Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання
A new selection criterion of heat-generating technologies for the district heating systems (DHS) retrofit, Marginal Levelized Price of Energy (MLPOE), is proposed. MLPOE is the minimum weighted marginal price of thermal energy produced by the technological unit. MLPOE accounts for the costs and inco...
Gespeichert in:
| Datum: | 2021 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/778 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1856543917710770176 |
|---|---|
| author | Derii V.O. |
| author_facet | Derii V.O. |
| author_sort | Derii V.O. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-07-07T08:15:14Z |
| description | A new selection criterion of heat-generating technologies for the district heating systems (DHS) retrofit, Marginal Levelized Price of Energy (MLPOE), is proposed. MLPOE is the minimum weighted marginal price of thermal energy produced by the technological unit. MLPOE accounts for the costs and incomes of considered heat generation technologies and allows more accurate comparison among technologies that produce only one type of energy with multi-product technologies, e.g. cogeneration technologies and technologies that provide ancillary services to power systems in addition to only heat production.The calculations with the use of the proposed criterion of heat-generation technologies implementation into DHS during its retrofit are showed that:- the electric boilers are economically feasible since as they are capable to provide ancillary services in case of electrical supply failures. The implementation of an electric boiler with an installed capacity of about 10 MW requires 2 -3.5 times higher expenditures for its connection to the grid, which leads to a 2.5 - 5 times longer payback period, but electric boilers' MLPOE is more than 2 times less than the average in Ukraine (1265.8 UAH / Gcal);- the heat pumps usage in DHS is feasible if they are used for heat supply purposes only with the capability to provide ancillary services. The marginal price for ancillary services should be not less than 17.1 € / MWh (as of 2020);- the boilers burning natural gas due to the lowest specific investment costs and hence small payback period will be widely used during DHS retrofit under conditions of low-carbon development of Ukraine;- the biomass burning boilers and cogeneration units will not be widely used due to the limited fuel resource (biomass) and on stock areas. The capacities of 1 - 6 MW are estimated to be in operation for DHS; Gas-piston cogeneration units are economically feasible for daily power system regulation. At the same time, they provide the lowest minimum weighted average break-even price of thermal energy for the heat supply company. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:33:59Z |
| format | Article |
| id | oai:www.systemre.org:article-778 |
| institution | System Research in Energy |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-09-24T17:33:59Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:www.systemre.org:article-7782023-07-07T08:15:14Z Economic efficiency of district heating systems’ heat generation technologies Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання Derii V.O. Marginal Levelized Price of Energy, Levelised Cost of Energy, power system, electric loads, heat pumps, boilers, cogeneration, district heating system гранична приведена ціна енергії, середньозважена собівартість теплової енергії, теплогенеруюча технологія, енергосистема, графік електричних навантажень, нічний провал, потужність, тепловий насос, котел, когенерація, система централізованого теплопостачання A new selection criterion of heat-generating technologies for the district heating systems (DHS) retrofit, Marginal Levelized Price of Energy (MLPOE), is proposed. MLPOE is the minimum weighted marginal price of thermal energy produced by the technological unit. MLPOE accounts for the costs and incomes of considered heat generation technologies and allows more accurate comparison among technologies that produce only one type of energy with multi-product technologies, e.g. cogeneration technologies and technologies that provide ancillary services to power systems in addition to only heat production.The calculations with the use of the proposed criterion of heat-generation technologies implementation into DHS during its retrofit are showed that:- the electric boilers are economically feasible since as they are capable to provide ancillary services in case of electrical supply failures. The implementation of an electric boiler with an installed capacity of about 10 MW requires 2 -3.5 times higher expenditures for its connection to the grid, which leads to a 2.5 - 5 times longer payback period, but electric boilers' MLPOE is more than 2 times less than the average in Ukraine (1265.8 UAH / Gcal);- the heat pumps usage in DHS is feasible if they are used for heat supply purposes only with the capability to provide ancillary services. The marginal price for ancillary services should be not less than 17.1 € / MWh (as of 2020);- the boilers burning natural gas due to the lowest specific investment costs and hence small payback period will be widely used during DHS retrofit under conditions of low-carbon development of Ukraine;- the biomass burning boilers and cogeneration units will not be widely used due to the limited fuel resource (biomass) and on stock areas. The capacities of 1 - 6 MW are estimated to be in operation for DHS; Gas-piston cogeneration units are economically feasible for daily power system regulation. At the same time, they provide the lowest minimum weighted average break-even price of thermal energy for the heat supply company. Запропоновано новий критерій для відбору теплогенеруючих технологій при оновленні систем централізованого теплопостачання (СЦТ) – гранична приведена ціна енергії (Marginal Levelized Price of Energy – MLPOE). MLPOE – це мінімальна середньозважена беззбиткова ціна теплової енергії, яку виробила впроваджена в підприємстві дана технологія. MLPOE враховує всі витрати та вигоди при впровадженні теплогенеруючих технологій та дозволяє більш коректно порівнювати технології, які виробляють тільки один вид енергії з багатопродуктовими – когенераційними технологіями та технологіями, які. крім виробництва теплової енергії. надають допоміжні послуги енергосистемам.Проведенj моделювання використання теплогенеруючих технологій при оновленні СЦТ із застосуванням нового критерію та аналіз отриманих результатів показали, що: електричні котли економічно доцільно використовувати під час нічного провалу ГЕН енергосистем з наданням їм допоміжних послуг з регулюванням електричного навантаження. При застосуванні електричних котлів потужністю більше 10 МВт необхідне нове приєднання до електричних мереж, вартість якого збільшує в 2–3,5 рази інвестиційні витрати та 2,5–5 разів період їх окупності. Але і при цьому MLPOE для електричних котлів вдвічі менше від аналогічної по Україні (1265,8 грн/Гкал); теплові насоси доцільно використовувати в СЦТ для цілей теплопостачання. Граничною умовою економічно доцільного застосування теплових насосів у режимі добового регулювання є збільшення плати за надання допоміжних послуг до рівня 17,1 €/МВт·год (станом на 2020 р.); газові котли завдяки найменшим питомим інвестиційним витратам та періоду їх окупності на період технологічної трансформації генеруючих потужностей в умовах низьковуглецевого розвитку України будуть широко використовуватися при оновленні СЦТ; використання котлів та когенераційних установок на біомасі не знайде широкого застосування через обмеженість паливного ресурсу (біомаси) та територій для його складування. У СЦТ будуть використовуватися потужності 1–6 МВт; газопоршневі когенераційні установки економічно доцільно застосовувати для добового регулювання потужності енергетичних систем. При цьому вони забезпечують найменшу мінімальну середньозважену беззбиткову ціну теплової енергії для теплопостачального підприємства. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2021-06-29 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/778 10.15407/pge2021.02.021 System Research in Energy; No. 2 (65) (2021): The Problems of General Energy; 21-27 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (65) (2021): Проблеми загальної енергетики; 21-27 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/778/672 |
| spellingShingle | гранична приведена ціна енергії середньозважена собівартість теплової енергії теплогенеруюча технологія енергосистема графік електричних навантажень нічний провал потужність тепловий насос котел когенерація система централізованого теплопостачання Derii V.O. Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| title | Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| title_alt | Economic efficiency of district heating systems’ heat generation technologies |
| title_full | Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| title_fullStr | Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| title_full_unstemmed | Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| title_short | Оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| title_sort | оцінка економічної ефективності теплогенеруючих технологій для систем центалізованого теплопостачання |
| topic | гранична приведена ціна енергії середньозважена собівартість теплової енергії теплогенеруюча технологія енергосистема графік електричних навантажень нічний провал потужність тепловий насос котел когенерація система централізованого теплопостачання |
| topic_facet | Marginal Levelized Price of Energy Levelised Cost of Energy power system electric loads heat pumps boilers cogeneration district heating system гранична приведена ціна енергії середньозважена собівартість теплової енергії теплогенеруюча технологія енергосистема графік електричних навантажень нічний провал потужність тепловий насос котел когенерація система централізованого теплопостачання |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/778 |
| work_keys_str_mv | AT deriivo economicefficiencyofdistrictheatingsystemsheatgenerationtechnologies AT deriivo ocínkaekonomíčnoíefektivnostíteplogeneruûčihtehnologíjdlâsistemcentalízovanogoteplopostačannâ |