Лекция 2. Анализ области экономической эффективности

Министерство общего и профессионального образования РФ
Уральский государственный технический университет
УГТУ-УПИ
Кафедра АЭ
МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ПРОГРАММА
Анализ области экономической эффективности
ветродизельных электростанций
Студент
Трошкова А.Н.
Группа
Т - 476
Преподаватель Велькин В.И.
Екатеринбург
2004г.
Анализ области экономической
эффективности ветродизельных
электростанций






1.Введение.
2. Критерии эффективности.
3. Факторы, определяющие эффективность
ВЭУ.
4. Эффективность ВЭУ по критерию
стоимости электроэнергии.
5. Эффективность ВЭУ по критерию срока
окупаемости.
6. Выводы.
1. Введение
Свыше 1500 населенных пунктов России
расположены в зонах децентрализованного
энергоснабжения. Источником электроэнергии
является дизельные электростанции.

Европейский Север - 2,8
тыс.. ( установленная
мощность - 1200 Мвт)

Север Восточной и
Западной Сибири - 0,8
тыс.. (740 Мвт)

Дальневосточный Север
- 3 тыс.. (1400 Мвт)


Несколько тысяч ДЭС находятся в
зонах централизованного
энергоснабжения
(сельскохозяйственные
предприятия, леспромхозы).
Применение
ветроэнергетических установок в
этих районах позволит
сэкономить дорогое
дизельное топливо и сократить
выбросы вредных веществ .
2. Критерии эффективности
Динамика возврата средств, затраченных на сооружение
энергоисточника, характеризуется чистой текущей
стоимостью, т.е суммарным доходом, полученным от
реализации проекта .
Оптимальным вариантом является
тот, который обеспечивает
максимум суммарного дохода к
концу срока службы
энергоисточника.
Проект, имеющий минимальный срок
окупаемости имеет максимальную
внутреннюю норму возврата и обеспечивает
максимальный экономический эффект на
единицу вложенного капитала.
Для частного инвестора выгоднее выбрать менее
капиталоемкие проекты и, следовательно,
направить сэкономленный капитал для
инвестирования других проектов.
Важное значение имеет более раннее получение
прибыли, компенсирующей затраты ( снижение
срока окупаемости).
3. Факторы, определяющие
эффективность ВЭУ
Цена установок ( капиталовложения)
Ветроэнергетический потенциал
местности ( средняя многолетняя
скорость ветра)
Цена органического топлива
Удельные капиталовложения в ВЭУ зависят от:
диаметра колеса
мощности генератора
высоты башни
особенностей производства
Затраты на обслуживание
ВЭУ составляют в среднем
2,5% капиталовложений
Удельные капиталовложения в ВЭУ
различными фирмами
Долл/кВт
Vestas
Bonus
Wind Word
Ветроэн
1000
2000
800
1800
1600
600
1400
400
1200
200
1000
0
50
100
200
кВт
400
500
Зоны скорости ветра
Высокие среднегодовые скорости ветра ( V= 6-9 м/с)
характерны для побережий океанов и морей:
- прибрежные районы Архангельской и
Мурманской областей;
- Ямало-Ненецкого и Таймырского автономных
округов;
- Чукотки;
- Камчатки;
- Сахалина;
- островов Северного Ледовитого и Тихого океанов;
- побережий Балтийского и Черного морей.
Зоны средних скоростей ветра
( V=4-6 м/c)
Охватывают значительные территории:
- Европейской части страны;
- долины сибирских рек ( Оби, Енисея, Лены);
- районы Сибири и Дальнего Востока.
Средние скорости ветра
10
9
8
V, м/с
7
6
5
4
3
2
1
0
ЕЧР
ЗС
ВС
ДВ
Регион
ЕЧР- Европейская часть
России
ЗС - Западная Сибирь
ВС - Восточная Сибирь
ДВ - Дальний Восток
континентальные
районы
побережья океанов
и морей
Зона слабых ветров (V<4 м/с)
Охватывает большую часть
континентальных районов
страны.
Повышение скорости ветра характерно
для горных районов и побережий
крупных озер.
Наибольшая эффективность применения ВЭУ
обеспечивается при конкуренции с
дорогом привозном топливе.
ДЭС на
Оптовая цена дизельного топлива в 1996-1998 г.г.
Доллар/ т.у.т.
Россия
190-215
Мировая цена
90-130
(С учетом НДС, транспортных
и сбытовых расходов)
Наиболее высокая цена топлива в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.
Средние цены дизельного топлива
400
300
долл/тонн 200
100
0
1997 г.
1998 г.
ЕЧР
ЗС
ВС
ДВ
Регион
Из-за повышенных расходов на местный
распределительный транспорт затраты на топливо
возрастают в 1,2-2 раза;
при перевозках автомобильным и морским
транспортом в 3 раза,
при использовании авиации в 5 раз.
4. Эффективность ВЭУ по критерию стоимости
электроэнергии
P - потребляемая мощность
N - установленная мощность
P>N
Если P<N, то:
1) энергию аккумулируют
2) перераспределяют между потребителями
3) энергия теряется на балластной нагрузке.
При анализе эффективности ВЭУ учитывается,
что скорость ветра и мощность нагрузки - случайные величины.
Два режима работы ВЭУ в
энергосистеме
А). N<P min- вся вырабатываемая эл/эн используется потребителями.
Б). N>P min- потери из-за неравномерной нагрузки.
Коэффициент неравномерности нагрузки:
K н= P min / P max
K н=0,8
Очень равномерная нагрузка.
K н = 0,05
Очень неравномерная нагрузка.
Установленная мощность ВЭУ:
N=0,8 P max ( при P max=0,5 - 1 MВт
оптимальное отношение
N / P max = 0,8 - 1,2 )
Коэффициент дисконтирования принят = 0,1 (10% в год)
Параметр формы распределения Вейбулла - 1,5
Параметр шероховатости - 3 см
Равномерная нагрузка
Экономическая эффективность
применения ВДЭС
Ст, долл/т
Ст. , долл. /т
Сроки
окупаемости:
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Ст цена 1 т
3 года
5 лет
8 лет
20 лет
4м/c
дизельного топлива
5м/c
6м/c
V, м/с
7м/c
8м/c
Неравномерная нагрузка.
Экономическая эффективность
применения ВДЭС
Ст., долл./т
600
Сроки
окупаемости:
Cт, долл/т
500
400
300
200
3 года
100
5 лет
0
8 лет
4м/c 5м/c
6м/c 7м/c 8м/c
V, м/c
20 лет
5. Эффективность ВЭУ по критерию срока
окупаемости
Строительство ВЭУ требует
дополнительных капиталовложений,
причем !
Затраты на единицу их мощности в 4-5 раз выше, чем для
дизельных агрегатов.
Поэтому,
При выигрыше в чистой текущей стоимости в конце срока
службы срок окупаемости более капиталоемкого варианта
ВДЭС может оказаться больше, чем срок окупаемости ДЭС.
Экономическая эффективность
применения ВДЭС
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
Неравномерная нагрузка
600
500
3 года
5 лет
8 лет
20 лет
Cт, долл/т
Ст, долл/т
Равномерная нагрузка
Экономическая эффективность
применения ВДЭС
400
300
200
3 года
100
5 лет
0
8 лет
4м/c 5м/c 6м/c 7м/c 8м/c
4м/c 5м/c 6м/c 7м/c 8м/c
V, м/с
V, м/c
20 лет
Сплошные кривые со сроками окупаемости ДЭС -3,5,8 лет
являются границами области эффективности ВЭУ. Если точка с
координатами V, Cт расположена выше соответствующей кривой,
срок окупаемости ВДЭС оказывается меньше, чем ДЭС, т.е
ВЭУ являются эффективными по критерию срока окупаемости.
6. Выводы
• По критерию минимума стоимости электроэнергии ВДЭС и ДЭС
равноэкономичны при:
средней скорости ветра V= 4-5 м/с
цене условного топлива 150-210 долл. /т ( равномерная нагрузка)
210- 280 долл. / т ( неравномерная нагрузка).
• По критерию срока окупаемости ВДЭС и ДЭС ( Tо= 5 лет,
V=4-5 м/с) равноэкономичны только при: более высоких
ценах условного топлива - 300-420 долл./т(равном. нагр.)
420-600 долл./т (неравн. нагр.)
• Строительство ВДЭС эффективно в приморских районах, для
которых характерны более высокие скорости ветра, или в
континентальных районах Азиатской части России с более
низкими скоростями ветра, но очень дорогим дизельным
топливом.
• Область экономической эффективности ВЭУ
уменьшается
при введении ограничений на срок окупаемости
( по сравнению с использованием критерия минимума
стоимости электроэнергии),
что ограничивает
масштабы использования ВДЭС в условиях
рыночной экономики и частного предпринимательства
и требует
мер государственной поддержки, аналогичных
принятым в развитых странах
( компенсация затрат на создание ВДЭС, льготы по
цене на электроэнергию и налогооблажению).
ЛИТЕРАТУРА:
•Промышленная энергетика, N 2, 1999 г.