4 Экономическая часть

Важнейшим звеном реформирования жилищно-коммунального хозяйства в современных условиях становится снижение издержек на производство услуг. Экономической основой этого процесса является энергоресурсосбережение.

В рамках реализации мероприятий по энергоресурсосбережению предполагается обеспечить:

• модернизацию систем водо- и теплоснабжения путем оптимизации режимов работы оборудования и сетей, децентрализации источников теплоснабжения, диспетчеризации и автоматизации, новой технологии замены и прочистки сетей;

• использование тепловых насосов и других нетрадиционных источников энергии с учетом местных условий.

4.1 Оценка экономического эффекта системы отопления с ТН

Для оценки экономии денежных средств от применения ТН необходимо рассчитать издержки (затраты) которые идут на систему отопления. Общие издержки на отопительную установку складываются из трех частей:

• инвестиции;

• стоимость энергии;

• побочные расходы.

4.1.1 Определение годовых издержек

Инвестиции вкладываются при начале строительства в монтаж отопительной установки. При рассмотрении экономичности они пересчитываются как ежегодные взносы. Стоимость энергии и побочные расходы оплачиваются обычно на ежегодной основе. Чтобы получить возможность сравнивать между собой различные отопительные установки, три эти блока издержек должны быть соответствующим образом просуммированы. Обычно сопоставляют годовые издержки или так называемые издержки производства тепла. Издержки производства тепла представляют собой стоимость получения единицы измерения тепла (например, кВтч).

Ктепл. = Кинвест. + Кэнергия + Кпобочн.

(4.1)

Упрощенно, чтобы получить величину годового взноса или нормы отчислений, делят инвестиции на число лет эксплуатации. При вычислении полных издержек (включая выплату процентов) инвестиции пересчитываются на годовые взносы с учетом процентной ставки и времени эксплуатации. Наиболее часто в применяемый метод расчета представляет собой метод амортизации, исходящий из неизменного теплопотребления. Затем годовые доли инвестиций рассчитываются следующим образом:

(4.2)

где k_инвест - годовая доля инвестиций;

К_инв - инвестиции на начало строительства;

z - процентная ставка;

n - длительность эксплуатации.

Проведем сравнение систем отопления на основе теплового насоса с котловым отоплением на мазуте. В нашем случае ориентировочные величины инвестиций вложенные в проект составят: для теплонасосной установки К_инвест = 3528000грн, для мазутного отопления К_инвест = 2335000грн. Время эксплуатации для котла 15 лет и ТН составит 75 лет. Примем процентную ставку - 13 %. Тогда вычислим значение k_инв, грн./год

Теперь проведем оценку побочных расходов для сравниваемых систем отопления. В зависимости от отопительной системы, силовое присоединение или же контракт на проведение технического обслуживания способны существенно увеличить годовые побочные расходы. Сведем данные по побочным расходам в табл. 4.1, 4.2.

Таблица 4.1 – Побочные расходы для мазутного отопления

Побочные расходы	Котельная
Электроэнергия для насосов / горелки	9600 грн
Контракт на проведение технического обслуживания	925 грн
Ремонты 1,25% стоимости приобретения	3700 грн
Страхование внутреннего мазутного бака	5900 грн
Проценты на резерв бака	3700 грн
Очистка бака (необходимые отчисления)	3000 грн
Сумма побочных расходов	35150 грн

Таблица 4.2 – Побочные расходы для отопления на основе ТН.

Побочные расходы	Отопление на основе ТН
Расчетная цена счетчика теплового насоса	4100 грн
Энергия для насосов	2200 грн
Ремонты 1,25% стоимости приобретения	4800 грн
Сумма побочных расходов	11100 грн

4.1.2 Сопоставление стоимости энергии

Теперь необходимо вычислить стоимости энергии при использовании выше перечисленных отопительных систем. Годовая стоимость энергии для газовых отопительных установок может быть сопоставлена аналогичным образом, причем здесь, как правило, получаются суммы, более высокие, нежели для мазутных отопительных установок. То есть в расчете принята одна из недорогих систем отопления.

Теплопотребление рассматриваемого в проекте здания составляет

Q_полн = 614,6 кВт. Определим годовое энергопотребление в этом помещении.

(4.3)

где b – число часов использования отопительной системы в год, ч / год.

Теперь вычислим потребление мазута:

(4.4)

где Н_низ – низшая теплотворная способность топлива,

для мазута Н_низ = 10,08 кВтч / л;

m – годовой коэффициент использования для котла.

В нашем случае m = 0,75. Тогда вычислим потребление мазута:

Найдем величины энергопотребления для теплового насоса.

(4.5)

где β – годовой показатель выработки. Выбирается для определенных видов ТН. Для теплового насоса β = 3,65.

Теперь произведем расчет затрат на приобретение мазута для котла и электроэнергии для ТН. Оценим стоимость использованного мазута по формуле:

(4.6)

где с_маз – цена мазута, грн/л. Принимаем с_маз = 3 грн/л. Тогда имеем:

Стоимость энергии потребленной тепловым насосом:

(4.7)

где с_эл.эн – цена потребленной электроэнергии, грн/кВтч.

Принимаем с_эл.эн = 0,34 грн/кВтч. Тогда имеем:

Определим экономию средств от применения ТН насоса в системе отопления:

(4.8)

Таким образом, внедрение ТН может сэкономить 410600 грн. в год.

Для вычисления общих издержек сведем вычисленные значения инвестиций, побочных расходов и стоимости энергии в табл. 4.3.

Таблица 4.3 – Сопоставление суммарных издержек

Сравнение издержек		Котельная	Тепловой насос
Инвестиции + длительность экплуатации	грн/год	47200	36360
Побочные расходы	грн/год	35150	11100
Стоимость энергии	грн/год	37540	11910
Сумма всех издержек	грн/год	119890	59300

Как видно из выше приведенных расчетов применение теплового насоса имеет ощутимый экономический эффект. Это доказывает и то, что по оценочным расчетам разница годовых издержек в рассматриваемом случае составила 60500грн.

Выход тепловых насосов определяется из теплового баланса агрегата-источника по его энерготехнологическим характеристикам. Возможное использование тепловых ВЭР определяется с учетом технологических условий утилизации (запыленности продуктов сгорания, температуры точки росы, агрессивности энергоносителя, надежности работы утилизационной установки, наличия потребителей и т.д.).

Экономия топлива зависит от направления использования тепловых насосов и схемы энергоснабжения предприятия, на котором они используются. При тепловом направлении использования тепловых насосов экономия топлива определяется расходом топлива в основных (замещаемых) энергетических установках на выработку такого же количества и тех же параметров тепловой энергии, что использовано за счет тепловых насосов.

Срок окупаемости дополнительных капиталовложений:

Т = К/(Эт – fар ), (4.9)

(

где К – капиталовложения, связанные с использованием тепловых насосов

f_ар – ежегодные отчисления на ремонт и амортизацию ТНУ, промежуточных теплообменников, транзитной тепловой сети, сетевой насосной установки;

Э_т – годовая экономия затрат на топливо, обусловленная использованием тепловых насосов в системе теплоснабжения.

Т = 3528000/(410600 – 59300) = 10 лет.

Поэтому, экономически наиболее влиятельным фактором является тариф на электроэнергию. Тем более что в Украине имеется опыт дифференцирования тарифов на электроэнергию для предприятия.

Выполненный краткий анализ проблем и возможностей использования теплонасосной технологии преобразования низкопотенциальной теплоты позволяет сделать следующие выводы:

1. Теплонасосная технология преобразования низкопотенциальной природной энергии или теплоты вторичных низкотемпературных энергоресурсов в высокопотенциальную тепловую энергию, пригодную для практического использования, представляет собой не очередную модернизацию традиционных энергоисточников, а внедрение относительно нового, прогрессивного, высокоэффективного и экологически чистого способа получения теплоты.

2. На сегодняшний день для решения проблем энергосбережения ТН являются наиболее перспективными среди источников «нетрадиционной энергетики» благодаря возможности «черпать» возобновляемую энергию из окружающей среды. В мировой практике для преобразования низкопотенциальной теплоты наибольшее распространение получили парокомпрессионные ТН с электрическим приводом.

3. В мире эксплуатируются миллионы теплонасосных установок различного функционального назначения, обеспечивая колоссальную экономию первичных энергоресурсов и значительное снижение эмиссии СО2 и других вредных выбросов в атмосферу. Области наиболее перспективного внедрения ТН - это системы тепло- и хладоснабжения промышленных технологических процессов, отопления, кондиционирования, горячего водоснабжения объектов жилищно-коммунального комплекса, энергетика.

4. Украина существенно отстает от стран мирового сообщества как по производству, так и по внедрению ТН в различные области экономики. В Украине нет промышленного производства ТН, внедренные установки производятся, как правило, в единичных экземплярах, но даже при своих не оптимальных параметрах подтверждают достоинства и уникальность применения ТН как эффективных энергосберегающих источников теплоты в различных отраслях экономики.

5. Конкурентоспособность ТН зависит от большого числа факторов термодинамического, конструктивного, экономического характера, от их функционального назначения и экологического воздействия на окружающую среду и др. В каждом конкретном случае на основании технико-экономических расчетов определяется целесообразность внедрения ТН конкретного типа в качестве источника теплоты для конкретного потребителя. Упрощенный подход к подбору мощностей и комплектующих, выбору схемных решений, к монтажу и сервисному обслуживанию относительно дорогих ТН может привести к дискредитации идеи внедрения теплонасосных технологий у отечественного потребителя.