Энергообследование и мини-ТЭЦ

Намечающийся энергодефицит и подъем цен на энергоресурсы стимулируют предприятия и организации к поиску альтернативных источников энергоснабжения. Вопрос о строительстве мини-ТЭЦ возникает и в случае невозможности обеспечения энергоснабжения на вновь строящихся объектах, расширения существующего производства. Как известно, спрос порождает предложение. Предприятия и организации получают так называемые коммерческие предложения  по установке мини-ТЭЦ.

Среди специалистов, занимающихся проблемами мини-ТЭЦ, уже сложилось мнение о том, какие факторы следует принимать во внимание при оценке целесообразности строительства станции. Этими факторами являются срок окупаемости, капитальные и эксплутационные затраты, технические и организационные сложности, риски, связанные с динамикой цен на топливо и электроэнергию, инфляция.
Основным фактором, влияющим на величину капитальных затрат, является необходимая мощность оборудования. Зачастую в коммерческих предложениях завышается необходимая мощность станций. Как правило, делается это потому, что в расчетах, прилагаемых к коммерческому предложению, считается, что станция весь год без перерыва работает в номинальном режиме, а вырабатываемая электрическая энергия потребляется полностью. Таким образом, в расчетах не учитываются графики потребления электрической и тепловой энергии, графики электрических и тепловых нагрузок предприятия. Из публикаций, а также из проведенных в нашей лаборатории расчетов следует, что в том случае, если в расчетах не учитываются графики электрических нагрузок, то в зависимости от режима работы станции (параллельный с энергосистемой или автономный режим) происходит  завышение мощности устанавливаемого оборудования на 20-50 процентов.
Остановимся еще на нескольких факторах, которые не учитываются в расчетах, прилагаемых к коммерческим предложениям. Естественно, что срок окупаемости станции также зависит от потребления электрической  и тепловой энергии, а также  графиков электрических  и тепловых нагрузок. Чем выше коэффициент заполнения графика электрических нагрузок при тех же условиях, тем меньше срок окупаемости.  На рис.1 изображена зависимость срока окупаемости от коэффициентов заполнения характерных суточных и годового графиков электрических нагрузок (мини-ТЭЦ на ГПА мощностью 6МВт для ОАО «Увадрев-Холдинг»).    Кроме того, срок окупаемости зависит  от схемы финансирования, схемы выдачи мощности, количества утилизированной тепловой энергии, состояния основных инженерных коммуникаций предприятия, способа разнесения затрат на топливо между электрической и тепловой энергией, сроках амортизации оборудования, тарифной политики и т.д.

Для правильного выбора мощности станции, согласно строительным нормам и правилам,  нужно провести предварительное исследование или предварительное технико-экономическое обоснование (ТЭО), которое является частью проекта. Таким образом, для того, чтобы провести ТЭО,  нужно принять решение о начале проектирования станции. Как правило, крупные фирмы, специализирующиеся на строительстве мини-ТЭЦ, выполняют весь комплекс работ, включая проектирование. Финансовые интересы таких фирм могут расходиться с интересами предприятий.
В лаборатории  “Технологии энергоресурсосбережения” УдГУ разработана оригинальная методика, позволяющая  определять эффективность проектов строительства мини-ТЭЦ.
На первом этапе производится энергообследование, определяются электрические и тепловые нагрузки предприятия, основные характеристики и состояние инженерных коммуникаций, нормативные и фактические потери в электрических и тепловых сетях, анализируются договора на ТЭР, графики потребления электрической и тепловой энергии и т.д. 
На втором этапе, с учетом пожеланий заказчика, определяются различные варианты комплектации станции, рассчитываются режимы работы основного оборудования мини-ТЭЦ, определяются потребность в топливе, масле, собственные нужды станции, вращающийся резерв. На этом же этапе при необходимости определяется комплектация пиковой котельной, режимы ее работы, потребление топлива этой котельной и ее собственные нужды.
На третьем этапе с учетом возможной динамики цен на топливо, электроэнергию и тепловую энергию, а также схемы финансирования для различных вариантов комплектации станции определяются капитальные и эксплутационные затраты, сроки окупаемости и основные риски.
Для автоматизации обработки исходных данных, расчетов режимов основного оборудования, определения экономической эффективности проектов в лаборатории имеется соответствующее программное обеспечение.
В лаборатории уже выполнены работы по оценке экономической эффективности проектов строительства мини- ТЭЦ для ОАО «Увадрев-Холдинг», ОАО «Воткинская промышленная компания», ООО «Уютный дом». На уровне дипломного проектирования  в направлении мини-ТЭЦ специалисты лаборатории взаимодействуют с энергетическими службами ОАО «ИжАвто», ФГУП «Воткинский завод», МУП «Горкоммунтеплосеть».
По договорам с АНО «Агентство по энергосбережению» проводятся  работы по энергоэффективности бюджетной сферы и ЖКХ муниципальных образований.
Для автоматизации обработки исходных данных, расчетов режимов основного оборудования, определения экономической эффективности проектов в лаборатории имеется соответствующее программное обеспечение.
На рисунках 2-4 приведены примеры, иллюстрирующие некоторые расчеты. На рис. 2 дано сравнение вращающегося резерва для двух вариантов комплектации станции (для ОАО «Увадрев-Холдинг»), на рис. 3 приведены диаграммы, иллюстрирующие капитальные и эксплуатационные затраты, экономический эффект и срок окупаемости для различных вариантов комплектации станции в поселке Чистопрудный Октябрьского района г. Ижевска (заказчик ООО «Уютный дом»). На рис. 4 показаны графики экономии и возврата денежных средств по годам для различных вариантов комплектации станции и режимов работы (для предприятия ОАО «Воткинская промышленная компания»). Точки пересечения графика экономии денежных средств по годам и графиков возврата денежных средств определяют сроки окупаемости проектов.