Системы норм и нормативов создаются с целью научного, технического и экономического обоснования устанавливаемых норм расхода электроэнергии, соответствующих планируемому уровню техники, технологии и организации производства. Как плановая мера затрат электроэнергии нормы служат для обоснования потребления, распределения, экономии энергоресурсов и контроля за эффективностью их использования.
Норма расхода электроэнергии (кВтч/ед. продукции) — это плановый показатель электропотребления для производства единицы продукции установленного качества или выполненной работы. Конкретные количественные соотношения между расходом электроэнергии и производством у-го продукта определяются условиями производства. Нормированию подлежит весь расход электрической энергии по предприятию как на основные технологические, так и вспомогательные процессы производства, включая производство сжатого воздуха, водоснабжение, отопление, вентиляцию, освещение и потери во внутризаводских сетях и трансформаторах.
Классификация норм расхода электроэнергии осуществляется по степени агрегации и составу расходов. В зависимости от агрегации нормы подразделяются на индивидуальные и групповые. В основу такого деления положена зависимость нормы от объекта их формирования. Если индивидуальные нормы расхода формируются по технологическим объектам (агрегат, технологическая операция), то групповые — по хозяйственным (цех, предприятие, отрасль).
Индивидуальной нормой называется норма расхода электрической энергии на производство единицы продукции, устанавливаемая по типам или отдельным агрегатам, машинам, установкам и технологическим схемам, применительно к определенным условиям производства.
Групповая норма — норма расхода, которая устанавливается по хозяйственным объектам различных уровней планирования на производство единицы одноименной продукции.
Формирование индивидуальной нормы осложняется тем, что технологические процессы производства характеризуются рядом признаков, из которых нужно выбрать только один. Этот признак, составляющий индивидуальность технологического объекта в основном определяет различие удельных расходов электроэнергии при производстве одноименной продукции. В групповых нормах расхода отражается уровень энергозатрат всех используемых в производстве данного вида продукции технологических объектов, который зависит от их структуры и экономичности. Формирование норм расхода электроэнергии по технологическим и хозяйственным объектам создает техническую основу нормирования ее потребления и возможность учета в нормах изменений технологической структуры производства.
В зависимости от состава расходов электроэнергии нормы подразделяются на технологические и общепроизводственные (цеховые и заводские). Состав норм расхода электроэнергии — это перечень статей их расхода, учитываемых в нормах на производство конкретного вида продукции. При формировании норм необходимо знать, какие расходы электроэнергии следует включать в их состав, а какие нет. Это должно регламентироваться методиками и инструкциями, обязательными для всех, кто их разрабатывает, пользуется и контролирует их выполнение.
Технологические нормы — расход электроэнергии на технологические основные и вспомогательные процессы производства с учетом расходов на поддержание технологических агрегатов в горячем резерве, их разогрев и пуск после текущих ремонтов и простоев, а также технически неизбежных потерь в применяемом оборудовании и установках.
Общепроизводственные цеховые нормы:
а) расход электроэнергии, учтенный в технологических нормах;
б) расход электроэнергии на вспомогательные нужды цеха (отопление, вентиляция, освещение, внутрицеховой транспорт, цеховые ремонтные мастерские, административно-бытовой корпус);
в) потери энергии во внутрицеховых сетях и преобразователях.
Общепроизводственные заводские нормы:
а) расход электроэнергии, учтенный в составе общепроизводственной цеховой нормы;
б) расход электроэнергии на вспомогательные нужды предприятия (производство сжатого воздуха, кислорода, азота, холода, подача воды, очистка стоков, ремонтные цеха, склады, лаборатории, АБК, наружное освещение территории, внутризаводской транспорт и др.);
в) потери энергии в заводских сетях и трансформаторах до цеховых пунктов учета.
В нормы расхода электроэнергии не включают затраты вызванные отступлением от принятой технологии, режимов работы, несоблюдением требований к качеству сырья и материалов и другие нерациональные затраты, в том числе траты, обусловленные социально-психологическими причинами. Требования электросбережения, однако, заставляет если не нормировать, то определять, по крайней мере, расход электроэнергии в эти ценологические сутки.
Расчет норм расхода электроэнергии по уровням производства
В практике нормирования топливно-энергетических ресурсов наибольшее распространение получили следующие методы расчета норм: 1) расчетно-аналитический; 2) математико-статистический; 3) опытный. Первый метод предполагает установление норм по отдельным агрегатам и технологическим операциям в зависимости от количества, типа и режимов работы электроприемников. Особенности работы механизмов выражают через значения коэффициентов загрузки к3 и включения кв, которые колеблются в широких пределах. Эмпирический выбор коэффициентов без количественного анализа параметров и условий, определяющих их значения, приводит к значительным погрешностям, а поэлементный расчет всех составляющих энергозатрат делает метод чрезмерно трудоемким. Второй метод используют для проведения укрупненных расчетов электропотребления цеха или предприятия в целом, без определения всех составляющих удельного расхода электроэнергии. Установление закономерностей формирования нормы, обусловленных вероятностным характером электропотребления, позволяет повысить точность и оперативность плановых расчетов. Третий — опытный — метод заключается в определении удельных затрат электроэнергии по данным, полученным в результате испытаний, и применяется главным образом для определения индивидуальных норм.
Независимо от применяемого метода определения норм расхода электроэнергии существуют определенные особенности их расчета для условий однородного и многономенклатурного производства.
Под условиями однородного производства понимается совокупность последовательных и разветвленных технологических операций по выпуску единой конечной продукции (стали, проката, алюминия, кислорода, аммиака). В то же время единая по определению конечная продукция может выпускаться различной номенклатуры и ассортимента, например различные профили проката. Поэтому понятие однородности продукции при нормировании расхода электроэнергии в большей степени связано не с одинаковостью свойств и характеристик конечных продуктов, а с общностью и однотипностью технологических операций по ее выпуску и их энергоемкостью в процессе производства.
При определении норм расхода электроэнергии путем агрегирования расчет производится по статьям расхода, которые обусловлены технологическим процессом производства данного вида продукции или работы. Достоинством подхода является то, что анализ электропотребления по статьям расхода позволяет выявить технологическую операцию или энергоемкий агрегат, в которых произошел необоснованный перерасход электроэнергии. Расход электроэнергии по технологическому переделу Щ. можно представить как сумму расходов по отдельным его стадиям или операциям. Обязательным условием суммирования абсолютных значений расхода электроэнергии является равенство календарных отрезков времени по отдельным стадиям процесса. И даже при этом условии, в общем случае, удельный расход электроэнергии на единицу конечной продукции нельзя получить простым суммированием удельных расходов по отдельным операциям, так как размерность удельных расходов по отдельным операциям может не совпадать с размерностью удельного расхода электроэнергии на единицу конечной продукции. В практике нормирования часто для перехода от операционных к суммарным технологическим и общецеховым нормам рассчитывают коэффициенты приведения — удельные расходы полуфабрикатов (или совершаемой работы) на единицу конечной продукции, характеризующие степень участия данной операции или частичного процесса в получении конечного продукта.
Применение коэффициентов приведения при нормировании энергозатрат, помимо усложнения расчетов, приводит к необходимости периодического их пересчета по мере внедрения новой техники, совершенствования технологических процессов и проведения мероприятий по экономии сырья, материалов и полуфабрикатов. Поэтому показатели электропотребления по любой отдельной технологической операции необходимо характеризовать приведенными полными удельными расходами электроэнергии.
Метод нормирования расхода электроэнергии, основанный на агрегировании норм расхода низших уровней управления производством, достаточно трудоемок, требует пооперационного расчета показателей электропотребления с учетом многих производственных факторов. В то же время основным достоинством такого подхода можно считать возможность детального анализа энергозатрат на всех стадиях производства и контроля за эффективностью их использования. Получение общепроизводственных норм расхода электроэнергии суммированием приведенных норм отдельных стадий процесса требует при каждом изменении программы по выпуску продукции и условий производства предварительного определения значений удельных расходов электроэнергии по каждой технологической операции.
Для исключения этих трудоемких подсчетов, а также для повышения оперативности и точности планирования электропотребления целесообразно автономно определять нормы на каждом уровне управления по уравнениям-моделям электропотребления, найденным по результатам многофакторного регрессионного анализа. Так, статистическая зависимость общецеховой нормы расхода электроэнергии листопрокатного цеха зависит от планового или фактического количества прокатанного, порезанного и отгруженного металла, величины относительного обжатия, процентного содержания углерода и кремния. При необходимости дифференциации удельных энергозатрат по профилям листа и маркам стали учитываются соответствующие величины обжатия и химсостава. Общезаводской удельный расход электроэнергии на производство проката определяется как средневзвешенный показатель, рассчитанный для каждого цеха по многофакторной модели электропотребления.
Более частный случай — расчет норм при многономенклатурном производстве по цехам и предприятиям с разветвленными процессами производства разнородной продукции, отдельные виды которой подразделяются на типоразмеры и сорта. Это могут быть производства с выпуском: 1) небольшого количества различных видов простой продукции, подразделяемой на типоразмеры (сорта, марки), и небольшим количеством технологических процессов по производству каждого вида (как например, предприятия черной металлургии с полным производственным циклом); 2) различных видов сложной продукции с большим количеством технологических процессов и операций по производству каждого вида (машиностроительные и химические предприятия, в металлургии — заводы огнеупорных изделий).
Для производств первой группы расчет норм не представляет сложности, тем более если продукция учитывается в натуральных единицах, а технологические операции в пределах цеха однородны. Технологические нормы (дифференцированные или укрупненные) определяют по всем энергоемким операциям, а суммирование агрегированием обеспечивает достаточно высокую точность и прогрессивность как общецеховых, так и общезаводских норм. Таким образом, расчет удельных энергозатрат в методическом отношении мало отличается от подхода для предприятий с однородным производством. Дополнительно приходится лишь распределять постоянные расходы электроэнергии между отдельными видами выпускаемой продукции.
Для второй группы большое количество разнородных технологических процессов по производству каждого вида продукции и разветвленность производства делают расчеты общезаводских норм энергозатрат на каждый вид продукции весьма трудоемкими. Поэтому общезаводские нормы чаще всего приходится устанавливать обобщенно на единицу суммарного объема производства, применяя условные или даже косвенные единицы продукции.
Установление норм расхода электроэнергии, дифференцированных по всем видам и типоразмерам продукции, оправдано только применительно к наиболее энергоемким конечным продуктам (например, различные виды прокатной продукции — слябы, лист, сортовой прокат и др.). В преобладающем же большинстве случаев целесообразно рассчитывать и использовать укрупненные нормы. В отличие от дифференцированных норм, которые относятся к отдельным видам продукции или отдельным агрегатам, укрупненные нормы энергозатрат приурочены к группам продукции различных типоразмеров или к группам агрегатов различной производительности и энергоемкости. При укрупнении норм необходимо выбирать для расчетов прежде всего те виды продукции, которые встречаются в производственной программе постоянно, а также те, которые вырабатываются в относительно больших объемах.
Для установления дифференцированной нормы на отдельные виды конечной продукции необходимо распределить постоянную составляющую общезаводских расходов (вспомогательные цеха и участки, потери энергии в общезаводских сетях и трансформаторах, а также затраты электроэнергии на выработку вторичных энергоресурсов) пропорционально между всеми видами продукции. В этом случае норма расхода электроэнергии на общезаводские нужды как бы делится по основным цехам.
Задача определения нормы расхода по общезаводским статьям расхода существенно усложняется, если конечные продукты и полуфабрикаты имеют различные натуральные единицы измерения. Попытка применения косвенных единиц, выражаемых в стоимостных показателях, не оправдана никакими соображениями ввиду совершенно иных критериев и факторов, определяющих стоимость продукта и никак не связанных с его энергоемкостью.
Для предприятий второй группы (с выпуском значительной номенклатуры продукции и большим количеством технологических операций по производству каждого из видов) целесообразно определять укрупненные нормы энергозатрат, используя метод группировки продукции или соизмерения продукции по энергоемкости.