Про методи розподілу витрат на ТЕЦ
Славіна Н. А., інж., Косматов Е. М., канд. техн. наук, Барикін Є. Є., інж.
Питання поділу витрат енергопостачальної організації між електричною та тепловою енергією набуває істотного значення в умовах поступового переходу до функціонування регіональних (споживчих) ринків електричної та теплової енергії. В даний час існуючі способи поділу витрат між електроенергією та теплом не дозволяють оцінити можливості виробників тепла конкурувати один з одним. Дискусія щодо розподілу витрат між виробництвом на ТЕЦ електричної та теплової енергії триває 75 років. На IV Всесоюзному теплотехнічному з'їзді, що проходив у 1928 р. у складі I Всесоюзного енергетичного з'їзду, зазначено, що особливу увагу має бути приділено комбінованому виробництву обох видів енергії за правильної тарифікації енергії, що відпускається [1]. У нових економічних умовах розрахунок тарифів обох видів енергії став одним із бар'єрів на шляху підвищення ефективності використання палива в енергосистемах за рахунок теплофікації. Інакше, підвищені тарифи на теплову енергію електростанцій призводять до спотворення конкуренції виробників тепла на споживчому ринку, зменшення на ТЕЦ вироблення електроенергії на тепловому споживанні, що знижує ефективність використання палива в народному господарстві. У зв'язку з цим досліджуються методи розподілу витрат між видами енергії і, отже, розрахунку тарифів на енергію, що відпускається від ТЕЦ. Рішення завдання поділу витрат на виробництво електричної та теплової енергії можливе двома шляхами: розподіл витрат пропорційно витраті палива; встановлення тарифів відповідно до умов конкурентного ринку теплової енергії. Спроба забезпечити конкурентоспроможність ТЕЦз локальними джерелами тепла над ринком теплової енергії лише рахунок зменшення витрати умовного палива, що на виробництво тепла, за тієї ж структурі палива тягне у себе збільшення питомих витрат умовного палива виробництва електроенергії до значень, перевищують питомі витрати на КЭС. ТЕЦ свідомо стають неконкурентоспроможними з ДРЕС щодо паливної економічності виробництва електроенергії. Інший підхід заснований на перерозподілі прибутку та частини витрат між електричною та тепловою енергією при заданому способі розподілу витрат палива між видами енергії. Він дозволяє отримати порівняні оцінки економічності різних ТЕЦ за питомими витратами палива та собівартості, врахувати у тарифах ринкову кон'юнктуру та визначити ефективність виробництва кожного виду енергії [2]. Поділ витрат між видами енергії пропорційно витраті палива має певну частку умовності, так як питання виділення частки палива, використаного для отримання того чи іншого виду енергії в теплофікаційних циклах, сам по собі представляє складне завдання. Це випливає з аналізу існуючих та поданих у табл. 1 фізичних та економічних методів вирішення цієї проблеми. Результати використання методів поділу витрат на паливо між тепловою та електричною енергією можна оцінити на прикладі розрахунку питомих витрат умовного палива на відпустку електричної та теплової енергії [10] (табл. 2). Дані табл. 2 розраховані для умовної ТЕЦ із складом обладнання: три енергоблоки типу Т-180-210-130 з пилокутними котлами Е-670-140 та дев'ять водогрійних пилокутних котлів типу КВТК-100. Обмежена кількість методів, наведених у табл. 2 пов'язано з відсутністю в літературі даних про питомі витрати умовного палива на відпустку теплата електроенергії за всіма розглянутими методами. Як очевидно з даних табл. 2, вибір методу, що використовується у вітчизняній енергетиці, істотно впливає на результати розрахунків. Однак у зарубіжних країнах – свої особливості ціноутворення.
Таблиця 1 Методи розподілу витрат на ТЕЦ
| Метод |
Вид енергії, на який належить економія
Технічні (термодинамічні) методи
Передбачає приведення електро- та теплоенергії до одиниць виміру та розподіл витрати палива пропорційно отриманим величинам
Не враховує різних якостей електроенергії та тепла. Не задовольняє принцип - вартість тепла повинна бути тим нижчою, чим ближче температура робочого тіла до температури навколишнього середовища [3]
Заснований на ексергетичному балансі ТЕЦ та поділ витрат палива відповідно до відношення електроенергії до зменшення ексергії теплоносія
Базується на другому законі термодинаміки та дозволяє отримувати технічно обґрунтовані висновки
Зростання питомої витрати на відпуск електроенергії та зменшення питомої витрати на відпуск тепла нижче фізичного еквівалента тепла 142,9 кг/Гкал. ККД виробництва теплоти з гарячою водою становить 214 – 260% [4]
Спирається на ексергетичний аналіз системи, але дає схему поділу витрати палива, відмінну від ексергетичного методу
Економія не може бути віднесена на один вид енергії
Використані положення ексергетичного методу
Використовує складну схему розрахунків. Помилки від пропорційно віднімаються часток економії посилюються некоректністю визначення самої економії [5]
C - нормативний (“компромісний”)
Передбачає розподіл витрат пропорційно до витрат паливапри виробленні тієї ж кількості енергії у роздільній схемі. Метод включено до нормативних матеріалів
Проміжні результати між методами (звідси назва - "компро- місний")
На показниках питомої витрати палива позначається режим використання теплофікаційної потужності ТЕЦ
Витрата умовного палива на виробництво теплоти 147,4 кг/Гкал відповідає ККД отримання відпрацьованого тепла, що дорівнює 97% (майже 100%)
D - метод Вагнера (метод "еквівалентної КЕС")
Витрата палива приймається рівним витраті палива на виробництво тієї ж кількості електроенергії на КЕС, що заміщується
Простий у використанні, розподіляє виграш від комбінованої схеми між виробниками та споживачами енергії
Потрібно створення інформаційно-ємної статзвітності за альтернативним варіантом енергопостачання. В основу розподілу витрат можуть бути покладені питомі витрати палива на КЕС та районної котельні (див. нормативний метод)
E - метод, заснований на розподілі економії палива пропорційно до відпуску корисної продукції
F - метод “розподілу економії палива за ек- сергією”
Економія палива від теплофікації розподіляється між видами енергії пропорційно їх ексергії
Метод не суперечить законам термодинаміки
Умовність методу. Найбільш близькі показники за "фізичним" методом
Метод Е. К. Аракеляна
Питома витрата палива на виробництво електроенергії належить при роботі турбіни в конденсаційному режимі, а приріст витрати палива відноситься на виробництво тепла
Метод "роздільної рентабельності" [6]
Ціна електроенергії дорівнює ціні в роздільній схемі з тією ж величиною рентабельності. Із планованого прибутку з урахуванням планового загальногорентабельності ТЕЦ віднімається прибуток від продажу електроенергії. Залишок відноситься на тепло
Приводить до нижчих цін на тепло без зниження рентабельності виробництва електроенергії нижче за рентабельність КЕС
Вказує межі доцільного застосування ТЕЦ, дає можливість встановлювати науково обґрунтовані ціни на енергію.
Таблиця 1 (продовження)
| Метод |
Вид енергії, на який належить економія
Метод В. І. Денісова
Базується на поділі витрати палива на холостий хід турбіни, виробництво електроенергії за конденсаційним та теплофікаційним циклами.
Метод - крок до вирішення питання щодо поділу витрат
Труднощі з віднесенням витрати палива на холостий хід турбін та витрат електроенергії на с.н. до конденсаційного та теплофікаційного циклів [7]
Тариф на тепло для ТЕЦ встановлюється не вище за тариф котельних, інші витрати відносяться на електроенергію
З позиції другого закону термодинаміки основна втрата ексергії відбувається у місцевих чи районних котельнях.
В основі - теорія оптимального планування В. В. Новожилова: значення економічного ефекту в цінах оптимального плану для найкращого варіанта нової техніки дорівнює нулю [8]
Підхід приблизно відповідає ексергетичному методу розподілу витрат палива
Диференціальні витрати пального конкретної ТЕЦ значною мірою визначаються показниками енергосистеми, які безперервно змінюються і тому малонадійні [9]
У 90-х роках великий інтерес до теплофікації стали виявляти країни Північної Європи та Німеччина. Найбільших успіхів у цьому напрямі на цей час досягла Данія. Якщо 1986 р. приблизно одна третина всієї потреби тепла Даніїзадовольнялася з допомогою систем централізованого теплопостачання, нині ця частка становить близько 50%, як й у Фінляндії, має 40-річну історію теплофікації [11, 12]. Данські енергетики відверто заявляють, що саме приклад України підштовхнув їх до розвитку комбінованого виробництва енергії [13]. Згідно з датськими законами будь-яка (як муніципальна, так і приватна) теплопостачальна компанія повинна мати в загальнодовому фінансовому балансі рівність доходів і витрат. Якщо ж після закінчення року така компанія отримала якийсь прибуток, то її бюджет на наступний рік повинен складатися таким чином, щоб за рахунок зменшення ціни на тепло можна було б компенсувати цей прибуток, і навпаки. Спільниками теплопостачальної компанії в Данії є через муніципалітет усі споживачі, які підключені та користуються її системою. Цим досягається постійна зацікавленість компанії в підвищенні ефективності та надійності своїх інженерних систем і мереж, а також у зниженні ціни на теплову енергію, що поставляється. Таблиця 2 Питома витрата умовного палива при розподілі витрат на відпуск тепла та електроенергії різними методами
| Показник |
Метод розподілу витрат
Питома витрата умовного палива на відпустку: електроенергії, г/(кВт-год)
електроенергії від заміщуваної КЕС, г/(кВт-год)
тепла від котелень, що заміщуються, кг/Гкал