СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОИ ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ССТ

Несмотря на бесспорные энергетические и экономические преиму­щества систем теплоснабжения, использующих энергию солнечного излучения, по сравнению с традиционными, имеются объективные экономические причины, сдерживающие широкое применение ССТ. В этой связи представляются актуальными вопросы методологии оценки экономической эффективности и анализ структуры экономи­ческих показателей ССТ.

В соответствии с общепринятыми в нашей стране методами оцен народохозяйственной экономической эффективности [7, 8] тех и иных технических решений экономический эффект ССТ по сравнению традиционными системами и источниками теплоснабжения может бы выражен как разность приведенных затрат за срок службы:

ЭФ = Спб-пс )р (Ш)|

Где Эф - экономический эффект, руб.', Ilg, Пс - приведенные затраты с учетом норматив­ного срока базового и "солнечного" вариантов теплоснабжения, py6.j F — коэффициент суммирования эффекта за срок службы [5]:

Срок

4

5

6

7

8

9

10

Службы (TD

3,1698 3,7907 4,3552 4,8684 5,3349 5,7590 6,1445

Приведенные затраты для базовых и альтернативных систем тепло­снабжения в общем виде вычисляют по формулам:

Пб-Е,,! Кб + Иб; (12.2|

П^ЕнГ КС + ИС, , (12.3|

Где Еи — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, 1/гоД Z Kg и X Кс — сумма единовременных капитальных вложений по базовому и "солнеч­ному" вариантам теплоснабжения, руб.; Hg и Ис — эксплуатационные издержки по каждо­му варианту теплоснабжения, руб/год.

Нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений Представляет собою величину, обратную нормативному сроку окупае­мости

288 1

Ен = 1/Тн>

Й принимается в соответствии с рекомендациями известных методик [7, 8] в пределах 0,08... 0,12.

Единовременные капитальные вложения в базовый или альтерна­тивный вариант представляют собою сумму затрат на приобретение и доставку на строительную площадку оборудования, резервуаров, трубопроводов, приборов контроля и управления, других материалов, а также затрат на их монтаж и наладку.

На основе анализа многочисленных проектных материалов и опыта сооружения активных ССТ в нашей стране удельные капитальные вложения в гелиосистемы составляют ориентировочно 120... 180 руб/м2 При этом структура капитальных затрат выглядит следующим образом: гелиоколлекторы - 20 ... 30 %; металлоконструкции - 5 ... 10 %; допол­нительное оборудование - 5 ... 10 %; трубопроводы - 10 ... 15 %; КИП - 5 ... 10 %, монтаж и наладка - 35 ... 40 %. Анализ структуры капиталь­ных вложений в ССТ позволяет выявить приоритетные направления совершенствования последних и снижения их стоимости.

Капитальные вложения в базовые варианты теплоснабжения учиты­вают, как правило, только при теплоснабжении от автономного источ­ника теплоты. В этих случаях следует принимать во внимание сумму затрат на котельные установки (топливные или электрические), а также на дополнительное оборудование (насосы, КИП, резервуары и Т. п.).

Удельные затраты на топливные котельные, отнесенные к единице тепловой мощности, оценивают в пределах 24 ... 80 руб. ГДж/ч. Для ряда распространенных типовых котельных характерны данные, приведенные в табл. 12.1 [9].

Эксплуатационные затраты как для базового, так и для альтернатив­ного варианта включают энергетические и неэнергетические статьи расходов. К неэнергетическим затратам относят ежегодные амортиза­ционные отчисления, затраты на текущий ремонт и заработную плату персонала, при этом первые две статьи затрат могут быть выражены как доля суммы капитальных вложений (стоимости основных фондов) в размере 8... 10 % и 1-2 % соответственно.

Учет затрат на заработную плату представляет собою значительную сложность ввиду отсутствия нормативных положений о численности обслуживающего персонала для ССТ и мелких котельных. Имеются предложения учитывать "компенсацию" затрат труда при замене централизованного теплоснабжения на ССТ в размере 3 руб/м2 [1] или учитывать экономию фонда заработной платы при замене либо умень­шении мощности топливных котельных из расчета годового фонда

(12.4)

622-19 289

12.1. Характеристики типовых котельных

Состав оборудования котельной

Установленная произ­водительность, ГДж/ч

Удельные кап­вложения, тыс. руб.

Штатный коэф­фициент, чел.

Тип котлов

Число котлов, ГДж/ч

ГДж/ч

ГДж/ч

Газомазутное топливо

"Минск"

4

13,4

5,8

0,37

"Братск IT

4

14,2

12

0,8

"Факел IT

5

16,7

10

0,72

"Братск П" +

4

16,7

10,6

0,72

2 экономайзера

Твердое топливо

"Универсал"

2

2,8

5

1,4

КВМ-0,63

2

3,8

21,2

1,3

КВМ-0,63

6

11,3

12,6

1

Е-1/9

4

9,8

16,2

1,2

"Братск Г"

Е

22,6

13,4

0,71

Заработной платы одного работающего на 50 Гкал годовой величины экономии тепловой энергии. Следует заметить, однако, что практика экслуатации реальных ССТ, действующих в южных районах СССР (преимущественно на территории Грузии), не подтверждает пока теоре­тические предположения о сокращении текущих затрат на оплату труда обслуживающего персонала. Более того, отсутствие опыта и низкая квалификация работников соответствующих служб пансиона­тов, домов отдыха и т. п. объектов, где используются ССТ, приводит зачастую к введению дополнительных штатных единиц исключительно для эксплуатации гелиоустановок. Потому представляется неправо­мерным в настоящее время учитывать экономию заработной платы при внедрении ССТ. Эту статью можно рассматривать как резерв повыше­ния экономического эффекта в будущем при совершенствовании ССТ и отработке механизма эффективной эксплуатации.

Энергетические затраты представляют собою наряду с капитальны­ми вложениями важнейшее слагаемое при расчете приведенных затрат. Роль этой составляющей является решающей, так как именно сокращение энергетических затрат является основной целью внедре­ния ССТ, достижение которой осуществляется за счет дополнительных капитальных вложений. Энергетические затраты рассчитывают как произведение годового расхода и стоимости единицы топлива или тепловой и электрической энергии.

Годовой расход или экономию в результате внедрения энергосбере­гающих систем определяют на основе теплотехнических расчетов с учетом климатических данных, характеристик коллекторов и других элементов ССТ, а также других факторов. Методы теплотехнических расчетов изложены в гл. 6 и в работах [9, 12]. Важнейшей итоговой характеристикой ССТ, получаемой на основании теплотехнических расчетов, является годовая удельная теплоотдача и, значения которой лежат обычно в пределах 1... 4 ГДж/м2 и зависят от КПД коллектора и системы, продолжительности использования ССТ в течение года, характеристик солнечной радиации в районе сооружения ССТ. Произ­ведение годовой удельной теплоотдачи и и площади поверхности коллекторов / равно годовому количеству теплоты Qv получаемой от ССТ:

Qt-Uf. (12.5)

Выражение (12.5) связывает энергетические характеристики и площадь поверхности гелиоколлекторов, определяющую в основном капитальные вложения ССТ, и позволяет решать прямые и обратные задачи, а варьирование величины и как функции КПД коллектора позволяет на основе метода расчета экономической эффективности решать оптимизационные задачи, такие, как, например, выбор опти­мальной температуры теплоносителя или определение оптимального объема замещения традиционного энергоресурса.

В качестве традиционного энергоресурса в зависимости от условий рассматривают: тепловую энергию - при замещении системы централи­зованного теплоснабжения; топливо - при замещении (полном или частичном) местной котельной;, электроэнергию - при замещении электрокотлов. Стоимость энергоресурса - топлива, теплоты или электроэнергии - определяется калькуляцией по тарифам и ценникам или по замыкающим затратам {табл. 12.2).

Здесь нельзя отметить неоправданно низкий уровень цен на замеща­емые энергоресурсы, что приводит во многих случаях при выполнении расчетов к выводу о экономической нецелесообразности внедрения многих энергосберегающих технологий, в том числе солнечного тепло­снабжения, а также к отсутствию заинтересованности потребителей энергоресурсов в их экономии. В связи с многочисленными высказы­ваниями специалистов по этому поводу, Госстроем СССР в 1984 г. утверждены тарифы на тепловую энергию и топливо, которые рекомен­дуется использовать при расчете экономических показателей энерго­сберегающих систем и устройств (табл. 12.3).

Однако следует иметь в виду, что реальные заказчики, как правило, не желают и не могут считаться с перспективными оценками стоимости энергоресурса, в особенности при реконструкции объектов.


12.2. Замыкающие затраты на топливо, руб/т усл. топл.

Мазут

Районы СССР

Каменный уголь Природный газ

Северо-Запад РСФСР Центральный район Центрально-Черноземный р-и Северный Кавказ Восточная Украина, Ростовская область

Западная Украина, Молдавия

Белорусия, Литва

Латвия, Эстония

Закавказье

Туркмения

Узбекистан

Киргизия, Таджикистан Западный Казахстан Северо-Восточный Казахстан

69... 72 69... 72 69 ... 72 73... 76 72... 75

74... 77 72... 75 73... 76 71... 74 68... 71 68... 71 71... 74 66... 69 " 65... 68

.67... 70

57... 60 57... 60 56... 59 62... 65

60...63

64... 67

61 ...64 62... 65 64... 67 49 ... 52 50... 53 54... 57 52... 55 47... 50

54 ...57

50... 52 48... 51 49 ... 52 55... 58 53 ... 56

55... 59 52... 55 -53... 56 57... 60 45... 48 42... 45 45... 70 41... 44 32 ... 35* 18 „. 21 32... 35* 28 ... 31

Южный Казахстан

*В знаменателе указаны затраты иа экибазстузский уголь.

12.3. Стоимостные оценки топлива и тепловой энергии по основным экономическим зонам J страны на период до 2000 года 11

Экономические зоны

Оценки котельио-печного топлива, руб/т усл. топл.

Оценки тепловой | энергии, руб/Гкал ii

Угля

Газа

Европейская часть СССР

50

60

15 1

Урал

43

62

14 ■

Казахстан

41

60

14 i

Средняя Азия

42

61

15 !

Западная Сибирь

35

43

13 5

Восточная Сибирь

20

И

Дальний Восток

60

72

21 f

12.4. Ущерб при сжигании органического топлива руб/т усл. топл. в год

Виды топлива

Село

Город

Зона рекреации

1

2

1

2

1

2

Природный газ

_

1

_

2,5

5

Мазут, печное бытовое

2

14

5

36

10

72

Уголь

1,5

56

4

145

7

260

Примечание. Цифры в головке таблицы означают: 1 —

При наличии очистных соору-

Жении; 2 — при отсутствии очистных сооружений.

12.5. Удельный расход топлива на производство тепловой энергии, т усл. топл ЛГДж

Тип котельной

Твердое топливо

Жидкое и газообразное

Топливо

Котельные и парогенераторы 0,041 ... 0,038 0,038... 0,022 ТЭЦ

Районные и крупные промыш - 0,045 ... 0,043 0,043 ... 0,04 ленные котельные

Местные котельные 0,068 ... 0,061 0,057... 0,049

В последнее время при расчете экономической эффективности энергосберегающих мероприятий учитывают экологический эффект, связанный со снижением вредных выбросов в атмосферу от вытесня­емых топливных котельных. Экономическая оценка экологического эффекта может быть выполнена в соответствии с рекомендациями [2]. Для ориентировочных оценок можно воспользоваться данными, приведенными в табл. 12.4 [9].

С учетом изложенного формулы для расчета приведенных затрат альтернативных вариантов можно представить следующим образом:


^БCТ Q6bU,

№77'5Сэ]

(12.6)

N6 = [ZK6(EH + a + P)H

+ IW.36 К

(12.7)

Пс = [2Кс(Ен + а + р)+ .

+ лгс +3. + э1f,

Q.BU, Qc277,5С3,

Где 2 Kg и Zc — сумма капитальных впожений по базовому и "солнечному" варианту, руб,;Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0,08 ... 0,1); аир — коэффициенты, учитывающие долю отчислений на амортизацию и текущий ремонт, составляющие в сумме около 0,1; Qg и Qc — годовой расход тепловой энергии по каждому варианту, ГДж/год; С. - стоимость тепловой энергии, руб/ГДж; Ьт — удельный расход топлива, т усл. топл /ГДж (табл. 12.5) [10]; IL — стоимость топлива, руб/т усл. топл.; С, — стоимость электроэнергии, руб/кВт-ч; Ng и N, — годовой расход электроэнергии по каж­дому варианту, кВт-ч; 3g и Зс — ежегодные затраты на заработную плату обслуживающего персонала, руб/год; Э — экономический эффект экологического фактора, руб/год; / — коэффициент суммирования эффекта за срок службы.

Для расчета экологического эффекта внедрения ССТ можно исполь­зовать выражение, полученное как разность приведенных затрат


^ccТ Q. bU,

Qc277,5C3

V

(12.8)

F.

Показатель

12.ЬРеаульт«ты расчета эффективности ССТ для индивидуального потребителя

Базовые варианты

+ э — А к(е + а + р) — 4 Nn Аз Электронагреватель сжиженный газ

160 100 40

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ССТ

160 100 40

2,68 0,18

2,68

0,78

31

125

341 204 -100

341 204

36,24 44,5

44,7 535,6

В формуле (12.8) капитальные вложения Л К представляют собою разность полной балансовой стоимости гелиосистем и стоимости котельной или ее части при условии сокращения капитальных вложе­ний в источник теплоснабжения. Разности затрат на заработную плату Л 3 и на электроэнергию, расходуемую на привод насосов, могут входить в зависимость со знаком плюс или минус. В большинстве случаев эти величины не учитываются. Для оценки влияния различ­ных условий ВНИИКТЭП выполнены расчеты экономической эффектив­ности внедрения ССТ [1], результаты которых, дополненные и откор­ректированные в соответствии с изложенной методологией, приведены ниже.

Применение ССТ в индивидуальном секторе для сезонного горячего водоснабжения (табл. 12.6) рассмотрено в сопоставлении с использова­нием в качестве дублеров электронагревателя или сжиженного газа при тарифе на электроэнергию 0,04 руб/(кВт. ч) и цене газа 670 руб/т усл. топл. Начальная температура воды - 15 ... 20 °С, конечная - 55 ... 60 °С, нагрев - 40 °С, удельная стоимость гелиосистемы 160 руб/м2.

В табл. 12.7 приведены результаты расчета при использовании ССТ с дублером в индивидуальном секторе для обеспечения 27 % потреб­ности в теплоэнергии на нужды горячего водоснабжения и отопления в течение всего года при тарифе на электроэнергию 0,04 руб/(кВт-ч) и Цене твердого топлива 22,45 и 110 руб/т усл. топл.

В соответствии с расчетом окупаемость затрат обеспечивается при замещении части энергии, получаемой с помощью электронагревателя,

Показатель

Электро­

Водогрейная колонка

Водонаг­

Реватель

2.7.Результаты расчета эффективности ССТ с дублером для индивидуального потребления

В табл. 12.10 приведены результаты расчета для того же объекта. При Круглогодичном использовании рассмотренной выше ССТ, которая обеспечивает 55 % потребностей в тепловой энергии, результаты несколько иные (табл. 12.9).

Результаты расчета свидетельствуют о том, что при вытеснении электрокотельной экономический эффект достигается при обеспечении удельной теплоотдачи гелиоколлекторов 2,5 ГДж/м2 и более даже без учета экологического фактора. При комбинировании с топливной котельной на твердом топливе и уровне затрат на топливо 22, 45 и даже 100 руб/т усл. топл. экономический эффект достигается только при учете экологического фактора.

297

Результаты расчета для всех рассмотренных случаев иллюстрируют важную роль такого показателя, как удельная теплоотдача гелиокол­лекторов. Следует обратить внимание на то, что помимо совершенст­вования теплофизических и оптических свойств гелиоколлекторов важнейшее влияние на повышение удельной теплоотдачи оказывает температура теплоносителя [4]. В связи с этим следует шире использо­вать проектные решения ССТ, разработанные ЦНИИЭП инженерного оборудования, КиевЗНИИЭП и НПО "Спецгелиотепломонтаж',' направ­ленные на снижение температуры теплоносителя в результате комби-

''22—20

Нирования ССТ с топливными и электрическими котельными и после­довательного нагрева всего расчетного количества воды, а также комбинирования ССТ с теплонасосными установками.

Следует заметить, что отрицательный экономический эффект, полученный в результате выполненных расчетов для большинства случаев без учета экологического фактора, объясняется отчасти высоким значением нормативного коэффициента эффективности капитальных вложений, вследствие чего капиталоемкие установки, использующие солнечную радиацию, уступают традиционным источни­кам энергии. Следует заметить, что доля капитальных затрат, входя­щих в стоимость отпускаемой потребителю энергии, значительно выше, чем при аналогичных технико-экономических расчетах, выполняемых за рубежом. Это объясняется тем, что в практике зарубежных стран составляющую капитальных затрат в стоимости отпускаемой энергии учитывают с коэффициентом, отнесенным ко всему сроку службы установки с учетом банковского процента. Одним из достоинств такого подхода является то, что при расчетах важную роль выполняет ресурс установки, который по методу приведенных затрат практически не учитывается. Имеются предложения [13] применять этот подход при оценке эффективности использования нетрадиционных источников энергии в СССР. В работе [13] приведена формула для расчета годовой усредненной стоимости капитала С:

Где К — начальные капитальные затраты на сооружение установки, руб.; i — банковский процент; Тс — расчетный срок службы установки, год.

По этой формуле при I = 0,06 1/год (6 %) и при сроке службы установ­ки 10 лет С = 13,3 % К; при сроке службы 15 лет - С = 10,1 % К, при сроке службы 20 лет - С = 8,6 % К, можно заключить, что расчет экономичес­кой эффективности при таком подходе создает преимущества дл капиталоемких установок при обеспечении срока их службы 15 лет более.

В зарубежных изданиях имеется значительное число публикаций, в Которых рассмотрено влияние различных факторов на экономическую эффективность ССТ.

Выражение (12.8) путем преобразования и некоторых упрощений можно привести к трем неравенствам, выражающим условия экономи­ческой целесообразности применения ССТ при вытеснении: централизованного теплоснабжения

И(с + ь Э) •

Т г

:>i; (12.10)

0,2К

Топливной котельной

Иь (ц +Э) с к

Элекхрокотельной [/(277.5С +ЬТ)Э

Мк---------- м» (12Л2)

С

Где U — удельная теплоотдача гелиоколлектора, ГДжДм2. год); Ст — стоимость тепловой энергии, руб/ГДж; t>T - удельный расход топлива, т усл. топл /ГДж (см. табл. 12.5); Э - удельный экономический эффект при учете экологического фактора (см. табл. 12.4), руб/т усл. топл.; Кс — удельные капитальные вложения и ССТ (120 ... 180 руб/м2); Цт - цена топлива, руб/т усл. топл.; Кк — удельное уменьшение капитальных вложений при вытесне­нии топливной котельной, руб/ГДж/ч; Сэ — стоимость электроэнергии, руб/(кВт. ч).

Полученные выражения можно использовать для экспресс-анализа экономической эффективности ССТ на ранних стадиях проектирования и при экспертных оценках.

СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОИ ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ

Испытания солнечного коллектора — какую мощность выдают вакуумные трубки?

Сегодня, 26.04.2015 года мы провели такие испытания солнечных вакуумных трубок: Исходные материалы: - Солнечный вакуумные трубки 58мм на 1800мм, 47мм внутренний диаметр - 8шт. - Нержавеющая гофрированная сталь 15мм, подробнее …

ПУТИ РАЗВИТИЯ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ ССТ

В перспективе наряду со сложившейся в ССТ практикой проектиро­вания и строительства отдельных жилых и общественных зданий с ССТ, использование которых наиболее эффективно в сельской мест­ности, все большее развитие будут получать …

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ССТ

Для дальнейшего совершенствования и развития ССТ представляет большой интерес изучение тенденций и направленности творческой мысли исследователей и изобретателей в СССР и за рубежом в части разработки конструкций и схемных решений …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.