Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex
The methodical features of economical viability estimation for the micro CHP large scope usage in the private sector of energy consumption where considered.
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/371 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
System Research in Energy| _version_ | 1871103651932536832 |
|---|---|
| author | Grigoriev R.V. |
| author_facet | Grigoriev R.V. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Grigoriev R.V.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Grigoriev R.V. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:37Z |
| description | The methodical features of economical viability estimation for the micro CHP large scope usage in the private sector of energy consumption where considered. |
| first_indexed | 2026-03-24T02:01:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
©© Р.В. Григор’єв, 2009 27
дяться лише на початковій стадії свого роз-
витку. Однак проблемам їх розробки, впрова-
дження та розвитку присвячено вже більше
200 публікацій у світовій науково-технічній
періодиці.
Це свідчить про високу актуальність до-
сліджень, спрямованих на висвітлення пер-
спектив розвитку комбінованого виробництва
енергії на базі мікро-ТЕЦ в Україні.
Вихідні передумови
Перше практичне впровадження мікро-
ТЕЦ знайшли у Японії дякуючи зусиллям міс-
цевих газових компаній, які ще з початку 80‑х
років минулого століття за підтримки уряду
провадили систематичні розробки та впрова-
дження установок комбінованого виробництва
електричної енергії у комерційних (універма-
ги, ресторани, готелі, офіси тощо) споживачів
і населення з метою розширення ринку збу-
ту природного газу. Перше практичне впрова-
дження установчої партії з 4000 поквартирних
газопоршневих мікро-ТЕЦ електричною по-
тужністю 1 кВт, вироблених фірмою HONDA за
підтримки газової компанії м. Токіо, відбулося
у 2003 році. Обсяг реалізації таких установок,
відомих під торгівельною маркою “Ecowill” по-
ступово зростав, досягнувши у 2005 р. 10 тис.
одиниць, а у 2007 році — 20 тис. У 2008 р. за-
гальна кількість встановлених мікро-ТЕЦ
“Ecowill” у Японії за даними Японської газової
асоціації становила 66 264 одиниці.
Поряд з поршневими установками, у Японії
активно підтримуються розробки мікро-ТЕЦ
на основі паливних елементів (ПЕ), що розпо-
Вступ
Однією з тенденцій розвитку енергетики
світу в період її ринкового реформування є де-
централізація виробництва електричної і те-
плової енергії, що одержала бурхливий розви-
ток починаючи з 90-х років минулого століття.
Найбільш ефективний напрям децентралізації
пов’язаний з використанням установок і сис-
тем комбінованого виробництва електричної
енергії і теплоти на основі використання газо-
турбінних та газопоршневих двигунів, палив-
них елементів потужністю від кількох десятків
кВт до кількох мегават, працюючих, переважно
на природному газі. Такі установки забезпечи-
ли у 1994–2000 рр. подвоєння сумарної потуж-
ності комбінованого виробництва у країнах
Європи, США та Японії [1,2]. Вони встановлю-
вались, переважно, у секторах кінцевого енер-
госпоживання – на промислових підприєм-
ствах, в районних квартальних та будинкових
системах централізованого теплопостачання, у
комерційному секторі (торгівля, готелі, ресто-
рани, пральні, офіси тощо).
Впровадження систем децентралізованої
енергетики супроводжувалося поступовим
зниженням одиничної потужності енергоге-
неруючих установок у міру їх пристосування
до потреб відповідного сектора енергоспожи-
вання. На початку двадцятого століття децен-
тралізація дійшла до рівня окремих офісних
та житлових приміщень. Це привело до поя-
ви особливого класу когенераційних устано-
вок надмалої потужності – від кількох сотень
ват до кількох кіловат, що характеризуються в
науково-технічній літературі терміном мікро-
ТЕЦ (micro CHP).
Установки та системи такого класу знахо-
УДК 620.98
Р.В. Григор’єв, аспірант
Інститут загальної енергетики НАН України, Київ
Методичні особливості техніко-економічного аналізу
перспектив розвитку локальної генерації
на базі мікро-тец
як складової електроенергетичного комплексу
Розглянуто методичні особливості оцінки економічної доцільності масового впровадження індивідуаль-
них систем електро- та теплозабезпечння у приватному секторі енергоспоживання.
28
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
Проблеми загальної енергетики ∙ 20 (2009)
www.ienergy.kiev.ua
мікро-ТЕЦ на базі двигуна Стірлінга на біопа-
ливі потужністю 3 кВт (е).
Сучасна структура світового ринку мікро-
ТЕЦ потужністю до 6 кВт виглядає наступним
чином.
Більш як три чверті мікро-ТЕЦ реалізуєть-
ся у Японії. Найбільшим попитом користують-
ся тут установки Ecowill. Обсяг продаж мікро-
ТЕЦ Genelight, що також зростає з року в рік
становить кілька сотень одиниць. У Німеччи-
ні, ринок якої становить близько 20% світо-
вого, реалізується щорічно кілька тисяч уста-
новок DACHS та Ecopower. Певна активність
у впровадженні мікро-ТЕЦ має місце у Вели-
кобританії, де на стадії тестових випробувань
у приватному секторі знаходяться 1000 уста-
новок типу WhisperGen. Портфель замовлень
на такі установки перевищує 80 тис. одиниць.
В інших країнах Європи та у США мікро-ТЕЦ
хоча і присутні на ринку, але ще не знайшли
помітного попиту.
Фірми, виробники мікро-ТЕЦ різних типів,
розраховують на значне зростання попиту на
свою продукцію. Перспективні обсяги випуску
мікро-ТЕЦ, заплановані виробниками цієї тех-
ніки (рис. 1), дозволяють вести мову про крат-
не зростання їх потужності у найближчі роки.
Результати прогнозних досліджень, прове-
дених ЄС та США вказують на значний потен-
ціал можливого використання мікро-ТЕЦ як
засобу боротьби з глобальним потеплінням.
Рис. 1. Фактичні та перспективні обсяги річного
випуску мікро-ТЕЦ різних типів, заплановані фірмами-
виробниками (Джерело: – Delta Energy & Environment)
Як і інші установки когенерації, мікро-ТЕЦ
на 15–30% скорочують викиди парникових га-
зів порівняно з котельними та КЕС. При цьому
стабільність споживання енергії у побутовому
секторі, на відміну від промислового та комер-
ційного секторів, де енергоспоживання зале-
чаті з ініціативи газових компаній наприкінці
80-х років.
Перша модель ПЕ на полімерних мембра-
нах була розроблена в 1999 році. Вона знайшла
переважне використання у автомобільній про-
мисловості. В 2005 р. компанії Tokyo Gas, Nip-
pon Oil та інші паливні компанії Японії пре-
зентували розробку промислового зразка ко-
генераційного паливного елемента побутового
призначення з протон-обмінною мембраною.
У 2006 року більш як 500 одиниць такого
обладнання було встановлено у приватному
секторі Японії у рамках здійснення широко-
масштабного демонстраційного проекту. Сьо-
годні кількість таких установок зросла до 2187
одиниць. Серійне виробництво побутових па-
ливних елементів буде здійснюватися фірма-
ми Ebara Ballard, Matsushita, Toshiba, Toyota and
Sanyo. Крім того, у Японії фірмою Kyocera роз-
роблений промисловий зразок паливного еле-
мента на твердооксидній мембрані (ТО). Разом
з Osaka Gas фірма презентувала когенерацій-
ний паливний елемент потужністю 1 кВт , а ра-
зом з Tokyo Gas — 5 кВт. У 2008 р. працювало
29 таких установок [3].
Впровадження індивідуальних мікро-ТЕЦ
в Європі та США розпочалося з продаж мі-
крогенераторів типу “Ecowill”. Пізніше євро-
пейські фірми почали власний випуск мікро-
ТЕЦ на базі газопоршеневих двигунів, газових
двигунів Стірлінга та парових двигунів циклу
Ренкіна із зовнішнім підведенням тепла.
Станом на початок 2007 р. загальна вста-
новлена потужність мікро-ТЕЦ з одиничною
потужністю до 6 кВт досягла у світі, за оцінка-
ми Delta Energy & Environment, 38 МВт проти
31 МВт на початку 2006 року та 24 МВт на по-
чатку 2005 р. [4]. На початку 2009 року їх за-
гальна потужність досягла, за оцінками, більш
як 80 МВт.
Основними виробниками мікро-ТЕЦ на
світовому ринку є п’ять фірм (табл.1), що здій-
снюють випуск установок на базі газопоршне-
вих ДВЗ та двигунів Стірлінга.
Крім того, на різних стадіях входження до
ринку мікро-ТЕЦ знаходяться ще кілька фірм.
Фірма OTAG (Німеччина) пропонує мікро-
ТЕЦ типу LION на базі парового циклу Ренкі-
на електричною потужністю 3 кВт, призначе-
ну для односімейних будинків. У 2005 р. фірма
заявила про продаж 600 таких установок. Фір-
ма Sunmachine (Німеччина) просуває на ринок
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
29
реалізацію надлишкової електричної енергії
від мікро-ТЕЦ, державних субсидій покупцям
такої техніки. У Японії до подібних заходів до-
даються тарифні знижки з боку газових компа-
ній.
Зрозуміло, що зовнішні умови розвитку
мікро-ТЕЦ, як і інших прогресивних, але дово-
лі дорогих видів низьковуглецевої енергетики
в розвинених країнах світу та країнах з пере-
хідною економікою, до яких належить і Украї-
на, суттєво відмінні.
У зв’язку з цим, доцільність розвитку ло-
кальної енергетики у житловому секторі Укра-
їни, як і умови підтримки такого розвитку, по-
винні бути ретельно обґрунтовані.
Загальні проблеми децентралізовано-
го енергопостачання в Україні та інших краї-
нах СНД на базі когенераційних установок ма-
лої та середньої потужності розглянуті у ба-
гатьох роботах. Особливості використання
таких установок в умовах України, загальні
переваги та недоліки децентралізації, техніко-
економічні параметри та технічні властивос-
ті когенераційних установок різних типів роз-
глядалися, зокрема, у [6–11]. Більшість з цих
робіт присвячено обґрунтуванню доцільнос-
ті використання окремих типів установок ма-
лої генерації промислового сектора економіки
з використанням відомих методів оцінки їх ін-
вестиційної привабливості за критеріями при-
бутковості інвестиційних вкладень. При цьому
вважається, що такі установки призначаються
для комерційного виробництва електричної
енергії і теплоти, тобто вони належать до сек-
тора генерації енергії.
Узагальнений системний аналіз еконо-
мічної доцільності використання когенера-
ційних технологій у секторі кінцевого спожи-
вання енергії, в основі якого лежить критерій
найменших витрат споживача на власне енер-
гозабезпечення, наведений, зокрема, у роботі
[11]. Однак ця робота не враховує специфічні
особливості фінансування та експлуатації ко-
генераційних установок у приватному житло-
вому секторі електроспоживання.
Цілі статті
Основною метою цієї статті є розроблен-
ня методичних аспектів визначення необхід-
них умов масового впровадження мікро-ТЕЦ у
житловому секторі України.
жить від кон’юктурних коливань на ринках то-
варів, додає мікро-ТЕЦ додаткових переваг.
Якщо врахувати високу актуальність бо-
ротьби з глобальним потеплінням та дово-
лі жорсткі міжнародні обмеження щодо вики-
дів парникових газів від об’єктів енергетики,
які плануються до прийняття на Міжнарод-
ній конференції з питань змін клімату у груд-
ні 2009 року у Копенгагені за рекомендаціями
МЕА [5], екологічний ефект від впровадження
мікро-ТЕЦ дозволяє розраховувати на підси-
лення їх політичної підтримки.
Дослідження можливих обсягів впрова-
дження мікро-ТЕЦ у побутовому секторі та до-
цільних заходів підтримки їх розвитку прова-
дяться у багатьох країнах світу.
За результатами соціологічних опитувань,
проведених у США, бажання щодо встанов-
лення мікро-ТЕЦ у власних оселях вислов-
лює 92% з більш як 100 млн домовласників. Це
означає, що технічний потенціал реалізації та-
ких установок є порівняним з потужністю іс-
нуючих АЕС країни.
Згідно з даними прогнозних досліджень,
що систематично проводяться у ОЕСР (Micro-
MAP. Mini and micro CHP –market assessment
and development plan, Summary Report. European
Commission SAVE Programm, DGTREN), еко-
номічно досяжний потенціал виробітку елек-
тричної енергії мікро-ТЕЦ оцінюється у різних
країнах Європи у 1–12% від загального обсягу
прогнозованого виробітку електричної енергії.
При цьому загальний економічний потенціал
впровадження мікро-ТЕЦ у період до 2020 р. у
ЄС прогнозується на рівні 12,5 млн установок,
а екологічний ефект від їх впровадження оці-
нюється скороченням викидів вуглецю на рів-
ні 7,8 млн. т в.е. Потенціал країн Східної і Цен-
тральної Європи оцінюється у згаданій роботі
у 670 тис. установок з ефектом скорочення ви-
кидів на рівні 1 млн.т в.е.
Основна проблема, що виникає на шля-
ху масштабного впровадження мікро-ТЕЦ,
пов’язана з їх високою вартістю, яка складає, за
різними даними від 2,5–3,5 тис. USD для газо-
поршневих установок та до 10–15 тис. USD для
паливних елементів. Вона вирішується сьогод-
ні наданням значних пільг і преференцій влас-
никам подібних установок у розрахунку на по-
дальше зниження вартості по мірі їх техно-
логічного доопрацювання. У Німеччині вони
мають форму прямих тарифних надбавок на
Р.В. Григор’єв. Методичні особливості техніко-економічного аналізу перспектив розвитку локальної генера-
ції на базі мікро-тец як складової електроенергетичного комплексу
30
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
Проблеми загальної енергетики ∙ 20 (2009)
www.ienergy.kiev.ua
де:
= ⋅f fC c B* — паливна складова вартості електро-
енергії;
fc*
— ціна палива;
= hB E / — витрата палива на електрозабезпе-
чення, кВт г;
E — виробіток електричної енергії на органіч-
ному паливі;
h — електричний ККД генеруючої установки;
= ⋅rC r K — плата за обслуговування системи
електрозабезпечення;
r — питома вартість обслуговування,
грн/(кВт рік)
Ci — інвестиційна складова витрат;
P — встановлена електрична потужність, кВт;
К – підсумкова вартість системи енергозабез-
печення.
Інвестиційна складова витрат визначаєть-
ся вартістю основного і допоміжного облад-
нання, необхідного для облаштування систе-
ми електрозабезпечення та паливопостачання.
Крім того, вона залежить від фінансових умов
їх придбання та оплати.
Оскільки установки індивідуального елек-
трозабезпечення можна віднести до класу по-
бутової техніки підвищеної вартості, їх масове
впровадження населенням, що не має вільних
капіталів, можливе лише за придбання на умо-
вах споживчого (товарного) кредиту.
У цьому разі інвестиційна складова вар-
тості визначається за формулою:
Ci = k · P · a (2)
де: k — питома вартість системи електрозабез-
печення, грн/кВт, a — коефіцієнт способу фі-
нансування, що у даному випадку визначаєть-
ся за формулою:
1 ,
1 0 0к р
pa
T
= +
(3)
де: Ткр – термін повернення кредиту (років),
р – відсоток річних.
Для потенційних власників системи, що
мають вільні кошти на її придбання, існує аль-
тернатива — одержувати депозитні відсотки,
Матеріал дослідження
Масове запровадження мікро-ТЕЦ, як і ін-
ших децентралізованих джерел генерації, що
задовольняють необхідним умовам технічної
та екологічної безпеки (пожеже- та вибухобез-
печність, нетоксичність, відсутність надлиш-
кового шуму тощо), є можливим лише тоді,
коли економічні переваги подібних установок
порівняно із централізованим енергопостачан-
ням стають очевидними для приватного влас-
ника.
Забезпечення таких умов передбачає вда-
лий вибір типу та величини одиничної по-
тужності мікро-ТЕЦ, виходячи з типових ха-
рактеристик житлового сектора країни, опти-
мальних режимів її використання з огляду на
розподіл навантажень у часі та умови взаємо-
дії мікро-ТЕЦ із енергетичною системою. Крім
того, установка має мати достатньо високий
експлуатаційний ККД генерації електричної
і теплової енергії, можливість використання в
усіх необхідних режимах її експлуатації і, го-
ловне, бути досяжною для масового покупця, з
огляду на типовий рівень його доходів.
Якщо такі вимоги виконуються, головним
фактором економічності установки стають зов
нішні умови її експлуатації — ціни на елек-
тричну енергію та паливо, що використовуєть-
ся нею. Важливими стають також умови фі-
нансування покупки установки.
У кінцевому підсумку, власник установки
повинен одержати певну вигоду від її викорис-
тання. Вона визначається порівнянням вартос-
ті власного енергозабезпечення і забезпечення
від мереж енергопостачальної компанії.
Вартість індивідуального електропоста-
чання
Підсумкова вартість енергозабезпечення
від власного джерела електричної енергії на
органічному паливі визначається у загальному
випадку за формулою:
,e f r iC C C C= + + (1)
Таблиця 1. Основні виробники мікро-ТЕЦ (Джерело – Delta Energy & Environment)
Позначення установки Виробник Тип установки Електрична потужність, кВт
DACHS Sener Tec ДВЗ 5,5
Ecopower PowerPlus Technology ДВЗ 4,7
Ecowill Honda та партнери ДВЗ 1,0
WhisperGen Whisper Tech Двигун Стірлінга 1,2
Genelight Yanmar ДВЗ 5,0
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
31
Вартість централізованого електропоста-
чання визначається тарифами на електричну
енергію для населення. Для новобудов, а та-
кож для вторинного житла, що проходить ре-
конструкцію із збільшенням встановленої по-
тужності електрообладнання, важливе значен-
ня має також інвестиційна складова вартості,
яка відшкодовується у формі плати за підклю-
чення. Реальна вартість підключення до мереж
може бути зіставною з вартістю обладнання
системи власного електрозабезпечення. Тому
логічно припустити, що механізм її фінансово-
го відшкодування є таким, як і у випадку інди-
відуальної системи.
Таким чином, питома вартість централізо-
ваного електрозабезпечення, як і індивідуаль-
ного може визначатися за формулою:
* ,o o
e e ic c c= + (6)
де:
ec* — тариф на електричну енергію для населен-
ня;
* *
o
i
k ac
T
= ⋅
j — інвестиційна складова ціни;
k*— питома вартість підключення до мереж,
грн/кВт;
a* — коефіцієнт способу фінансування.
Порівнюючи (5) та (6) між собою, можна
визначити необхідну умову енергетичної ефек-
тивності індивідуального електрозабезпеення:
*
* ,
( )
f
o
e i i
c
c c c
h≥
− −
(7)
де:
* *( )
.o
i i
k a r k a
c c
T
⋅ + − ⋅− =
j ⋅
(8)
Особливості врахування ефекту когене
рації
Ефективність генерації електричної енер-
гії, як це добре відомо, може бути підвищена
за рахунок корисного використання теплоти,
що виділяють установки генерації електрич-
ної енергії. Генеруючі установки, оснащені від-
повідними системами утилізації теплоти, іме-
нуються когенераційними. На сьогодні існує
багато методів визначення ефективності уста-
новок когенерації з виробітку електричної
енергії і теплоти, що виходять з тих чи інших
практичних або економічних міркувань. Але
об’єктивно визначити ці витрати дозволяє тер-
вклавши кошти у надійний банк, або витра-
тити їх на створення системи індивідуального
енергозабезпечення. Якщо буде обраний дру-
гий варіант, то власник установки не отримує
депозитної платні за відповідний рік від вкла-
дання коштів, рівних вартості системи елек-
трозабезпечення. При цьому:
,
1 0 0
da =
(4)
де: d – депозитна ставка, %/рік.
Депозитна ставка внесків у надійні бан-
ки нижча, ніж відповідна кредитна ставка.
Тому привабливість індивідуального енерго-
постачання для заможних верств населення є
більш високою, ніж для населення, що не має
достатніх вільних коштів. У країнах з перехід-
ною економікою більшість населення не має
достатніх вільних коштів. Тому при формулю-
ванні необхідних умов масового впровадження
мікро-ТЕЦ коефіцієнт умов фінансування слід
обчислювати за формулою (3).
Одноразові витрати на устрій системи ін-
дивідуального електрозабезпечення повинні
включати, окрім витрат на електротехнічне об-
ладнання, також витрати на пристрої, що не-
обхідні для постачання палива. Якщо у якос-
ті палива використовується природний газ, ці
витрати являють собою плату за під’єднання
до газової мережі, розмір якої визначається
чинними умовами газопостачання населення.
Виходячи з вищезазначеного, питома вар-
тість (ціна) самозабезпечення електричною
енергією може бути визначеною за формулою:
* 1 ,e f ic c c= ⋅ +
h
(5)
де:
h — ККД установки;
i
k a rc
T
+= ⋅
j
— умовно постійна складова ціни
(у подальшому для спрощення — інвестиційна
складова ціни);
j — коефіцієнт використання встановленої по-
тужності (КВВП).
Враховуючи практично 100% електрифіка-
цію селітебних територій України, практично у
всіх випадках існує технічна можливість елек-
трозабезпечення споживачів від централізова-
них мереж. Тому техніко-економічні показни-
ки індивідуального електропостачання майже
завжди потребують порівняння з відповідни-
ми показниками електропостачання від мереж.
Р.В. Григор’єв. Методичні особливості техніко-економічного аналізу перспектив розвитку локальної генера-
ції на базі мікро-тец як складової електроенергетичного комплексу
32
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
Проблеми загальної енергетики ∙ 20 (2009)
www.ienergy.kiev.ua
*
*
( ) .
( )
f
e o T o
e i i
c
c c c
h = h+ h − h ⋅j ≥
− −
(14)
Реальна вартість приєднання до електрич-
них мереж може бути оцінена за відповідни-
ми методиками укрупнених оцінок або за но-
мінальними значеннями, що враховують соці-
альні пільги для населення.
Одержані умови доцільності зручно аналі-
зувати у графічному вигляді. На полі графіка,
що будується у вісях h− e fc c* */ , зображується
система параметричних кривих * *( / , ) ,e f if c c ch=
які відповідають можливому ряду постій-
них значень параметра відносної вартості
( ic = const). Ці криві визначаються з форму-
ли (7), виходячи з умови рівноекономічності
мікро-ТЕЦ і централізованого електрозабез-
печення (позначка нерівності відкидається).
Кожна конкретна установка мікрогенерації,
що характеризується відомими значеннями
електричного ККД та питомої вартості, зо-
бражується на полі графіка окремою крапкою.
Зовнішні умови функціонування установки ві-
дображуються на графіку вертикальною пря-
мою, що відповідає відношенню цін (тарифів)
на електричну енергію та паливо, що склалися.
Якщо крапка, яка відповідає параметрам уста-
новки, опиниться лівіше цієї вертикалі, її ви-
користання вважається економічно доцільним,
а якщо правіше – недоцільним.
Ілюстрацію вищеозначеного наведено
на рис. 2. Для побудови графіка використа-
ні техніко-економічні характеристики типової
системи енергопостачання житлової кварти-
ри на основі найбільш популярної мікро-ТЕЦ
типу “Ecowill” [15,16] та фактичні значення цін
на електричну енергію та природний газ для
побутових споживачів у країнах Європейсько-
го Союзу і в Україні.
З наведених даних можна бачити, що умова
економічної доцільності використання мікро-
ТЕЦ у Швеції не виконується. За поточних цін
на електричну енергію і природний газ для по-
бутових споживачів, що склалися в Україні у
2008 році, використання мікро-ТЕЦ зазначе-
ного класу мало б бути економічно доцільним.
Однак, враховуючи нестабільний характер су-
часних умов ціноутворення в Україні, що ха-
рактеризується значним впливом соціально
орієнтованої політики з боку держави, цілком
вірогідними є подальші зміни цін на електрич-
модинамічний метод, що дозволяє розрахувати
відповідні показники ефективності на підста-
ві закону збереження та перетворення енергії
та другого закону термодинаміки [13]. Згідно
з термодинамічним методом, загальна витра-
та палива, що споживається когенераційною
установкою, розподіляється між електричною і
тепловою енергією за формулами [14]:
.E
E
B B
E Q
= ⋅
+ ⋅ω
(9)
,T
Q
B B
E Q
⋅ ω
= ⋅
+ ⋅ω
(10)
де: B — фактична витрата палива;
Be — витрата палива на відпуск електричної
енергії;
BT — витрата палива на відпуск теплоти;
E, Q — фактичні обсяги відпуску електричної
енергії і теплоти у однакових енергетичних
одиницях;
w — коефіцієнт термодинамічної цінності те-
плоти, що може визначатися за формулою:
,
1
oh − h
ω =
− h
(11)
де:
ho— теоретичний ККД граничного циклу уста-
новки когенерації, що визначається типом та
параметрами її роботи;
h — електричний ККД когенераційної установ-
ки, що визначається так само, як і для установ-
ки без когенерації.
Враховуючи (10) та (11), можна одержати
формулу для ККД установки когенерації з від-
пуску електричної енергії:
( ) ,е o Th = h+ h − h ⋅j (12)
де:
ho
e— електричний ККД когенераційної уста-
новки, що визначається так само, як і для уста-
новки без когенерації;
jT— коефіцієнт використання встановленої те-
плової потужності, що визначається за форму-
лою:
.
(1 )T
Q
B
j =
⋅ − h
(13)
Витрата палива у останній формулі вира-
жається у тих же енергетичних одиницях, що і
корисний відпуск теплоти.
Підставляючи (12) у (7) можна одержати
умову доцільності впровадження когенерацій-
них мікро-ТЕЦ:
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
33
Таким чином, визначення доцільності ма-
сового використання джерел локальної генера-
ції у тій чи іншій країні можливе лише на осно-
ві відповідних прогнозів змін цін не тільки на
основні види палива, що використовуються в
локальних установках, але й ціни електричної
енергії від мереж. Прогнозні рівні цін на елек-
тричну енергію визначаються, у свою чергу, на
основі оцінки змін цін на первинні види енер-
гії для електричних станцій, вірогідних змін
структури генерації за видами палив та типа-
ми електростанцій тощо.
Отже, для відслідковування впливу можли-
вих змін цін на економічну доцільність індиві
дуального електрозабезпечення необхідно мати:
—— економіко-математичну модель ціноутво-
рення у секторі централізованого електро-
постачання, яка б відтворювала залежність
цін на електричну енергію для населення
від цін на основні види палива;
—— модель прогнозу цін на основні види пали-
ва для електричних станцій та установок
локальної генерації.
Розроблення відповідних моделей є пред-
метом наступних робіт з оцінок перспектив
впровадження локальної генерації в Україні.
Також слід зазначити, що використання
мікро-ТЕЦ у тій чи іншій країні потребує окре-
мого вибору типових значень одиничної по-
тужності, виходячи з характерних параметрів
енергоспоживання та теплотехнічних парамет
рів житла, а також оптимальних режимів їх ви-
користання.
У разі масового впровадження мікро-ТЕЦ
їх економічний потенціал має визначатися з
урахуванням зворотної дії на ціноутворення у
електроенергетичному секторі.
ну енергію та природний газ для побутових спо-
живачів. Якщо такі зміни приведуть до пере-
важного зростання цін на електричну енергію,
економічна привабливість мікро-ТЕЦ зросте.
У протилежному випадку вона знизиться. Ви-
користовуючи графік (рис. 2), неважко визна-
чити граничне значення відношення цін, ниж-
че якого мікро-ТЕЦ можуть працювати тільки
за умов надання державних пільг. Якщо відно-
шення цін буде нижчим за граничне значення,
графік дозволяє визначити необхідний розмір
державних субсидій власникам мікро-ТЕЦ.
З використанням графічного представлен-
ня можна відносно просто визначити ділянку
економічних режимів експлуатації мікро-ТЕЦ.
Побудова такої ділянки ілюструється на при-
кладі, наведеному на рис.3.
Для мікро-ТЕЦ попередньо визначається
припустимий діапазон ефективності з виро-
бітку електричної енергії. Нижня його грани-
ця відповідає нульовому значенню теплово-
го навантаження (суто електричний режим),
а верхня – максимальному використанню те-
плоти, що виділяє установка (граничний те-
плофікаційний режим). За відомим значенням
параметра визначаються точки 1 та 3, що від-
повідають зазначеним граничним режимам, та
точка 2, що відповідає граничному економічно-
му режиму використання мікро-ТЕЦ за даним
значенням відношення цін на електричну енер-
гію і паливо, визначається зовнішніми умова-
ми. При цьому відрізок між абсцисами точок 1
та 2 визначить діапазон зовнішніх цін, що при-
пускає економічну роботу мікро-ТЕЦ, а відрі-
зок між ординатами цих точок – припустимий
діапазон ефективності виробітку електричної
енергії.
Р.В. Григор’єв. Методичні особливості техніко-економічного аналізу перспектив розвитку локальної генера-
ції на базі мікро-тец як складової електроенергетичного комплексу
Рис. 2. Графічне визначення зон економічної доцільності
використання мікро-ТЕЦ
Рис. 3. Визначення зон економічного використання
мікро-ТЕЦ
34
СИСТЕМНІ ДОСЛІД ЖЕННЯ ТА КОМПЛЕКСНІ ПРОБЛЕМИ ЕНЕРГЕТИКИ
Проблеми загальної енергетики ∙ 20 (2009)
www.ienergy.kiev.ua
тання таких систем мають визначатися для
кожної країни окремо.
3. У роботі запропонований методичний під-
хід щодо визначення необхідних умов ма-
сового впровадження мікро-ТЕЦ у житло-
вому секторі, виходячи з критерію мініму-
му витрат на енергопостачання типовим
домовласником.
4. Розроблений підхід може використовува-
тись у подальших прогнозних досліджен-
нях, спрямованих на визначення опти-
мальних напрямів, обсягів та режимів ви-
користання мікро-ТЕЦ в Україні.
5. Проведення таких досліджень потребує
врахування ефектів взаємодії між сукуп-
ністю мікро-ТЕЦ і енергетичною системою,
а також порівнянь з альтернативними на-
прямами енергозабезпечення житлового
сектора.
Висновки
1. Розвиток індивідуальних систем тепло- і
електропостачання житлового фонду на
основі мікро-ТЕЦ являє собою новий пер-
спективний напрям енергозбереження, що
передбачає скорочення викидів парнико-
вих газів, що знаходиться на початковій
стадії впровадження.
2. Доцільність та перспективи впровадження
мікро-ТЕЦ суттєво залежать як від вдало-
го вибору їх технічних параметрів, що за-
лежить від специфічних характеристик
енергоспоживання у житловому фонді, так
і від зовнішніх факторів — цін на паливо,
електроенергію з мереж, енергетичне об-
ладнання установок, вартість підключення
до мереж для прийому або видачі потуж-
ності, умов товарного кредитування тощо.
У зв’язку з цим доцільність, оптимальні ре-
жими та економічний потенціал викорис-
1. Thomas Kerr. Global CHP/DHC potencial // Cogeneration & on-site power production.– 2008, v.9, Issue: 2.
2. Combined Heat and Power Production in Europe. Summary of Statistics. / Luxembourg: Office for Official
Statistics Publication of the Europpean Communities.– 2001
3. T. Kerr CHP/DHC Country Scorecard: Japan // The Report of EIA International CHP/DHC Collaborative Pro-
gramm. EIA.– 2008.– p. 12
4. V. Ravindran. Micro-CHP in Europe // Cogeneration & on-site power production.– 2009, v.10, Issue: 3.
5. Перспективные энергетические технологии. В поддержку плана действий G8. Сценарии и стратегии до
2050 г. – МЭА. – 2008.
6. Андрющенко А.И. Выбор рационального цикла и тепловой схемы ГТУ-ТЕЦ для совместной работы с
мелкими котельными // Проблемы энергетики, 2000, № 1–2. –С. 56–62.
7. Грачев А., Счисляев С., Олейников С., Рассохин В., Ходак Е.. Автономные энергоустановки для выработки
электрической и тепловой энергии // Газотурбинные установки, сентябрь – октябрь 2003. –С. 28–31.
8. В.И. Особов, И.В. Особов. К вопросу об инвестиционной привлекательности технических проектов
газотурбинных и парогазовых энергетических установок //Конверсия в машиностроении. – 2000. –
№ 1. – С. 53–58.
9. Вербовский В.С., Павлюк Н.Ю. Децентрализация электроснабжения с помощью автономных электро
станций (Обзор) // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2005. – № 1. – С. 26–35.
10. Котлер В.Р. Мини-ТЕЦ: зарубежный опыт // Теплоэнергетика № 8, 2006. – С. 69–71.
11. В.А. Мунц, Н.Ф. Филипповский, С.М. Степин, С.Л. Сысков, Ю.Г. Лекомцева. Модернизация существую-
щих производственных котельных в мини-ТЕЦ // Новости теплоснабжения № 4 (апрель), 2005 г. – С.
28–30.
12. Дубовський С.В., Туваржієв В.К., Лєнчевський Є.А., Коберник В.С.. Багатофакторний аналіз і вибір ко-
генераційних теплоелектростанцій потужністю до 25 МВт для інвестиційних проектів. // Праці ІЕД
НАН України, 2004, №1(7).– С. 99–108.
13. Дубовской С.В. Термодинамический метод разделения затрат в комбинированных энергетических про-
цессах // Промышленная теплотехника. – 1995. –Т.17.– № 1–3. – С. 85–92.
14. Дубовський С.В. Методичні особливості оцінки питомих характеристик теплофікаційних установок на
базі газових двигунів // Проблеми загальної енергетики.– 2006.– №14. – С. 43–49.
15. Tuba G`zel, M. Hakan Hocaoglu. An analytical method for the sizing and siting of distributed generators in radial
systems // Electric Power Systems Research. № 79, 2009.
16. Joachim Lehner, Tobias WeiВbach. Global and local effects of decentralised electric power generation on the grid
in the Western Balkan Countries (WBC) // Energy 34, 2009.
|
| id | systemreorg-article-371 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:11:36Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/71/fd493572c79bb6a70d69d61493f1be71.pdf |
| spelling | systemreorg-article-3712026-07-18T12:57:37Z Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex Методичні особливості техніко-економічного аналізу перспектив розвитку локальної генерації на базі мікро-ТЕЦ як складової електроенергетичного комплексу Grigoriev R.V. electroenergetics, micro CHP, local generation, cogeneration, prognostication of development. електроенергетика, мікро-ТЕЦ, локальна енергетика, когенерація, прогнозування розвитку. The methodical features of economical viability estimation for the micro CHP large scope usage in the private sector of energy consumption where considered. Розглянуто методичні особливості оцінки економічної доцільності масового впровадження індивідуальних систем електро- та теплозабезпечення у приватному секторі енергоспоживання. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2009-11-26 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/371 System Research in Energy; No. 2 (20) (2009): The Problems of General Energy; 27-34 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (20) (2009): Проблеми загальної енергетики; 27-34 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/371/312 Copyright (c) 2009 Grigoriev R.V. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | electroenergetics micro CHP local generation cogeneration prognostication of development. Grigoriev R.V. Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex |
| title | Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex |
| title_alt | Методичні особливості техніко-економічного аналізу перспектив розвитку локальної генерації на базі мікро-ТЕЦ як складової електроенергетичного комплексу |
| title_full | Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex |
| title_fullStr | Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex |
| title_full_unstemmed | Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex |
| title_short | Methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro CHP as constituent of power-producing complex |
| title_sort | methodical features of technical and economical assessment about perspectives of local generation development on basis of micro chp as constituent of power-producing complex |
| topic | electroenergetics micro CHP local generation cogeneration prognostication of development. |
| topic_facet | electroenergetics micro CHP local generation cogeneration prognostication of development. електроенергетика мікро-ТЕЦ локальна енергетика когенерація прогнозування розвитку. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/371 |
| work_keys_str_mv | AT grigorievrv methodicalfeaturesoftechnicalandeconomicalassessmentaboutperspectivesoflocalgenerationdevelopmentonbasisofmicrochpasconstituentofpowerproducingcomplex AT grigorievrv metodičníosoblivostítehníkoekonomíčnogoanalízuperspektivrozvitkulokalʹnoígeneracíínabazímíkrotecâkskladovoíelektroenergetičnogokompleksu |