Собівартість теплової енергії.

Теплова енергія може бути вироблена різними джерелами енергопос­тачання – паровими, водогрійними котельними, ТЕЦ, ГТЕЦ, трансформаторами тепло­ти, когенера­ційними установками.

Паливом для вказаних джерел може бути природний газ, мазут, вугілля, диз­ель­не паливо, біопа­ливо, нетра­ди­ційні види органічних палив, ядерне паливо.

Кожний вид енергії для кожного джерела вироблення енергії має свою інди­ві­дуальну ефективність використання палива, мірою якого є ККД (т). Розра­хун­кові формули для кожного були викладені в дисципліні “Джерела енергопос­та­чання промислових підприємств”.

Повна собівартість теплової енергії визнача­ється за фор­мулою:

С _Т/Е ^Σ= С _В ^т/е+ С _експл ^т/е+ С _рент ^т/е(3.11)

де:

С _експл ^т/е–експлуатаційна складова собівартості теплової енергії, грн/Гкал. Виз­на­­чається планово-економічним відділом електростанції в межах від 20 % до 30 % від паливної складової;

С _рент ^т/е– складова рентабельності, грн/Гкал. Визначається відповідними нор­ма­ти­в­ними документами в межах від 10 % до 20 % від палив­ної скла­до­вої.

С _В ^т/е– паливна складова собівартості теплової енергії, грн/Гкал. Визна­ча­ється за ф-лою:

С _В^т/е = (b _т / К _У.П) · С _пал · 10^–3 (3.12)

де:

b _т – питома витрата умовного палива на відпущену від джерела теплову енер­гію, кг.у.п/Гкал. Визначається в межах від 168,0 кг.у.п/Гкал до 186,0 кг.у.п/ Гкал за формулою:

b _т = 143 / η_т (3.13)

де:

143 – кореляційний коефіцієнт, що корелює теплоту згорання умов­но­го палива (7000 ккал/кг у.п) та співвідношення між (Гкал) та (ккал), див. розрах. ф-лу: 143 =1·10 ⁶/7000;

η_е – ККД джерела електропостачання з відпуску теплової енергії, од. Як свідчить структура формули (3.12), параметрами, на які можна вплинути з метою зменшення собівартості теплової енергії лише два, а саме:

- питома витрата палива на відпущену теплову енергію – b_т, тобто, врахо­вую­чи структуру формули (3.12), що її визначає, це система ККД енер­гетичного облад­нання;

- закупівельна вартість палива, що використовується в енергоустановці.

Наприклад, для парової котельні спиртового заводу, яка має значен­ня b_т^ПК = 176 кг у.п/Гкал, і використовує природний газ, закуп­ле­ний за ціною 4000 грн/ тис. м³, паливна собівартість відпущеної теплової енергії – С _В^т/е становить 612,2 грн/Гкал, див. розрахунок за ф-лою (3.11): С_В^т/е = 176,0 / 1,15)· 4000·10^–3 = 612,2. повна собівартість відпущеної електроенергії – С_Т/Е^∑ становить 770,4 грн/Гкал, див. розрахунок за ф-лою (3.10): С_Т/Е ^∑ = 612,2 + 97,0 + 61,2 = 770,4.

Інформація: Ціна теплової енергії на енергоринку для споживачів теплової енергії у м. Києві у 2012 р була:

- для споживачів комунально-побутового сектору – 168 грн/Гкал

- для споживачів, що фінансуються з держбюджету – 256,0 грн/Гкал

- для споживачів бізнес-структур – 560,0 грн/Гкал.

 

3.5. Співвідношення собівартості теплоти, одержаної з різних ПЕР

Як відомо теплова енергія для потреб її споживачів може бути вироблена із палива і із електричної енергії.

Проблема вибору “сировини” для одержання теплової енергії набуває акту­аль­ності в сучасних умовах, коли теплопостачання може здійснюватись за різ­ними бізнес-проектами в умовах поширення децентралізація теплопостачання.

Наприклад, опалення житлового будинку (масиву, району) – може здійсню­ва­тись від котельні, на якій спалюється природний газ, а може бути реалізовано із застосуванням електричної енергії (в проектах “тепла підлога”, “теплі стіни”).

Фахівцю з теплоенергетики потрібно володіти відповідним математичним апа­­ратом для оцінювання цих пропозиції з позиції економіки енерго­збе­ре­ження. Тобто йо­му потріб­но вміти визначати вартість 1 Гкал теплоти і через кількість закупленого і витраче­ного палива – B_τ, тис.м³/τ_розр, і через кількість закупленої і витраченої електроенергії W_τ, кВт.год/τ_розр,

3.5.1. Визначення вартості Гкал теплоти через закупівлю органічного палива

Витрата палива – B_τ, м³/τ_розр за певний термін часу – τ_розр на одер­жан­ня від джерела теплопостачання відповідної кількості теплової енергії – Q_τ, Гкал/τ_розр визначається за формулою:

B _τ = Q _τ · 10⁶· 4,2 / (η_т^дж · Q _н^р) (3.14)

де:

4,2 - співвідношення між одиницями виміру енергії кДж і ккал;

10⁶ – співвідношення між ккал теплоти і Гкал теплоти.

Примітка.

Прошу не ототожнювати наведену формулу, з “навчальною” формулою, яку ви знаєте з дисципліни “Джерела енергопостачання промислових підприємств”: B = Q / (η_т^дж · Q_н^р). Навчальна формула, з метою уникнення в своїй структурі коефіцієнтів, що корелюють розмірності параметрів і ускладнюють її практичний вигляд, використовує в якості теплоти те­п­лову потужність Q, а не кількість теплоти Q _τ, яка потрібна у реальних відносинах вироб­ни­ка і споживачів енергії.

Визначення вартості, наприклад, 1 Гкал теплової енергії, у разі використання для її одержання органічного палива (природного газу, вугілля, біомаси), визначається у такій послідовності:

- відповідно, наприклад, τ_розр = 1,0 (одна доба);

- відповідно – Q _τ = 1,0 Гкал/доб;

- відповідно, для реального джерела відпущеної від парової котельні і одер­жа­ної споживачем теп­ло­ти - η_т^дж = 0,90;

- відповідно, для реального палива (природного газу) – Q _н^р = 7910 кДж/м³;

Таким чином, кількість палива, необхідного для котельні для вироблення 1-ї Гкал теплоти за добу становить, за ф-лою (3.14): B _τ^1Гкал = 1,0 ·10⁶ · 4,2 / (0,9 · 7910) = 590,0 м³/добу.

Тобто, для одержання однієї Гкал на добу теплоти від котельні, що має ККД – 0,9 пот­ріб­но закупити і витратити 590,0 м³ природного газу на добу.

Тобто, буде правомірним вираз для кількості природного газу, що витрачається на одержання 1-ї Гкал теплоти – B _τ^1Гкал.= 590,0 м³/Гкал.

У разі закупівельної вартості природного газу – 3200 грн/тис.м³ – фінансові вит­рати на за­ку­півлю газу для одержання однієї Гкал “газової” теплоти за добу ста­новитимуть 1888 грн/добу, див. ф-лу визначення: (590,0·3200·10^–3 = 1888,0).

Тобто правомірною буде вартість 1-ї Гкал “газової” теплоти, одержаної від спалю­ван­ня природного газу в котельній – 1888 грн/Гкал.

Зрозуміло, що у разі одержання теплоти від дешевшого (у 2- 3 рази) палива, наприклад, вугілля, за ціною 1100 грн/т, але з меншою (на 60 %) теплотою згорання вартість 1-ї Гкал “вугільної” теплоти буде в 1,5 – 1,7 разів дешевша “газової”, тобто, на рівні 1100 грн/Гкал - 1260 грн/Гкал.

3.5.1. Визначення вартості Гкал теплоти через закупівлю електричної енергії за її ринкову вартість

Витрата електричної енергії – W_τ, кВт.год/τ_розр за певний термін часу – τ_розр на одер­­жання кількості теплової енергії – Q_τ, Гкал/ τ_розр, за той же термін часу від “електричного” джерела теплоти, тобто установки, що одержує теплоту безпосередньо із електричної енергії, наприклад, від електричного калорифера: визнача­єть­­ся за формулою безпосереднього перетворення електроенергії в теплоту:

W_τ = Q_τ · (10⁶ /860) / η_т^е.дж (3.15)

де:

10⁶ – співвідношення між “ккал” теплоти і “Гкал”;

860 – співвідношення між “кВт.год” і “ккал”;

η_т^е.дж – тепловий ККД електричного джерела теплоти (теплої підлоги, тепло­венти­ля­то­ра), од.

Визначення вартості, наприклад, 1 Гкал теплової енергії, у разі використання для її одержання електричної енергії, визначається у такій послідовності:

- відповідно, наприклад, τ_розр = 1,0 (одна доба);

- відповідно – Q _τ = 1,0 Гкал/доб;

- відповідно, для реального джерела теплоти (електрокалорифера) одержаної з електричної енергії - η_т^е.дж = 0,95;

Таким чином, кількість спожитої електрокалорифером електричної енергії для вироблення 1-ї Гкал теплоти за добу становить, за формулою (3.15): W_τ^1Гкал = 1,0 · (10⁶/860) /0,95 = 1224 кВт.год/добу.

Тобто, для одержання однієї Гкал на добу теплоти від електрокалорифера, що має ККД – 0,95 пот­ріб­но закупити 1224 кВт.год на добу.

Тобто, буде правомірним вираз для кількості електричної енергії, що вит­ра­ча­ється на одержання 1-ї Гкал теплоти від “електричного джерела” – W_τ^1Гкал= 1224 кВт.год/добу.

У разі закупівельної вартості електричної енергії – 1,0 грн/кВт.год фінансові вит­рати на за­ку­півлю електроенергії для одержання однієї Гкал “електричної” теплоти за добу ста­новитимуть 1224 грн/добу, див. ф-лу визначення: (1224 · 1,0 = 1224).

Тобто правомірною буде вартість 1-ї Гкал “газової” теплоти, одержаної від використання електричної енергії – 1224 грн/Гкал.

Зрозуміло, що у разі одержання електричної енергії від дешевшого джерела електропостачання, або одержання її за певними пільгами або преференціями щодо тарифів, вартість 1-ї Гкал “електричної” теплоти буде меншою.

Висновок.

- Теплота, одержана від “паливного” джерела теплопостачання може бути і до­рож­чою і дешевшою за теплоту, одержану від “електричного” джерела теп­ло­ти, що споживає електроенергію за ринковою вартістю.

- Співвідношення вартості “паливної” і “електричної” теплоти залежить від спів­відношення ринкової ціни на паливо та ринкової ціни електричну енер­гію, та співвідношення ККД джерел тепло- та електропостачання.

- В європейських країнах, де ціна на паливо відносно ціни на електричну енер­гію, завдяки експлуатації АЕС, висока і діє на фінансову користь використан­ня електроенергії, тобто, “електрична” теплота дешевша за “паливну”. То­му електричні системи опалення в комунально-побутовому секторі європейських країн знайшли широке застосування.

- В Україні, враховуючи реальне співвідношення цін на паливо та електро­енер­гію, все актуальнішими стають як розробка і впровадження установок з вико­ристання “електричної” теплоти, так установок зі спалювання біопалива з ме­тою здешевлення “паливної” теплоти