Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation
The performed studies at the Institute of General Energy of the NAS of Ukraine have revealed the undeniable advantages of electric heat generators (EHG), namely: simplicity of technical decisions (EHG are put on the places of old boilers in existing boiler rooms); ready infrastructure for the transp...
Gespeichert in:
| Datum: | 2020 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/750 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | System Research in Energy |
| Завантажити файл: |  |
Institution
System Research in Energy| _version_ | 1871104260577427456 |
|---|---|
| author | Derii V.O. |
| author_facet | Derii V.O. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Derii V.O.",
"institution": null
}
] |
| author_sort | Derii V.O. |
| baseUrl_str | https://systemre.org/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-18T12:57:46Z |
| description | The performed studies at the Institute of General Energy of the NAS of Ukraine have revealed the undeniable advantages of electric heat generators (EHG), namely: simplicity of technical decisions (EHG are put on the places of old boilers in existing boiler rooms); ready infrastructure for the transportation and supply of thermal energy; great opportunities for thermal energy storage without additional capital investments; high speed (it is limited only by the requirements to operation of the thermal equipment of district heating system; wide range of the regulation of electric and thermal power; guaranteeing the stability of the united energy system of Ukraine, and low specific capital costs (their average values for Ukraine's energy systems do not exceed € 45–50 / kW of manoeuvring power).It is established that, for the regulation of electric load during the night depression of graphs of electric loads, it is advisable to use mainly electric boilers as electric heat generators, and the contribution of heat pumps should not exceed 15% of the total thermal power of the complexes.When using EHG for daily current load regulation, it is advisable to use heat pumps in the vast majority of cases, and the contribution of electric boilers should not exceed 43% of the total thermal capacity of the complexes. With these ratios of the capacities of electric boilers and heat pumps, the weighted average cost of the thermal energy produced by them will be much lower than the similar over Ukraine as of 2018 (1265.8 UAH / Gcal).The financial possibilities of heat supply companies for the introduction of electric heat generators are analyzed. It is shown that they are currently unable to finance such projects due to the lack of funds. Finally, we develop recommendations on the introduction of EHG at DHS: the increase in the rate of profit of heat supplying enterprises to a level of 10%, the creation of appropriate State Trust Program, the development of regulatory legal framework for their use, and the appropriate technical and software – information tools. |
| doi_str_mv | 10.15407/pge2020.02.023 |
| first_indexed | 2026-03-24T02:02:53Z |
| format | Article |
| fulltext |
23
Особливості оцінки ефективності комплексів електричних теплогенераторів та умови їх впровадження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2020, 2(61): 23–29
doi: https://doi.org/10.15407/pge2020.02.023
Дана стаття є продовженням публікації [1] ре-
зультатів дослідження використання електричних
теплогенераторів (ЕТГ) для регулювання елек-
тричного навантаження енергетичних систем.
При цьому передбачається, що ЕТГ будуть впро-
ваджені в системах централізованого теплопос-
тачання (СЦТ), які будуть за допомогою них на-
давати допоміжні послуги електроенергетичним
системам, які входять до ОЕС України. Проведені
дослідження в ІЗЕ НАН України виявили вагомі
переваги електричних теплогенераторів, а саме:
простота технічних рішень – ЕТГ ставляться на
місцях старих котлів у діючих котельних; готова
інфраструктура для транспортування та постачан-
ня теплової енергії; великі можливості щодо аку-
муляції теплової енергії без додаткових капіталь-
них витрат; велика швидкодія – обмежується тіль-
ки вимогами щодо роботи теплового обладнання
СЦТ; широкий діапазон регулювання електричної
та теплової потужності; забезпечується стійкість
ОЕС України. Єдиними суттєвими капітальними
витратами є приєднання до електричних мереж.
Та навіть з цим сумарні питомі капітальні витрати
(середні по ОЕС України) не перевищують €45-
50/кВт маневрової потужності.
В даній статті розглянуто питання оцінки
ефективності комплексів ЕТГ, визначення їх опти-
мальної структури, умови та рекомендації щодо їх
впровадження. Надалі мається на увазі, що скла-
дові частини комплексів ЕТГ (електричні котли та
теплові насоси) будуть встановлені в котельних
на місцях виведених із експлуатації застарілих
котлів СЦТ діючого теплопостачального підпри-
ємства. Теплопостачальне підприємство не буде
мати нових додаткових споживачів теплової енер-
гії. Тобто, кількість виробленої теплової енергії
теплопостачальним підприємством після впрова-
дження комплексу ЕТГ не зміниться. У результаті
впровадження проекту зі встановлення електрич-
них котлів та теплових насосів теплопостачальне
підприємство збільшить споживання електро-
енергії пропорційно кількості виробленої ними
теплової енергії. А так, як теплове навантаження
споживачів не зміниться, то штатні котли підпри-
ємства зменшать виробництво теплової енергії.
Відповідно до цього зменшиться споживання
природного газу1 (або іншого палива) та зв’язаних
з ним викидів парникових газів та забруднювачів,
що і буде вигодою проекту. Крім того, додатковою
вигодою буде надання теплопостачальним під-
приємством допоміжних послуг електроенерге-
тичній системі.
В даний час для порівняння різних проектів в
енергетиці широко використовується такий крите-
рій, як середня приведена собівартість виробленої
енергії (LCOE) [2]. Проте в нашому випадку цей
критерій необхідно дещо модифікувати. Справа в
тому, що у виразі для LCOE [2] присутні тільки
грошові потоки витрат та кількість виробленої
1 Переважна більшість великих теплопостачальних під-
приємств України з СЦТ споживають природний газ
УДК 621.643.053 В.О. ДЕРІЙ, канд. техн. наук, ст. наук. співр., ORCID 0000-0002-5689-4897
Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна
ОСОБЛИВОСТІ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОСТІ КОМПЛЕКСІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ
ТЕПЛОГЕНЕРАТОРІВ ТА УМОВИ ЇХ ВПРОВАДЖЕННЯ
Розглянуто особливості визначення ефективності комплексів електричних те-
плогенераторів для регулювання електричного навантаження енергетичних
систем. Визначено оптимальне співвідношення теплової потужності теплових
насосів та електричних котлів у комплексах для регулювання навантаження
енергосистем під час нічного провалу їх графіків та добового регулювання на-
вантаження. Проаналізовані фінансові можливості теплопостачальних підпри-
ємств та наведені рекомендації зі створення умов щодо впровадження комп-
лексів електричних теплогенераторів.
К л ю ч о в і с л о в а: енергосистема, графік електричних навантажень, нічний
провал, потужність, комплекси, електричні теплогенератори, теплові насоси,
електричні котли, система централізованого теплопостачання, середня приве-
дена собівартість теплової енергії.
© В.О. ДЕРІЙ, 2020
24
В.О. ДЕРІЙ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
енергії. Вигоди та витрати, яких вдається уникну-
ти в результаті впровадження проекту, у формулі
[2] не враховуються. Але при використанні комп-
лексів ЕТГ в СЦТ вигоди від продажу допоміжних
послуг ОЕС України, економії природного газу,
скороченню викидів парникових газів та забруд-
нювачів можуть мати суттєвий вплив на фінансо-
вий результат проекту. Тому для їх врахування у
витратній частині вигоди будуть враховані із зна-
ком мінус. Правомірність такої корекції вказуєть-
ся в роботах [3, 4].
З урахуванням сказаного вище вираз для k-того
комплексу електричних теплогенераторів LCOE
можна записати у вигляді
,
1
1
1
1
ек
ек
T tое ел пк ве дп зсг пг взр
K k k k k k k k k
k
t
t
T t
kt
IC C C C C B B B B r
LCOE
Q r
(1)
де IC
k
– інвестиційні витрати (витрати на основне
та допоміжне обладнання, проектування, буді-
вельні, монтажні та пусконалагоджувальні робо-
ти, непередбачувані витрати 10%);
ое
kC – витрати на обслуговування та експлуата-
цію;
ел
kC – витрати на спожиту електроенергію;
пк
kC – плата за відсотками по кредиту;
ве
kC – витрати на виведення із експлуатації
об’єкту;
дп
kB – вигоди від надання допоміжних послуг;
зсг
kB – вигода теплогенеруючого підприємства
від зменшення споживання природного газу при
впровадженні k-того комплексу ЕТГ;
пг
kB – вигода теплогенеруючого підприємства
від зменшення викидів парникових газів;
взр
kB – вигода теплогенеруючого підприємства
від зменшення викидів забруднюючих речовин;
Q
kt
– кількість виробленої енергії комплексом
ЕТГ за період t;
r – ставка дисконтування;
t – період часу експлуатації комплексу ЕТГ (рік);
T
ек – термін експлуатації k-того комплексу ЕТГ
Сума інвестиційних витрат визначається зви-
чайним способом. Якщо термін впровадження
проекту комплексу ЕТГ не перевищує одного року,
вони беруться розрахункові, а при перевищенні –
інвестиційні витрати ( впkt
IC ) збільшуються на ве-
личину їх знецінення шляхом компаундування, як
це показано у виразі (2)
1
1
(1 ) ,
вп
вп
вп
N
t
ktkt
t
IC IC r (2)
де ICkt – загальна сума інвестиційних витрат для
впровадження k-того комплексу ЕТГ в році t;
N – кількість років впровадження k-того комп-
лексу ЕТГ;
t вп – поточний рік впровадження.
Іншою проблемою при розрахунках LCOE є
визначення кількості виробленої теплової енергії
комплексами ЕТГ. Для більшості технологій за-
звичай це питання не виникає. При розрахунку
LCOE традиційних теплогенеруючих технологій
їх теплова потужність приймається незмінною, а
кількість річної згенерованої енергії визначається
як добуток потужності на час роботи теплогене-
ратора. При застосуванні ЕТГ, які використовують
для надання допоміжних послуг енергосистемам,
їх теплова потужність є нелінійною функцією [5].
Вона змінюється протягом нічного провалу графі-
ків електричних навантажень (ГЕН) згідно полі-
ному другого ступеня (параболи). І тому, для ви-
значення кількості спожитої електричної та відпо-
відно виробленої теплової енергії цей факт необ-
хідно враховувати. Пропонується при розрахунку
кількості енергії врахувати нелінійність теплової
потужності ЕТГ за допомогою коригуючого ко-
ефіцієнта (коефіцієнта форми потужності). Для
традиційних теплогенеруючих технологій цей ко-
ефіцієнт приймався рівним 1 (прямокутна функція
апроксимації). коригуючий коефіцієнт визначався
по іншій формулі
max
ЕТГ
ф i
i
i
E
k
Е
, (3)
де
ф
ik – коефіцієнт форми в i-ту добу;
ЕТГ
iE – фактична кількість спожитої електро-
енергії ЕТГ в i-ту добу;
max
iЕ – максимально можлива кількість спожи-
тої електроенергії в i-ту добу.
Максимально можлива кількість спожитої
електроенергії визначалася виходячи із виразу
max max нп
i iЕ P T , (4)
де max
iP – максимальне значення електричного
навантаження ЕТГ в i-ту добу (зазвичай між 4
та 5 години ночі); Tнп – тривалість нічного про-
валу ГЕН.
Фактична кількість спожитої електроенергії
ЕТГ визначалася двома методами: аналітичним –
інтегруванням поліному другого ступеня, який
описує зміну потужності ЕТГ згідно виразу (5);
числовим – визначенням суми окремих ділянок
графіка зміни ЕТГ з кроком 1 год згідно виразу (6).
, 1 2
0
нпT
ЕТГ
i i i iE a b c d (5)
де 1ЕТГ
iE – кількість спожитої електроенергії ЕТГ
згідно першого методу;
, ,i i ia b c – коефіцієнти параболи для i-тої доби;
τ – поточна година нічного провалу (за 0 при-
йнято 2300 попередньої доби).
2
, , 1
0
1
2
нпT
ЕТГ
i i iE P P , (6)
де 2ЕТГ
iE – кількість спожитої електроенергії ЕТГ
згідно другого методу;
25
Особливості оцінки ефективності комплексів електричних теплогенераторів та умови їх впровадження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
,iP – електричне навантаження комплексу ЕТГ
в час τ i-тої доби;
– інтервал часу між сусідніми значеннями
потужності (1 год).
Підставивши вирази (5) та (4) в (3) та застосо-
вуючи теорему про середнє отримаємо
(7)
max
ср
ф i
i
i
P
k
P
,
де ср
iP – середнє значення електричного наван-
таження ЕТГ під час нічного провалу ГЕН в i-ту
добу.
Як видно із виразу (7), коефіцієнт форми є не
що інше, як коефіцієнт заповнення графіка потуж-
ності ЕТГ.
Коефіцієнти форми електричного навантажен-
ня були вирахувані для кожної доби 2018 р. за дво-
ма методами. Потім з масивами цих коефіцієнтів
був проведений статистичний аналіз, результати
якого наведені в табл.1.
Із табл. 1 видно, що СКВ незначне для обох ме-
тодів (мала дисперсія). Для подальшого аналізу та
розрахунків приймемо середнє значення осеред-
нених коефіцієнтів форми за першим та другим
методом, яке дорівнює 0,6637.
Виходячи із вищенаведеного, для кількості спо-
житої електроенергії Ekt k-тим комплексом ЕТГ та
відповідно виробленою ними теплової енергії Qkt
в році t можна записати
,
1
n
ф ЕТГ нп
kt j t j
j
E k P T M
(8)
, ,
1
n
ЕТГ п сзп
kt t j j t j
j
Q E k E k
(9)
де ф
jk – коефіцієнт форми j-того ЕТГ;
,
ЕТГ
t jP – електричне навантаження j-того ЕТГ в
рік t;
,
п
jk ,
ЕТГ
t jE – коефіцієнт перетворення та кількість
спожитої електроенергії j-тим ЕТГ в рік t;
сзп
jk – середньозважений коефіцієнт перетво-
рення j-того комплексу ЕТГ;
n – кількість ЕТГ;
нпT – тривалість нічного провалу;
M – кількість днів роботи комплексу ЕТГ в рік.
Виходячи із наведених вище формул було про-
ведено комп’ютерне моделювання використання
комплексів ЕТГ. Метою моделювання було визна-
чення оптимального складу комплексів ЕТГ для
регулювання навантаження енергосистем під час
нічного провалу ГЕН та добового регулювання
електричного навантаження. Варіанти формува-
лися шляхом зміни частки теплової потужності
теплових насосів по відношенню до сумарної те-
плової потужності комплексів ЕТГ, при постійно-
му електричному навантаженні на електроенер-
госистему. Моделювання проводилося при різних
значеннях вартості допоміжних послуг. В якості
критерія вибрана середня приведена собівартість
виробленої теплової енергії комплексу ЕТГ, а об-
меженням – період окупності інвестиційних ви-
трат, який не повинен перевищувати трьох років
для збереження існуючого тарифу на теплову
енергію згідно закону про теплопостачання.
При регулюванні навантаження енергетичних
систем під час нічного провалу їх ГЕН електрич-
ні теплогенератори працюють всього вісім годин
на добу (з 2300 до 700). Теплова енергія, яку виро-
блять ЕТГ, буде заміщувати аналогічну, виробле-
ну штатними газовими котлами теплових джерел
СЦТ. До складу комплексів ЕТГ можуть входити
електричні котли та теплові насоси. Для визна-
чення оптимального складу ЕТГ було вибрано
сумарну величину їх електричного навантаження
рівною 1000 МВт. Вартісні показники, які при-
ймалися в прогнозах для визначення LCOE, ста-
новили: природний газ – 195 €/1000 м3, електро-
енергія 37,7 €/МВт·год (по результатах торгів на
балансуючому ринку за липень 2019 р), допоміж-
ні послуги 0 та 10 €/МВт·год. Результати моде-
лювання приведені в табл. 2.
Як видно із табл. 2, навіть при відсутності пла-
ти за допоміжні послуги, для всіх варіантів складу
комплексів ЕТГ показник LCOE менший за серед-
ньозважену економічно обґрунтовану собівартість
теплової енергії теплопостачальних підприємств
України – 1265,8 ₴/Гкал [6]. А при вартості допо-
міжних послуг 10 €/МВт год комплекси ЕТГ мо-
жуть успішно конкурувати із традиційними гене-
раторами теплової енергії.
Період окупності ( ) інвестиційних витрат у
першому наближенні може бути вирахуваний ви-
ходячи із формули
· ( )
k
k ф c р ср
k k k
IC
PB
k q t C LCOE
, (10)
де IC
k
– інвестиційні витрати для k-того комплек-
су ЕТГ;
Таблиця 1. Результати статистичного аналізу коефіцієнтів форми
Назва\Показник Середнє Min Max СКВ Відносне СКВ, %
Метод 1 0,6166 0,5166 0,6985 ±0,0292 ±4,7
Метод 2 0,7107 0,5815 0,8097 ±0,0443 ±6,2
Примітка. СКВ – середньоквадратичне відхилення.
26
В.О. ДЕРІЙ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
ф
kk – коефіцієнт форми згідно виразу (7);
c
kq – сумарна теплова потужність k-того комп-
лексу ЕТГ;
рt – кількість годин роботи k-того комплексу
ЕТГ у рік;
срC – середня собівартість теплової енергії по
Україні (1265,8 ₴/Гкал).
Результати розрахунків періоду окупності ін-
вестиційних витрат показано на рис. 1.
Із графіків, які показано на рис. 1, видно, що
збільшення в ідносної ваги теплових насосів у
сумарній тепловій потужності комплексу ЕТГ
призводить до різкого росту періоду окупності
та інвестиційних витрат (права вісь). Причиною
є те, що питома вартість впровадження теплових
насосів перевищує аналогічну для електричних
котлів приблизно в 10 разів, що значно збіль-
шує сумарні інвестиційні витрати. Це і зрозумі-
ло, дуже дороге обладнання використовується
всього вісім годин на добу. Таким чином, для
регулювання електричного навантаження під
час нічного провалу ГЕН доцільно в основному
використовувати електричні котли. Рівень вико-
ристання теплових насосів не повинен переви-
Таблиця 2. Результати моделювання комплексів ЕТГ для регулювання навантаження енергетичних
систем під час нічного провалу ГЕН
Теплова
потужність
ЕТГ, МВт
Частка теплових насосів у
сумарній тепловій потужності
комплексів ЕТГ, %
Економія
природного газу,
млн м3
Сума
інвестицій,
млн €
LCOE, ₴/Гкал
при вартості допоміжних послуг,
€/МВт·год
0 10
980,0 0 235,5 39,1 1222,0 808,8
1035,5 7,9 248,9 72,5 1187,5 796,5
1091,1 14,9 262,2 105,9 1156,6 785,5
1157,1 22,2 278,1 142,8 1117,3 767,3
1216,3 27,9 292,3 174,5 1082,5 749,5
1274,9 33,2 306,4 208,2 1056,0 738,3
1353,5 39,6 325,3 254,1 1025,7 726,6
1448,5 46,6 348,1 310,3 994,9 715,3
1561,2 53,7 375,2 377,2 963,4 704,0
1718,4 62,0 413,0 469,0 924,2 688,6
1954,1 72,0 469,7 605,8 875,7 668,5
2317,9 83,4 557,1 819,3 823,5 648,8
2496,7 87,7 600,1 923,4 802,6 640,4
2709,9 92,3 651,3 1048,9 782,4 632,9
3220,8 100,0 774,1 1335,8 733,4 607,7
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0
2
4
6
8
10
12
0 20 40 60 80 100
Період окупності Зміна інвестиційних витрат Роки
%
Рис. 1. Залежність періоду окупності та зміни інвестиційних витрат від частки потужності теплових
насосів у загальній тепловій потужності комплексів ЕТГ
27
Особливості оцінки ефективності комплексів електричних теплогенераторів та умови їх впровадження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
щувати 15% від загальної теплової потужності
комплексу ЕТГ, тому що в інших випадках, як це
видно із рис. 1, термін окупності буде більший,
ніж три роки.
При добовому регулюванні електричного
навантаження електроенергосистем комплекси
ЕТГ працюють цілодобово. Базове електрич-
не навантаження прийнято рівним 500 МВт,
а максимальне, як і в попередньому випадку –
1000 МВт. Режими їх роботи – 500 МВт на за-
вантаження та 500 МВт на розвантаження. Тоб-
то, під час нічних провалів ГЕН комплекси ЕТГ
завантажені на повну потужність, а при пікових
та напівпікових режимах роботи енергосистеми
вони повністю розвантажені. Було також зро-
блено наступні припущення:
теплова енергія, яку вироблять комплекси ЕТГ
під час нічного провалу, буде акумульована тепло-
вими мережами;
під час пікових та напівпікових режимах робо-
ти електроенергосистеми, коли комплекси ЕТГ бу-
дуть повністю відключені, акумульована теплова
енергія буде подаватися споживачам;
кількість теплової енергії, яку вироблять комп-
лекси ЕТГ під час нічного провалу ГЕН, буде рів-
на тій кількості, яку б вони виробили в піках та
напівпіках, якби не відключалися.
Відносний вклад теплових насосів у сумарну
теплову потужність комплексу ЕТГ змінювався
аналогічно, як і при регулюванні електричного
навантаження під час нічного провалу ГЕН. Вар-
тісні показники, які приймалися в прогнозах для
визначення LCOE становили: природний газ –
195 €/1000 м3, електроенергія – 48,6 €/МВт·год, а
допоміжні послуги – 0, 10 та 20 €/МВт год. Резуль-
тати моделювання наведено на рис. 2.
Як видно із графіків, наведених на рис. 2, чим
більша частка теплових насосів у загальній тепло-
вій потужності комплексів ЕТГ, тим менше зна-
чення LCOE.
На рис. 3 показано, як залежить період окуп-
ності від складу комплексів ЕТГ при різній вар-
тості допоміжних послуг, який був обчислений
згідно виразу (10).
Із графіків, які показані на рис. 2, 3 видно, що
при використанні ЕТГ для добового поточного
регулювання навантаження енергосистем доціль-
но використовувати теплові насоси. Як видно із
рис. 3 для того, щоб період окупності інвестицій
не перевищував трьох років, вклад теплових на-
сосів не повинен бути меншим 57%, а, відповідно,
електричних котлів – 43% від загальної теплової
потужності комплексу ЕТГ.
Для регулювання електричного навантажен-
ня енергосистем ЕТГ можуть бути впровадженні в
СЦТ. Тоді теплопостачальні підприємства будуть
їх власниками. Тому доцільно оцінити фінансо-
ві можливості цих підприємств. Для проведення
розрахунків за базовий було використано 2012 р.,
який за показниками середньої температури близький
до нормативного. У цьому році, згідно з [7], СЦТ ви-
робили та поставили споживачам близько 63 млн Гкал
теплової енергії. Для визначення вартості цієї тепло-
вої енергії необхідно її обсяг помножити на тариф. А
як відомо, в Україні тариф визначається за формулою
ПT C , (11)
де С – економічно обґрунтована собівартість те-
плової енергії, грн/Гкал;
П = δ · С – питомий прибуток;
δ – індекс прибутковості, який затверджується
комісією НКРЕКП.
Рис. 2. LCOE при різному вкладі теплових насосів у сумарну теплову потужність комплексів ЕТГ
28
В.О. ДЕРІЙ
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
А так як згідно [8] інвестування в реконструк-
цію систем теплопостачання можливо тільки з
прибутку, то загальна його сума Пз буде становити
з зП C Q , (12)
де Qз – загальний обсяг реалізованої теплової
енергії.
У даний час існують тарифи для чотирьох
груп споживачів – населення, бюджетні, комер-
ційні та релігійні організації. Для населення, яке
є найчисельнішою групою споживачів (65−80%
від загального споживання) встановлений ну-
льовий прибуток. Для бюджетних та комерцій-
них організацій на рівні 2%, що на рівні загаль-
ного тарифу складає 0,4−0,7%. Для розрахунків
візьмемо середнє значення 0,55%. Тоді, підстав-
ляючи значення у формулу (12) отримаємо Пз
= ₴438,6 млн або €14,8 млн. Із цього прибутку
теплопостачальні підприємства фінансують за-
міну ветхих та аварійних ділянок теплових ме-
реж, частка яких по Україні сягає біля 22% [7] та
застарілих котлів. Безумовно, при такому рівні
прибутку теплопостачальні підприємства не в
змозі фінансувати проєкти із впровадження ЕТГ.
Як було показано вище, впровадження ЕТГ
потребує значних інвестицій, знайти джерела
яких в умовах катастрофічного падіння плато-
спроможності споживачів, важкого фінансового
стану СЦТ стає надскладною задачею. Здолан-
ня означених бар’єрів та перешкод принципово
можливо, але потребує, у першу чергу, визна-
чення того, що впровадження ЕТГ є задачею
загальнодержавного значення і її вирішення є
національним пріоритетом.
Для забезпечення можливостей застосування
ЕТГ в СЦТ для регулювання навантаження ГЕН
необхідно створити наступні умови.
1. Розробити нормативно-правову базу, яка
створить нормативно-правові умови впроваджен-
ня ЕТГ в СЦТ та їх функціонування; забезпечить
можливість диспетчерського управління ОЕС
України, визначить права і обов’язки диспетчер-
ської служби та власників ЕТГ; визначить еко-
номічні механізми роботи ЕТГ у складі СЦТ, які
би стимулювали впровадження ЕТГ; визначить
вимоги до комплексу технічних та програмно-ін-
формаційних засобів необхідних для забезпечення
роботи ЕТГ у складі СЦТ, розподіл зобов’язань з
їх створення та джерела фінансування.
2. Створити технічні умови для впроваджен-
ня ЕТГ у складі СЦТ та алгоритмів взаємодії
диспетчерів ОЕС та СЦТ.
3. Розробити (удосконалити) та впровадити
програмно-інформаційні засоби, які забезпечать
урахування можливості застосування ЕТГ при
плануванні режимів роботи ОЕС України дис-
петчерською службою та автоматизацію проце-
сів управління їх роботою.
Можливими умовами впровадження ЕТГ в
СЦТ може бути:
підвищення загального прибутку теплопос-
тачальних підприємств хоча б до рівня 10%;
залучення приватного інвестора;
створення Державної цільової програми ви-
користання ЕТГ для регулювання електричного
навантаження енергосистем.
Підвищення загального прибутку в найближ-
чі роки малоймовірно через низькі доходи до-
Рис. 3. Період окупності інвестицій при різному вкладі теплових насосів
у сумарну теплову потужність комплексів ЕТГ
29
Особливості оцінки ефективності комплексів електричних теплогенераторів та умови їх впровадження
ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61)
могосподарств. Залучення приватного інвесто-
ра стане можливим при встановленні ринкових
відносин у сфері теплопостачання та функціо-
нуванні ринку допоміжних послуг. Скоріше за
все ці ринкові відносини запрацюють не раніше
ніж через 5−7 років. Тому в даний час єдиною
можливістю впровадити ЕТГ є створення Дер-
жавної цільової програми.
ВИСНОВКИ
1. Встановлено, що для регулювання елек-
тричного навантаження під час нічного провалу
ГЕН в якості електричних теплогенераторів до-
цільно використовувати переважно електричні
котли, а вклад теплових насосів не повинен пе-
ревищувати 15% від загальної теплової потуж-
ності комплексів. При використанні електрич-
них теплогенераторів для добового поточного
регулювання навантаження переважно доцільно
використовувати теплові насоси, вклад елек-
тричних котлів не повинен перевищувати 43%
від загальної теплової потужності комплексів.
При таких співвідношеннях теплових потуж-
ностей електричних котлів та теплових насосів
приведена середньозважена собівартість тепло-
вої енергії, яку вони виробили, буде значно мен-
шою, ніж аналогічна по Україні станом на 2018 р.
(1265,8 грн/Гкал).
2. Проаналізовано фінансові можливості
теплопостачальних підприємств щодо впрова-
дження електричних теплогенераторів. Показа-
но, що в даний час вони не в змозі фінансувати
такі проекти через недостатність коштів. Сфор-
мовано рекомендації щодо впровадження елек-
тричних теплогенераторів в СЦТ, основними з
яких є: підвищення норми прибутку теплопос-
тачальних підприємств до рівня 10%, створення
відповідної Державної цільової програми, роз-
роблення нормативно-правового поля їх вико-
ристання і відповідних технічних та програмно-
інформаційних засобів.
1. Дерій В.О. Комплекси електричних теплогене-
раторів для керування потужністю регіональних енер-
госистем. Проблеми загальної енергетики. 2019. Вип.
3(58). С. 17―23. https://doi.org/10.15407/pge2019.03.017.
2. Projected Costs of Generating Electricity. 2015 Edition
// International Energy Agency, Nuclear Energy Agency,
Organisation For Economic Co-Operation And Development.
URL: https://www.oecd-nea.org/ndd/pubs/2015/7057-proj-
costs-electricity-2015.pdf (дата звернення: 04.11.2019).
3. The Full Costs of Electricity Provision. 2018 //
Nuclear Energy Agency, Organization For Economic Co-
Operation And Development. URL: https://www.oecd-nea.
org/ndd/pubs/2018/7298-full-costs-2018.pdf (дата звер-
нення: 06.11.2019).
4. Нормированная стоимость электроэнергии.
URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%
D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2
%D0%B0%D0%BD%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1
%81%D1%82%D0%BE%D0%B8%D0%BC%D0%BE%
D1%81%D1%82%D1%8C_%D1%8D%D0%BB%D0%
B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%8D%D
0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D0%B8
(дата звернення: 12.11.2019).
5. Дерій В.О. Особливості спільної роботи систем
централізованого теплопостачання та електричних те-
плогенераторів при регулюванні ними навантаження
ОЕС України. Проблеми загальної енергетики. 2018. Вип.
3(54). С. 54—59. https://doi.org/10.15407/pge2018.03.054.
6. Довідка про діючі станом на 01 травня 2019 року
економічно обґрунтовані тарифи та собівартість теплової
енергії для потреб населення, встановлені відповідними
постановами Національної комісії, що здійснює держав-
не регулювання у сферах енергетики та комунальних
послуг. URL: http://www.nerc.gov.ua/data/fi learch/teplo/
taryfy/naselennia/Taryfy_teplo_naselennia.pdf (дата звер-
нення: 07.11.2019).
7. Про основні показники роботи опалювальних ко-
телень і теплових мереж в Україні: статистичні бюлетені
за 2005—2014 рр. Державна служба статистики України.
8. Порядок формування тарифів на теплову енер-
гію, її виробництво, транспортування та постачання.
URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/v1174874-19
(дата звернення: 07.11.2019).
Надійшла до редколегії: 20.02.2020
|
| id | systemreorg-article-750 |
| institution | System Research in Energy |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-07-19T01:21:16Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | systemreorg/85/bdc14f8b4f659559525513f5f4908c85.pdf |
| spelling | systemreorg-article-7502026-07-18T12:57:46Z Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation Особливості оцінки ефективності комплексів електричних теплогенераторів та умови їх впровадження Derii V.O. power system, graph of electric loads, night depression, power, complexes, electric heat generators, heat pumps, electric boilers, district heating system, average reduced cost of energy енергосистема, графік електричних навантажень, нічний провал, потужність, комплекси, електричні теплогенератори, теплові насоси, електричні котли, система централізованого теплопостачання, середня приведена собівартість теплової енергії The performed studies at the Institute of General Energy of the NAS of Ukraine have revealed the undeniable advantages of electric heat generators (EHG), namely: simplicity of technical decisions (EHG are put on the places of old boilers in existing boiler rooms); ready infrastructure for the transportation and supply of thermal energy; great opportunities for thermal energy storage without additional capital investments; high speed (it is limited only by the requirements to operation of the thermal equipment of district heating system; wide range of the regulation of electric and thermal power; guaranteeing the stability of the united energy system of Ukraine, and low specific capital costs (their average values for Ukraine's energy systems do not exceed € 45–50 / kW of manoeuvring power).It is established that, for the regulation of electric load during the night depression of graphs of electric loads, it is advisable to use mainly electric boilers as electric heat generators, and the contribution of heat pumps should not exceed 15% of the total thermal power of the complexes.When using EHG for daily current load regulation, it is advisable to use heat pumps in the vast majority of cases, and the contribution of electric boilers should not exceed 43% of the total thermal capacity of the complexes. With these ratios of the capacities of electric boilers and heat pumps, the weighted average cost of the thermal energy produced by them will be much lower than the similar over Ukraine as of 2018 (1265.8 UAH / Gcal).The financial possibilities of heat supply companies for the introduction of electric heat generators are analyzed. It is shown that they are currently unable to finance such projects due to the lack of funds. Finally, we develop recommendations on the introduction of EHG at DHS: the increase in the rate of profit of heat supplying enterprises to a level of 10%, the creation of appropriate State Trust Program, the development of regulatory legal framework for their use, and the appropriate technical and software – information tools. Проведені дослідження в Інституті загальної енергетики НАН України виявили незаперечні переваги електричних теплогенераторів, а саме: простота технічних рішень – ЕТГ ставляться на місцях старих котлів у діючих котельних; готова інфраструктура для транспортування та постачання теплової енергії; великі можливості щодо акумуляції теплової енергії без додаткових капітальних витрат; велика швидкодія – обмежується тільки вимогами щодо роботи теплового обладнання СЦТ; широкий діапазон регулювання електричної та теплової потужності; забезпечується стійкість ОЕС України; низькі питомі капітальні витрати – середні по енергетичних системах України не перевищують €45/кВт маневрової потужності.Встановлено, що для регулювання електричного навантаження під час нічного провалу ГЕН у якості електричних теплогенераторів доцільно використовувати переважній електричні котли, а вклад теплових насосів не повинен перевищувати 15% від загальної теплової потужності комплексів. При використанні електричних теплогенераторів для добового поточного регулювання навантаження переважно більшості доцільно використовувати теплові насоси, вклад електричних котлів не повинен перевищувати 40% від загальної теплової потужності комплексів. При таких співвідношеннях потужностей електричних котлів та теплових насосів приведена середньозважена собівартість теплової енергії, яку вони виробили, буде значно меншою, ніж аналогічна по Україні станом на 2018 р. (1265,8 грн/Гкал).Проаналізовано фінансові можливості теплопостачальних підприємств щодо впровадження електричних теплогенераторів. Показано, що в даний час вони не в змозі фінансувати такі проекти через відсутність коштів. Сформовано рекомендації щодо впровадження електричних теплогенераторів в СЦТ, основними з яких є: підвищення норми прибутку теплопостачальних підприємств до рівня 10%, створення відповідної Державної цільової програми, розроблення нормативно-правового поля їх використання і відповідних технічних та програмно-інформаційних засобів. General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-07-15 Article Article application/pdf https://systemre.org/index.php/journal/article/view/750 10.15407/pge2020.02.023 System Research in Energy; No. 2 (61) (2020): The Problems of General Energy; 23-29 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (61) (2020): Проблеми загальної енергетики; 23-29 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/750/647 Copyright (c) 2020 Derii V.O. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0 |
| spellingShingle | power system graph of electric loads night depression power complexes electric heat generators heat pumps electric boilers district heating system average reduced cost of energy Derii V.O. Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| title | Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| title_alt | Особливості оцінки ефективності комплексів електричних теплогенераторів та умови їх впровадження |
| title_full | Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| title_fullStr | Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| title_full_unstemmed | Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| title_short | Features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| title_sort | features of the evaluation of the efficiency of electric heat generator complexes and conditions of their implementation |
| topic | power system graph of electric loads night depression power complexes electric heat generators heat pumps electric boilers district heating system average reduced cost of energy |
| topic_facet | power system graph of electric loads night depression power complexes electric heat generators heat pumps electric boilers district heating system average reduced cost of energy енергосистема графік електричних навантажень нічний провал потужність комплекси електричні теплогенератори теплові насоси електричні котли система централізованого теплопостачання середня приведена собівартість теплової енергії |
| url | https://systemre.org/index.php/journal/article/view/750 |
| work_keys_str_mv | AT deriivo featuresoftheevaluationoftheefficiencyofelectricheatgeneratorcomplexesandconditionsoftheirimplementation AT deriivo osoblivostíocínkiefektivnostíkompleksívelektričnihteplogeneratorívtaumoviíhvprovadžennâ |