Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій

Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій

The paper explores the potential of photovoltaic power plants as a tool for partial decarbonisation of thermal power plants, which remain a major source of pollutants and greenhouse gas emissions. The relevance of integrating renewable energy sources into national energy systems is substantiated by...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2025
Main Author: Matushkin, Dmytro
Format: Article
Language:English
Published: General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2025
Subjects:
фотоелектричні станції
декарбонізація
теплові електростанції
відновлювані джерела енергії
скорочення викидів СО₂
енергетична трансформація.
Online Access:https://systemre.org/index.php/journal/article/view/910
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:System Research in Energy

Institution

System Research in Energy
id oai:www.systemre.org:article-910
record_format ojs
institution System Research in Energy
baseUrl_str
datestamp_date 2025-09-08T18:12:55Z
collection OJS
language English
topic фотоелектричні станції
декарбонізація
теплові електростанції
відновлювані джерела енергії
скорочення викидів СО₂
енергетична трансформація.
spellingShingle фотоелектричні станції
декарбонізація
теплові електростанції
відновлювані джерела енергії
скорочення викидів СО₂
енергетична трансформація.
Matushkin, Dmytro
Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
topic_facet photovoltaic power plants
decarbonization
thermal power plants
renewable energy sources
CO₂ emission reduction
energy transition.
фотоелектричні станції
декарбонізація
теплові електростанції
відновлювані джерела енергії
скорочення викидів СО₂
енергетична трансформація.
format Article
author Matushkin, Dmytro
author_facet Matushkin, Dmytro
author_sort Matushkin, Dmytro
title Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
title_short Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
title_full Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
title_fullStr Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
title_full_unstemmed Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
title_sort обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій
title_alt JUSTIFICATION OF FEASIBILITY OF THE APPLICATION PHOTOVOLTAIC POWER PLANTS FOR THE DECARBONISATION OF THERMAL POWER PLANTS
description The paper explores the potential of photovoltaic power plants as a tool for partial decarbonisation of thermal power plants, which remain a major source of pollutants and greenhouse gas emissions. The relevance of integrating renewable energy sources into national energy systems is substantiated by reducing dependence on fossil fuels, decreasing CO₂ emissions, and achieving climate goals. The current state of thermal power plants, their role in ensuring energy balance, and the key environmental challenges associated with their operation are analyzed. The research methodology is based on a comprehensive analysis of the economic and environmental efficiency of integrating photovoltaic power plants into thermal power plants. The economic assessment includes key indicators such as Total Cost of Ownership (TCO), Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Payback Period (PP), and Levelized Cost of Electricity (LCOE). The environmental aspect is evaluated using the Carbon Abatement Cost (CAC) and Energy Return on Investment (EROI). Six integration scenarios for photovoltaic power plants in thermal power plants are proposed, differing in terms of fossil fuel substitution levels, economic feasibility, and technological complexity. The baseline scenario of partial daytime substitution enables for a 41.6 % reduction in fuel consumption and an annual CO₂ emissions reduction of 300 thousand tons. Implementing hybrid battery storage systems or AI-based management enables achieving a 50−55 % substitution rate, leading to a maximum CO₂ emissions reduction of up to 396 thousand tons per year and operational cost savings of up to $26.4 million annually. The study also identifies key barriers to implementing these solutions, including the technical complexity of integrating photovoltaic power plants into the existing thermal power plant infrastructure, insufficient regulatory frameworks, and the need for significant investment.
publisher General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2025
url https://systemre.org/index.php/journal/article/view/910
work_keys_str_mv AT matushkindmytro justificationoffeasibilityoftheapplicationphotovoltaicpowerplantsforthedecarbonisationofthermalpowerplants
AT matushkindmytro obgruntuvannâdocílʹnostívikoristannâfotoelektričnihstancíjdlâzadačdekarbonízacííteplovihelektrostancíj
first_indexed 2025-09-24T17:34:12Z
last_indexed 2025-09-24T17:34:12Z
_version_ 1844167576597299200
spelling oai:www.systemre.org:article-9102025-09-08T18:12:55Z JUSTIFICATION OF FEASIBILITY OF THE APPLICATION PHOTOVOLTAIC POWER PLANTS FOR THE DECARBONISATION OF THERMAL POWER PLANTS Обґрунтування доцільності використання фотоелектричних станцій для задач декарбонізації теплових електростанцій Matushkin, Dmytro photovoltaic power plants, decarbonization, thermal power plants, renewable energy sources, CO₂ emission reduction, energy transition. фотоелектричні станції, декарбонізація, теплові електростанції, відновлювані джерела енергії, скорочення викидів СО₂, енергетична трансформація. The paper explores the potential of photovoltaic power plants as a tool for partial decarbonisation of thermal power plants, which remain a major source of pollutants and greenhouse gas emissions. The relevance of integrating renewable energy sources into national energy systems is substantiated by reducing dependence on fossil fuels, decreasing CO₂ emissions, and achieving climate goals. The current state of thermal power plants, their role in ensuring energy balance, and the key environmental challenges associated with their operation are analyzed. The research methodology is based on a comprehensive analysis of the economic and environmental efficiency of integrating photovoltaic power plants into thermal power plants. The economic assessment includes key indicators such as Total Cost of Ownership (TCO), Net Present Value (NPV), Internal Rate of Return (IRR), Payback Period (PP), and Levelized Cost of Electricity (LCOE). The environmental aspect is evaluated using the Carbon Abatement Cost (CAC) and Energy Return on Investment (EROI). Six integration scenarios for photovoltaic power plants in thermal power plants are proposed, differing in terms of fossil fuel substitution levels, economic feasibility, and technological complexity. The baseline scenario of partial daytime substitution enables for a 41.6 % reduction in fuel consumption and an annual CO₂ emissions reduction of 300 thousand tons. Implementing hybrid battery storage systems or AI-based management enables achieving a 50−55 % substitution rate, leading to a maximum CO₂ emissions reduction of up to 396 thousand tons per year and operational cost savings of up to $26.4 million annually. The study also identifies key barriers to implementing these solutions, including the technical complexity of integrating photovoltaic power plants into the existing thermal power plant infrastructure, insufficient regulatory frameworks, and the need for significant investment. Стаття присвячена дослідженню можливостей використання фотоелектричних станцій як інструменту часткової декарбонізації теплових електростанцій, які залишаються основним джерелом викидів забруднюючих речовин і парникових газів. Обґрунтовується актуальність інтеграції відновлюваних джерел енергії у національні енергосистеми для зменшення залежності від викопного палива, скорочення викидів CO₂ та досягнення кліматичних цілей. Аналізується сучасний стан теплових електростанцій, їхня роль у забезпеченні енергетичного балансу та основні екологічні виклики, пов’язані з їхньою експлуатацією. Методологія дослідження базується на комплексному аналізі економічної та екологічної ефективності впровадження фотоелектричних станцій у роботу теплових електростанцій. Для економічної оцінки розраховуються такі показники, як загальна вартість володіння (TCO), чиста приведена вартість (NPV), внутрішня норма прибутковості (IRR), строк окупності (PP) та рівень приведених витрат на електроенергію (LCOE). Екологічний аспект оцінюється через показники вартості уникнення викидів CO₂ (CAC) та коефіцієнта енергетичної віддачі (EROI). Запропоновано шість сценаріїв інтеграції фотоелектричних станцій у роботу теплових електростанцій, які відрізняються за рівнем заміщення викопного палива, економічною ефективністю та рівнем технологічної складності. Базовий сценарій часткового денного заміщення дозволяє скоротити використання палива на 41,6 % і зменшити викиди CO₂ на 300 тис. тон щорічно. Впровадження гібридних систем з акумуляторами або AI-управління дозволяє досягти 50–55 % заміщення, що забезпечує максимальне скорочення викидів CO₂ (до 396 тис. тон/рік) і операційну економію до $26,4 млн на рік. Оцінено основні бар’єри для реалізації запропонованих рішень, зокрема технічні складності інтеграції ФЕС у існуючу інфраструктуру ТЕС, недостатність законодавчої бази та потребу у значних інвестиціях. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2025-08-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/910 10.15407/srenergy2025.03.109 System Research in Energy; No. 3 (83) (2025): System Research in Energy; 109-128 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (83) (2025): Системні дослідження в енергетиці; 109-128 2786-7102 2786-7633 en https://systemre.org/index.php/journal/article/view/910/815

Similar Items