Помощь студентам в учебе
Разработка теоретических и прикладных основ комплексного энергообеспечения объектов ЖКХ
|
Введение 3
1 Топливно-энергетический комплекс Красноярского края 7
1.1 Сведения о топливных ресурсах Красноярского края 9
1.2 Электроэнергетический комплекс Красноярского края 14
1.3 Теплоэнергетический комплекс Красноярского края 19
1.4 Обеспечение электроэнергией отдаленных районов и поселений
края с использованием дизель-электрических станций 23
1.5 Выводы 27
2 Подходы к оценке технико-экономической и финансовой
эффективности систем энергообеспечения и инвестиций в энергообъекты 29
2.1 Направления развития в сфере энергообеспечения объектов ЖКХ
и оценка технико-экономической эффективности 30
2.2 Оценка капитальных вложений в объекты энергохозяйства 34
2.3 Себестоимость энергетической продукции и ценообразование 36
2.4 Экономическая эффективность инвестиций в энергообъекты 39
2.4.1. Чистый дисконтированный доход 40
2.4.2. Срок возврата инвестиций (период окупаемости) 40
2.5 Выводы 41
3 Разработка методики оценки технико-экономической и финансово¬экономической эффективности систем энергообеспечения 42
3.1 Постановка задачи. Техническое задание. Подготовка исходных
данных для расчета 42
3.2 Методология оценки и сопоставления технико-экономических и
финансовых показателей эффективности 45
3.3 Разработка расчетных схем вариантов систем энергообеспечения .. 47
3.4 Расчет технико-экономических и финансовых показателей 55
3.5 Критерии технико-экономической и финансовой эффективности
для сопоставительной оценки альтернативных вариантов 76
3.6 Автоматизация расчета технико-экономических и финансовых
показателей 76
3.7 Выводы 79
4 Примеры использования методики при анализе схем
энергообеспечения муниципальных образований 81
Заключение 88
Список использованных источников 90
1 Топливно-энергетический комплекс Красноярского края 7
1.1 Сведения о топливных ресурсах Красноярского края 9
1.2 Электроэнергетический комплекс Красноярского края 14
1.3 Теплоэнергетический комплекс Красноярского края 19
1.4 Обеспечение электроэнергией отдаленных районов и поселений
края с использованием дизель-электрических станций 23
1.5 Выводы 27
2 Подходы к оценке технико-экономической и финансовой
эффективности систем энергообеспечения и инвестиций в энергообъекты 29
2.1 Направления развития в сфере энергообеспечения объектов ЖКХ
и оценка технико-экономической эффективности 30
2.2 Оценка капитальных вложений в объекты энергохозяйства 34
2.3 Себестоимость энергетической продукции и ценообразование 36
2.4 Экономическая эффективность инвестиций в энергообъекты 39
2.4.1. Чистый дисконтированный доход 40
2.4.2. Срок возврата инвестиций (период окупаемости) 40
2.5 Выводы 41
3 Разработка методики оценки технико-экономической и финансово¬экономической эффективности систем энергообеспечения 42
3.1 Постановка задачи. Техническое задание. Подготовка исходных
данных для расчета 42
3.2 Методология оценки и сопоставления технико-экономических и
финансовых показателей эффективности 45
3.3 Разработка расчетных схем вариантов систем энергообеспечения .. 47
3.4 Расчет технико-экономических и финансовых показателей 55
3.5 Критерии технико-экономической и финансовой эффективности
для сопоставительной оценки альтернативных вариантов 76
3.6 Автоматизация расчета технико-экономических и финансовых
показателей 76
3.7 Выводы 79
4 Примеры использования методики при анализе схем
энергообеспечения муниципальных образований 81
Заключение 88
Список использованных источников 90
Главная цель государственного и корпоративного управления в сфере энергоснабжения - обеспечение качественного и надежного энергоснабжения потребителей наиболее экономичным способом.
В последние годы разработаны и приняты необходимые правовые механизмы для достижения поставленной цели. Установлена прямая норма, указывающая на приоритет комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Закреплены требования к содержанию схем теплоснабжения муниципальных образований. Большое внимание уделено инструментам привлечения частных инвестиций в проекты модернизации энергосистем.
Тем не менее вопросы привлечения инвестиционного капитала в проекты модернизации коммунальной энергетики сохраняют свою актуальность.
Сегодня коммунальная энергетика, характеризующаяся высоким уровнем износа основных фондов, низкой культурой эксплуатации, вызванной дефицитом квалифицированного инженерного персонала, обладает крайне низкой инвестиционной привлекательностью [5]. Усугубляет ситуацию отсутствие общепринятого системного подхода к оценке технико¬экономической эффективности систем энергообеспечения. Отсутствует обязательная норма многовариантной разработки альтернативных вариантов технических решений в рамках одного проекта. Технические и управленческие решения, направленные на повышение эффективности функционирования, как правило, основаны на условно-фактических данных эксплуатации и не имеют сравнительной оценки конкурентных вариантов. Преимущественно это мероприятия по типовой замене энергетического оборудования, материалов на аналогичные новые.
Получение комплексного технико-экономического эффекта такими решениями, тем более в условиях ограниченного финансирования, является трудно достижимым.
Выход из сложившейся ситуации представляется решением задачи отбора оптимальных, наиболее эффективных схемных решений комплексного энергообеспечения в ходе разработки и сопоставления множества доступных альтернативных вариантов [6].
Должен быть разработан многовариантный набор схем энергоснабжения при различных сочетаниях энергоустановок (парогазовые, газотурбинные, паротурбинные, дизель-генераторные станции и т.д.). Выполнен анализ использования различных видов топлива в том числе в комбинации с возобновляемыми источниками энергии. К реализации должен приниматься вариант с наибольшим количеством показателей эффективности и (или) наилучшим значением заданного показателя [7].
В этой связи подход, основанный на многокритериальной оценке технико-экономической эффективности систем энергообеспечения представляется основой для формирования планов развития систем энергообеспечения.
Постановка задачи и целевые показатели формируются в рамках разработки технического задания. На этом этапе формулируются требования к будущему объекту, граничные условия функционирования (технологические, режимные), уточняются ограничения, в рамках которых должен функционировать объект исследования.
На следующем этапе выполняется анализ внешний среды. Определяются факторы влияния и ограничения условий функционирования объекта. Выполняется анализ топливно-энергетического баланса территории. Проводится оценка доступности традиционных видов топлива и возобновляемых энергетических ресурсов. Изучается регуляторная среда, нормы и требования в области экологии.
На основе полученных исходных данных и условий выполняется разработка альтернативных вариантов технических решений. Разрабатываются энергетические схемы с различными сочетаниями энергоустановок и использованием всех доступных на данной территории видов топлива. Варианты приводятся к энергетической и экономической сопоставимости.
Далее выполняется расчет технико-экономических и финансовых показателей для каждого разработанного варианта схемы: капитальных вложений, удельного расхода топлива, негативного влияния на окружающую среду, себестоимости отпускаемой энергии, чистого дисконтированного дохода, внутренней нормы доходности, срока окупаемости и т.д.
Результирующим этапом является сопоставление и отбор оптимального варианта по показателям, значения которых наилучшим образом соответствуют заданным в техническом задании и (или) ограничениям внешней среды.
Объект исследования - системы энергообеспечения объектов жилищно-коммунального хозяйства. Под системой понимается совокупность объектов производства, транспорта и потребления энергии (физическая модель), а также совокупных взаимосвязанных процессов производства, передачи и потребления энергии (модель отношений).
Предмет исследования - методологические основы оценки технико-экономической эффективности систем энергоснабжения и (или) их составных частей (технических решений систем производства, транспорта и потребления тепловой и электрической энергии).
Цель исследования - разработка научно обоснованного подхода к выбору оптимальных технических решений комплексного энергообеспечения объектов жилищно-коммунального хозяйства на основе сравнительного анализа альтернативных вариантов, разрабатываемых с учетом конъюнктуры топливно-энергетического комплекса (баланса) территории и минимизации негативного воздействия на окружающую среду.
В ходе работы был исследован и решен ряд следующих задач:
- аналитический обзор существующих методик технико¬экономической оценки систем производства и передачи энергии, их достоинств и недостатков.
- обзор внутренних и внешних факторов, влияющих на достижение оптимальных показателей эффективности функционирования систем
энергообеспечения, в том числе проведение исследований характера и условий влияния таких факторов на энергосистему.
- разработка прототипа алгоритма автоматизированной подготовки графических и математических моделей систем энергообеспечения, расчета технико-экономических и финансовых показателей энергосистем.
- отбор критериев технико-экономической эффективности для проведения сравнительной оценки альтернативных вариантов систем энергообеспечения и выбора оптимального варианта.
Научная новизна - предложен подход к оценке технико-экономической эффективности альтернативных вариантов систем энергообеспечения объектов ЖКХ, основанный на многокритериальной оптимизации сроков окупаемости технических решений. Оптимизация осуществляется с учетом технологии производства энергии, используемого вида топлива его качества и цены, объема отпуска энергии и графиков нагрузок. В результате данный подход является энергоэффективным инструментом для решения задач обоснования вариантов развития систем энергообеспечения.
Практическая значимость - разработан прототип программно-расчетного комплекса оценки технико-экономической эффективности систем комплексного энергообеспечения. Программно-расчетный комплекс может быть использован для разработки инвестиционных программ развития ресурсоснабжающих организаций, экспертной оценки экономической эффективности схем теплоснабжения муниципальных образований, а также для предпроектной проработки выбора оптимальных решений энергообеспечения новых потребителей.
Результат работы - разработан обобщенный алгоритм действий, позволяющий дать оценку технико-экономической эффективности функционирования систем энергообеспечения с учетом влияния конъюнктуры топливно-энергетического комплекса (баланса) территории, технологии производства и передачи энергии, вида и цены топлива, уровня негативного воздействия на окружающую среду.
В последние годы разработаны и приняты необходимые правовые механизмы для достижения поставленной цели. Установлена прямая норма, указывающая на приоритет комбинированного производства тепловой и электрической энергии. Закреплены требования к содержанию схем теплоснабжения муниципальных образований. Большое внимание уделено инструментам привлечения частных инвестиций в проекты модернизации энергосистем.
Тем не менее вопросы привлечения инвестиционного капитала в проекты модернизации коммунальной энергетики сохраняют свою актуальность.
Сегодня коммунальная энергетика, характеризующаяся высоким уровнем износа основных фондов, низкой культурой эксплуатации, вызванной дефицитом квалифицированного инженерного персонала, обладает крайне низкой инвестиционной привлекательностью [5]. Усугубляет ситуацию отсутствие общепринятого системного подхода к оценке технико¬экономической эффективности систем энергообеспечения. Отсутствует обязательная норма многовариантной разработки альтернативных вариантов технических решений в рамках одного проекта. Технические и управленческие решения, направленные на повышение эффективности функционирования, как правило, основаны на условно-фактических данных эксплуатации и не имеют сравнительной оценки конкурентных вариантов. Преимущественно это мероприятия по типовой замене энергетического оборудования, материалов на аналогичные новые.
Получение комплексного технико-экономического эффекта такими решениями, тем более в условиях ограниченного финансирования, является трудно достижимым.
Выход из сложившейся ситуации представляется решением задачи отбора оптимальных, наиболее эффективных схемных решений комплексного энергообеспечения в ходе разработки и сопоставления множества доступных альтернативных вариантов [6].
Должен быть разработан многовариантный набор схем энергоснабжения при различных сочетаниях энергоустановок (парогазовые, газотурбинные, паротурбинные, дизель-генераторные станции и т.д.). Выполнен анализ использования различных видов топлива в том числе в комбинации с возобновляемыми источниками энергии. К реализации должен приниматься вариант с наибольшим количеством показателей эффективности и (или) наилучшим значением заданного показателя [7].
В этой связи подход, основанный на многокритериальной оценке технико-экономической эффективности систем энергообеспечения представляется основой для формирования планов развития систем энергообеспечения.
Постановка задачи и целевые показатели формируются в рамках разработки технического задания. На этом этапе формулируются требования к будущему объекту, граничные условия функционирования (технологические, режимные), уточняются ограничения, в рамках которых должен функционировать объект исследования.
На следующем этапе выполняется анализ внешний среды. Определяются факторы влияния и ограничения условий функционирования объекта. Выполняется анализ топливно-энергетического баланса территории. Проводится оценка доступности традиционных видов топлива и возобновляемых энергетических ресурсов. Изучается регуляторная среда, нормы и требования в области экологии.
На основе полученных исходных данных и условий выполняется разработка альтернативных вариантов технических решений. Разрабатываются энергетические схемы с различными сочетаниями энергоустановок и использованием всех доступных на данной территории видов топлива. Варианты приводятся к энергетической и экономической сопоставимости.
Далее выполняется расчет технико-экономических и финансовых показателей для каждого разработанного варианта схемы: капитальных вложений, удельного расхода топлива, негативного влияния на окружающую среду, себестоимости отпускаемой энергии, чистого дисконтированного дохода, внутренней нормы доходности, срока окупаемости и т.д.
Результирующим этапом является сопоставление и отбор оптимального варианта по показателям, значения которых наилучшим образом соответствуют заданным в техническом задании и (или) ограничениям внешней среды.
Объект исследования - системы энергообеспечения объектов жилищно-коммунального хозяйства. Под системой понимается совокупность объектов производства, транспорта и потребления энергии (физическая модель), а также совокупных взаимосвязанных процессов производства, передачи и потребления энергии (модель отношений).
Предмет исследования - методологические основы оценки технико-экономической эффективности систем энергоснабжения и (или) их составных частей (технических решений систем производства, транспорта и потребления тепловой и электрической энергии).
Цель исследования - разработка научно обоснованного подхода к выбору оптимальных технических решений комплексного энергообеспечения объектов жилищно-коммунального хозяйства на основе сравнительного анализа альтернативных вариантов, разрабатываемых с учетом конъюнктуры топливно-энергетического комплекса (баланса) территории и минимизации негативного воздействия на окружающую среду.
В ходе работы был исследован и решен ряд следующих задач:
- аналитический обзор существующих методик технико¬экономической оценки систем производства и передачи энергии, их достоинств и недостатков.
- обзор внутренних и внешних факторов, влияющих на достижение оптимальных показателей эффективности функционирования систем
энергообеспечения, в том числе проведение исследований характера и условий влияния таких факторов на энергосистему.
- разработка прототипа алгоритма автоматизированной подготовки графических и математических моделей систем энергообеспечения, расчета технико-экономических и финансовых показателей энергосистем.
- отбор критериев технико-экономической эффективности для проведения сравнительной оценки альтернативных вариантов систем энергообеспечения и выбора оптимального варианта.
Научная новизна - предложен подход к оценке технико-экономической эффективности альтернативных вариантов систем энергообеспечения объектов ЖКХ, основанный на многокритериальной оптимизации сроков окупаемости технических решений. Оптимизация осуществляется с учетом технологии производства энергии, используемого вида топлива его качества и цены, объема отпуска энергии и графиков нагрузок. В результате данный подход является энергоэффективным инструментом для решения задач обоснования вариантов развития систем энергообеспечения.
Практическая значимость - разработан прототип программно-расчетного комплекса оценки технико-экономической эффективности систем комплексного энергообеспечения. Программно-расчетный комплекс может быть использован для разработки инвестиционных программ развития ресурсоснабжающих организаций, экспертной оценки экономической эффективности схем теплоснабжения муниципальных образований, а также для предпроектной проработки выбора оптимальных решений энергообеспечения новых потребителей.
Результат работы - разработан обобщенный алгоритм действий, позволяющий дать оценку технико-экономической эффективности функционирования систем энергообеспечения с учетом влияния конъюнктуры топливно-энергетического комплекса (баланса) территории, технологии производства и передачи энергии, вида и цены топлива, уровня негативного воздействия на окружающую среду.
В настоящее время отрасль жилищно-коммунального хозяйства требует особого внимания к вопросам модернизации, реконструкции и технического перевооружения действующих систем энергоснабжения. Многообразие энергетического оборудования и технологий производства энергии позволяет разрабатывать и сопоставлять альтернативные варианты систем энергоснабжения в широком спектре сочетаний энергоустановок при использовании различных видов топлива, в том числе в комбинации с возобновляемыми источниками энергии.
В первой части работы последовательно представлен анализ топливно-энергетического комплекса Красноярского края. Исследованы системы энергоснабжения муниципальных районов края. Представлена карта районирования края с преобладающими технологиями производства энергии, используемого вида топлива и тарифными последствиями.
Рассмотрены существующие подходы к расчету удельных показателей технико-экономической эффективности производства тепловой и электрической энергии и финансово-экономических показателей эффективности инвестиций в проекты энергоснабжения.
Разработанный подход, в основу которого положен совместный многофакторный учет и анализ топливно-энергетического баланса территорий (субъекта федерации, муниципального объединения и т.п.) с использованием технико-экономической оценки применимости различных альтернативных вариантов технических решений позволяет сформулировать оптимальные направления развития систем энергообеспечения муниципальных образований.
Учитывая, что выполняется многокритериальная оптимизация частично- дисконтированного дохода и сроков окупаемости технических решений с учетом качества и цены топлива, объема энергопотребления с учетом его дифференциации на тепло- и электропотребления, графиков нагрузки, региональных тарифов данный подход является энергоэффективным инструментом для решения задач обоснования вариантов развития систем энергообеспечения.
Перспектива развития выражается в прикладном использовании результатов работы при решении следующих задач:
- разработки энергетического паспорта региона, составления его статистического и прогнозного топливно-энергетического баланса;
- выполнения технико-экономического обоснования технических решений комплексного энергообеспечения в разрезе муниципальных объединений (при разработке и анализе схем теплоснабжения), разработки инвестиционных программ энергоснабжающих организаций.
Основной целью предложенного подхода является возможность получения объективной оценки экономической или финансово-экономической эффективности действующих систем энергообеспечения и (или) их инвестиционных проектов - на основе системности анализа, т.е. рассмотрение всего комплекса показателей.
В первой части работы последовательно представлен анализ топливно-энергетического комплекса Красноярского края. Исследованы системы энергоснабжения муниципальных районов края. Представлена карта районирования края с преобладающими технологиями производства энергии, используемого вида топлива и тарифными последствиями.
Рассмотрены существующие подходы к расчету удельных показателей технико-экономической эффективности производства тепловой и электрической энергии и финансово-экономических показателей эффективности инвестиций в проекты энергоснабжения.
Разработанный подход, в основу которого положен совместный многофакторный учет и анализ топливно-энергетического баланса территорий (субъекта федерации, муниципального объединения и т.п.) с использованием технико-экономической оценки применимости различных альтернативных вариантов технических решений позволяет сформулировать оптимальные направления развития систем энергообеспечения муниципальных образований.
Учитывая, что выполняется многокритериальная оптимизация частично- дисконтированного дохода и сроков окупаемости технических решений с учетом качества и цены топлива, объема энергопотребления с учетом его дифференциации на тепло- и электропотребления, графиков нагрузки, региональных тарифов данный подход является энергоэффективным инструментом для решения задач обоснования вариантов развития систем энергообеспечения.
Перспектива развития выражается в прикладном использовании результатов работы при решении следующих задач:
- разработки энергетического паспорта региона, составления его статистического и прогнозного топливно-энергетического баланса;
- выполнения технико-экономического обоснования технических решений комплексного энергообеспечения в разрезе муниципальных объединений (при разработке и анализе схем теплоснабжения), разработки инвестиционных программ энергоснабжающих организаций.
Основной целью предложенного подхода является возможность получения объективной оценки экономической или финансово-экономической эффективности действующих систем энергообеспечения и (или) их инвестиционных проектов - на основе системности анализа, т.е. рассмотрение всего комплекса показателей.