Calculul Prețului de Cost al Energiei Electrice

INTRODUCERE

Cogenerarea energiilor electrică si termică constituie metoda cea mai eficientă de reducere a consumului de combustibil în complexul energetic. În procesele de cogenerare energia termică reprezintă parţial un deşeu al producerii energiei electrice. La producerea separată randamentul centralelor electrice este de 35-50%, pe cînd randamentul global al centralelor electrice de termoficare - de 75-90%. Eficienţa înaltă a mini CET-urilor a condus la răspîndirea lor foarte intensivă în ţările industrial dezvoltate. Se construiesc instalaţii mici de cîte 0,05-10 MW, avînd la baza turbine cu gaze sau motoare cu ardere internă de tip Diesel.

Avantajele producerii energiei electrice în cogenerare:

• Foloseşte în mare măsură energia combustibilului indiferent de natura acestuia, cu o

eficienţă de minim 85% transformând-o în energie electrică şi termică;

• Foloseşte orice tip de combustibil: gazul natural, biogazul, butan, butan-propan;

• Poate fi folosit în mod insular (fără conectarea la reţeaua naţională) sau în paralel cu aceasta;

• Se reduc noxele emise în atmosferă;

• Poate aduce economii substanţiale în costurile cu energia pentru producatorii industriali;

• Contribuie la utilizarea deşeurilor umane şi a rezidurilor pentru producerea biogazului.

Tehnologia de cogenerare corect aleasă va duce la economii majore în costul energiei pentru utilizator şi în eventualitatea vînzării electricităţii în reţeaua naţională, va aduce un cîştig suplementar. Problema principală a instalaţiilor de cogenerare, ca şi pentru altă instalaţie de producere a energiei, este necesar de a determina preţul de cost al energiei sau costul producţiei livrate. În cazul cogenerării, în care energia electrică şi termică se produc simultan în cadrul uneia şi aceleaşi instalaţii, calculul preţului de cost al energiei ridică problema repartiţiei efortului total realizat pe energiile produse. Problema alocării cheltuielilor între energia electrică şi energia termică produse în cadrul unei instalaţiei de cogenerare este o problemă veche şi pentru ea nu există o soluţie unică. Din acest motiv, de-a lungul timpului au fost elaborate o mulţime de metode, ce au la bază diferite criterii de alocare, pritre ele metoda cheltuielilor remanente, metoda nediscriminatorie, metoda echivalenţei de producţie etc. Metodele de alocare a cheltuielelor totale pe energiile produse la o centrală de cogenerare, sunt bazate pe alocarea consumului de combustibil. Majoritatea cheltuielilor la o centrală de cogenerare, sunt cheltuieli comune, greu separabile pe energiile electrică şi termică, cu excepţia cheltuielilor ce ţin de prepararea apei de adaus, ce se referă la producerea de căldură. Cea mai mare parte de cheltuielilor reprezintă cheltuielile pentru combustibil.

Noi în lucrarea am determinat preţul de cost al energiei electrice şi termice produse la instalaţia de cogenerare, de tip CAT-500, în baza metodei cheltuielilor remanente şi metodei nediscriminatorii de alocare a cheltuielilor totale.

SARCINA LUCRĂRII

Să se efectueze calculul preţului de cost al energiei electrice şi termice produse la instalaţia de cogenerare de mică putere, bazată pe motor cu ardere internă, în special pe arderea gazului natural, de tip CAT-500, utilizînd datele iniţiale prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1. Datele iniţiale utilizate în calcule

Nr. Indicatori Unităţile Valorile Notaţia

1. Numărul de unităţi de cogenerare unităţi 1 Nu.g

2. Puterea electrică nominală a instalaţiei kW 519 Pel.

3. Puterea termică a instalaţiei kW 653 Pth.

4. Gradul de utilizare a puterii electrice nominale % 90 Gel.

5. Gradul de utilizare a puterii termice maxime % 50 Gth.

6. Costul de achiziţie a unităţii de cogenerare USD/kW - i0

7. Investiţia conexă USD/kW - iconex.

8. Costul reparaţiei capitale a instalaţiei USD/kW - irep,cap.

9. Consumul de gaze pe oră m3/h 144 bGN

10. Consumul de ulei pe oră g/kWh 0,5 vulei

11. Durata anuală de funcţionare a instalaţiei h/an 8000 Tf

12. Resursa unităţii până la prima reparaţie capitală h 60 000 Tv

13. Durata de studiu ani 14 Ts

14. Tariful de achiziţionare a gazelor naturale USD/mii m3 307,0 TGN

15. Tariful de achiziţie a energiei termice din sursele alternative lei/Gcal 580 cQ,REF

16. Tariful la energia electrică din reţeau publică (10 kV) kW/h 1,00 TEE

17. Preţul de achiziţie a uleiului lubrifiant lei/litru 40 culei,t

18. Cota de întreţinere şi reparaţie din investiţie % 6 kî,r

19. Consumul specific de apă m3/Gcal 0,91 capă

20. Tariful de achiziţionare a apei lei/m3 25,0 Tapă

21. Costul unitar al preparării apei lei/m3 50 cprep.ap

22 Rata de schimb valutar USD 13,3 Rs

23 Rata de actualizare % 10 i

24 Investiţia în reparaţia capitală mii $ 109 Irep.capit

25 Investiţia iniţială într-o unitate de cogenerare mii $ 508,6 Iinit

Pornind de la valoarea resursei de funcţionare până la prima reparaţie capitală de cca 60 000 h este determinată durata de studiu – 14 ani. Pe parcursul acestei perioade are loc o reparaţie capitală a instalaţiei.

Figura 1. Fluxul de numerar al proiectului

1. SOLUŢIA TEHNICĂ PRIVIND PRODUCEREA AUTONOMĂ A

ENERGIEI ELECTRICE ŞI TERMICE

1.1. Caracteristicele tehnice ale instalaţiei de cogenerare de tipul CAT-500

1.1.1. Aspecte generale privind cogenerarea cu motoare cu ardere internă

Sistemul de cogenerare cu motor cu ardere internă include un motor termic ce antrenează generatorul pentru producerea curentului electric.Generatorul transformă energia mecanică, produsă în motor direct din energia chimică prin arderea unui combustibil într-o cameră de combustie, în energie electrică.

Căldura se recuperează din gazele de ardere, din sistemul de răcire al motorului , din sistemul de răcire a uleiului şi prin răcirea aerului din sistemul de supra-alimentare.Recuperarea de căldură înbunătăţeşte eficienţa totală a sistemului de la 36-38 %, caracteristic producerii separate a energiei electrice, la peste 90 % dacă toată căldura recuperată este folosită într-un circuit de încălzire cu temperatura pe tur de circa 90 °C.

Motoarele cu combustie internă pot utiliza o gamă variată de combustibili: gaze naturale, biogaz, combustibili obţinuţi prin gazificarea biomasei, combustibili lichizi uşori şi chiar păcură.În prezent sunt disponibile şi motoare care funcţionează atît cu gaze cit şi cu combustibili lichizi.

Avantaje

• Căldura şi energia electrică pot fi generate în apropierea consumatorului, eliminînd astfel pierderile în reţele de transport, aşa cum se întîmplă în cadrul marilor sisteme de încălzire centralizată.

• Eficienţa totală a sistemului de cogenerare cu motoare cu combustie internă se ridică la peste 85%, avînd în vedere consumatorul final, aproximativ cu 10 % mai mare decît la o sursă tradiţională din sistemulde încălzire centralizată.

• Reducerea consumului de energie primară prin utilizarea cu eficienţă ridicată a căldurii din gazele de ardere şi din apa de răcire a motorului.

• Pe piaţă există mulţi producători, deci o ofertă bogată.