Методика обоснование технико-экономических показателей гаэс в энерговодохозяйственных системах Узбекистана

Метод (Methods).
С этой целью разработана методика по определению экономических показателей ГАЭС которая позволяет решит высшее указанную задачу и даёт возможность определить - капиталовложения в ГАЭС (K_ГАЭС), выработка электроэнергии в турбинном режиме (ТР) (Э_ТР), потребление электроэнергии в насосном режиме (НР) (Э_НР), годовая экономия топливных ресурсов (Д_топлив), экономия топлива (Э_топлив), годовая издержка ГАЭС (И_ГАЭС), экономическая эффективность за год (Э_ГАЭС), срок окупаемости капвложений (Т_ок) и рентабельность капвложений R.
Как известно экономическая эффективность в общем случае представляет разность между доходом и затратами. Рассмотрим экономические характеристики ГАЭС с учетом, указанных выше особенностей её применения. Капиталовложения в ГАЭС K_ГАЭС в общем случае равны:
, [сум]. (1)
где, α_ГАЭС – удельные капиталовложения, сум/кВт;
Годовая выработка электроэнергии в ТР Э_ТР:
, [кВт·час], (2)
где, 365 – дни года; t_TP – время работы ГАЭС в ТР в течение суток.
Потребление электроэнергии в насосном режиме Э_НР:
, [кВт·час]. (3)
t_НP – время работы ГАЭС в НР в течение суток.
Экономия валютных средств при сокращении покупки пиковой электроэнергии у соседних энергосистем S_$ [ ]:
, [долл. США]. (4)
β_$ – стоимость 1 кВт∙час пиковой электроэнергии в соседних энергосистемах, долл. США/кВт·час.
Стоимость 1 кВт∙час пиковой электроэнергии в ЭЭС Узбекистана β_TP [ ]:
, [сум/кВт·час]. (5)
β_ЭЭ - тариф электроэнергии в обычном периоде графика нагрузки ЭЭС, сум/кВт·час;
Стоимость 1 кВт∙час электроэнергии в период провала нагрузки ЭЭС β_HP [ ]:
, [сум/кВт·час]. (6)
Стоимость вырабатываемой электроэнергии ГАЭС в пиковой период S_TP:
, [сум]. (7)
Стоимость потребляемой электроэнергии ГАЭС в НР S_HP происходит в периоды провала нагрузки, или:
, [сум]. (8)
Годовая экономия топливных ресурсов Д_топлив:
Д_{топлива}=γ·Э_НР, [кг.у.т] (9)
γ – удельная экономия топлива за 1 кВт∙час электроэнергии в ГАЭС, кг.у.т./кВт·час.
Экономия топлива Э_топлив:
, [сум]. (10)
β_топлив - стоимость 1 кг.у.т, сум/кг.у.т.
Годовые издержки ГАЭС И_ГАЭС []:
, [сум]. (11)
где И_ам – амортизационные отчисления для ГАЭС принимаем такими же, что и для ГЭС, или 5% от капиталовложений на создание ГАЭС К_ГАЭС:
, [сум]. (12)
И_рем – расходы на ремонтное обслуживание, 18% от И_ам
, [сум]. (13)
И_зп – заработная плата обслуживающего персонала:
, [сум], (14)
где n_пер – число персонала; ∆И_зп – заработная плата персонала; И_пр – прочие расходы (накладные расходы):
, [сум]. (15)
В итоге для ГАЭС мощностью более 100 кВт:
, [сум]. (16)
Для ГАЭС мощностью менее 100 кВт (И_пр=0 и И_зп=0)
(17)
И годовая экономическая эффективность ГАЭС Э_ГАЭС будет равна
Э_ГАЭС = S_ТР + Э_{топливо} + Эк – И_ГАЭС – S_НР – 0,15·К_ГАЭС , [сум]. (18)
где Эк – косвенные экономические эффекты включающие эффекты от сокращения выбросов парниковых газов Э_ПГ, улучщения режимов работы существующих энергетических объектов (повышение надёжности и КПД) Э_ЭО и повышения надёжности ЭЭС Э_ЭС, или
Эк = Э_ПГ + Э_ЭО + Э_ЭС, [сум] (19)
Эффект от сокращения выбросов парниковых газов за счёт ГАЭС определяется через выражение
Э_ПГ = Е·β_СО2, [сум] (20)
где β_СО2 – годовые затраты на экологические мероприятия по очистке от СО₂ принимаются 15...20 $/тонна [48, 155]; Е - годовой выброс СО₂, для каждого вида топлива (установок для сжигания) производится по формуле:
Е = М · К₁ · ТНЗ · К₂ · 44/12, [тонн/год] (21)
где М – фактическое потребление топлива за год:
М=γ·Э_ТР, [тонн/год] (22)
где К₁ - коэффициент окисления углерода в топливе (показывает долю сгоревшего углерода), К₁ = 0,98-0,995; ТНЗ - теплотворное нетто-значение, Дж/тонн; К₂ - коэффициент выбросов углерода, тонн/Дж; 44/12 – коэффициент пересчета углерода в углекислый газ (молекулярные веса соответственно: углерод - 12 г/моль, О₂ = 2·16=32 г/моль, СО₂ = 44 г/моль).
Определение фактического потребления топлива производится на основании учетных данных предприятия о потреблении различных видов топлива.
Косвенные составляющие экономического эффекта Э_ЭО и Э_ЭС могут быть расчитаны на основе данных по характеристикам работы существующих энергетических объектов и энергосистем – эффективность, надежность, стабильность.
Полученные формулы носят общий характер, однако при оценке экономических эффектов для ГАЭС мощностью менее 100 кВт имеются особенности. Так, например, не учитывается составляющая 0,15·К_ГАЭС (прочие расходы – затраты на инфраструктуру, экологию и т.д.) и косвенные эффекты Э_ЭО и Э_ЭС.
Срок окупаемости капвложений Т_ок в ГАЭС будет равен []:
 , [год] (23)
или рентабельность капвложений R в ГАЭС равна []:
  (24)
На основе данной методики, учитывающей также косвенные эффекты, была разработана программа [52], которая обеспечивает определения мощности ГАЭС в ТР и НР, необходимого полезного объема воды, годовой выработанной электроэнергии в ТР и потребленной электроэнергии для аккумуляции воды в НР, коэффициента полезного действия ГАЭС, капиталовложений для создания ГАЭС, стоимости годовой выработанной и потребленной электроэнергии, годовой экономий топливных ресурсов и его денежные стоимости, годовых издержек по ГАЭС, годовой экономической эффективности от создания ГАЭС с учетом косвенных эффектов, срока окупаемости капиталовложение и коэффициента рентабельности.