Законодательство по энергопотребляющим продуктам и экономическая эффективность осветительных установок

Анотация

Браатц К., Миннеруп Й. Законодательство по энергопотребляющим продуктам и экономическая эффективность осветительных установок. Статья посвящена вопросам законодательного регулирования процесса проектирования энергоэффективного и одновременно экологичного осветительного оборудования в связи с появлением и модернизацией нормативных актов ЕС по проектированию энергопотребляющей продукции.

Ключевые слова: ЛАМПЫ, СВЕТИЛЬНИКИ, ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ВЫБРОСЫ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ, ВЫБРОСЫ СО₂, ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВО, ДИРЕКТИВЫ.

Содержание работы

1. Предпосылки создания законодательства ЕС по сокращению выбросов парниковых газов

В феврале 2007 г. Межправительственная группа по изменению климата (МГИК) опубликовала Климатический отчёт ООН, в котором чётко описано влияние экологических изменений и который явился результатом консенсуса очень многих экспертов со всех континентов. Были рассмотрены различные сценарии вплоть до 2100 г. В случае если бы человечество немедленно, в 2007 г., приняло все необходимые меры, то, согласно этому отчёту, глобальное потепление составило бы от 1,1 до 2,9 °С, что привело бы к повышению уровня моря от 18 до 38 см. В наихудшем случае и без какого-либо изменения экологических стандартов, т. е. если бы с 2007 г. все осталось по–прежнему, глобальное потепление могло бы составить от 2,4 до 6,4 °С, а подъём уровня моря — от 26 до 59 см. Этой публикации предшествовали различные конференции по климату. Наиболее известная — конференция в Киото в 1997 г., результат которой - рамочное соглашение под эгидой ООН по изменению климата, названное Киотским протоколом. Частью этого соглашения стало обязательство европейских государств сократить к 2012 г. выбросы парниковых газов на 8 % по сравнению с 1990 г. Ожидается, что эти обязательства будут выполнены благодаря принятию многочисленных законов, принципов и нормативных актов. Переговоры, касающиеся дальнейших сокращений, на последних конференциях по климату начали буксовать, особенно в декабре 2009 г. в Копенгагене. Внеочередная конференция, созванная в Бонне в июне 2010 г., также не смогла достичь прорыва. Около 4500 участников из 175 стран заседали в течение двух недель с 31 мая с целью подготовки программы нового регулирования мирового климата для всемирного климатического саммита, намеченного на декабрь 2010 г. в Канкуне (Мексика). Удалось достичь лишь принятия спорного проекта последующих раундов переговоров в Бонне в августе и в октябре в Пекине. Мировой пик выбросов парниковых газов ожидается к 2020 г. До 2050 г. планируется сокращение выбросов по крайней мере на 50–85 % по сравнению с 1990 г., дабы ограничить глобальное потепление не более чем на 1,5–2 °С. В этой связи предполагается, что промышленные страны выполнят хотя бы 80–95 % этого. Однако ведущие промышленно развитые страны по состоянию на июль 2010 г. не сделали ничего, что могло бы служить достаточным подтверждением сокращения выбросов парниковых газов. Так что пока неясно, как этого вообще можно достичь. Тем не менее, даже ещё не достигнув согласия, первым шагом должна стать постановка вопроса о том, возможно ли в связи с Климатическим отчётом ООН выступить навстречу прогнозному потеплению укреплением 1 млн. км береговой линии. Одно только побережье Германии протянулось на 3524 км. 27 государств ЕС, доля суммарных выбросов парниковых газов которых составляет не менее 14 %, признали, что усилия их до сих пор были недостаточны. Они согласились до 2020 г. реализовать модель 20–20–20: на 20 % снизить потребление энергии, на 20 % снизить выбросы парниковых газов и на 20 % повысить использование энергии воды, ветра, Солнца и биомассы. В случае принятия нового соглашения о мировом климате ЕС будет готов к сокращению выброса парниковых газов на 30 % по сравнению с 1990 г. Детали внутриевропейского распределения этой нагрузки ещё обсуждаются, но уже сейчас ясно, что для Германии объём сокращения будет задан на уровне 40 %. Это вызов для политиков, экономики и населения. Другой альтернативы у Европы, кроме как стать мировым первопроходцем, нет. Кроме стремления к сокращению выбросов парниковых газов, что в будущем неизбежно, развитие национальных экономик непосредственно зависит от разработки современных природосберегающих технологий, способных противостоять конкурентному давлению мировой экономики. Поэтому многие отрасли промышленности решительно поддерживают этот подход. В недавнем прошлом светотехническая отрасль смогла разработать различные технологии, благодаря которым будущие политические цели и ограничения будут в значительной степени реализованы. Ожидание дальнейшего развития в этом направлении позволяет заключить, что освещение может внести свой вклад в сокращение выбросов парниковых газов, однако это будет иметь место только когlа предлагаемые технологии приобретут важное значение повсеместно, и светотехнические установки будут проектироваться как следует. Но так как часто случается, что новые технологии завоёвывают рынок сравнительно медленно, для их продвижения могут требоваться политические предписания. Для достижения целей, связанных с регулированием европейского климата на основе Киотского протокола, были приняты некоторые основные принципы и директивы, включая директиву по энергопотребляющим продуктам и связанным с ними нормативным актам, перечисленным ниже. Для реализации будущих задач по климату должны последовать дальнейшие законодательные акты. В настоящее время обсуждаются законодательство по системам освещения и требования экодизайна и энергетическая классификация светильников для обслуживающего сектора, касающиеся профессионального освещения.

2. Законодательство ЕС по энергопотребляющим продуктам

Директива 2009/125/ЕG Европейского парламента и Совета от 21.10.2009, целью которой было создание основы для задания требований по экологически приемлемому проектированию энергопотребляющих продуктов, заменяет так называемую Директиву ЕС 2005/32/ЕG по экопроектированию, в которой заданы требования для энергопотребляющих продуктов. Там же определены продукты, влияющие на потребление энергии: например, окна, краны, насадки для душа и изоляционные материалы. В будущем под действие Директивы по энергопотребляющим продуктам могут также подпасть системы затенения (жалюзи). Нормативные акты по внедрению и модернизации, уже опубликованные в рамках Директивы 2005/32/ ЕG, остаются в силе.

Директива 244/2009/ЕG касается требований к лампам с произвольным светораспределением для домохозяйств, и её часто на практике называют D/M-предписанием (мерой по бытовому внедрению) или «предписанием по электрическим лампам».

Директива 245/2009/ЕG касается характеристик ЛЛ без встроенного ПРА, РЛВД, балластных сопротивлений и светильников. Она известна как Т/М-предписание (мера по внедрению в обслуживающий сектор).

Заданные показатели эффективности ламп, ПРА и светильников имеются в указаниях по внедрению и их соответствующих модификациях, выполнение которых — предварительное условие для получения европейской маркировки СЕ продуктов. Поскольку эта маркировка, в свою очередь, — основа обеспечения циркуляции этих продуктов в ЕС, то только продукты, удовлетворяющие требованиям Директив, допускаются к продаже и эксплуатации в ЕС или к импортированию в ЕС.

Директива ЕС 245/2009/ЕG в части обслуживающего сектора имеет 2 исходных составных части (подготовительные материалы для соответствующих мер по внедрению), которые были изданы Комиссией ЕС для нужд офисного и дорожного освещения и первоначально планировались как отдельные нормативные акты. Затем готовились следующие части, в частности, по городским площадям, гостиницам, промышленным объектам и предприятиям розничной торговли. Но они ещё не появились, и Директива 245/2009/ЕG в части обслуживающего сектора была составлена из двух упомянутых подготовительных материалов. Этот документ охватывает все те области, в которых освещение может рассматриваться как обслуживающее, например освещение рабочих мест, автодорог, пешеходных дорожек и площадей.

Директивы ЕС 244/2009/ЕG и 245/2009/ЕG содержали несколько неверно истолковываемых характеристик и недостижимых значений эффективности для некоторых видов продуктов, которые в то время не были востребованы. Поэтому возникла необходимость их модернизации.

3. Влияние законодательства по энергопотребляющим продуктам

Нормативные акты ЕС, указанные выше, вместе с другими факторами, оказали существенное влияние на частный сектор, для которого предназначены продукты бытового назначения. Это влияние благодаря соответствующему отражению в СМИ обществу известно. Поэтому последующие соображения будут касаться только обслуживающего сектора, чему соответствует следующий график событий:

• 18.03.2009: Принятие Европейским парламентом Директивы 245/2009/ЕG с заданием требований к экологически приемлемому проектированию ЛЛ без встроенного ПРА, РЛВД, а также ПРА и светильников для их эксплуатации.
• 24.03.2009: Публикация директивы 245/2009/ЕG в официальном бюллетене ЕС.
• 13.04.2009: Вступление в действие Директивы 245/2009/ЕG.
• 13.04.2010: Вступление в действие первого этапа, касающегося ламп и ПРА.
• 21.04.2010: Принятие Европейским парламентом Директивы 347/2010/ЕG по совершенствованию Директивы 245/2009/ЕG.
• 24.04.2010: Публикация Директивы 347/2010/ЕG в официальном бюллетене ЕС.
• 14.05.2010: Вступление в действие директивы 347/2010/ЕG.
• 13.10.2010: Вступление в действие первого этапа Директив 245/2009/ЕG и 347/2010/ЕG по светильникам.
• 13.04.2012: Вступление в действие второго этапа директив 245/2009/ ЕО и 347/2010/EG по лампам, ПРА и светильникам.
• 13.04.2015: Вступление в действие второго этапа Директив 245/2009/EG и 347/2010/EG (важное событие, наряду с другими, касающимися запрещения в ЕС ртутных РЛВД).
• 13.04.2017: Вступление в действие третьего этапа по лампам, ПРА и светильникам.

В случае ЛЛ сейчас допускаются к использованию в ЕС только трёхполосные или ещё лучшие по цветопередаче типы. С апреля 2012 г. все новые двуцокольные ЛЛ, недавно появившиеся на рынке, должны иметь световую отдачу не менее, чем у ЛЛ Т8.

Вопреки иным мнениям, исходящим из немецкоговорящих регионов ЕС, высокоэффективные ЛЛ Т5, используемые до сих, не подпадают под действие этого требования, так как являются объектом действия первого этапа. Кроме того, существует требование информирования о продуктах применительно к лампам.

По лампам необходимо документировать следующее: мощность в Ваттах; световой поток; световую отдачу; коэффициент снижения светового потока; коэффициент живучести после 2 000, 4 000, 6 000, 8 000, 12 000, 16 000 и 20 000 ч горения; содержание ртути; общий индекс цветопередачи Rа; цветовую температуру; оптимальную температуру окружающей среды; указания по эксплуатации.

Кроме нескольких исключений ислучаев специального применения, в будущем с ЛЛ должны использоваться только электронные ПРА.

Ясно, что таким образом неэффективные продукты исчезнут с рынка. Почти незамеченной частью содержания Директив до сих пор остаются обязательные требования к так называемым коэффициенту снижения светового потока (LLМF) и коэффициенту живучести ламп: ЛЛ и НЛВД на втором этапе и МГЛ на третьем этапе. При наличии в документах этих данных сделается возможным фото¬метрически более точное проектирование, поскольку коэффициент эксплуатации ОУ станет определяться проще. Энергию в конечном счёте можно сберегать лишь при квалифицированном проектировании. И требования к этим двум параметрам будут дополнены требованиями к коэффициенту эксплуатации светильников (LMF) (вначале, с этапа 1 (13.10.2010), светильников с ЛЛ и затем, с этапа 2, — с РЛВД). В данном случае значения параметра также должны приводиться для очень чистой и чистой окружающих сред и факультативно — для нормальной и загрязнённой сред, на период до четырёх лет. Компания TRILUX уже несколько лет публикует эти параметры, в частности, в специальных изданиях Практика внутреннего освещения TRILUX и Практика наружного освещения TRILUX.

После вступление в действие первого этапа Директив 245/2009/ ЕG и 347/2010/EG по светильникам (13.10.2010):

Производители светильников с ЛЛ без встроенного ПРА с суммарным световым потоком свыше 2000 лм должны предоставлять как минимум приведённые ниже характеристики для каждой модели светильника на интернет–страницах в свободном доступе и в другой форме, которую сочтут целесообразной.

Информация о каждом продукте должна включать в себя предполагаемое назначение продукта, и с целью оценки соответствия техническим документам, составленным согласно ст. 8 Директивы 2009/125/EG, технические параметры должны указываться с учётом соответствия конструкции продукта своему конкретному назначению.

При этом:

1. Если на рынке появляется светильник с ПРА, то должны указываться коэффициент использования ПРА согласно приложению III (раздел 2, параграф 2) к Директиве 245/2009/EG, но с содержанием по таблице 17, в соответствии с Директивой 345/2010/EG и с данными производителя.
   Примечание: Данные должны быть предоставлены производителем ПРА.
2. Если на рынке появляется светильник вместе с лампой, то должна указываться световая отдача (лм/Вт) лампы в соответствии с данными производителя.
   Примечание: Имеются в виду эталонные значения светового потока и мощности лампы. Они могут отличаться от справочных значений светового потока и особенно от справочных мощностей лампы. При этом подразумевается реальная мощность лампы при эталонном световом потоке.
3. Если на рынке появляется ПРА или лампа не со светильником, то должны представляться характеристики типов ламп или ПРА, совместимых со светильником из каталогов производителя (например, по системе кодировки для ламп ILCOS.
   Примечание: При этом следует приостановить использование системы обозначений ламп LBS.
4. Должны приводиться характеристики по сохранению качества светильников в течение всего срока службы. Кроме того, для всех светильников, кроме тех, которые комплектуются лампами, но не комплектуются оптикой, в табличной форме приводятся данные по LMF и прикладываются инструкции по их чистке (если чистка необходима в течение четырёхлетнего периода). Согласно примечанию к Директиве 245/2009/ EG, в таблице приводятся только ориентировочные значения. Поэтому параметры, связанные с временной стабильностью, достигнутые в конкретных установках, могут отличаться от указанных в таблице. Для светильников с концентрированными источниками света типа зеркальных ламп или светодиодов должны быть представлены только реальные индивидуальные характеристики, т. е. LLMF•LMF, а не LMF.
5. Необходимо представлять инструкции по демонтажу светильников.
6. Необходимы кодировка Европейского комитета по стандартизации (СЕN для светового потока светильников или полные фотометрические характеристики (согласно Приложению V к Директиве 245/2009/EG).

На втором этапе это представление информации становится обязательным требованием также к светильникам с РЛВД.

Под действие рассматриваемых директив не подпадают продукты, не предназначенные для общего освещения и продукты, интегрированные с другими продуктами, не предназначенными для общего освещения, например светильники аварийного освещения, светоуказатели аварийных выходов, светильники для взрывоопасных зон или взрывоопасных сред, светильники в устройствах медицинского назначения (в соответствии с Директивой об устройствах медицинского назначения) и т. п.

Первое, что следует отметить — прямое влияние директив на отдельные продукты. Последние значительно улучшены благодарю введению критериев эффективности. В частности для ПРА это означает, что с 2010 г. они в режиме ожидания должны будут иметь мощность не выше 1 Вт, а с 2012 г. — не выше 0,5 Вт. В сочетании с регулированием освещения в светлое время суток и отключением освещения в отсутствие людей в помещении это позволяет достигать значительной экономии энергии, что в дальнейшем будет усилено снижением потерь в режиме ожидания.

4. Энергопотребляющие продукты - прогнозы и перспективы

Кроме описанных директив, рассматривается дальнейшая перспектива интенсификации процесса. Для источников света с направленным излучением (например, зеркальных ламп) следует тоже ввести показатели эффективности в меры по бытовому внедрению II.

Кроме того, рассматриваются нормативы по обозначению светильников. Имеются также конкретные соображения по обслуживающему сектору (см., напр., рис. 1), но пока этот вопрос остаётся открытым: возможно ли вообще реализовать такое решение? В качестве ключевого элемента оценки светильника должна быть использована световая отдача, которая зависит от типа светильника. Это абсолютно необходимо, поскольку для разных областей применения и разных задач зрительного восприятия требуются разные типы светильников. То есть световая отдача светильника может зависеть от его основного назначения.

Применение светильников с комплектующими, выполненными из улучшенных материалов, например с отражателями и решётками с серебряным покрытием, позволяет достигать КПД светильников свыше 90 % даже для светильников поверхностного монтажа. Что касается светильников направленного вниз света, то применение новых технологий в сочетании с одноламповой конструкцией даёт дальнейший прирост эффективности, так как в этом случае лампы не экранируют друг друга. Соответственно, такого рода светильники с двумя КЛЛ мощностью 26 Вт и традиционными отражателями, все ещё присутствующие на рынке, могут заменяться одноламповыми светильниками с КЛЛ мощностью 32 Вт и отражателем, изготовленным по новым технологиям, что позволит достичь повышения энергосбережения более чем на 30 %. Кроме выгоды для потребителей, владельцы зданий смогут экономить на инвестиционных затратах.

Рисунок 1 — Возможные обозначения светильников согласно Директиве по энергопотребляющим продуктам

Наряду с вводом обозначений светильников, становится очевидной ещё одна возможность. Как отмечено выше, максимальный результат по энергосбережению с учётом фактора парниковых газов и СО₂ предполагается достигать высоким качеством проектирования ОУ Только таким образом возможно конкретное задание масштабов систем освещения. Поэтому Комиссия ЕС в настоящее время обсуждает возможности внедрения законодательства по системам освещения. То, как это может обернуться и для каких типов осветительных установок может потребоваться, сейчас остаётся абсолютно открытым. Но ради сохранения окружающей среды и ради будущего грядущих поколений такой подход следует обязательно поддержать.

5. СО₂ — трезвый взгляд на проблему

Какая должна быть дифференциация требований к минимизация энергопотребления по странам для достижения ими некоего одинакового в ЕС минимума выбросов СО₂ на 1 кВт энергии?

В табл. 1 показаны основные соответствующие различия при разных способах производства электроэнергии. Причина этих различий - в различии энергоносителей: например, ядерное топливо, уголь, газ или продукты регенерации. Однако благодаря либерализации рынка электроэнергии прийти к общему знаменателю невозможно, и на вопрос, из какого энергоносителя выработана электроэнергия в том или ином месте однозначно ответить невозможно. Кроме того, существуют и индивидуальные различия в странах ЕС. Известно, например, что на французско– германской границе сконцентрировано много АЭС, в результате чего «содержание» СО₂ в электроэнергии во Франции не только значительно меньше, чем в Германии, но она даже по-разному оценивается на юге Германии и, скажем, в Руре, изобилующем ТЭС на буром угле. Однако цена 1 кВтч электроэнергии и связанные с ней периоды целевой амортизации или общая стоимость владения являются реальной мотивацией профессиональных потребителей инвестировать в неэффективные осветительные установки. Разброс здешних цен от 7 до 22 евроцентов за 1 кВт-ч свидетельствует о высоком уровне указанных различий.

Таблица 1 — Доля энергопотребления в освещении различных объектов в их общем энергопотреблении,%

Здесь при условии нормальной амортизации принимается во внимание только 1/5 полного срока службы установки, что не годится для расчёта суммарного результата, ибо расходы на электроэнергию растут экспоненциально.

В настоящее время средний рост расходов на энергию составляет 3 % в год, что и после снижения расходов на электроэнергию на 50 %, по- видимому, даст тот же трехпроцентный рост последних (рис. 2).

Рисунок 2 — Временная зависимость расходов на электроэнергию(пример)

Мы надеемся тем самым на продолжение обсуждения в этом направлении и на достижение изменений в «мировоззрении» покупателей с тем, чтобы в долгосрочной перспективе продвинуть экономически целесообразные решения при обеспечении максимального успеха с точки зрения экологии.

Целью данной публикации не является рассмотрение вопроса, какие энергоносители в дальнейшем будут использоваться в производстве электроэнергии. Однако надо отметить, что использование конкретных энергоносителей для этого в долгосрочной перспективе небезопасно, и риском от их эксплуатации пренебрегать нельзя. Разработка энергоэффективных технологий, и не только в освещении, применительно к снижению выбросов СО₂ обеспечивается этими энергоносителями в незначительной степени. Тот факт, что эти энергоносители должны обеспечивать сравнительно низкие цены на топливно-энергетическую продукцию, по крайней мере в Германии, совсем не очевиден, т.к. цены на электроэнергию формируются на бирже энергоносителей, и уже в прошлом фактор преобладания того или иного энергоносителя в сети не играл абсолютно никакой роли. Однобокие прибыли и предположительно низкие цены на электроэнергию также не гарантируют быстрой разработки энергосберегающих продуктов. С этой точки зрения абсолютно необходимы знание предшествующего состояния энергоснабжения и создание в ЕС системы соответствующего информирования.

С учётом изложенного, дальнейшая деятельность Европейской комиссии по энергосбережению абсолютно необходима и нуждается в поддержке. В этом смысле внедрение обозначений светильников и законодательства по системам освещения было бы желательно для дифференциации между качественными и некачественными продуктами, и для чёткого показа того, что лишь фотометрический подход к проектированию ОУ может гарантировать оптимальное качество освещения, наряду с самой высокой эффективностью.