Оценка уровня зрелости систем энергоменеджмента промышленных предприятий в контексте национальной энергетической безопасности

Ведение

В условиях достижения технологического лидерства и обеспечения экономической безопасности энергоэффективность промышленных предприятий трансформируется из технико-экономической задачи в стратегический ресурс и динамическую способность [1]. Однако эмпирические данные, свидетельствуют о том, что стандартизация процессов управления энергоэффективностью имеет дискретный характер по промышленным отраслям [1]. Данная ситуация усугубляется тем, что наличие у предприятия системы энергетического менеджмента (СЭнМ), сертифицированной по международному стандарту ISO 50001 или аналогичному российскому ГОСТ Р ИСО 50001, не гарантирует ее результативности. Как отмечает Е.А. Кирикова, формальное соответствие стандарту зачастую не сопровождается реальной интеграцией принципов энергоменеджмента в операционные процессы и корпоративную культуру [5]. Следствием является сложная управленческая ситуация, когда выявленный в ходе энергоаудита значительный технический потенциал энергосбережения остается нереализованным именно из-за организационной незрелости системы управления [2,10].

Теоретические основы управления энергоэффективностью заложены в работах, посвященных ресурсной теории и динамическим способностям. Существенный вклад в разработку прикладных аспектов внесли исследования в области энергоменеджмента, в том числе работы И.А. Башмакова по стратификации потенциалов [1], Е.А. Кириковой по уровням зрелости СЭнМ [5], а также анализ лучших практик, отраженный в международных и национальных стандартах (ISO 50001, ГОСТ Р ИСО 50005). Сравнительный анализ существующих моделей зрелости СЭнМ (Европейской модели Группы Хэнш (Haensch Group) [3] на основе поэтапного внедрения СЭнМ по ГОСТ Р ИСО 50005, модели Н. Финнерти [18], модели Кириковой Е.А. [5], технологической модели стартап-компании Вердигриз [17]) показывает их фрагментарность: они ориентированы либо на процессные, либо на технологические, либо на организационные аспекты, не предлагая комплексного, количественно измеримого инструментария [5,18]. Большинство моделей опираются на качественные описательные характеристики, что затрудняет объективную диагностику, бенчмаркинг и обоснованное планирование развития СЭнМ. Отсутствие формализованной связи между уровнем зрелости СЭнМ и способностью предприятия реализовать выявленный потенциал энергоэффективности представляет собой нерешенную научно-практическую задачу, препятствующую обоснованному выбору энергосберегающих мероприятий и эффективному распределению инвестиций.

В ходе анализа приведенных работ выявлено противоречие между необходимостью системной реализации потенциала энергоэффективности промышленных предприятий и отсутствием научно обоснованного инструментария, позволяющего количественно оценить степень влияния организационной зрелости СЭнМ на этот процесс.

Целью исследования является разработка методологического подхода к определению потенциала энергоэффективности промышленного предприятия, интегрирующего диагностику уровня зрелости СЭнМ как ключевого фактора, определяющего возможность реализации выявленных резервов.

Материалы и методы

Информационно-эмпирическую базу исследования составили:

- нормативно-правовые акты Российской Федерации в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности, в частности Федеральный закон № 261-ФЗ от 23.11.2009 «Об энергосбережении»;

- национальные и международные стандарты в сфере энергетического менеджмента: ГОСТ Р ИСО 50001, ГОСТ Р ИСО 50005, ISO 50001, ISO/IEC 33001, а также методические рекомендации по проведению энергетических обследований (утв. Минэнерго России) и РД 153-34.0-09.154-99;

- статистические данные и аналитические материалы, включая результаты опроса 139 крупных промышленных предприятий, проведенного Минэкономразвития России в 2023 году;

- научные труды отечественных и зарубежных авторов по проблемам управления энергоэффективностью и развития СЭнМ [1,5,6,8,13,14].

В процессе исследования применялся комплекс общенаучных и специальных методов:

- сравнительный анализ при сопоставлении альтернативных моделей зрелости СЭнМ (ГОСТ Р ИСО 50005, Н. Финнерти [18], стартап-компании Вердигриз (Verdigris Technologies) [17], Кириковой Е.А. [5]);

- классификационный анализ подходов к определению потенциала энергоэффективности и разработки многокритериальной классификации потенциалов энергоэффективности [4,8,13];

- метод теоретического моделирования и дескриптивного описания при разработке авторской модели зрелости СЭнМ и детализированных характеристик каждого уровня на основе обобщения практики деятельности отечественных промышленных предприятий;

- метод формализации и математического моделирования при построении функциональной зависимости реализационного потенциала энергоэффективности (Pреал) от уровня зрелости СЭнМ (ИИ_СЭнМ) через интегральную функцию эффективности СЭнМ, объединяющую функции полноты выявления (G) и реализуемости (F) экономического потенциала.

Результаты

На основе сравнительного анализа существующих моделей (модели поэтапного внедрения ГОСТ Р ИСО 50005, модели Н. Финнерти [18], модели Кириковой Е.А. [5], модели стартап-компании Вердигриз [17]) выявлены их ограничения, среди которых: преобладание качественных описательных характеристик над формализованными количественными оценками, узкая направленность на отдельные измерения зрелости (процессные, технологические или организационные аспекты), отсутствие унифицированного инструментария для диагностики. Установлено, что комплексная диагностика СЭнМ должна учитывать все ключевые направления оценивания, обеспечивая их сбалансированность и применимость к российской практике.

Для преодоления выявленных ограничений предложена авторская шестиуровневая модель зрелости СЭнМ, включающая уровни от 0 до 5. В отличие от существующих подходов, автор предпочитает не присваивать уровням однозначные наименования в силу сложности управленческой ситуации на каждом этапе, ограничиваясь детализированными дескриптивными характеристиками. Уровень 0 характеризуется полным отсутствием системы энергетического менеджмента, где энергоэффективность не рассматривается как объект управления. Уровень 1 отражает начальную стадию осознания значимости энергоэффективности через призму операционных издержек при сохранении неформализованных процессов. На уровне 2 происходит переход к формальному целеполаганию, созданию базовых процедур учета и распределению ответственности. Уровень 3 знаменует достижение стратегической интеграции, внедрение полного цикла PDCA и использование специализированных информационных систем. Уровень 4 характеризуется управлением на основе углубленной аналитики данных и прогнозного моделирования. Уровень 5 представляет высшую стадию, на которой энергоэффективность становится источником устойчивого конкурентного преимущества и драйвером инноваций, а управление энергосистемами осуществляется с использованием цифровых двойников и алгоритмов искусственного интеллекта.

Для практической реализации диагностики разработаны методические положения, включающие систему критериев оценки по четырем направлениям: стратегическому (цели, политика, интеграция в стратегию), организационному (структура, регламенты, ответственность, компетенции), инструментальному (учет, мониторинг, аналитика, автоматизация) и культурно-поведенческому (вовлеченность, мотивация, обучение, корпоративная культура). Предложен алгоритм расчета интегрального индекса зрелости СЭнМ (ИИ_СЭнМ) как взвешенной суммы балльных оценок по указанным направлениям, что позволяет перейти от качественных экспертных суждений к количественно измеримому показателю, нормированному в диапазоне от 0 до 5. Важной особенностью разработанной методики является применение закона лимитирующего уровня (минимума) Ю. Либиха, согласно которому общий уровень зрелости системы не может превышать минимального значения, полученного по одному из направлений, что отражает системную природу СЭнМ и позволяет выявлять критические дисбалансы в управлении. Для наглядной интерпретации результатов предложено построение профиля зрелости в виде лепестковой диаграммы, позволяющей идентифицировать проблемные зоны и обосновывать приоритеты развития.

В ходе решения второй задачи исследования сформирована многокритериальная классификация потенциалов энергоэффективности, отражающая их многообразие и иерархию (рис. 1).

Рис. 1. Классификация потенциалов энергоффективности в промышленности (составлено автором на основе [4,8,11])

На основе систематизации и обобщения научных трудов, нормативных документов и экспертных разработок выделено пять взаимодополняющих классификационных признаков. Разработанная классификация позволяет перейти от интуитивного понимания возможностей экономии энергоресурсов к системному управлению процессом реализации потенциала, обеспечивая структурирование резервов, их привязку к конкретным инженерным системам и статьям затрат, а также учет разнородных ограничений при принятии управленческих решений.

В ходе решения третьей задачи исследования формализована модель зависимости реализационного потенциала энергоэффективности от уровня зрелости СЭнМ и предложены этапы управления, реализующие данную взаимосвязь. Ключевым результатом стала разработка математической модели, устанавливающей функциональную зависимость реализационного потенциала (Pреал) от экономического потенциала (Pэкон) и уровня зрелости СЭнМ:

где P_реал – реализационный потенциал энергоэффективности, Pэкон – экономический потенциал энергоэффективности;

ИИ´_СЭнМ(t) – интегральный индекс зрелости СЭнМ, представленный в нормализованном виде в диапазоне [0;1]: ИИ´_СЭнМ(t)=ИИСЭнМ(t)/5 (при 6-уровневой шкале зрелости ИИ_СЭнМ от 0 до 5);

H(ИИ´_СЭнМ(t)) = F(ИИ´_СЭнМ) × G(ИИ´_СЭнМ) – интегральная функция эффективности СЭнМ, объединяющая: G (ИИ_СЭнМ) - функцию полноты выявления экономического потенциала (способность предприятия при текущем уровне СЭнМ идентифицировать и корректно оценивать экономические возможности), F (ИИ_СЭнМ) - функцию реализуемости (способность СЭнМ обеспечить финансирование, управление и контроль энергоэффективных проектов);

– годовой прирост экономического потенциала от роста цен и технологический нововведений.

Компоненты этой формулы конкретизированы с точки зрения их количественного определения (рис. 2):

Рис. 2. Компоненты модели оценки потенциалов энергоэффективности (составлено автором на основе [1,2,5,9,15])

Для практической реализации модели определены методы оценки каждого компонента: нормализованный индекс зрелости рассчитывается по разработанной в исследовании методике на основе аудита по четырем направлениям; функции G и F определяются путем сравнительного анализа и ретроспективного оценивания с использованием интервальных оценок, дифференцированных по уровням зрелости; скорость прироста экономического потенциала оценивается на основе мониторинга внешней среды, включая отслеживание динамики стоимости новых технологий и прогноз изменения тарифов.

Предложены эмпирически обоснованные интервалы значений функций G и F для трех укрупненных групп уровней зрелости. При низком уровне зрелости (ИИСЭнМ´ 0,0–0,3, соответствующий уровням 0 и 1) предприятие способно выявить лишь 20–40% доступного экономического потенциала и реализовать 10–30% от выявленного, что в итоге позволяет освоить от 2 до 12% экономического потенциала. При среднем уровне зрелости (0,3–0,7, уровни 2 и 3) полнота выявления возрастает до 40–80%, реализуемость – до 30–70%, обеспечивая освоение 12–56% потенциала. При высоком уровне зрелости (0,7–1,0, уровни 4 и 5) предприятие выявляет 80–100% возможностей и реализует 70–90% от выявленных, достигая освоения 56–90% экономического потенциала.

На основе разработанной модели сформирована последовательность этапов управления энергоэффективностью, реализующая взаимосвязь диагностики зрелости и реализации потенциала (рис. 3).

Рис. 3. Этапы управления энергоэффективностью на основе реализации его потенциала (составлено автором на основе [1,5,8])

Первый этап включает двухуровневую диагностику: инструментальный энергоаудит с применением метода стохастической границы (SFA) для объективной оценки технического потенциала и аудит СЭнМ для определения интегрального индекса зрелости. Второй этап предусматривает стратификацию выявленного технического потенциала через систему ограничений: выделение экономического потенциала на основе инвестиционного анализа и расчет реализационного потенциала с использованием разработанной модели, учитывающей уровень зрелости. Результатом является формирование дорожной карты, включающей распределенные во времени мероприятия по повышению энергоэффективности и проекты по развитию СЭнМ [16]. Третий этап реализует цикл PDCA: выполнение мероприятий, повторный сбор данных и оценку достигнутых результатов, пересчет параметров модели и актуализацию оценки реализационного потенциала для следующего цикла планирования.

Предложенный методологический подход обеспечивает переход от статичной оценки резервов к динамическому прогнозированию результатов управления энергоэффективностью с учетом организационных возможностей предприятия, создавая основу для обоснованного выбора энергосберегающих мероприятий, эффективного распределения инвестиций и формирования стратегии достижения технологического лидерства.

Дискуссия

Проведенное исследование было направлено на разработку методологического подхода к определению потенциала энергоэффективности промышленного предприятия, интегрирующего диагностику уровня зрелости СЭнМ как ключевого фактора, определяющего возможность реализации выявленных резервов. Полученные результаты позволяют сформировать целостное представление о взаимосвязи организационного развития СЭнМ и результативности энергосберегающей деятельности, а также определить направления дальнейшего совершенствования предложенного инструментария.

Первое принципиальное положение, выносимое на обсуждение, касается разработанной авторской модели зрелости СЭнМ. Проведенный сравнительный анализ существующих моделей зрелости, который подтвердил их ограниченность: преобладание качественных описательных характеристик над формализованными количественными оценками, узкую направленность на отдельные измерения зрелости (процессные, технологические или организационные аспекты), отсутствие унифицированного инструментария для диагностики. В отличие от предшествующих работ, предложенная шестиуровневая модель (уровни 0–5) базируется на комплексном учете четырех взаимосвязанных направлений оценки: стратегического, организационного, инструментального и культурно-поведенческого. Это позволяет преодолеть фрагментарность существующих подходов и обеспечить системную диагностику предприятия. Характеристики каждого уровня зрелости, составленные на основе обобщения практики деятельности отечественных промышленных предприятий, адаптируют модель к российской специфике, что выгодно отличает ее от зарубежных аналогов, ориентированных преимущественно на европейский или технологически развитый контекст.

Введение количественной оценки через интегральный индекс зрелости СЭнМ (ИИ_СЭнМ), рассчитываемый как взвешенная сумма балльных оценок по выделенным направлениям, позволяет перейти от субъективных экспертных суждений к измеримому показателю. Данный подход развивает идеи, заложенные в ГОСТ Р ИСО 50005 и модели Кириковой Е.А. [5], дополняя их формализованным алгоритмом расчета. Это методологическое решение представляется обоснованным и ранее не применялось в контексте оценки зрелости систем энергетического менеджмента.

Вторым важным результатом является разработанная многокритериальная классификация потенциалов энергоэффективности. В отличие от традиционных подходов, ограничивающихся разделением на теоретический, технический и экономический потенциалы, предложенная классификация расширяет систему признаков, включая вид энергетического ресурса, виды ограничений, масштаб охвата, временной горизонт и механизм реализации. Это позволяет структурировать многообразие резервов энергосбережения и обеспечить их привязку к конкретным объектам управления и этапам планирования.

Ключевым результатом, обладающим наибольшей теоретической и практической значимостью, выступает формализованная модель зависимости реализационного потенциала энергоэффективности от уровня зрелости СЭнМ. Разработанная математическая модель интегрирует организационный фактор в оценку потенциальной экономии энергоресурсов. Введение функций полноты выявления (G) и реализуемости (F) позволяет количественно учесть институциональную способность предприятия к освоению инвестиций и внедрению энергосберегающих технологий. Эмпирически обоснованные интервалы значений функций G и F для различных уровней зрелости (низкий, средний, высокий) демонстрируют, что по мере развития СЭнМ способность предприятия к реализации потенциала возрастает непропорционально: при переходе от низкого к высокому уровню зрелости доля осваиваемого экономического потенциала увеличивается с 2–12% до 56–90%. Это демонстрирует, что инвестиции в развитие СЭнМ являются необходимым условием эффективного использования технических резервов энергосбережения.

Разработанные этапы управления энергоэффективностью, реализующие взаимосвязь диагностики зрелости и реализации потенциала, представляют собой практический инструментарий, адаптированный к циклу PDCA, положенному в основу стандартов серии ISO/ГОСТ Р ИСО 50000. Введение двухуровневой диагностики (инструментальный энергоаудит с применением SFA и аудит зрелости СЭнМ) позволяет обеспечить объективность исходных данных и учитывать как технические, так и организационные аспекты. Использование метода стохастической границы (SFA) для оценки технического потенциала обеспечит отделение влияния управляемых факторов неэффективности от случайных внешних воздействий, что повышает достоверность результатов [19,20,21]. Предложенный алгоритм формирования дорожной карты с распределением мероприятий по временным горизонтам и последующей итеративной корректировкой на основе мониторинга результатов соответствует принципам стратегического управления и создает основу для непрерывного улучшения.

Ограничения исследования. Несмотря на полученные результаты, работа имеет ряд ограничений, которые определяют направления дальнейших исследований. Во-первых, предложенные балльные оценки и весовые коэффициенты для расчета интегрального индекса зрелости СЭнМ основаны на экспертных суждениях и требуют дополнительной эмпирической верификации на расширенной выборке промышленных предприятий различных отраслей. Во-вторых, интервальные значения функций G и F, приведенные в качестве демонстрации подхода, нуждаются в уточнении на основе ретроспективного анализа реализованных проектов и статистического моделирования. В-третьих, разработанная модель зависимости реализационного потенциала от уровня зрелости предполагает наличие достоверных данных о скорости прироста экономического потенциала (dP_экон/d_t), что требует создания системы мониторинга внешней среды и прогнозирования технологических и ценовых трендов. В-четвертых, применение метода SFA для оценки технического потенциала требует наличия репрезентативных выборок данных по отраслям и доступности соответствующего программного обеспечения и квалифицированных специалистов.

Перспективы дальнейших исследований. Полученные результаты открывают ряд перспективных направлений для дальнейших научных изысканий. К ним относятся: эмпирическая валидация разработанной модели на выборке промышленных предприятий с целью уточнения интервальных оценок и весовых коэффициентов; разработка специализированного программного обеспечения, автоматизирующего процедуры сбора данных [7], расчета интегрального индекса зрелости и построения профилей зрелости; создание отраслевых нормативов и баз данных, позволяющих сопоставлять уровни зрелости СЭнМ и потенциалы энергоэффективности предприятий одной отрасли; адаптация предложенного инструментария для предприятий малого и среднего бизнеса с учетом их ресурсных ограничений; интеграция разработанных положений в существующие системы энергетического менеджмента и корпоративные стратегии устойчивого развития, включая ESG-отчетность; исследование влияния цифровой трансформации и технологий Индустрии 4.0 (интернет вещей, искусственный интеллект, цифровые двойники) на уровень зрелости СЭнМ и реализационный потенциал энергоэффективности.

Заключение

Проведенное исследование было направлено на разрешение противоречия между наличием значительного потенциала энергосбережения на промышленных предприятиях и его низкой реализацией, обусловленной недостаточным учетом организационной зрелости системы энергетического менеджмента. В условиях стремления российской экономики к технологическому лидерству, цифровой трансформации и обеспечения экономической безопасности данное противоречие приобретает особую значимость, поскольку эффективное использование энергетических ресурсов становится стратегическим фактором конкурентоспособности [1,9,10].

На основе сравнительного анализа существующих моделей зрелости СЭнМ разработана авторская шестиуровневая модель, включающая характеристики уровней от 0 до 5, адаптированные к специфике отечественных промышленных предприятий. В отличие от предшествующих подходов, модель базируется на комплексном учете стратегического, организационного, инструментального и культурно-поведенческого направлений оценки, что обеспечивает системность диагностики. Предложен алгоритм расчета интегрального индекса зрелости СЭнМ (ИИ_СЭнМ) как взвешенной суммы балльных оценок, позволяющий перейти от качественных характеристик к количественно измеримому показателю. Сформирована многокритериальная классификация потенциалов энергоэффективности по пяти признакам: виду энергетического ресурса, видам ограничений, масштабу охвата, временному горизонту и механизму реализации. Классификация структурирует многообразие резервов энергосбережения, обеспечивая их привязку к конкретным объектам управления и этапам планирования, и создает основу для системного управления процессом реализации потенциала. Формализована математическая модель зависимости реализационного потенциала энергоэффективности от уровня зрелости СЭнМ, интегрирующая функции полноты выявления (G) и реализуемости (F) экономического потенциала. Модель позволяет количественно учесть влияние организационного фактора на способность предприятия к освоению инвестиций и внедрению энергосберегающих технологий. Разработаны этапы управления энергоэффективностью, реализующие взаимосвязь диагностики зрелости и реализации потенциала в логике цикла PDCA. Предложенный алгоритм включает двухуровневую диагностику (инструментальный энергоаудит с применением SFA и аудит зрелости СЭнМ), стратификацию потенциала через систему ограничений, формирование дорожной карты и итеративную корректировку на основе мониторинга результатов.

Теоретическая значимость исследования заключается в развитии концептуальных положений системного подхода, ресурсной теории и теории динамических способностей применительно к управлению энергоэффективностью, обосновании и формализации взаимосвязи между уровнем зрелости СЭнМ и реализационным потенциалом энергоэффективности. Практическая значимость определяется созданием унифицированного инструментария для диагностики организационной зрелости СЭнМ, оценки потенциала энергоэффективности с учетом управленческих возможностей предприятия и обоснования инвестиционных решений [12]. Совокупность разработанных теоретических положений, классификации, модели и методического инструментария представляет собой целостное методологическое решение, обеспечивающее переход от фрагментарной оценки технических резервов к системному управлению энергоэффективностью на основе диагностики и развития организационной зрелости [11]. Реализация предложенного подхода в практике промышленных предприятий будет способствовать повышению результативности энергосберегающих мероприятий, эффективному распределению инвестиционных ресурсов и достижению стратегических целей технологического лидерства и устойчивого развития.

[1] Государственный доклад о состоянии энергосбережения и повышении энергетической эффективности в Российской федерации за 2023 год. URL: https://www.economy.gov.ru/material/directions/investicionnaya_deyatelnost/povyshenie_energoeffektivnosti/gosudarstvennyy_doklad/gosudarstvennyy_doklad_o_sostoyanii_energosberezheniya_i_povyshenii_energeticheskoy_effektivnosti_v_rf_za_2023_god.html