учтен в энергопотребляющем секторе;
- биомасса от подсектора производства биомассы или вторичные энергоресурсы от энергопотребляющего сектора;
- природный газ.
Основные входные материалы к модельным ячейкам "Транспортирование, хранение и обращение", "Подготовка", "Распределение" - конвертированный газ, произведенный в модельной ячейке "Преобразование".
Единственный вход в модельную ячейку "Подготовка" может состоять из продуктов и попутных продуктов от других подсекторов энергопродукта, главным образом от подсекторов добычи сырой нефти или подсектора переработки нефти, а также от подсектора производства биомассы.
3.3.6.3 Выходы
Главный выход от этого подсектора - конвертированный газ (обычно смесь метана, окислов азота и водорода), поставляемый потребителям в другие подсектора.
Попутные продукты могут быть получены из модельной ячейки "Преобразование", например, кокс, смола и древесный уголь.
Основной выброс - утечка газа в атмосферу.
3.3.7 Подсектор производства водорода
3.3.7.1 Основные положения
Водород обычно производится двумя путями:
- переработкой различных нефтяных фракций или природного газа;
- электролизом воды, используя или электроэнергию, или прямой вход, например, фотоэлементы с запирающим слоем.
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем для подсектора производства водорода, состоит из трех модельных ячеек: "Преобразование или производство", "Транспортирование, хранение и обращение", "Распределение" (см. рисунок 10).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 10 - Модельная структура технических энергетических систем в подсекторе производства водорода
3.3.7.2 Входы
Главный вход в модельную ячейку "Преобразование или производство" - вода из природных источников и нефтяных фракций или в природных газах.
Главный вход для подсекторов "Транспортирование, хранение и обращение" и "Распределение" - сжиженный или сжатый водород.
3.3.7.3 Выходы
Главным выходом из этой модельной ячейки является главный вход в следующую. Главным выходом из модельных ячеек "Преобразование или производство" и "Транспортирование, хранение и обращение" - сжиженный или сжатый водород.
Попутный продукт в преобразующей модельной ячейке - кислород и/или монооксид углерода.
3.3.8 Подсектор добычи урана и тория
3.3.8.1 Основные положения
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем в подсекторе добычи урана и тория, состоит из трех модельных ячеек: "Добыча", "Переработка и преобразование" и "Транспортирование, хранение и обращение" (см. рисунок 11).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Рисунок 11 - Модельная структура технических энергетических систем для подсектора добычи урана и тория
3.3.8.2 Входы
Уран и торий в месторождениях должны рассматриваться как природные ресурсы.
Основные входные материалы к различным модельным ячейкам:
- урановые и ториевые месторождения в горнодобывающей промышленности;
- добытые урановые и ториевые руды для переработки и преобразования;
- окислы урана и тория для транспортирования, хранения и обращения.
3.3.8.3 Выходы
Главный выход из данного подсектора - оксиды урана и тория, поставляемые потребителям в другие подсектора.
Выбросы, отмечаемые в этом подсекторе, - загрязнение воды и почвы и большие объемы шлама в зонах разработки.
3.3.9 Подсектор получения электроэнергии от энергосистемы
3.3.9.1 Основные положения
Электроэнергия, получаемая из энергосистемы, генерируется двумя путями:
a) преобразование из энергопродукта или возобновляемых ресурсов на тепловых и атомных станциях.
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем согласно данному пути, состоит из трех модельных ячеек: "Подготовка, переработка и хранение", "Преобразование или производство", "Хранение отработанного ядерного топлива и переработка".
b) производство непосредственно из природных неистощаемых ресурсов, таких как вода, солнце, приливы и отливы, ветер, геотермальная и гидротермальная энергия.
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем согласно данному пути, состоит из следующей модельной ячейки: "Производство энергопродукта".
Модельная структура, которая должна быть использована для описания технических энергетических систем в распределяющей электроэнергии*, состоит из трех модельных ячеек: "Электрическая сеть", "Хранение электроэнергии", "Распределение электроэнергии" (см. рисунок 12).
_______________
* Вспомогательные (входные) продукты и другие входы, включая прямое использование природных ресурсов.
Примечание - Побочные продукты не показаны на этом рисунке, кроме КТМО (КТМО - коммерческое тепло, местное отопление).
Рисунок 12 - Модельная структура технических энергетических систем в подсекторе получения электроэнергии от энергосистемы
3.3.9.2 Входы
Основные входные материалы к различным модельным ячейкам:
- энергопродукты от других подсекторов или вторичные ресурсы в модельной ячейке "Подготовка, переработка и хранение";
- природные неистощаемые ресурсы для модельной ячейки "Производство энергопродукта";
- подготовленный и переработанный энергопродукт для модельной ячейки "Преобразование или производство";
- использованные в атомных станциях элементы ядерного топлива для модельной ячейки "Хранение отработанного ядерного топлива и переработка";
- электричество для модельных ячеек "Электрическая сеть", "Хранение электроэнергии" и "Распределение электроэнергии".
3.3.9.3 Выходы
Главный выход от этого подсектора - сетевая электроэнергия, доставляемая к потребителям в другие подсектора.
Побочные продукты могут появляться в модельных ячейках: "Подготовка, переработка и хранение", "Преобразование или производство" и "Хранение отработанного ядерного топлива и переработка".
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.