NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: KONOMSKA ANALIZA KOGNRAIJSKIH NRGSKIH SUSAVA Za pojedino energetsko postrojenje treba, temeljem troškova poslovanja, utvrditi ekonomsku cijenu proizvedene energije. U kogeneracijskome sustavu proizvodi se električna i toplinska energija, pa treba utvrditi odgovarajuću podjelu troškova radi definiranja cijena za električnu i toplinsku energiju. Ukupni troškovi kogeneracijskoga postrojenja raspodjeljuju se na troškove za električnu energiju i troškove za toplinsku energiju, odnosno: + Suma udjela troškova je pri čemu je + / / Ukupni se troškovi moraju pokriti kroz prodajne cijene električne odnosno toplinske energije, iz čega slijedi: + - proizvedena električna energija (kwh) - proizvedena toplinska energija (kj) - jedinična cijena električne energije (Kn/kWh) - jedinična cijena toplinske energije (Kn/kJ)
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 2 Shema troškova poslovanja energetskoga postrojenja vlastiti utrošak gorivo repromaterijal voda održavanje radna snaga amortizacija ostali troškovi ROŠKOVI KOGNRAIJSKO NRGSKO POSROJNJ ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Primjer: Parni kogeneracijski sustav shema tokova mase i energije sustava s kondenzacijskom turbinom uz jedno oduzimanje
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 3 Kako razgraničiti proizvodne troškove i odrediti jedinične cijene proizvedene energije u kogeneracijskome sustavu?. Metoda utrošene energije 2. Metoda raspoloživa toplinskog pada 3. Metoda entalpijske vrijednosti pare 4. Metoda eksergijske vrijednosti pare 5. Metoda tržišne vrijednosti energije ) MODA UROŠN NRGIJ Princip: Udjelu troška za električnu energiju pridodaje se iskorišteni toplinski pad kroz turbinu i toplina odvedena u okolinu putem kondenzatora u odnosu na ukupno utrošenu energiju (toplinu). Preostali udjel pridodaje se trošku za toplinsku energiju. Prema primjeru na shemi slijedi: + Q m( h h ) + ( m m )( h h ) + ( m m ) h od k k η mh G GP mh mh mh mh / / / / Napomena: Ovakav pristup podcjenjuje vrijednost električne energije, a precjenjuje vrijednost toplinske energije, budući da se podjela troškova temelji na udjelima utrošene toplinske energije, a toplinski pad kroz turbinu se sporije mijenja nego pad radne sposobnosti pare.
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 4 2) MODA RASPOLOŽIVA OPLINSKOG PADA Princip: Za razgraničenje troškova električne i toplinske energije uzima se omjer utrošenoga raspoloživog toplinskoga pada pare do tlaka u kondenzatoru u odnosu na raspoloživi toplinski pad svježe pare. Raspoloživi toplinski pad svježe pare: hh-h K Raspoloživi toplinski pad pare koja se oduzima iz turbine za potrebe toplinske energije: h h -h K Udjel troškova za električnu energiju: m h m h m( h hk ) m ( h hk ) m ( h h m h m( h hk ) m( h hk Udjel troškova za toplinsku energiju: m h m ( h h m h m( h h K K ) ) k ) ) Napomena: Ovim pristupom pravičnije se vrjednuje "kvaliteta" električne energije budući da se raspodjela troškova električne i toplinske energije temelji na raspoloživom toplinskom padu pare, odnosno njenoj radnoj sposobnosti (do tlaka u kondenzatoru).
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 5 3) MODA NALPIJSK VRIJDNOSI PAR Princip: Vrjednovanje toplinske energije temelji se na entalpijskom omjeru (e o ) pare koja se koristi za trošila topline u odnosu na entalpiju svježe pare, dok se preostali dio troškova pripisuje električnoj energiji. Primjer entalpijskoga omjera pare: -lak svježe (visokotlačne )pare...40 bar -emperatura svježe (visokotlačne)pare...450 0 -lak pare na ulazu u kondenzator...0,04 bar lak (bar) emperatura ( 0 ) ntalpija (kj/kg) ntalpijski omjer (e 0 ) 40 450 3328 30 405 3238 0,97 20 345 325 0,94 0 255 2945 0,88 5 75 2800 0,84 2 zasićena 2630 0,79 zasićena 2520 0,76 0,2 zasićena 2290 0,69 0, zasićena 2200 0,66 0,04 zasićena 2090 0,63 Napomena: Prema ovom pristupu, slično kao i po metodi utrošene energije, cijena električne energije se podcjenjuje, a toplinska energija se precjenjuje. akav princip vrjednovanja destimulativno djeluje na racionalno korištenje električne energije, a stimulira racionalno korištenje toplinske energije
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 6 Dijagram promjene entalpijskoga omjera (e 0 ) Proizlazi: m m e m m e 0 0 +
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 7 4) MODA KSRGIJSK VRIJDNOSI PAR Princip: Vrjednovanje toplinske energije temelji se na veličini eksergijskoga omjera (ε 0 ) pare koja se koristi za opskrbu toplinskih trošila u odnosu na eksergiju svježe pare. Preostali troškovi pripisuju se električnoj energiji. Primjer eksergijskoga omjera pare (ε o ): -lak svježe (ulazne) pare...40 bar -emperatura svježe (ulazne )pare...450 0 -lak pare na ulazu u turbinu...0,04 bar lak (bar) emperatura ( 0 ) ksergija (kj/kg) 40 450 265 30 405 75 0,93 20 345 062 0,84 0 255 882 0,70 5 75 737 0,58 2 zasićena 567 0,45 zasićena 457 0,36 0,2 zasićena 227 0,8 0, zasićena 37 0, 0,04 zasićena 27 0,02 ksergijski omjer (ε o ) Napomena: - S tehničkoga (termodinamskoga) promatranja, ovaj pristup daje najpodobnije odnose cijena električne i toplinske energije jer se na odgovarajući način vrjednuje radna sposobnost pare (eksergija) i "kvaliteta" električne energije. - Podcijenjena je vrijednost toplinske energije kada se ona namiruje iz niskotlačne pare, što može destimulativno djelovati na rekuperaciju otpadne topline za proizvodnju niskotlačne pare u pojedinim energetskim sustavima.
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 8 Dijagram promjene eksergijskoga omjera (ε o ) Proizlazi: m m m m 0 0 ε ε +
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 9 5) MODA RŽIŠN IJN NRGIJ Princip: Utvrñivanje vrijednosti (cijene) energije prema ovom pristupu vrši se tako da se jedan od proizvoda kogeneracijskoga sustava (električna ili toplinska energija) vrjednuju prema važećoj tržnoj cijeni dok se s preostalim udjelom troškova opterećuje cijena drugog proizvoda. Ako bi se svi troškovi kogeneracijskoga energetskog postrojenja pripisali samo električnoj energiji, proizašla bi njena maksimalna cijena, odnosno: + + max max (Pravac cijene energije) max područje rada s dobitkom dobitak pravac cijene energije 2 područje rada s gubitkom α tgα / 2 ( / ) max
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 0 KONOMSKA ANALIZA POSLOVANJA NRGSKIH POSROJNJA. FINANIJSKI OKOVI POSLOVANJA P R I H O D P O S L O V A N J A POSLOVNI ROŠKOVI R O Š K O V I ROŠKOVI INVSIIJA PORZ NA DOBI DOBI ROŠKOVI GORIVA ROŠKOVI RADN SNAG RAZNI POGONSKI ROŠKOVI RAZN PRISOJB I NAKNAD AMORIZAIJA ROŠKOVI KAPIALA PLAĆNI PORZ NA DOBI ZADRŽANA PORZNA OBVZA DIVIDND ZADRŽANA DOBI NOVO ZADUŽIVANJ I OBRNI KAPIAL INVSIIJSKI I OBRNI KAPIAL ZA RAZVOJ
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: Prihod Prodaja proizvedene energije PRIHOD > ROŠKOVI poslovanje s dobitkom PRIHOD < ROŠKOVI poslovanje s gubitkom PRIHOD ROŠKOVI poslovanje s pozitivnom nulom roškovi Poslovni troškovi + Financijski troškovi Poslovni troškovi: roškovi goriva roškovi radne snage Razni pogonski troškovi - održavanje, - kemikalije, - potrošni materijal i dr., Razna financijska davanja, naknade, doprinosi, pristojbe, osiguranje i sl. Financijski troškovi: Amortizacija roškovi kapitala (kamate) Porez na dobit
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 2 roškovi Fiksni troškovi + Promjenljivi troškovi F + P Fiksni troškovi Promjenljivi troškovi R O Š K O V I roškovi kapitala Amortizacija Porez na dobit Radna snaga (plaće) Naknade Doprinosi Osiguranje Pristojbe Gorivo Voda Repromaterijal Održavanje Potrošni materijal Financijski troškovi Poslovni troškovi
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 3 2.IJNA PROIZVDN NRGIJ F + P gdje je: godišnja proizvodnja energije F - godišnji fiksni troškovi P - godišnji promjenljivi troškovi. Jedinična cijena proizvedene energije sastoji je iz jediničnih promjenljivih i fiksnih troškova, izraženih po jedinici proizvedene energije, koje čine: Jedinični investicijski troškovi - A ( anuiteti), Jedinični fiksni poslovni troškovi - F,Po (plaće, naknade, doprinosi, pristojbe, osiguranja i dr.), Jedinični troškovi goriva - G Jedinični promjenljivi poslovni troškovi- P,Po (voda,, repromaterijal, održavanje, potrošni materijal) A + F, Po + G + P, Po gdje je: A I.a gdje je: I ukupna vrijednost investicije koju treba amortizirati, a - anuitetni faktor,
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 4 r r ( r ) p(+ p) a n n n r r (+ p) gdje je: n razdoblje trajanja investicije u godinama, p kamatna stopa diskontnoga faktora, r diskontni faktor, r +p n godišnja proizvodnja energije P.t gdje je: P prosječno godišnje opterećenje energetskoga sustava, t - godišnji fond pogonskih sati. F, Po F, Po F, Po P. t gdje je: F,Po godišnji fiksni poslovni troškovi za plaće, naknade, doprinose, osiguranje, pristojbe i sl. G, G η gdje je:,g nabavna cijena goriva po jedinici sadržane energije, η - prosječna energetska iskoristivost (učinkovitost) sustava. P, Po P, Po P, Po, P. t gdje je: P,Po godišnji promjenljivi poslovni i troškovi za održavanje, vodu, repromaterijal, potrošni materijali i sl. n
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 5 3. ZAVISNOS ROŠKOVA O GODIŠNJM FONDU POGONSKIH SAI
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 6 PRIMJR PRORAČUNA JDINIČNIH ROŠKOVA PROIZVODNJ NRGIJ I IZBORA OPIMALNOG NRGSKOG SUSAVA Potrebno je izvršiti ekonomsku usporedbu različitih energetskih sustava za proizvodnju 50 MW električne energije na bazi usporedbe specifičnih troškova izraženih u ur/kwh. Analizirati treba: A) - nergetski sustav s plinskom turbinom na prirodni plin B) - nergetski sustav s kombiniranim plinsko-parnim procesom ) - nergetski sustav s parnim procesom na kruto gorivo (ugljena prašina). Proračunsko razdoblje trajanja investicije je 20 godina, a kreditna kamatna stopa za investiciju je 7%. ijena goriva je: - za prirodni plin 0, ur/m 3 3 N, H d 38000 kj/m N - za ugljen...40 ur/t, H d 28000 kj/kg Rješenje: Analizirat će se fiksni i promjenljivi troškovi. Za fiksne troškove razmatrat će se samo troškovi investicije budući da se ostali fiksni troškovi (plaće, naknade, osiguranja i sl.) mogu smatrati približno jednakima za sve navedene energetske sustave. Za promjenljive troškove razmatrat će se samo troškovi goriva. Ostali promjenljivi troškovi (održavanje, repromaterijal, potrošni materijal) mogu se smatrati približno istim za sve razmatrane energetske sustave. ) Investicijski troškovi Iz raspoloživih statističkih podataka o veličini jediničnih investicijskih troškova za različita energetska postrojenja može se uzeti da je: - za A) - 300 ur/kw; - za B) - 500 ur/kw; - za ) - 800 ur/kw;
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 7 Iz navedenoga slijede ukupne vrijednosti investicije: - za A) 300x50x0 3 45 000 000 ur - za B) 500x50x0 3 75 000 000 ur - za ) 800x50x0 3 20 000 000 ur Anuitetni faktor za sva tri slučaja je isti, odnosno: n 20 p(+ p) 0,07(+ 0,07) a n 20 (+ p) (+ 0,07) a 0,094 Godišnji troškovi investicije, svedeni na jednu godinu (anuiteti), koji uključuju vrijednost amortizacije za investiciju i vrijednost kapitala (kamata) za kredit, iznose: I.a pa slijedi: - za A), I.a45 000 000 x 0,094 4 230 000 ur/god - za B), I.a75 000 000 x 0,094 7 050 000 ur/god - za ), I.a20 000 000 x 0,094 280 000 ur/god dok jedinični troškovi investicije po jedinici proizvedene energije iznose: I I. a P. t gdje je P nominalni učin (nominalna snaga) energetskoga postrojenja, a t je godišnji fond pogonskih sati rada postrojenja. - za A), I 4 230 000/(50 t)28 200/t ur/mwh - za B), I 7050 000/(50 t)47 000/t ur/mwh - za ), I 280 000/(50 t)75 200/t ur/mwh
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 8 2) Pogonski troškovi goriva Svedeno na jedinicu toplinske energije goriva, jedinična cijena goriva iznosi: - za A), G G /H d 0./(38000.0-6 )2,63 ur/gj2,63x3,69,47ur/mwh - za B), G G /H d 0./(38000.0-6 )2,63 ur/gj2,63x3,69,47ur/mwh - za ), G G /H d 40/28,43 ur/gj,43x3,65,5 ur/mwh Jedinični trošak goriva po jedinici proizvedene električne energije zavisi od ukupne iskoristivosti energetskoga sustava te iznosi: G,L G /η Ukupni jedinični troškovi po jedinici proizvedene energije u pojedinom energetskom sustavu iznose: Σ I (t)+ G,L Usporedni proračun prikazan je u sljedećoj tablici: nergetski sustav A B Nominalni učin 50 MW 50 MW 50 MW Jed. vrijednost investicije 300 ur/kw 500 ur/kw 800 ur/kw Ukupna investicija 45.000.000 ur 75.000.000 ur 20.000.000 ur Jedinična cijena goriva 9,47 ur/mwh th 9,47 ur/mwh th 5,5 ur/mwh th Ukupna ener. iskorist. ( η) 0,33 0,50 0,35 Jedinični trošak goriva 28,69 ur/mwh el 8,95 ur/mwh el 4,7 ur/mwh el Ukupni jedinični trošak 28200/t+28,69 ur/mwh 47000/t+8,95 ur/mwh 75200/t+4,7 ur/mwh
NRGSKI SUSAVI Poglavlje: 6 List: 9 Zavisnost ukupnog jediničnog troška o god. fondu radnih sati: God. fond sati 2000 4000 6000 8000 n. sustav A 42,79 35,74 33,39 32,22 n. sustav B 42,45 30,7 26,78 24,83 n. sustav 52,3 33,5 27,4 24, ZAVISNOS SP. ROŠKOVA O GOD. FONDU POG. SAI Jedinični troškovi 60 50 40 30 20 0 0 2000 4000 6000 8000 Godišnji fond sati A B Zaključak: - Za god. fond pog. sati <2000 h/god. najpovoljniji je sustav «A» - Za god. fond pog. sati >2000<6700 h/god. najpovoljniji je sustav «B» - Za god. fond pog. sati >6700 h/god. najpovoljniji je sustav