Total energy costs for electricity produced by power objects
We have proposed new, detailed methods of determining some values of the total energy expenditures in components of power plants as well as important constants for their finding, which will enable one to determine more exactly and substantially the efficiency of power plants by the methodology of to...
Збережено в:
| Дата: | 2017 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/621 |
| 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_ | 1871104149365456896 |
|---|---|
| author | Bilodid V.D. |
| author_facet | Bilodid V.D. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Bilodid V.D.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Bilodid V.D. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:43Z |
| description | We have proposed new, detailed methods of determining some values of the total energy expenditures in components of power plants as well as important constants for their finding, which will enable one to determine more exactly and substantially the efficiency of power plants by the methodology of total energy expenditures. The determination of components of the energy expenditures for building, operation, and elimination of power plants is performed by formulas, which differ from existing ones by DSTU 3682-98 concerning the specification of calculations and taking into account direct and indirect expenditures at all stages. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2017.03.023 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:25Z |
| format | Article |
| fulltext |
23
Основи методології визначення енергетич-
ної ефективності за значеннями повних енер-
гетичних витрат та запропоновані критерії
оцінок ефективності були викладені в роботах
[1, 2]. Суть її полягає в такому.
Визначаються повні енергетичні затрати
для усіх стадій життєвого циклу енергоуста-
новки. Визначаються оціночні результати
роботи енергоустановки за весь період її екс-
плуатації. Обчислюється корисний енергетич-
ний ефект від роботи енергоустановки за фор-
мулою:
(1)
де Е – сумарна кількість енергії, що вироб-
ляється енергоустановкою за весь термін її
існування τe років та передається на спожи-
вання, Дж; φ – коефіцієнт розширеного від-
творення енергетичного виробництва (може
набувати значень від 1,05 до 2 і більше залеж-
но від заданих умов); Ebi – сумарні витрати
енергії на створення і-го елемента енергоуста-
новки, Дж; n – кількість елементів установки,
шт.; Eei – затрати енергії на експлуатацію j-ї
статті витрат установки впродовж τe років її
існування (повернення кредитів, ремонти,
комплектуючі, заробітна плата персоналу,
оплата податків та інших витрат, пов’язаних з
функціонуванням та обслуговуванням уста-
новки, тощо), Дж; Eut – затрати енергії на лік-
відацію енергоустановки та утилізацію
залишків після закінчення терміну її експлуа-
тації, Дж.
У роботах [1, 2] були введені поняття «кое-
фіцієнт ефективності технології (установки)»
(позначення κ), фізична суть якого полягає у
тому, наскільки енергія, що виробляється
установкою, перевищує затрати енергії на
створення, функціонування та ліквідацію тех-
нології (установки), а також «коефіцієнтом
енерговіддачі» (позначення ωe) технології
(енергоустановки), який за своєю суттю є ана-
логом ККД установки. Отже маємо
УДК 620.92 В.Д. БІЛОДІД, канд. техн. наук, ст. наук. співр.
Інститут загальної енергетики НАН України,
вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
ПОВНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ ВИТРАТИ НА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЮ,
ЩО ВИРОБЛЯЄТЬСЯ ЕНЕРГЕТИЧНИМИ ОБ’ЄКТАМИ
© В.Д. БІЛОДІД, 2017
СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ ЕНЕРГОЗБЕРІГАЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ
ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ЕНЕРГОЄМНИХ ВИРОБНИЦТВ
Запропоновані нові деталізовані методики визначення окремих значень повних енер-
гетичних витрат у компоненти енергетичних установок та значень важливих констант
для їх визначення, що дозволить більш точно та аргументовано визначати ефектив-
ність електростанцій за методологією повних енергетичних витрат. Визначення скла-
дових енерговитрат на створення (будівництво) експлуатацію та ліквідацію електро-
станцій здійснюється за формулами, які відрізняються від існуючих за ДСТУ 3682–98 в
частині деталізації розрахунків, врахуванням на всіх етапах, як прямих, так і опосеред-
кованих витрат енергії.
К л ю ч о в і с л о в а: повні енергетичні витрати, показники ефективності, енергетичні
об’єкти, електростанції.
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Prіnt). The problems of general energy. 2017, 3(50):23-32
doi: https://doi.org/10.15407/pge2017.03.023
24 ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
В.Д. БІЛОДІД
(2)
(3)
Також було показано, що
(4)
З формул (2), (4) видно, що значення κ
можуть змінюватися в діапазоні від 0 до +∞.
Значення ж ωe знаходяться в діапазоні від –∞
до +1. Якщо витрати енергії на отримання
енергії E – Ekor = 0, тобто вся енергія корисна,
то κ = +∞, ωe= 1. При значенні E = 0 (немає
енергії, яка подана споживачам), κ = 0, а ωe =
–∞. При значеннях, коли Ekor < 0, тобто коли
сумарні витрати енергії на створення установ-
ки, її функціонування впродовж терміну екс-
плуатації та ліквідацію після завершення її
роботи будуть більшими від отриманого обся-
гу енергії від установки для споживання
(енергії нетто) значення κ = 0 – 1, ωe = –∞ – 0.
У цьому випадку, незважаючи на те, що енер-
гія для споживання генерується, реальна
енерговіддача від такої установки відсутня,
вона є по суті споживачем енергії, а не вироб-
ником, доцільності у створенні такої установ-
ки немає, технологія чи установка не дієздат-
на. При значеннях κ > 1, ωe > 0. При цьому
чим більшими є величини κ та ωe, тим кра-
щою та ефективнішою є технологія (енерго-
установка).
Конкретні розрахунки корисного енерге-
тичного ефекту від роботи енергоустановки за
формулою (1) та коефіцієнти ефективності за
формулами (2)–(4) є проблемними, оскільки
відсутні докладні методики визначення окре-
мих складових енергозатрат у різні компонен-
ти енергоустановок з урахуванням техноло-
гічних і експлуатаційних особливостей кож-
ної з них, а також у прийнятті відповідних
констант (зокрема питомих значень енерго-
витрат), які б правильно визначалися. Метою
цієї статті є усунення зазначених проблем
шляхом створення окремих алгоритмів у роз-
рахунках окремих компонентів енергетичних
витрат.
Повні енергетичні витрати
на створення об’єктів енергетики
Створення (будівництво) енергооб’єктів
передбачає такі складові енергетичних витрат
(z), аналогічні витратам у грошовій формі:
– геологічні пошукові роботи та про-
ектування;
– підготовка до будівництва та створен-
ня відповідної інфраструктури;
– проведення будівельних робіт;
– закупка обладнання та його монтаж;
– проведення пусконалагоджувальних
робіт.
Сумарні витрати на створення енергетич-
ного об’єкта становитимуть:
(5)
Витрати на геологічні пошукові роботи
та проектування. Витрати на геологічні
пошукові роботи та проектування можна
визначати як певну відсоткову ставку сума-
рних фізичних витрат енергії на будівництво.
Тобто
Ebud1 = λbud1 Ebud, Дж, (6)
де λbud1 – коефіцієнт витрат на геологічні
пошукові роботи та проектування.
Отже, для визначення показника за форму-
лою (3) необхідно спочатку оцінити витрати
на саме будівництво.
Значення коефіцієнта λbud1 визначається
характером об’єктів, їх складністю та небез-
печністю для населення, зокрема з точки зору
охорони навколишнього середовища.
Геологічні дослідження мають відповісти на
питання щодо можливостей будівництва на
тих ґрунтах (масивах, геологічних форма-
ціях), що знаходяться в межах будівельного
майданчика. Його значення може бути від 0,1
для простих об’єктів до 0,25 для складних
(наприклад, для АЕС).
Безпосередні витрати енергії на будів-
ництво. Ці витрати включають в себе чотири
інших складових із наведеного вище списку:
Ebud2 = Ebaz + Eb.r + Eobl + En.r, Дж. (7)
Витрати енергії на підготовку до будів-
ництва та створення відповідної інфраструк-
тури залежать від того, який саме енергетич-
ний об’єкт має споруджуватися. При споруд-
женні великих ТЕС, АЕС, ГЕС ці витрати є
значними. При будівництві ж, наприклад,
сонячних фотоелектричних електростанцій
(СФЕС) або вітрових електростанцій (ВЕС) ці
витрати є відносно малими. Бажано, щоб при
проведенні розрахунків ці витрати оцінюва-
лися за спеціальними методиками, розробле-
ними для кожного з видів об’єктів. При вико-
нанні розрахунків можна приймати їх укруп-
неними залежно від витрат на власне будів-
ництво та закупівлю обладнання. Для ТЕС,
АЕС та ГЕС доцільно прийняти їх на рівні
10% від суми вказаних складових, а для об’єк-
тів ВДЕ у сумі 3–5%. Отже
Ebax = λbaz (Eb.r + Eobl), Дж, (8)
де λbaz – коефіцієнт витрат енергії на підготов-
ку будівництва (0,03–0,1).
Подібним методом можна визначати витра-
ти енергії на пусконалагоджувальні роботи.
Отже:
En.r = λn.r (Eb.r + Eobl), Дж, (9)
де λn.r – коефіцієнт витрати енергії на пуско-
налагоджувальні роботи (0,01–0,05).
Що стосується витрат енергії на саме
будівництво та обладнання, то вони визна-
чаються для всіх будівельних об’єктів з їх
будівельними характеристиками. Таким
чином:
(10)
де n – кількість будівельних об’єктів на елек-
тростанції; m – кількість елементів обладнан-
ня на електростанції в усіх будівельних об’єк-
тах.
Слід зазначити, що витрати енергії при
будівництві міститимуть і затрати на заробіт-
ну платню будівельників, на податки та при-
бутки, а також на інші не враховані роботи.
Визначення цих складових можна буде розра-
хувати за формулами, наведеними далі.
Повні енергетичні витрати на експлуа-
тацію об’єктів енергетики
При експлуатації енергетичних установок
(об’єктів) впродовж терміну їх життя мають
місце такі енергетичні витрати:
– витрати на паливо (чи інші енергоно-
сії) для експлуатації;
– витрати на амортизацію (відтворення);
– витрати на щорічні профілактичні
ремонти;
– витрати на періодичне проведення
капітальних ремонтів із заміною частини
обладнання та модернізацією;
– витрати на інші матеріали та реагенти
(крім палива чи енергії), необхідні для роботи
енергетичного об’єкта.
Окрім того, як уже зазначалося вище,
кожна із перерахованих складових, окрім пря-
мих енергетичних витрат, містить опосеред-
ковані витрати, пов’язані з виплатою заробіт-
ної платні персоналу, оплаченими податками
та зборами, отриманим прибутком та іншими
затратами.
Сумарні експлуатаційні витрати станови-
тимуть:
(11)
25ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами
26 ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
В.Д. БІЛОДІД
де z – кількість складових експлуатаційних
витрат.
Витрати на паливо для експлуатації. Ці
витрати можна визначати за такою формулою:
Ep = N · τu · bp · τ · ep, Дж, (12)
де N – потужність енергоустановки, кВт; τu –
число годин роботи встановленої потужності
уставки за рік, год/рік; bp – питомі витрати
палива, кг/(кВт·год); τ – кількість років робо-
ти об’єкта, років; ep – питомі енергетичні вит-
рати на паливо, Дж/кг.
Практично всі складові формули (12) легко
визначаються і добре відомі. Складність може
бути лише при визначенні питомих енерге-
тичних витрат енергії на паливо.
Питомі енергетичні витрати енергії на
паливо визначаються як сума витрат на його
видобування, збагачення (виробництво),
транспортування, зберігання тощо.
Разом з тим слід враховувати, що крім пря-
мих витрат енергії на отримання палива
існують опосередковані витрати, а саме вит-
рати на створення основних виробничих фон-
дів (ОВФ) підприємств з видобутку та збага-
чення палива, витрати на їх експлуатацію і
ліквідацію. Окрім того, знову ж необхідно
врахувати витрати на заробітну платню,
податки та збори, прибутки, тощо, що мають
місце на стадіях отримання палива. Отже:
Ep.p = Ep· kp.p, Дж, (13)
де kp.p – коефіцієнт інших витрат енергії на
одиницю палива, крім прямих.
Значення kp.p може бути різним залежно від
складності видобутку. Для українського вугіл-
ля, наприклад, його можна прийняти рів-
ним 2.
Витрати енергії на амортизацію (відтво-
рення). Амортизаційні витрати мають забез-
печити відтворення об’єктів після закінчення
терміну їх експлуатації. Отже:
Eа = αа · Ekap · kpr · τ + El, Дж, (14)
де αа – амортизаційний коефіцієнт, який вра-
ховує необхідність відтворення об’єкта; Ekap –
повні енергетичні витрати на будівництво
об’єктів, Дж; kpr – коефіцієнт науково-техно-
логічного прогресу; El – повні енергетичні
витрати на ліквідацію об’єкта, який своє від-
працював (демонтаж старого обладнання,
руйнування будівель, утилізація залишків),
Дж.
Значення αа можна приймати як величину,
обернену до терміну експлуатації τ. Тоді фор-
мула (14) стане такою:
Ea = Ekap · kpr + El , Дж. (15)
Коефіцієнт науково-технологічного прогре-
су враховує зниження сумарних енергетичних
витрат на створення нового об’єкта такої самої
потужності після припинення його функціону-
вання, що є наслідком вдосконалення техноло-
гій. Його можна визначати за темпами зни-
ження енергоємності ВВП в цілому по країні.
Так, наприклад, при усереднених темпах зни-
ження енергоємності ВВП evvp за період
τ років, значення коефіцієнта буде:
kpr = (1 – evvp)τ –1 , Дж. (16)
Витрати на щорічні профілактичні
ремонти. Ці витрати залежать від складності
енергоустановки, її особливостей в експлуа-
тації тощо. Ці витрати можна оцінити таким
чином:
Er = αr · Ekap, Дж, (17)
де αr – коефіцієнт, який враховує необхідні
щорічні витрати енергії на поточні ремонти.
Коефіцієнт αr визначається і обґрунтову-
ється для кожного типу енергетичного об’єкта.
За оцінками він може набувати значення від
0,01 до 0,05 залежно від експлуатаційних особ-
ливостей енергетичних об’єктів. Для АЕС цей
коефіцієнт має підвищене значення у зв’язку з
особливостями вимог до безпеки їх функціону-
вання. Для енергетичних об’єктів, що викори-
стовують ВДЕ, він може бути мінімальним.
Витрати на капітальні ремонти та
модернізацією об’єктів. Як і в попередньому
випадку ці витрати залежать від складності
об’єктів, особливостей в експлуатації тощо.
При терміні експлуатації об’єктів у 30
років можна прийняти, що за цей період
необхідно провести 2–4 капітальних ремонти
(через кожні 5–10 років). При цьому витрати
енергії на перший капітальний ремонт будуть
дещо меншими, ніж на другий, а на третій –
будуть дещо більшими, ніж на другий і т.п.
Отже:
18)
де αkr – коефіцієнт, який враховує необхідні
витрати енергії на j-й капітальний ремонт; m –
кількість капітальних ремонтів, шт.
Витрати енергії на заробітну платню пер-
соналу. Повні енергетичні витрати на заробіт-
ну платню та нарахування на неї на підприєм-
стві за τ років експлуатації можна визначати
за формулами, наведеними у роботі [2]:
Ez = eʹz · F · τ · kτ, Дж, (19)
де eʹz – питома енергоємність зарплати,
Дж/грн; F – річний витрачений фонд зарплати
на підприємстві, грн; kτ – коефіцієнт, який
враховує зміни у рівнях зарплат за період екс-
плуатації енергетичного об’єкта впродовж τ
років.
Однак простіше цей показник можна
визначати через значення такого показника,
як енергоємність ВВП, а саме:
eʹz = 29,3·106 αz · evvp, Дж/грн, (20)
де αz – частка у структурі ВВП, що пішла на
оплату праці найманих працівників (наприк-
лад, за 2014 р. ця частка становила 46,3% [3] і
коефіцієнт αz = 0,463); evvp – енергоємність
ВВП у році, що фігурує як розрахунковий
(визначається із статистики: так, за даними [4]
цей показник у 2014 р. для України мав значен-
ня 0,31 кг н.е./дол. США, або 0,097 кг у.п./грн
при значенні паритету купівельної спроможно-
сті долара США 4,58 грн/дол. США – 2010), кг
у.п/грн.
У таблиці наведено дані щодо структури
ВВП України за даними [3].
Витрати енергії на оплату податків і
загальнодержавних зборів. Використовуючи
такий самий підхід, як і при визначенні енер-
говитрат на заробітну плату, енерговитрати на
податки за τ років експлуатації підраховують-
ся за формулою:
Epod = eʹpod · Р · τ, Дж, (21)
де eʹpod – питомі енерговитрати на оплату
податків, Дж/грн; Р – обсяг сплачених подат-
ків підприємством (виробництвом) у поточно-
му році за виключенням субсидій на вироб-
ництво та імпорт, грн.
Питому енерговитрати на податки за τ
років експлуатації також можна визначити
через значення evvp, тобто:
eʹрod = 29,3·106 βрod · evvp · kрod, Дж/грн, (22)
де βрod – частка податків у структурі ВВП, за
виключенням субсидій на виробництво та
імпорт (у 2014 р. ця частка становила 12,9%
(див. таблицю) [3]); kрod – коефіцієнт, який
27ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами
Таблиця – Структура валового внутрішнього продукту України [3], %
28 ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
В.Д. БІЛОДІД
враховує можливі зміни у обсягах нормативів
на податки і збори, що можуть статися за
період τ років експлуатації.
Витрати енергії на створення планових
прибуткових накопичень. Використовуючи
такий самий підхід, як і при визначенні енер-
говитрат на зарплатню чи податки, енерговит-
рати на отримані прибутки можна підрахува-
ти за такою формулою:
Eрr = eʹрr · Pr · τ, Дж, (23)
де eʹрr – питомі енерговитрати на отримані при-
бутки, Дж/грн; Pr – обсяг отриманого прибут-
ку підприємством (виробництвом) у поточно-
му році, грн.
Питомі енерговитрати на отримані прибут-
ки:
eʹрr= 29,3·106 βрr · evvp, Дж/грн, (24)
де βрr – частка валового національного при-
бутку у структурі ВВП (у 2014 р. ця частка
становила 40,8% (див. таблицю) [3]).
Витрати енергії на інші матеріали та
реагенти (крім палива), необхідні для роботи
енергетичних об’єктів. Витрати енергії на
інші матеріали та реагенти (крім палива),
необхідні для роботи енергетичних об’єктів,
визначатимемо з такого виразу:
Ein = φin (Ez + Er + Ep + Epr), Дж, (25)
де φin – коефіцієнт, який враховує інші витра-
ти (можна прийняти рівним 0,02–0,05 залеж-
но від складності енергоустановки).
Повні енергетичні витрати
на ліквідацію об’єктів енергетики
Ліквідація енергоустановки після завер-
шення її планового терміну експлуатації може
включати такі статті витрат:
– витрати енергії на експлуатацію елек-
тростанції, пов’язані із її зупинкою і підготов-
кою до демонтажу;
– витрати енергії, пов’язані з реалізаці-
єю частини майна станції, яке може бути про-
дане для подальшого використання;
– витрати енергії на демонтаж обладнан-
ня та будівель;
– витрати енергії на утилізацію відходів,
рекультивацію земель, збереження та захоро-
нення особливо шкідливих речовин та еле-
ментів електростанції.
Витрати енергії на експлуатацію електро-
станції, пов’язані із її зупинкою і підготовкою
до демонтажу, мають різні масштаби для різ-
них типів електростанцій. Якщо для ТЕС,
СЕС чи інших об’єктів вони можуть бути
практично нульовими, то для АЕС вони
можуть бути дуже значними. Після зупинки
значний період часу АЕС перебуватиме у
законсервованому стані з метою зниження
радіоактивного фона на її об’єктах, що уне-
можливлює негайну ліквідацію. Окрім того,
на АЕС продовжується зберігання відпра-
цьованого ядерного палива (ВЯП), радіо-
активних відходів (РАВ), продовжується спо-
живання електроенергії для охолодження схо-
вищ ВЯП та РАВ. На АЕС продовжує працю-
вати скорочений персонал станції, бригади по
демонтажу певних не забруднених елементів
станції, воєнізована охорона забезпечує без-
пеку станції. Цей період, за даними [5], може
продовжуватися до 100 років і більше.
За результатом дослідження [6] енергетич-
ні витрати на процеси зняття з експлуатації
АЕС потрібно оцінювати у розмірі 40–70%
від витрат на їх будівництво, для ТЕС – 10–
15%, а для СЕС і інших об’єктів з використан-
ням ВДЕ – до 5%.
Отже, енерговитрати на ліквідацію енерге-
тичних об’єктів визначатимемо з виразу:
El = μl Eбуд, Дж/грн, (26)
де μl – коефіцієнт, який враховує рівень витрат
енергії на ліквідацію енергетичних об’єктів
(0,05–0,7).
Сталі коефіцієнти та показники
Розрахункові витрати енергії на паливо для
вугільних ТЕС. Формами статистичної звіт-
ності України передбачено визначення пито-
29ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами
мих витрат енергії, зокрема на вугілля, що
надходить на ТЕС. Ці дані приводяться у фор-
мах статистичної звітності 11-МТП і публі-
куються у статистичних збірках. Так, за дани-
ми [7] у 2014 р. питомі витрати енергоресурсів
на видобування вугілля були такі: палива 1,1
кг/т, теплової енергії – 25,2 Гкал/т, електрич-
ної енергії – 56,2 (кВт·год)/т. Питомі витрати
палива на виробництво електроенергії на ТЕС
становили 0,395 кг у.п./(кВт·год), на вироб-
ництво теплової енергії в котельних – 164 кг
у.п./Гкал. Таким чином, питомі енерговитрати
на вугілля у 2014 р. становили:
evbaz = 25,2·0,164 + 56,2·0,395 +
+ 1,1 = 38,4 кг у.п./т. (27)
Витрати енергії на вантажоперевезення
залізничним транспортом становили: елек-
троенергії 94,2 (кВт·год)/(10 тис. т·км), тепло-
вої енергії 8,1 Гкал/(10 тис. т·км). Середня
відстань вантажоперевезень в Україні у 2013
р. за даними [8] дорівнювала 506 км. Отже,
питомі витрати енергії на перевезення вугілля
у базовому (наприклад, 2014 р.) в Україні ста-
новила величину:
etrbaz = (94,2·0,395+8,1·0,164) ·506/104 =
= 1,94 кг у.п./т. (28)
Необхідно врахувати, що середні енерго-
витрати на видобуток вугілля будуть змінюва-
тися із темпом зміни ± αv% за рік, а енерговит-
рати вантажоперевезень із темпом ± αtr% за
рік.
Необхідно також врахувати можливі зміни
у теплотворній здатності вугілля (очевидно,
що якість вугілля повинна поліпшуватися).
Зробимо припущення, що за τ років калорій-
ність вугілля зросте від Qn
r1 (значення для
базового року,
гілля у поточному році, ккал/кг.
Тоді середньозважені за період τ років
енерговитрати на умовне паливо будуть:
(29)
Підставляючи відповідні значення для
2014 р. (як базового, evbaz = 38,4 кг у.п./т та
etrbaz =1,94 кг у.п./т), і αv = –0,005, αtr = –
0,0025, Qn
r1 = 5200, а Qn
r2 = 6000 ккал/кг при
τ =30 років, отримуємо середнє значення
енерговитрат на вугілля ev.s = 28,22 кг у.п./т.
При переведенні цієї величини у Джоулі,
отримаємо
ev.um.s = 28,22·29,3·106 ≈
≈ 0,83 МДж/кг у.п. (30)
Слід зауважити, що статистична звітність
враховує лише прямі енергетичні витрати на
всі складові приведених формул. Ніяким
чином у цих даних не враховані такі складові,
як: витрати енергії на основні виробничі
фонди підприємств, амортизаційні відраху-
вання від цих фондів, витрати енергії на
поточні та капітальні ремонти цих фондів,
витрати енергії на оплату праці, оплату подат-
ків та зборів, отримання прибутків, на інші
потреби. І тому повні енергетичні витрати на
отримане ТЕС паливо будуть значно більши-
ми. Наскільки саме більшими – потрібно
дослідити у подальшому. Для наших розра-
хунків приймемо коефіцієнт збільшення рів-
ним 2. І тоді розрахункові енерговитрати у
вугілля для українських ТЕС у період 2010–
2040 рр. за формулою (30) становитиме
величину:
eʹv.um.s = 0,83·2 =1,66 МДж/кг у.п. (31)
Розрахункові питомі енергетичні витрати
на електричну енергію, вироблену на вугіль-
них ТЕС України. Питома витрата палива на
виробництво електроенергії тепловими елек-
тростанціями загального користування згідно
з формою статистичної звітності 11-МТП у
2010 р. [7] становила 383,5 кг у.п./(тис.
де Qn
r – середня калорійність ву-
до Qn
r2 ккал/кг
30 ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
В.Д. БІЛОДІД
кВт·год). Енерговитрати у вугілля, яке надхо-
дить на ТЕС, як уже було показано вище (фор-
мула (31)), дорівнюють eʹвуг.ум.с =
= 1,66 МДж/кг у.п.
Необхідно також прийняти зміни у пито-
мих витратах палива на виробництво електро-
енергії на ТЕС України. Якщо у 2010 р. цей
показник був 0,3835 кг у.п./(кВт·год), то, з
урахуванням того, що до 2030 р. за прогнозом
попередньої Енергетичної стратегії України
на період до 2030 року [9] цей показник про-
гнозувався на рівні 0,345 кг у.п./(кВт·год), а
нові прогнози невідомі, приймаємо, що через
30 років, тобто у 2040 р. питомі витрати
будуть ще нижчими і становитимуть 0,34 кг
у.п/(кВт·год). Таким чином, отримуємо при-
близне середнє значення у ~0,362 кг
у.п/(кВт·год) за весь період. І тоді середня
опосередкована енергоємність електроенергії
з вугільних ТЕС буде:
ee.e = 1,66·0,362 ≈ 0,6 МДж/(кВт·год). (32)
Слід зауважити, що так само, як і при
оцінці енергоємності вугілля, при визначен-
ні енергоємності електроенергії необхідно
визначитись з непрямими енергетичними
витратами, а саме з витратами енергії на
основні виробничі фонди ТЕС, амортизацій-
ні відрахування від цих фондів, витрати
енергії на поточні та капітальні ремонти цих
фондів, витрати енергії на оплату праці,
оплату податків та зборів, отримання при-
бутків, на інші потреби. І тому повні енерге-
тичні витрати на отриману від ТЕС електро-
енергію будуть значно більшими. Наскільки
саме більшими – буде визначено у подаль-
ших розробках. Для оцінок цшєї статті при-
ймаємо коефіцієнт збільшення, як і для
вугілля, рівним 2. І тоді розрахункова енер-
гоємність електроенергії від українських
вугільних ТЕС у період 2010–2040 рр., з ура-
хуванням формули (31), становитиме
величину
eʹv.e.e 0,6 + 0,3 = 0,9 МДж/(кВт·год). (33)
Таким чином, витрачена у процесах вироб-
ництва будь-чого (крім виробництва електро-
енергії на електростанціях) електроенергія, з
урахуванням того, що 1 кВт·год = 3,6 МДж,
повинна враховуватися за енерговитратами:
ее.е = 3,6 + 0,9 = 4,5 МДж/(кВт·год). (34)
Питома енергоємність заробітної плати.
Частка у структурі ВВП, що пішла на оплату
праці найманих працівників у 2010 р., стано-
вила 49,7% [3], енергоємність ВВП – 0,172 кг
у.п./грн. Коефіцієнт зниження енергоємності
ВВП за 30 років за сценарієм [9] із щорічним
зменшенням енергоємності приблизно на 4%
становитиме 0,294, що дає розрахункову
енергоємність ВВП у 2040 р. 0,051 кг у.п./грн.
Беручи середнє значення цих крайніх вели-
чин, отримуємо питомі енерговитрати на зар-
платню в Україні за цей період у цінах
2010 р.:
eʹz = 29,3·106·0,497·(0,172 + 0,051)/2 =
=1,624·106 Дж/грн = 1,624 МДж/грн. (35)
Питома енергоємність прибутків. За
таким самим алгоритмом, як і при визначенні
питомих енерговитрат на заробітну платню,
визначимо питомі енерговитрати на прибут-
ки. Частка прибутків у структурі ВВП у 2010
р. дорівнювала 40% [3]. Таким чином, питомі
енерговитрати на прибутки за час роботи
енергетичного об’єкта впродовж 30 років
будуть:
eʹpr = 29,3·106·0,4·(0,172 + 0,051)/2 =
= 1,31·106 Дж/грн = 1,31 МДж/грн. (36)
Питома енергоємність податків. Частка
податків у структурі ВВП у 2010 р. дорівню-
вала 11,8% [3]. Таким чином, питомі енерго-
витрати на податки за час роботи об’єкта
впродовж 30 років:
eʹpod = 29,3·106·0,118·(0,172 + 0,051)/2 =
= 0,386·106 Дж/грн = 0,386 МДж/грн. (37)
Визначення коефіцієнтів зниження вит-
рат при масштабуванні об’єктів. При збіль-
шенні потужності електростанції питома її
вартість в цілому знижується. Знижуватися
будуть і повні енергетичні витрати у електро-
станцію.
У відповідності з дослідженнями [10] зни-
ження питомих капіталовкладень відбуваєть-
ся на ~20% при подвоєнні потужності енерго-
об’єкта. Легко можна показати, що за таких
умов для випадку визначення повних витрат
енергії на будівництво електростанції (ця тен-
денція можлива і для певних статей експлуа-
таційних витрат), загальні витрати енергії в n
однакових енергоблоків можуть визначатися
за формулою:
(38)
де Еb1 – повні енергетичні витрати у базову
першу установку (енергоблок), або у статтю
витрат для базової першої установки (енерго-
блока), Дж.
При зміні величини зниження затрат –
наприклад, зниження прогнозується не на
20%, а на 10%, у формулі (38) змінюється кое-
фіцієнт з 1,2 на 1,1.
З використанням викладеної вище методо-
логії було проведено комплекс розрахунків з
визначенням повних енергетичних витрат на
енергію, отриману від різних енергетичних
об’єктів (ТЕС, АЕС, сонячні електростанції,
різні види біопалива для ДВС, теплонасосні
станції, котельні на різних видах палива). У
зв’язку з великим обсягом матеріалів та одер-
жаної інформації їх викладення в межах цієї
статті неможливе. Зазначені результати пла-
нуються автором представити у подальших
публікаціях.
ВИСНОВКИ
1. Запропоновані деталізовані методики
визначення повних енергетичних витрат в
окремі компоненти електростанцій різного
типу, що полегшує аналіз енергетичної ефек-
тивності таких електростанцій за методологі-
єю повних енергетичних витрат.
2. Запропоновані методики визначення
окремих важливих констант, без яких немож-
ливо визначати чисельні значення повних
енергетичних витрат у окремі компоненти
енергоустановок різного типу.
1. Білодід В.Д., Куц Г.О., Сизоненко В.П.,
Маляренко О.Є., Симборський А.І., Тарасенко
П.В., Станиціна В.В. Дослідження загальних
техніко-економічних характеристик викори-
стання нетрадиційних та відновлюваних дже-
рел енергії: звіт про НДР (заключн.). Білодід
В.Д. (наук. кер.). К.: Інститут загальної енерге-
тики НАН України, 2009. 336 с.
ДР №0107U001054. ДО №0210U000162.
2. Білодід В.Д. Оцінювання ефективності
енергетичних технологій за методологією
визначення повних енергетичних витрат.
Проблеми загальної енергетики. 2012.
№ 3 (30). С. 12—18.
3. Жук І.М. (ред.). Статистичний щорічник
України за 2015 рік. К.: Державна служба ста-
тистики України, 2016. 575 с.
4. Key World Energy Statistics 2012. Paris:
IEA, 2012. 80 p.
5. Меньшиков В.Ф. Россия с атомной энерге-
тикой или без неё. Россия в окружающем мире:
1998 г.: аналит. ежегодник . Н.Н. Моисеев,
С.А. Степанов (ред.). Москва: Международ-
ный независимый эколого-политологический
университет, 1998. 313 с. (С. 119—149).
6. Білодід В.Д., Кулик М.М., Малярен-
ко О.Є., Сизоненко В.П., Станиціна В.В. та ін.
Розробка методичних рекомендацій для аналі-
зу та співставлення енергоефективних техно-
логій та проектів: звіт про НДР (заключн.) згід-
но із договором № 10151236000 від 07.12.12 з
Міненерговугілля України. Білодід В.Д. (наук.
кер.). К.: Інститут загальної енергетики НАН
України, 2013. 224 с. ДР №0112U008382.
ДО №0214U001109.
7. Результати використання палива, тепло-
енергії та електроенергії за 2014 рік. К.:
Державна служба статистики України, 2015.
63 с.
31ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами
32 ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2017, issue 3(50)
В.Д. БІЛОДІД
8. Транспорт і зв’язок України 2015: стати-
стичний збірник. К.: Державна служба стати-
стики України. 2015. 186 с.
9. Енергетична стратегія України на період
до 2030 р. (розпорядження Кабінету Міністрів
України від 24.07.2013 № 1071).
10. Шурчков А.В., Белодед В.Д., Крупевич
Т.Г., Василик И.И. Математическое моделиро-
вание и технико-экономическая оптимизация
технологических схем геотермальных электро-
станций с принудительной циркуляцией тепло-
носителя через проницаемые коллектора: отчёт
о НИР (промеж.). 13-ШБ. Провести исследова-
ния технологии извлечения и использования
геотермальной энергии на опытных ГеоТЭС и
опытных системах геотермального теплоснаб-
жения. Шурчков А.В., Белодед В.Д. (научн.
рук.). К.: Институт технической теплофизики
АН УССР, 1986. 115 с. ГР № 0186.0083866.
Инв. №0287.0051580.
Надійшла до редколегії 15.08.2017.
|
| id | systemreorg-article-621 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:19:30Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/ae/1500be9fd39f058079c9ad1d4ef140ae.pdf |
| spelling | systemreorg-article-6212026-07-18T12:57:43Z Total energy costs for electricity produced by power objects Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами Bilodid V.D. total energy expenditures, parameters of efficiency, power plants. повні енергетичні витрати, показники ефективності, енергетичні об’єкти, електростанції. We have proposed new, detailed methods of determining some values of the total energy expenditures in components of power plants as well as important constants for their finding, which will enable one to determine more exactly and substantially the efficiency of power plants by the methodology of total energy expenditures. The determination of components of the energy expenditures for building, operation, and elimination of power plants is performed by formulas, which differ from existing ones by DSTU 3682-98 concerning the specification of calculations and taking into account direct and indirect expenditures at all stages. Запропоновані нові деталізовані методики визначення окремих значень повних енергетичних витрат у компоненти енергетичних установок та значень важливих констант для їх визначення, що дозволить більш точно та аргументовано визначати ефективність електростанцій за методологією повних енергетичних витрат. Визначення складових енерговитрат на створення (будівництво), експлуатацію та ліквідацію електростанцій здійснюється за формулами, які відрізняються від існуючих за ДСТУ 3682–98 в частині деталізації розрахунків, врахуванням на всіх етапах як прямих, так і опосередкованих витрат енергії. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2017-10-17 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/621 10.15407/pge2017.03.023 System Research in Energy; No. 3 (50) (2017): The Problems of General Energy; 23-32 Системні дослідження в енергетиці; № 3 (50) (2017): Проблеми загальної енергетики; 23-32 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/621/544 Copyright (c) 2017 Bilodid V.D. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | total energy expenditures parameters of efficiency power plants. Bilodid V.D. Total energy costs for electricity produced by power objects |
| title | Total energy costs for electricity produced by power objects |
| title_alt | Повні енергетичні витрати на електроенергію, що виробляється енергетичними об’єктами |
| title_full | Total energy costs for electricity produced by power objects |
| title_fullStr | Total energy costs for electricity produced by power objects |
| title_full_unstemmed | Total energy costs for electricity produced by power objects |
| title_short | Total energy costs for electricity produced by power objects |
| title_sort | total energy costs for electricity produced by power objects |
| topic | total energy expenditures parameters of efficiency power plants. |
| topic_facet | total energy expenditures parameters of efficiency power plants. повні енергетичні витрати показники ефективності енергетичні об’єкти електростанції. |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/621 |
| work_keys_str_mv | AT bilodidvd totalenergycostsforelectricityproducedbypowerobjects AT bilodidvd povníenergetičnívitratinaelektroenergíûŝoviroblâêtʹsâenergetičnimiobêktami |