Технико-экономическое обоснование вариантов теплоснабжения

Технико-экономическое обоснование вариантов теплоснабжения.

На прошлом занятии мы с вами рассмотрели несколько возможных вариантов теплоснабжения: централизованное теплоснабжение от ТЭЦ и районных котельных, местное теплоснабжение от собственной котельной и теплоснабжение от альтернативных источников энергии.

Для выбора того или иного варианта теплоснабжения необходимо произвести расчет основных технико-экономических показателей, и затем их сравнить. Как правило, на практике сравнивается два варианта теплоснабжения: от собственной котельной и от централизованного источника тепловой энергии.

Сравнение вариантов теплоснабжения производится по методике UNIDO (United Nation’s International Development Organization – Организация Объединенных Наций по Промышленному Развитию). Также по этой методике может быть рассчитана экономическая эффективность реализации практически любого инвестиционного проекта. В основу этой методики положены следующие принципы:

1.  Рассмотрение проектов на протяжении равных периодов времени. (Например, при сравнении вариантов теплоснабжения рассматривается промежуток времени равный сроку эксплуатации собственной котельной, который составляет примерно 10-15 лет).

2.  Учет всех денежных расходов, связанных с осуществлением проекта, (капитальные затраты) и текущих расходов (эксплуатационные затраты).

3.  Сопоставимость условий сравнения различных схем реализации. (Необходимое условие, т. к. в случае выбора вариантов теплоснабжения должна быть равной общая нагрузка.)

4.  Учет фактора времени. Все денежные потоки приводятся к начальному периоду реализации проекта, через коэффициент дисконтирования
.

Как правило, в теплоэнергетике для сравнительного технико-экономического анализа используются следующие показатели: чистый дисконтированный доход (ЧДД) – net present value (NPV); внутренняя норма доходности (ВНД) – internal rate of return (IRR); срок окупаемости (Ток), с учетом дисконтирования финансовых потоков.

Чистый дисконтированный доход (ЧДД, руб.) (интегральный эффект) определяется в данном случае:

, (1)

где Эt – эффект в t-ом году реализации проекта (без дисконтирования), руб./год; Т – горизонт расчета (расчетный период), лет; Кt – капитальные вложения в t-м году (без дисконтирования), руб.; αt=(1+E)-t – коэффициент дисконтирования; Е – норма дисконта, ед.

Если ЧДД>0, то проект считается эффективным при заданной норме дисконта, и чем больше величина ЧДД, тем проект эффективнее.

Эффект от реализации проекта регенерации теплоты отходящих дымовых газов определяется:

, (2)

где Rt – результат, достигаемый на t-м шаге расчета, руб./год; Зt – затраты (издержки) на t-ом шаге при условии, что в них не входят капитальные вложения. Далее рассмотрим как они определяются.

Результатом реализации проекта по теплоснабжению, является либо прибыль полученная от реализации тепловой энергии, либо экономия средств:

, (3)

где Q – отпущенная тепловая энергия, Гкал/год; ЦQ – удельная стоимость тепловой энергии, руб/Гкал. При сравнении двух вариантов теплоснабжения, цена тепловой энергии принимается равной отпускной цене источника теплоснабжения.

Величина отпущенной тепловой энергии считается по следующей формуле:

, (4)

где tср.(оп) – средняя температура отопительного периода, Qp–расчетная величина теплофикационной нагрузки, МВт.

По выражению (4) определяется годовой расход тепловой энергии в МДж. Для перевода этой величины в Гкал необходимо учитывать равенство 1калл=4,19Дж.

Как правило, капитальные затраты в сооружение либо котельной, либо теплового пункта вносятся в первый год существования проекта. При расчете чистого дисконтированного дохода необходимо учитывать динамику изменения цен на тепловую энергию. Изменение чистого дисконтированного дохода по годам для нескольких различных схем будет выглядеть следующим образом:

Рис. 1. Изменение чистого дисконтированного дохода.

Внутренняя норма доходности (ВНД) представляет собой норму дисконта, при которой сумма интегральных эффектов равна сумме интегральных капиталовложений:

. (5)

В том случае, когда ВНД≥Е капитальные вложения в проект считаются оправданными.

Срок окупаемости проекта определяется из условия из рис. 1. Момент времени, когда кривая ЧДД пересекает линию абсцисс (горизонт расчета), называется дисконтированным сроком окупаемости.

Определение капитальных затрат.

Капитальные затраты в систему теплоснабжения от централизованного источника минимальны по сравнению с собственным источником теплоснабжения. Капитальные затраты при теплоснабжении от централизованного источника равны капитальным затратам на сооружение теплового пункта.

В курсовой работы вам предстоит производить технико-экономический расчет для собственной котельной. Для определения капитальных затрат строится принципиальная тепловая схема котельной, которая включает в себя основное и вспомогательное оборудование. В вашей курсовой работе её строить не надо, но вы должны знать, что она существует.

В курсовой работе вы составляете смету капитальных затрат как показано ниже.

Стоимость строительства сооружений (фундамент, вспомогательные сооружения, дымовая труба и т. д.) принимается равной от 20 до 30% от стоимости блочной модульной котельной. Проектные работы составляют от 10 до 15% суммы стоимости блочной модульной котельной и сооружений. Строительно-монтажные работы до 10% от стоимости блочной котельной. Цена согласования в региональном центре экспертизы и согласования с заинтересованными организациями суммарно составляют до 10% от стоимости блочной котельной.

Таким образом, общие кап. затраты в строительство собственной котельной равны сумме составляющих из табл. 1.

Определение годовых издержек и себестоимости тепловой энергии

Годовые издержки на производство тепловой энергии, тыс. руб./год;

И = Ит + Иээ + Ив + Изп + Исн + Иам + Ир + Иоос + Ипр, (1)

где Ит – затраты на топливо, тыс. руб./год;

Иээ – затраты на электрическую энергию, тыс. руб./год;

Ив – затраты на воду, тыс. руб./год;

Иээ – затраты на электрическую энергию, тыс. руб./год;

Изп – затраты на оплату труда персонала, тыс. руб./год;

Исн – отчисления на социальные нужды, тыс. руб./год;

Иам – амортизационные отчисления, тыс. руб./год;

Ир – затраты на все виды ремонтов, тыс. руб./год;

Иоос – плата за загрязнение окружающей среды, тыс. руб./год;

Ипр – прочие затраты, млн. руб./год.

Издержки на топливо, тыс. руб./год:

(2)

где Цт – цена топлива, руб./тыс. м3; Вт – расход топлива, тыс. м3/год (т/год).

Годовой расход топлива по котельной, т/год;

(3)

где - годовая выработка тепла котельной, ГДж; - низшая теплота сгорания топлива, кДж/м3; - кпд котельной.

Величина равна количеству годовой отпущенной тепловой энергии, которая считается по следующей формуле:

, (4)

где tср.(оп) – средняя температура отопительного периода, Qp–расчетная величина теплофикационной нагрузки, МВт.

Низшая теплота сгорания для топлива определяется по паспортным данным, которые предоставляет поставщик природного газа. Для природного газа эта величина составляет от 35 до 38 МДж/м3.

КПД котельной зависит от типа котельной, установленного оборудования, расхода тепловой энергии на собственные нужды и т. д. Для котельных небольшой мощности общий КПД составляет от 85 до 93%.

Издержки на электроэнергию, тыс. руб./год:

, (5)

где Nээ – суммарная потребляемая мощность, кВт; Сээ – плата за 1 кВт. ч покупаемой электроэнергии по двухставочному тарифу составляет для Самарской области Сээ=2,050руб/ кВт. ч.

Для определения суммарной потребляемой мощности составляется таблица, в которой перечислены характеристики потребителей эл. энергии.

Таблица 1 –Характеристики потребителей электрической электроэнергии

Оплата электрической мощности может происходить как по одноставочному так и по двухставочному тарифу.

Одноставочный тариф

При такой тарификации поставщиком электроэнергии устанавливается цена за потребленный кВтч, она зависит от потребленной мощности (чем больше, тем дешевле). Так, например, согласно данным МРСК Волги в декабре 2011 г. цена по одноставочному тарифу составила от 3,16 до 3,60 руб./кВтч, не включая НДС, то есть от 3,73 до 4,25 руб./кВтч, включая НДС.

Пример расчета:

Компания производит мебель. Лимит потребляемой всем оборудованием мощности – 100 кВа (киловольт-ампер). Работая в одну смену ежедневно, фирма потребила за месяц 8*100*30= 7200 кВтч. Имея тариф, например, 4,00 руб./кВтч, получаем сумму к оплате за месяц: 7200*4=28800 руб.

Двухставочный тариф

При двухставочном тарифе оплата разбивается на две части: плата за участие в максимуме нагрузки (или плата за мощность, кВа) и плата за потребленную энергию. Например, у МРСК Волги в мае 2011 г. плата за мощность составила 634,55 руб./кВт в мес., за энергию – 1,52 руб./кВтч. Что с учетом НДС составляет: 748,77 руб./кВт в мес. и 1,79 руб./кВтч соответственно.

Данный тариф применяется, как правило, на предприятиях с высокой выделенной электрической мощностью. Двухставочный тариф стимулирует потребителей снижать лимиты потребления, но при этом работать круглосуточно. Поскольку одновременно с пониженной ставкой за потребленную энергию вводится плата за выделение лимита.

Пример расчета:

Компания производит металлоконструкции. Лимит потребляемой всем оборудованием мощности – 100 кВа (киловольт-ампер). Работая в одну смену ежедневно, фирма потребила за месяц 8*100*30= 7200 кВтч. Имея тариф, например, 750 за мощность и 1,8 руб. за энергию, получаем сумму к оплате за месяц: 750*100+7200*1,8=87960 руб. Что в три раза дороже одноставочного тарифа для такой же ситуации.

В тоже время, если предприятие работает круглосуточно, то плата за эл. энергию составит 750*100+24*100*30=113 т. р., против 24*1000*30*4=288 т. р. по одноставочному тарифу.

Таким образом, двухставочный тариф может быть привлекателен только для круглосуточно работающих предприятий.

Тарифы, дифференцированные по времени (зонам) суток:

ночная зона (цена МРСК Волги в декабре 2011 г. без НДС: 2,37 руб./кВтч)

полупиковая зона (МРСК Волги 2,99 руб./кВтч)

пиковая зона (МРСК Волги 4,82 руб./кВтч)

Для этой тарификации применяются специальные счетчики. Благодаря сниженной цене в ночное время, она стимулирует потребителей перераспределять нагрузку, работая в ночные смены. Дифференцированный тариф не сильно распространен в России.

Плата за загрязнение окружающей среды: Иоос. Основными выбросами являются: дымовые газы (продукты сгорания), твердые промышленные отходы (использованные трубы, ветоши и т. д.), концентрированные отходы хим. водоподготовки.

Издержки на воду, тыс. руб./год:

(6)

где Цв – цена хим. очищеной воды, Цв =23-30 руб/т; Gв – расход воды котельной, т/год

Издержки на амортизацию, тыс. руб./год;

(7)

где αам – норма амортизационных отчислений (принимаем αам =1/Т); где Т – срок реализации проекта.

Издержки на проведение всех видов ремонтов, тыс. руб./год;

(8)

где αр – норматив отчислений на ремонт (αр = 2 %);

Изп - затраты на оплату труда обслуживающего персонала котельной.

Отчисления на социальные нужды, тыс. руб./год:

(9)

где αр – норматив отчислений на социальные нужду (αр = 34 %);

В прочих издержках учитывают затраты на охрану труда, пожарную и сторожевую охрану, арендную плату, оплату услуг связи и другие затраты.

Прочие издержки, тыс. руб./год;

, (10)

Далее все издержки суммируются и находится общее значение годовых издержек.

Себестоимость получения тепловой энергии, руб./ГДж;

(12)

где Q – годовой объем выработанного тепла, ГДж/год (Гкал/год)