К определению технико-экономических показателей мини-ТЭЦ

Размещено на http://www.allbest.ru/

К определению технико-экономических показателей мини-ТЭЦ

К.т.н. В.А. Петрущенков

главный конструктор ЗАО «Невэнергопром» В.В. Васькин

Введение

электрогенерирующий топливо энергетический

Для проектируемых мини-ТЭЦ при определении привычных показателей экономической эффективности, таких как прибыль и срок окупаемости, необходимо иметь в виду ряд обстоятельств, обсуждаемых в настоящей статье. Под мини-ТЭЦ здесь понимается вновь вводимое в работу оборудование, производящее электроэнергию и теплоту в виде потока горячей воды (пара).

На практике применяются три типа электрогенерирующего оборудования: паровые турбо-установки (противодавленческие или конденсационные турбины, в том числе с отборами пара), газотурбинные установки с паровой или водяной утилизацией теплоты отходящих газов, генераторные установки на базе двигателей внутреннего сгорания (газопоршневые, газодизельные, дизельные) с утилизацией теплоты систем двигателя и выхлопных газов.

Обычно электрогенераторы мини-ТЭЦ работают в параллель с энергосистемой. Производимая на мини-ТЭЦ электроэнергия, как правило, потребляется предприятием, при котором создана мини-ТЭЦ. Излишки или вся производимая электроэнергия могут подаваться в сеть с ее оплатой или применением взаимозачета во взаимоотношениях предприятия с энергосистемой.

1. Создание мини-ТЭЦ «в чистом поле»

1. Рассмотрим вариант создания мини-ТЭЦ «в чистом поле», владельцем которой является частная энергетическая компания, производящая ТЭ и ЭЭ на продажу внешним потребителям. В этом случае при определении себестоимости производимых теплоты и электроэнергии требуется разделение затрат топлива, эксплуатационных и прочих затрат, амортизационных отчислений между этими продуктами. Необходимость определения себестоимости электроэнергии и теплоты по отдельности связана с тем, что тарифы на продажу электроэнергии Т_э и теплоты Т_т в настоящее время утверждает Региональная энергетическая комиссия (РЭК). Можно ожидать, что при утверждении тарифов РЭК будет допускать различную рентабельность производства теплоты и электроэнергии, что должно определить и способ экономически выгодного разделения затрат. Ниже приводятся способы разделения затрат топлива, которые используются на практике при выполнении предпроектных проработок вариантов строительства мини-ТЭЦ.

Для мини-ТЭЦ на базе противодавленческих паровых турбин широко распространен метод разделения топлива, следующий из уравнения энергетического баланса, примененного к работе котельной до строительства мини-ТЭЦ и к котельной, работающей совместно с мини-ТЭЦ:

где B - расход топлива в единицу времени в котельной до строительства мини-ТЭЦ, АВ - дополнительный расход топлива в котельной при работе паровых турбин, ri_K0T - КПД котельной по преобразованию теплоты сгорания топлива в теплоту, Q_кот - тепловая нагрузка теплоисточника, Qрн - низшая теплота сгорания топлива, N_э - электрическая мощность мини-ТЭЦ. В приведенных уравнениях считается, что ri_K0T одинаков до и после ввода в работу паровых турбин. Это связано с тем, что КПД котельной слабо зависит от нагрузки котлов вблизи номинальных значений, тем более при небольшом ее изменении (изменение нагрузки котлов составляет несколько процентов, AB/B=N₃/Q_K0T). Из приведенных уравнений дополнительный расход топлива при вводе в работу мини-ТЭЦ равен:

Удельный расход топлива на выработку электроэнергии определится b₃=AB/N₃=1/(Ti_l<o_TQ_p). Для условного топлива Qнp=7000 ккал/кг у.т.= =8,141 кВт.ч/кг у.т. и КПД котельной ri_KOT=0,85, удельный расход топлива на выработку электроэнергии равен b_э=145 г у.т./кВт.ч, на выработку теплоты - b_T=B/Q"_0T=1/(Ti_K0TQ_p)=168 кгу.т/Гкал. То есть, расход топлива распределяется пропорционально произведенным количествам электроэнергии и теплоты, различие в качестве этих видов энергии не учитывается.

Для мини-ТЭЦ на базе ГТУ и ГПА с утилизацией теплоты при коэффициенте использования теплоты топлива Т1_ИТ=О,85 (обычно т]_ит=0,8-ь0,9) удельный расход топлива на выработку электроэнергии назначается по аналогии b₃=B₃/N₃=1/(Ti_MTQ^)=145 г у.т./кВт.ч, удельный расход топлива на выработку теплоты определится из уравнения энергетического баланса Ь_т=В_т/0_т=1/(л_ит0р)=168кгу.т./Гкал.

Общий годовой расход топлива на мини-ТЭЦ, работающей в режиме полной когенерации, равен В_год=b_эЭ_э+b_тЭ_т.

Приведенный способ разделения топлива соответствуют так называемому «физическому методу». Очевидно, что общий расход топлива на мини-ТЭЦ не зависит от способа разделения топлива между теплотой и электроэнергией. Остальные затраты могут разделяться также пропорционально произведенным количествам разных видов энергии. При сформировавшихся рыночных ценах на теплоту и электроэнергию общая прибыль мини-ТЭЦ от продажи энергоносителей также не зависит от способа определения себестоимости теплоты и электроэнергии.

В случае отсутствия утилизации теплоты принимается г|_ит=г|_э (ri₃ - электрический КПД установки, обычно h_э=0, 2ч0,35 для ГТУ и т]_э=0,35ч0,42 для ГПА). Следует иметь в виду, что электрический КПД установки ri₃ зависит от ряда параметров энергетического цикла и от величины ее нагрузки. Общий расход топлива на мини-ТЭЦ равен B=N₃/(QpTi₃). При частичной утилизации теплоты, обычно имеющей место в межотопительный период, общий расход топлива установки определяется точно так же. Разделение затрат топлива между электроэнергией и теплотой в этом случае зависит от вкусовых предпочтений исполнителя. Один из вариантов, соответствующий «физическому методу», состоит в том, что удельные затраты топлива по-прежнему определяются по соотношению Ь_э=В_э/М_э=1/(т1_ит0р)=145 г у.т./кВт.ч при расчетном значении коэффициента использования теплоты сгорания топлива т]_итр=0,85, тогда неиспользованная теплота топлива относится на процесс производства теплоты, и расход топлива на производство теплоты равен:

где Q_т - мощность полезно используемого потребителями теплового потока. В альтернативных вариантах можно делить общий расход топлива в любой другой пропорции, включая случаи, когда сохраняется значение b_T=B_T/Q_T=1/(ri_MTQp)=168 кг у.т./Гкал и неиспользованная теплота сгорания топлива относится на производство электроэнергии, либо относить все затраты топлива на производство электроэнергии, считая утилизируемую теплоту бесплатной. Возможно также применение способа разделения затрат топлива по методике ОРГРЭС, используемого для ТЭЦ ОАО «РАО ЕЭС» с 1995 г.

В соответствии с Федеральным Законом № 35 от 26.03.2003 «Об электроэнергетике» в дальнейшем в результате реформирования ОАО «РАО ЕЭС» цены на производимую электроэнергию будут определяться рыночными механизмами. Можно предположить, что со временем цены на теплоту также будут определяться спросом и предложением в конкретном месте.

Годовая чистая прибыль на мини-ТЭЦ за счет производства электроэнергии и теплоты определится как разность выручки V от их продажи и себестоимости C их производства на мини-ТЭЦ с налоговыми отчислениями Н. Простой срок окупаемости капитальных затрат К на строительство мини-ТЭЦ в этом случае равен:

Годовая выручка от продажи произведенных на мини-ТЭЦ электроэнергии Э_э и теплоты Э_т по тарифам Т_э, Т_т равна:

V=Т_эЭ_э+Т_тЭ_т.

Годовая себестоимость теплоты и электроэнергии, произведенных на мини-ТЭЦ, определяются годовыми затратами топлива В_год при цене топлива Ц_т, затратами на эксплуатацию С_э, ремонты С_р, заработную плату персонала С_зп, прочие затраты С_пр, величиной амортизационных отчислений А=n_аК с годовой нормой средних амортизационных отчислений n_а, определяемой исходя из норм амортизации различных групп основных средств, составляющих мини-ТЭЦ (см. Постановление Правительства РФ от 1 января 2002 г. № 1 «О Классификации основных средств, включаемых в амортизационные группы» с учетом Изменений и дополнений, утвержденных постановлением Правительства РФ от 9 июля 2003 г. № 415):

С=ЦтВ_год⁺С_э+Ср+С_зп+С_пр+А (1)

Годовые затраты топлива В_год с теплотворной способностью Qрн на мини-ТЭЦ связаны с годовой выработкой электроэнергии Э_э с помощью среднегодового электрического КПД когенерационной установки ri_3Cp:

B_r0fl=3₃/(QpTi_3Cp).

Главными составляющими налоговых отчислений при определении прибыли обычно являются налог на прибыль и налог на имущество с нормами р_п и р_и соответственно:

Приведенный выше срок окупаемости предполагает использование амортизационных отчислений для воспроизводства мини-ТЭЦ после завершения ее срока службы. В случае использования амортизационных отчислений для других целей срок окупаемости будет равен:

С точки зрения рыночной экономики тарифы на энергоносители, производимые на мини-ТЭЦ, должны определяться исходя из капитальных затрат на присоединение к существующим в этом же месте альтернативным источникам энергоснабжения (или создание новых) К_а и соответствующих тарифов Т_Nа, Т_Эа, Т_Та, например, в виде сети энергосистемы и котельной, или тепловой сети. Следует отметить, что новое присоединение к электрическим и тепловым сетям (строительство котельной) требует капитальных затрат К_а, соизмеримых с затратами на строительство мини-ТЭЦ, а тарифы, по которым альтернативные источники будут отпускать электроэнергию и теплоту, превышают на десятки процентов их себестоимость на мини-ТЭЦ.

Получим соотношение для срока окупаемости при использовании затратных характеристик альтернативного энергоисточника.

Фактически величина срока окупаемости z_ок представляет собой период времени, в течение которого суммарные затраты при строительстве мини-ТЭЦ и в альтернативном варианте энергоснабжения от электрической сети и существующей внешней тепловой сети (создаваемой котельной) будут равны.

Равенство затрат за время z с учетом налоговых отчислений в обоих вариантах дает:

Очевидно, что если время службы мини-ТЭЦ z>z_ок, то строительство мини-ТЭЦ - более выгодное мероприятие в сравнении с альтернативным вариантом присоединения к электрической сети и тепловой сети (создаваемой котельной) и наоборот.

Капитальные затраты, связанные с альтернативным вариантом энергоснабжения предприятия, равны К_а=К_аэ+К_ат (например, плата за присоединение к электрической сети, на прокладку кабеля и строительство распределительного устройства - К_аэ, стоимость котельной или стоимость присоединения к существующим тепловым сетям, стоимость тепловой сети - К_ат). Годовые затраты на покупку электроэнергии и теплоты в альтернативном варианте энергоснабжения складываются из помесячной оплаты заявленной электрической мощности величиной N_ni, годовых значений израсходованных электроэнергии Э_э и теплоты Э_т по тарифам Т_Nа, Т_Эа, Т_Та соответственно:

2. Мини-ТЭЦ отпускает теплоту и электроэнергию предприятию, которому она принадлежит. В этом случае отсутствует прямой акт продажи электроэнергии и теплоты, но имеет место продажа продукции, производимой предприятием, в себестоимость которой входят затраты на энергоносители. Определение срока окупаемости мини-ТЭЦ, как части предприятия, можно произвести, сделав ряд допущений. Предположим, что цена на продукцию, производимую

предприятием, после строительства на нем мини-ТЭЦ такая же, как и у конкурентов. Пусть отличия в себестоимости продукции состоят только в разных затратах на теплоту и электроэнергию. В связи с более низкими затратами на мини-ТЭЦ на их производство имеется большая прибыль при реализации продукции, производимой на рассматриваемом предприятии. Поэтому, несмотря на то, что нет прямого акта продажи энергоносителей, при определении чистой прибыли от производства электроэнергии и теплоты необходимо так же, как и в ранее рассмотренном варианте, учитывать налог на прибыль, входящий в цену продукции предприятия. Увеличение прибыли на предприятии определится как разность годовых затрат на энергоносители у конкурентов Т_к, их себестоимости C и налоговых отчислений Н на мини-ТЭЦ. Фактически Т_к - годовая затратная составляющая на электроэнергию и теплоту в цене на продукцию конкурентов при равных ее объемах. Ее величина равна сумме затрат на производство энергоносителей, рентабельности, характерной для выпускаемой продукции и налогов на эти составляющие у конкурентов. В этом состоит существенное отличие от ранее рассмотренного варианта, когда выручка определялась альтернативным вариантом энергоисточника в том же месте, где расположено рассматриваемое предприятие. С учетом замены Т_а на Т_к действительны все приведенные выше соотношения.

Следовательно, величина прибыли от производства энергоносителей и срок окупаемости мини-ТЭЦ зависят от статуса мини-ТЭЦ (самостоятельный энергоисточник или энергетическое подразделение предприятия), задач, которые она решает, способа формирования цен на энергоносители, цен на продукцию предприятия. В связи с этим, прибыль и срок окупаемости капиталовложений в строительство мини-ТЭЦ носят условный, иллюстративный характер, их роль сводится к ориентации инвесторов и предпринимателей относительно вариантов энергообеспечения различных объектов.

2. Создание мини-ТЭЦ при существующей котельной, обеспечивающей теплотой предприятие и внешнюю тепловую сеть

В этом случае получили распространение два варианта определения экономичности мини-ТЭЦ: как самостоятельного объекта и как модернизированного энергоисточника, в состав которого она вошла.

1. Рассмотрим мини-ТЭЦ как отдельный объект, пристроенный к котельной, который отпускает теплоту Э_тп и электроэнергию Э_эп предприятию, которому она принадлежит, а также - в тепловые и электрические сети Э_тс, Э_эс по тарифам Т_этэц, Тттэц, которые утверждаются РЭК (в будущем определяются рыночными механизмами), исходя из себестоимости и назначенной рентабельности производства энергоносителей. Срок окупаемости мини - ТЭЦ равен:

где V - выручка от продажи в сети электроэнергии и теплоты V=T_3T3l4-3_3C+T_TT3l4-3_TC, T_K - затратная составляющая на электроэнергию и теплоту в цене на продукцию конкурентов при равных ее объемах,

где r_п - рентабельность выпускаемой продукции, Н_к - соответствующие налоговые отчисления.

Себестоимость С произведенных продуктов и налоги Н на мини-ТЭЦ для предприятия и на продажу (Э_эс+Э_тс+Э_эп+Э_тп) определяются по аналогии с (1, 2), исходя из соответствующих затрат топлива и других компонентов себестоимости.

При определении величины теплоты, производимой мини-ТЭЦ и котельной, возникает проблема ее разделения между ними. Очевидно, что при сохранении тепловой нагрузки теплоисточника тепловая нагрузка котельной формально уменьшается на величину тепловой мощности мини-ТЭЦ. Однако такое разделение является условным, т.к. между котельной и мини-ТЭЦ существуют связи материальных потоков и для нормального функционирования энергоисточника необходима работа оборудования котельной и мини-ТЭЦ. Например, для мини-ТЭЦ на базе ГТУ или ГПА с утилизацией теплоты оборудование котельной обеспечивает подпитку утилизационных контуров. В случае использования паровых турбин на мини-ТЭЦ ее зависимость от котельной еще значительнее: пар, поступающий в турбины, вырабатывают паровые котлы котельной. Поэтому необходимо определить и в себестоимости теплоты, вырабатываемой на мини-ТЭЦ, и в выручке от продажи этой теплоты доли котельной и мини-ТЭЦ. Однозначно выполнить такое разделение затруднительно, любой метод деления будет носить условный характер. В практике часто встречаются два предельных подхода: на ГТУ-ТЭЦ и ГПА-ТЭЦ вся теплота, производимая в утилизационных теплообменниках, относится на мини-ТЭЦ как по затратам, так и по выручке, на мини-ТЭЦ с паровыми турбинами напротив, вся теплота, производимая в пароводяных теплообменниках мини-ТЭЦ, относится к котельной. В соответствии с принятым способом разделения используются соотношения, приведенные выше.

2. Более ясным и бесспорным кажется рассмотрение характеристик модернизированного энергоисточника, состоящего из котельной и мини-ТЭЦ. В этом случае определяются выручка от продажи электроэнергии и теплоты, произведенных в котельной и на мини-ТЭЦ, во внешние сети, рыночная стоимость производства электроэнергии и теплоты, используемых предприятиями-конкурентами, и соответствующие затраты на мини-ТЭЦ. При этом в основных фондах энергоисточника учитывается как остаточная стоимость котельной, так и капитальные затраты на строительство мини-ТЭЦ. Однако в этом случае возникает проблема разделения общей прибыли энергоисточника между мини-ТЭЦ и котельной. Если всю прибыль энергоисточника использовать на окупаемость мини-ТЭЦ, то это означает, что прибыль от тепла, произведенного в котельной, используется для окупаемости мини-ТЭЦ. В условиях, когда мини-ТЭЦ и котельная принадлежат одному хозяину, и уже окупившей себя котельной такое использование средств является естественным, но может показаться несправедливым инвестору. О проблеме разделения теплоты, произведенной в оборудовании мини-ТЭЦ и соответствующей прибыли, между мини-ТЭЦ и котельной говорилось выше. Вероятно, разделение все-таки необходимо производить, т.к. оно связано с сутью произошедших изменений. Снижение роли котельных в выработке теплоты и ухудшение показателей выработанной ею теплоты является неизбежным и компенсируется модернизацией энергетического комплекса в целом и повышением срока службы котельной в связи с более щадящим режимом ее работы.

Выводы

Приведенные выше соображения, возникающие при определении прибыли мини-ТЭЦ, сроков ее окупаемости, показывают, что необходима определенность в целом ряде вопросов, являющаяся вкусовой, не имеющей нормативного характера. Поэтому в настоящее время при выполнении технико-экономических расчетов требуется согласование с Заказчиком всех условий, для которых производится определение технико-экономических показателей, в частности, таких привычных, как прибыль и срок окупаемости.

Следует отметить, что учет реальной динамики денежных потоков с дисконтированием для выбранной схемы финансирования изменит значения сроков окупаемости, но и в этом случае потребуется принятие конкретных решений для вопросов, затронутых выше.

Размещено на Allbest.ru