ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ήπιες Μορφές Ενέργειας Ενότητα 5: Οικονομική Αξιολόγηση Αιολικού Πάρκου Καββαδίας Κ.Α. Τμήμα Μηχανολογίας
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commos. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Αρχικό κόστος επένδυσης. Σταθερό και μεταβλητό κόστος συντήρησης και λειτουργίας της εγκατάστασης. Ετήσια έσοδα λειτουργίας αιολικού πάρκου. Χρόνος απόσβεσης εξίσωση νεκρού σημείου. Χρόνος διπλασιασμού αρχικού κεφαλαίου. Οικονομικός βαθμός απόδοσης. Κόστος παραγόμενης ενέργειας. Εσωτερικός συντελεστής απόδοσης, καθαρά παρούσα αξία. 4
ΑΡΧΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ Specific Ivestmet Cost (icludig istallatio costs) for Differet Coutries (2006) Specific Ivestmet Cost (Euros/kW) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Italy Per Coutry Average UK Netherlads Portugal Germay Japa Greece Spai Caada Demark US Norway Kaldellis J.K., 2010, "The Wid Eergy (R)evolutio: From a Complemetary Eergy Source to a Leadig Priority i the Global Eergy Scee", World Reewable Eergy Cogress XI, September 2010, Abu Dhabi, UAE. Specific Istallatio Cost (Euros/kW) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Time Evolutio of the Specific Ivestmet Cost of Oshore Wid Turbies 0 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 Year 5
ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ Ivestmet Cost Breakdow for the Istallatio of a Typical Oshore Wid Park (Euros/kW) Cotrol Grid Systems; 4 Coectio; 109 Electric Istallatio; 18 Foudatios, 80 (~1200 /kw) Cosultacy, 15 Lad, 48 Fiacial Costs; 15 Road; 11 Turbie ex works; 928 Ivestmet Cost Breakdow for the Istallatio of a Typical Offshore Wid Park (Euros/kW) Desig & Project Maagemet, 100 (~1700 /kw) Evirometal Aalysis; 50 Miscellaeous; 10 Foudatios; 350 Iteral Grid; 85 Trasformer ad cable to coast; 270 Turbies ex works; 815 6
ΑΝΑΛΥΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ 7
ΚΟΣΤΟΣ ΑΓΟΡΑΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ Iteratioal Reewable Eergy Agecy (IRENA), 2012, Reewable eergy techologies: cost aalysis series 8
ΚΟΣΤΟΣ ΑΓΟΡΑΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ Τιμή Ex-works Είναι η τιμή του εξοπλισμού παραδοτέου στην έξοδο του εργοστασίου. Η τιμή αυτή δεν περιλαμβάνει δασμούς και μεταφορικά. Ο πωλητής μειώνει τον κίνδυνο καθώς παραδίδει τον εξοπλισμό στην έδρα του. Τιμή Free o Board, FOB Παράδοση του εξοπλισμού επάνω στο πλοίο, μετά από μεταφορά σε συγκεκριμένο λιμάνι. Ο πωλητής οργανώνει και επιβαρύνεται με το κόστος και τον κίνδυνο μεταφοράς εντός της χώρας του. Τιμή Turkey, "με το κλειδί στο χέρι" Ο πωλητής αναλαμβάνει τη μεταφορά του εξοπλισμού στον τόπο εγκατάστασης αλλά και τα έξοδα εγκατάστασης. 9
ΚΟΣΤΟΣ ΑΓΟΡΑ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ Μεγάλη διακύμανση προσφερόμενων τιμών για μηχανές της ίδιας ονομαστικής ισχύος. Έντονη μείωση της ανηγμένης τιμής αιολικών μηχανών μέχρι το επίπεδο των 100kW. Μείωση ανηγμένης τιμής μέχρι τα επίπεδα των 500kW. PP rr = 929,2 + 2435,6 ee NN 0 33,4 Ν 0 σε kw, PP rr σε /kw IIII wwww = PPPP NN oo 10
ΚΟΣΤΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Κόστος μεταφοράς και εκτελωνισμού. Κόστος θεμελίωσης και ανέγερσης των μηχανών. Κόστος διασύνδεσης με το ηλεκτρικό δίκτυο. Κόστος διαμόρφωσης περιβάλλοντος χώρου, έργων οδοποιίας, ανικεραυνικής προστασίας. Κόστος μελέτης, επίβλεψης, αδειών και εγκρίσεων. Κόστος αγορά ή ενοικίασης οικοπέδου. 11
ΚΟΣΤΟΣ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Επηρεάζεται από το είδος του εδάφους, θέση εγκατάστασης (στεριά, θάλασσα) κ.λπ. IIII ff = IICC wwww ff 12
ΑΡΧΙΚΟ ΚΟΣΤΟΣ ΕΠΕΝΔΥΣΗΣ Αρχικό κόστος επένδυσης: Κατανομή αρχικού κεφαλαίου: Διαχρονική αξία αρχικού κόστους: IIII oo = IIII wwww + IIII ff = PPPP NN oo 1 + ff α + β = 1 γ IIII = αα IIII oo 1 + ii + ββ IIII oo 1 + iii o αα IICC 0 : ίδια κεφάλαια για τα οποία επιδιώκεται μέση ετήσια o ββ IICC 0 : ξένα κεφάλαια που χρησιμοποιούνται στην επένδυση, ετήσιο κόστος ii απόδοση ii με μέσο o γγ IICC 0 : επιδότηση αρχικού κεφαλαίου Μελλοντική αξία ανατοκιζόμενη σε σταθερή ετήσια βάση 13
ΣΤΑΘΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ & ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Κόστος ασφάλισης του αιολικού πάρκου Κόστος συντήρησης Κόστος ανταλλακτικών Κόστος επίβλεψης Ενοίκιο του οικοπέδου Typical Distributio of M&O Costs 21% 18% 5% 13% 17% 26% Lad Ret Isurace Service ad Spare Parts Miscellaeous Power from the Grid Admiistratio 14
ΣΤΑΘΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ & ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ FFCC 0 = mm IICC 0 15
+ + + + + + + + + = 1 1 1 1 1 1 1 ) (1 ) (1 m m m o i g i g g i IC m FC 16 ΣΤΑΘΕΡΟ ΚΟΣΤΟΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ & ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Διαχρονική μεταβολή σταθερού κόστους συντήρησης & λειτουργίας: gg m : μέσος ετήσιος πληθωρισμός του κόστους συντήρησης : έτος m m m o g - i 1+i 1+ g - 1 ) (1+i ) (1+ g IC = m FC
ΜΕΤΑΒΛΗΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ & ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ Περιλαμβάνει την αντικατάσταση βασικών τμημάτων των ανεμογεννητριών, με χρόνο ζωής μικρότερο από το χρόνο ζωής της επένδυσης (π.χ. πτερύγια πτερωτής, κιβώτιο μετάδοσης, ηλεκτρική γεννήτρια κ.λπ.) Τμήμα D = 15m D=30m Πτερύγια 12,9% 15,3% Υπερκατασκευή 34,7% 41,8% Γεννήτρια 3,2% 2,6% Κέλυφος 11,9% 13,8% Ηλεκτρικά 29,5% 20,1% Πύργος 7,8% 6,4% 17
ΜΕΤΑΒΛΗΤΟ ΚΟΣΤΟΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ & ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ VC = IC o l= l k = ko [ k ( ) ( ) ] l k rκ 1+ gκ 1 ρk k = 1 l= 1 (1 + i) ( l ) k l k = k 1 (ακέραιο μέρος) rr kk : κόστος αντικατάστασης του καθενός από τα kk (όπου kk = 1 kk 0 ) σημαντικά τμήματα, εκφραζόμενο ως ποσοστό του κόστους αγοράς και εγκατάστασης IICC 0. gg k : μέσος ετήσιος πληθωρισμός του κόστους των εξαρτημάτων. kk : χρόνος ζωής του κάθε εξαρτήματος. 18
ΣΥΝΟΛΟ ΕΞΟΔΩΝ C = IC + FC + VC Όπου: IIII = αα IIII oo 1 + ii + ββ IIII oo 1 + iii FC = m IC o (1+ g m ) (1+i ) 1-1+ g 1+i i - g m m VC = IC o l= l k = ko [ k ( ) ( ) ] l k rκ 1+ gκ 1 ρk k = 1 l= 1 (1 + i) ( l ) k 19
ΕΣΟΔΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ - 1 Ετήσια έσοδα: R o = E WP c o Ισοδύναμη τιμή διάθεσης παραγόμενης ενέργειας: c o = s c + 1 s ( s) ca cc ss : κόστος της ενέργειας η οποία χρησιμοποιείται για την κάλυψη ίδιων αναγκών (εξοικονόμηση) cc aa : τιμή πώλησης ενέργειας προς το τοπικό δίκτυο ss: συντελεστής ιδιόχρησης της παραγόμενης ενέργειας 20
ΕΣΟΔΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΙΟΛΙΚΟΥ ΠΑΡΚΟΥ - 2 Διαχρονική μεταβολή κόστους ενέργειας: c = c 1 0 ( e) ee: μέσος ετήσιος ρυθμός αναπροσαρμογής του ισοδύναμου κόστους ενέργειας Συνολικά έσοδα από τη χρήση ενός αιολικού πάρκου σε περίοδο ετών: R = R o (1 + i) 1 1+ e 1+ (1 + e) 1 + + + 1+ i 1+ e i 1 Φ Φ : φόρος ο υπολογισμός του οποίου προκύπτει από τη λογιστική θέση της εταιρείας, τα ετήσια έσοδαέξοδα, τις αποσβέσεις, τις επενδύσεις της εταιρείας και τη φορολογική πολιτική της πολιτείας. R = R o (1+ e) (1+i ) 1 1+e 1+i - i - e Φ 21
ΕΤΗΣΙΕΣ ΧΡΗΜΑΤΟΡΟΕΣ ΕΤΟΣ ΕΞΟΔΑ ΕΣΟΔΑ 0 CC oo = IIII oo, FFFF oo = mm IIII oo, VVVV oo = rr IIII oo RR oo = EE cc oo 1 CC 1 = IICC 0 1 + ii + mm IICC 0 (1 + gg) RR 1 = RR 0 (1 + ee) 2 CC 2 = CC 1 1 + ii + mm IICC 0 (1 + gg)2 RR 2 = RR 1 1 + ii + RR 0 (1 + ee)2.................................................................. 5 CC 5 = CC 4 1 + ii + mm IICC 0 1 + gg 5 + rr kk IICC 0 (1 + gg)5 RR 5 = RR 4 1 + ii + RR 0 (1 + ee)5.................................................................. -1 CC 1 = CC 2 1 + ii + mm IICC 0 1 + gg 1 RR 1 = RR 2 1 + ii + RR 0 1 + ee 1 CC = CC 1 1 + ii + mm IICC 0 (1 + gg) RR = RR 1 (1 + ii) + RR 0 (1 + ee) 22
ΧΡΟΝΟΣ ΑΠΟΣΒΕΣΗΣ-ΕΞΙΣΩΣΗ ΝΕΚΡΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ Η εξίσωση νεκρού σημείου χρησιμοποιείται για την εύρεση του χρονικού σημείου απόσβεσης μιας επένδυσης (εξίσωση εσόδων και εξόδων της επένδυσης). Εάν είναι σημαντικά μικρότερος του ωφέλιμου χρόνου ζωής της εγκατάστασης, η επένδυση είναι ισχυρά ελκυστική. Εάν πλησιάζει ή υπερβαίνει τον ωφέλιμο χρόνο ζωής της εγκατάστασης, η επένδυση δεν είναι βιώσιμη. IIII + FFCC + VVCC = RR 23
ΔΙΑΧΡΟΝΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΕΣΟΔΩΝ- ΕΞΟΔΩΝ 10x600kW CF=0,31 24
ΧΡΟΝΟΣ ΔΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ ΑΡΧΙΚΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ Η χρονική περίοδος που απαιτείται για να διπλασιάσει ο επενδυτής το αρχικά επενδυμένο κεφάλαιό του. ~ G = (1 γ ) IC o GG = RR IICC FFCC VVCC x~ j = K = j K= 1 x j ( 1+ g ) K Μια οικονομικά βιώσιμη ενεργειακή επένδυση είναι οικονομικά ελκυστική όταν ο χρόνος διπλασιασμού είναι μικρότερος από τον ωφέλιμο χρόνο ζωής της εγκατάστασης 25
ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ - 1 Ο λόγος των αποπληθωρισμένων κερδών προς τη διαφορά του αρχικού κόστους μείον την υπολείπουσα αξία της εγκατάστασης η * = IC o G ~ (1 γ) Y ~ Υπολείπουσα αξία YY : Συχνά θεωρείται μηδενική για λόγους ασφάλειας. Περιλαμβάνει την εναπομένουσα αξία του εξοπλισμού, τα πάγια της εγκατάστασης, την εμπειρία-τεχνογνωσία που αποκτήθηκε από τη λειτουργία της μονάδας. Λαμβάνεται ίση με 0,1 0,3 του αρχικού κόστους. 26
ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ - 2 Αρνητικός β.α. όταν η επένδυση είναι μη βιώσιμη. Θετικός και μικρότερος του 100%, όταν ο χρόνος διπλασιασμού ξεπερνά τον ωφέλιμο χρόνο ζωής της εγκατάστασης. Θετικός και μεγαλύτερος του 100% για ελκυστικές επενδύσεις. 27
ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΟΣ ΒΑΘΜΟΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ DCP 28
ΚΟΣΤΟΣ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Στηρίζεται στον υπολογισμό της παρούσας αξίας του κόστους της παραγόμενης ενέργειας ( /kwh). Το κόστος αυτό συγκρίνεται με το αντίστοιχο κόστος της συμβατικής ενέργειας για να αποφασιστεί η οικονομική βιωσιμότητα της ενεργειακής επένδυσης. Καθιστά δυνατή την πρόβλεψη της διείσδυσης των ΑΠΕ στην ενεργειακή αγορά. 29
ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΕΠΕΝΔΥΣΕΩΝ Μέθοδος εσωτερικού συντελεστής απόδοσης κεφαλαίου (Iteral Rate of Retur, IRR) Βασίζεται στον υπολογισμό του ελάχιστου επιτοκίου ανατοκισμού της επένδυσης, ώστε η καθαρά παρούσα αξία να μηδενίζεται στο τέλος του ωφέλιμου χρόνου λειτουργίας της. Εκφράζει την ετήσια απολαβή εκ μέρους του επενδυτή για τη χρήση του κεφαλαίου του. Συγκρίνεται με το ελάχιστο επιτόκιο της αγοράς για να αποφασιστεί εάν η επένδυση είναι βιώσιμη. Καθαρά παρούσα αξία (Net Preset Value, NPV) Ορίζεται ως η διαφορά της παρούσας αξίας των ετήσιων εσόδων μείον την παρούσα αξία των ετήσιων εξόδων, συµπεριλαµβανοµένου του αρχικού επενδυμένου κεφαλαίου. NPV > 0, η επένδυση θεωρείται συµφέρουσα. NPV = 0, το οικονοµικό αποτέλεσµα της επένδυσης είναι οριακό. NPV < 0, η επένδυση απορρίπτεται. 30
ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ Να υπολογισθεί ο χρόνος απόσβεσης επένδυσης εγκατάστασης μικρής ανεμογεννήτριας ονομαστικής ισχύος 20kW η οποία έχει εγκατασταθεί σε περιοχή υψηλού αιολικού δυναμικού με μέσο συντελεστή ισχύος 0,45. Η αγορά και εγκατάσταση της αιολικής μηχανής έγινε με επιδότηση 50%, ενώ το υπόλοιπο του απαιτούμενου κεφαλαίου καλύφθηκε πλήρως με δανειακά κεφάλαια, μέσο κόστος του χρήματος 11%. Να ληφθεί επίσης υπόψιν ότι η μέση μακροχρόνια τεχνική διαθεσιμότητα της εγκατάστασης ισούται με 80%. Όλη η παραγόμενη ενέργεια χρησιμοποιείται για ίδια χρήση αντικαθιστώντας συμβατική ενέργεια με ισοδύναμο αρχικό κόστος 0,066 /kwh. Δίνεται ότι ο συντελεστής του κόστους συντήρησης είναι σταθερός και ίσος με 3% του αρχικού κόστους εγκατάστασης, ενώ ο ετήσιος ρυθμός μεταβολής του ισοδύναμου κόστους συμβατικής ενέργειας μπορεί να ληφθεί ίσος με 5%. Να αγνοηθεί το μεταβλητό κόστος συντήρησης και λειτουργίας. Ο μέσος ετήσιος πληθωρισμός να ληφθεί ίσος με 4%, ενώ η επιδιωκόμενη απόδοση των ίδιων κεφαλαίων να ληφθεί ίση με 15%. Να επαναληφθεί η ανάλυση στην περίπτωση απουσίας επιδότησης, η οποία υποκαθίσταται από ίδια συμμετοχή. 31
Τέλος Ενότητας