Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy

According to the forecast of the World Energy Committee, the share of heating and hot water supply from the renewable energy sources in advanced countries can reach 75% in 2020. The heat supply strategy is focused on the transition from traditional combustion of fossil fuels to the use of energy-eff...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2020
Hauptverfasser: Shurchkova Yu.A., Pidruchna А.О.
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/755
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:System Research in Energy
Завантажити файл: Pdf

Institution

System Research in Energy
_version_ 1871104265056944128
author Shurchkova Yu.A.
Pidruchna А.О.
author_facet Shurchkova Yu.A.
Pidruchna А.О.
author_institution_txt_mv [ { "author": "Shurchkova Yu.A.", "institution": null }, { "author": "Pidruchna А.О.", "institution": null } ]
author_sort Shurchkova Yu.A.
baseUrl_str https://systemre.org/index.php/journal/oai
collection OJS
datestamp_date 2026-07-18T12:57:46Z
description According to the forecast of the World Energy Committee, the share of heating and hot water supply from the renewable energy sources in advanced countries can reach 75% in 2020. The heat supply strategy is focused on the transition from traditional combustion of fossil fuels to the use of energy-efficient technologies, including geothermal.For Ukraine, taking into account its limited resources of fossil fuels, the low efficiency of most old heating boilers, and the high degree of environmental pollution, the development of geothermal energy is extremely relevant and promising. There are all prerequisites for this: a sufficient resource base, scientific potential, legislation on the development of geothermal projects, and benefits for the production of geothermal energy.In the period from 1998 to 2003, the Institute of Technical Thermophysics (ITTP) of the National Academy of Sciences of Ukraine developed a number of projects for the development of geothermal heat supply in different regions of the country with different geological and geothermal conditions, for different installed capacities, based on wells of different depths (re-drilled and restored). According to the conclusion of experts, both domestic and foreign, these projects were recognized as technically feasible but economically uncompetitive due to the low tariffs for heat and electricity and the payback period of capital investments from 13 to 30 years.The economic indicators were adapted to the conditions of 2020 in terms of prices for materials, services, tariffs, while maintaining all technical parameters for 4 projects: 1. "Creation of geothermal heat supply system in Mostysk, Lviv region, Ukraine and Przemyśl, Poland". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine together with Local energy and hot water supply Co Ltd, Przemyśl, Republic of Poland, 2003; 2. "Creation of Monastyryshche geothermal district heating plant". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2001 [ITTP report on "Environmentally friendly geothermal energy of Ukraine", 2001]; 3. "Geothermal technological complex in the village of Yantarnoye (Crimea)". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine in collaboration with Houe & Olsen A / S Denmark, the Danish Energy Agency and the Danish Environmental Protection Agency, 2003; 4. "Technical and economic study of the feasibility of using heat pumps in geothermal heat supply systems using thermal waters of the Transcarpathian region". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the NAS of Ukraine, 1998.The comparative analysis showed that under the conditions of 2020, the considered projects will be implemented with high economic benefit.The development of geothermal energy in Ukraine, in particular, first of all, the widespread introduction of geothermal heating systems requires detailed information on geothermal fields, attracting state-of-the-art technologies and the best international practices, and sufficient funding from both the state and private investors.
doi_str_mv 10.15407/pge2020.02.043
first_indexed 2026-03-24T02:02:56Z
format Article
fulltext 43 Економічна ефективність систем геотермального теплопостачання в залежності від тарифів на теплоту і електроенергію ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) У загальному обсязі потужностей світової геотермальної енергетики більше 80% вико- ристовується в системах опалення та гаря- чого водопостачання. За даними останнього Всесвітнього конгресу в 2015 р. встановлена теплова потужність геотермальних систем те- плопостачання склала 70,3 ГВт, було отрима- но більш ніж 160 ТВт·год/рік теплової енергії, що дозволило замістити використання викоп- ного палива та знизити викиди парникових га- зів в атмосферу. Для цілей теплопостачання з 2010 до 2014 рр. в 42 країни світу було пробу- рено 860 геотермальних свердловин[1]. Із всіх видів енергії відновлювальних джерел енергії для теплопостачання геотермальна енергія знаходиться на другому місці в світі після со- нячного теплопостачання [2]. За розрахунка- ми економістів окупність затрат на створення геотермальних систем теплопостачання ста- новить не більше 5 років, що зумовлює конку- рентоздатність геотермальних систем тепло- посточання відносно інших [3]. Геотермальне централізоване теплопостачан- ня для обігріву приміщень використовується в 28 країнах Європи, Азії, Америки. Лідерами є Китай, Ісландія, Франція та Німеччина. В Європі налічується більше 5000 систем геотермального централізованого теплопостачання, що складає близько 10% загальної потреби. Країни Східної та Центральної Європи – Угорщина, Польща, Словаччина, Чехія і Румунія – також активно розвивають геотермальне теплопостачання. Україна втратила шанс стати одним з ліде- рів серед східно-європейських країн в області освоєння геотермальної енергії, коли в 90-ті роки ХХ сторіччя при наявності потужної на- уково-технічної бази були різко скорочені ро- боти по її освоєнню. Держава практично не інвестувала в створення технологій і облад- нання для її розвитку. І це при тому, що кра- їна має геотермальні ресурси майже на всій території. Запаси термальних вод розвідані в Закарпатті, Криму, Прикарпатті, Харківській і Полтавській областях. Згідно з даними Держе- нергоефективності України, річний досяжний тепловий потенціал геотермальної енергії в кра- їні еквівалентний близько 90000 МВт·год/рік, що потенційно дозволяє замістити використан- ня близько 10 млрд м3 природного газу на рік [4]. Високий потенціал геотермальної енергії в Україні підтверджують і зарубіжні спеціаліс- ти, зокрема, координатор Європейського енер- ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ЕНЕРГЕТИКИ ТА ЗАХИСТ ДОВКІЛЛЯ ISSN 2522-4344 (Online), ISSN 1562-8965 (Print). The problems of general energy, 2020, 2(61): 43–50 doi: https://doi.org/10.15407/pge2020.02.043 УДК 620.9.001;620.97 Ю.А. ШУРЧКОВА, д-р техн. наук, професор, ORCID: 0000-0002-8637-7049 А.О. ПІДРУЧНА, ORCID: 0000-0003-1896-2753 Інститут загальної енергетики НАН України, вул. Антоновича, 172, м. Київ, 03150, Україна ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ В ЗАЛЕЖНОСТІ ВІД ТАРИФІВ НА ТЕПЛОТУ І ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЮ В статті наведено результати порівняльного аналізу економічних показників 4-х проектів геотермального теплопостачання для різних регіонів країни, розробле- них в ІТТФ НАН України в період з 1998 р. до 2003 р., а також наведено результати техніко-економічних оцінок цих проектів, виконані для умов 2020 р. Розглянуто залежність економічної ефективності використання цих проектів від тарифів на теплоту й електроенергію. Показано, що при існуючих у теперішній час тарифах на теплоту створення систем геотермального теплопостачання економічно ви- гідно, перспективно, технічно і технологічно здійсненно. К л ю ч о в і с л о в а: геотермальна енергія, теплопостачання, техніко-економічни показники проекту, окупність інвестицій, рентабельність проекту. © Ю.А. ШУРЧКОВА, А.О. ПІДРУЧНА, 2020 44 Ю.А. ШУРЧКОВА, А.О. ПІДРУЧНА ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) гетичного дослідного альянсу EERA, голова геотермальної секції німецького Центра дослі- джень геотермальної енергії, професор Ернест Гюнгес заявляє, що «Україна має величезний по- тенціал розвитку геотермальної енергетики для теплопостачання», спеціалісти Національного енергетичного агентства Ісландії також під- тверджують наявність значного потенціалу гео- термальної енергії в Україні. В березні 2015 р. був підписаний Меморандум про співпрацю і взаєморозуміння в розвитку сфери геотермаль- ної енергетики між Україною та Ісландією. У рамках Меморандуму Державне агентство з енергоефективності та енергозбереження Укра- їни та Національна енергетична адміністрація Ісландії (Оркустовнун) домовились про реалі- зацію сумісних проектів по розвитку геотер- мальних ресурсів в Україні [5]. Розвиток геотер- мальної енергетики в Україні було передбачено «Національним планом дій з енергоефектив- ності на період до 2020 р.». Але за даними Дер- женергоефективності станом на кінець 2019 р. серед введених в експлуатацію за останній час об’єктів ВДЕ геотермальна енергетика відсут- ня. Відомостей про фінансування державою проектів геотермальної енергетики немає. У другій половині XX-го сторіччя в Інсти- туті технічної теплофізики НАН України до- сліджено використання геотермальної енергії, у тому числі, для геотермального теплопостачан- ня. Були виконані техніко-економічні розрахун- ки та аналіз доцільності використання геотер- мальних ресурсів для теплопостачання в різних регіонах країни, були розроблені проекти гео- термальних установок для теплопостачання на основі глибоких (3500 м) і середньоглибоких (1300 м) свердловин як нових, так і відновле- них після видобутку вуглеводнів. Дослідження засвідчили, що параметри розвіданих геотер- мальних площ, технічні рішення, існуючі тех- нології та обладнання дозволяють реалізувати розроблені проекти по створенню систем гео- термального теплопостачання в таких регіонах, як Донецько-Дніпровський, Закарпаття, Крим. Але за економічними показниками при існую- чих в той час тарифам на теплоту практично всі ці проекти були збитковими з термінами окуп- ності більше 15 років. За наступні роки до теперішнього часу тарифи на теплоту збільшились у доларовому еквівален- ті в 5–6 разів, що зумовлює актуальність задачі оцінки економічної ефективності цих проектів в умовах сучасних тарифів і цін. Для цілей дослі- дження були обрані чотири, найбільш детально розроблені проекти, які призначені для запро- вадження в різних регіонах України, і які про- йшли експертну оцінку зарубіжних спеціалістів: 1) «Створення системи геотермального тепло- постачання міста Мостиська Львівської області, Україна і міста Перемишль, Республіка Поль- ща»; 2) «Створення Монастирищенської геотер- мальної теплофікаційної установки»; 3) «Геотер- мальний технологічний комплекс у селі Янтарне (АР Крим)»; 4) «Техніко-економічне досліджен- ня доцільності застосування теплових насосів у системах геотермального теплопостачання, що використовують термальні води Закарпатського регіону». Усі технічні рішення цих проектів за- лишені без змін (табл. 1). Розрахунок економічних показників проек- тів здійснювався з урахуванням цін і тарифів на І квартал 2020 р. за тими ж алгоритмом і залеж- ностями, які були використані в оригіналах: – витрати на створення геотермальної уста- новки (капітальні витрати) визначалися вартіс- тю обладнання, матеріалів, свердловин, робіт з проектування, монтажу і пуско-налагоджу- вальних робіт; – експлуатаційні витрати (фінансово-адміні- стративні витрати) визначались вартістю прямих витрат на матеріали, електроенергію, кадри, по- датки та інші відрахування; Таблиця 1. Перелік і технічні параметри проектів Параметри Регіони Львівська обл. м. Мостиська Чернігівська обл. с. Монастирищи АР Крим с. Янтарне Закарпатська обл. м. Берегово Глибина свердловин, м 3500 3500 2230 1300 Кількість свердловин, од. 3 (2/1)* 2 (1/1)* 3 (2/1)* 5 (3/2)* Тип свердловин НС** ВС** НС** НС/ВС** Температура води, ºС 95 90 90 60 Теплова навантаження, МВт 12,57 1,63 20 6 Річне споживання теплоти, МВт·год 42075 7304,7 51200 18148 *кількість видобувних/кількість поглинаючих свердловин **НС − нові свердловини, ВС – відновлені свердловини. 45 Економічна ефективність систем геотермального теплопостачання в залежності від тарифів на теплоту і електроенергію ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) – дохід від реалізації теплоти: Д = T∙G, де: Д – дохід, дол. США, Т – тариф на теплоту, дол. США, G – річний об’єм реалізації тепла, МВт·год; – валовий прибуток: Пвал =Д – Ф, де: Пвал – ва- ловий прибуток, дол. США, Ф – експлуатаційні витрати без урахування амортизації, дол. США; – податок на прибуток: Н = (Д – Ф – А)∙0,3, де: Н – податок на прибуток, дол. США, А – аморти- зація, дол. США; – виробничий прибуток: Пвироб = Д – Ф – Н, де: Пвироб – виробничий прибуток, дол. США, – термін окупності: t = К/Пвироб, де: t – термін окупності, років, К – капітальні витрати, дол. США; – виробнича собівартість (Пп/с, дол. США/ МВт·год): Пп/с = річні експлуатаційні витрати / річний об’єм реалізації теплоти; – повна собівартість теплоти (С, дол. США/ МВт·год): С = Ф + Н + А / G; – рентабельність: Р = Т – С / С, %. Капітальні витрати в оригінальних проектах розраховувались згідно цін, нормативів і розці- нок, приведених в спеціальній літературі, прайс листах, рекламних проспектах заводів-виробни- ків, що діяли на той період. Розрахунки для умов 2020 р. здійснювались з урахуванням змін розці- нок на будівництво свердловин і супутніх витрат в середньому на 20% за даними [6]. Експлуатаційні витрати розраховувались згідно з існуючими в Україні нормативними вимогами й умовами оплати праці, що діяли в період 1998–2003 рр. Тарифи на теплоту для бюджетної сфери в 1998–2003 рр. станови- ли 13,97–14,1 дол. США/МВт·год, тарифи на електроенергію у той період часу станови- ли 0,06–0,035 дол. США/кВт·год. Розрахунки для умов 2020 р. здійснювались з урахуванням зросту цін на матеріали і послуги в середньо- му в 1,5 рази. Тариф на теплоту для бюджет- ної сфери, згідно даним Держенергоефектив- ності, був прийнятий рівним 78,98 дол. США/ МВт·год [7], тариф на електроенергію був при- йнятий рівним 0,092 дол. США/кВт·год [7]. Усі фінансово-економічні розрахунки здій- снювалися в доларах США у зв’язку з високим рівнем інфляцій в Україні. Курс дол. США в роз- рахунках умов 2020 р. був прийнятий рівним 25 грн. на березень 2020 р. Проект 1. «Створення системи геотермаль- ного теплопостачання міста Мостиська Львів- ської області, Україна і міста Перемишль, Республіка Польща». Проект розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН Украї- ни разом з Local energy and hot water supply Co Ltd, Перемишль, Республіка Польща, 2003 р. В статті розглядаються дані Проекту, що сто- суються Української частини – створення сис- теми геотермального теплопостачання міста Мостиська Львівської області [8]. Мета Проек- та – збудувати і ввести в експлуатацію систему геотермального теплопостачання цивільних та промислових об’єктів міста Мостиська Львів- ської області. На основі геологічних досліджень і бурін- ня пошукових свердловин було встановлено, що в межах геотермальної площі Мостиська на глибині 3000–3500 м має термальні води з температурою 95 °С в обсязі, достатньому для створення системи геотермального те- плопостачання з заданою тепловою потуж- ністю 12,57 МВт, що можливо досягти реалі- зувавши запропоновані технології і технічні засоби. Основні параметри цього проекту на- ведено в табл. 2. Аналіз економічних параметрів проекту по- казав, що при існуючому на той час тарифі на теплоту для населення і бюджетної сфери – 14,1 дол. США/МВт·год – термін його окупнос- ті складає більше 15 років і тому він не може бути комерційно привабливим, перспективним для інвестування та кредитування. З метою визначення умов, при яких проект може бути економічно ефективним, проведе- но розрахунки і отримано залежність термінів окупності від величини тарифів на теплоту (рис. 1) [8]. Рис. 1. Залежність термінів окупності проекту від тарифів на теплоту Згідно з цими розрахунками мінімальний та- риф на теплоту, при якому проект можна вва- жати перспективним для інвестування, складає 27 дол. США/МВт·год при терміні окупності 7 років. Основні економічні показники проекту 1 наведено в табл. 2. Порівняння двох варіантів розрахунків пока- зало: 1. Питомі капітальні витрати на реалізацію проекту в 2020 р. на 14% вище, аніж у 2003 р. 46 Ю.А. ШУРЧКОВА, А.О. ПІДРУЧНА ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) 2. Експлуатаційні витрати в 2020 р. вдвічі вищі, ніж у 2003 р. 3. Дохід від реалізації теплоти в 2020 р. збіль- шився порівняно з 2003 р. в 5,6 разів, а виробни- чий прибуток збільшився в 6 разів. 4. По екологічним показникам проект 1 для умов 2020 р., не зважаючи на збільшення капі- тальних та експлуатаційних витрат, амортиза- ційних відрахувань, податків, при тарифах на теплоту 2020 р. економічно вигідний. Термін окупності складає 3 роки. Проект 2. «Створення Монастирищенської геотермальної теплофікаційної установки». Розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН України у 2001 р. Мета проекту – ство- рення промислової теплофікаційної установки на базі відновлених свердловин, розташованих в районі Монастирищенського геотермального родовища, визначення техніко-економічних ха- рактеристик установки і доцільності вкладення капіталу в її створення. Монастирищенське родовище термальних вод розташоване на території північно-західної час- тини Дніпро-Донецької впадини. Аналіз геоло- го-технічних параметрів родовища показав, що на цій площі може бути організований видобуток термальних вод з температурою до 97 °С. На ро- довище є готові для термального використання вироблені нафтові та спостережні свердловини. Для розрахунків були обрані свердловини № 20 як видобувна і № 25 як поглинаюча, які по своїм параметрам технічно можуть забезпечити тепло- ву потужність не менше 1,63 МВт, достатню для покриття потреб об’єктів соціальної інфраструк- тури села Монастирищи. Основні технічні пара- метри проекту 2 наведено в табл. 1. Розрахунок економічних параметрів проек- ту 2 по цінам на матеріали та послуги, по тари- фам на теплоту та енергоносії, що діяли в 2001 р., показав, що реалізація проекту неможлива, оскільки розрахунковий термін окупності склав 31 рік. Розрахунок економічно параметрів проекту 2 по цінам і тарифам, що діяли в 1-ому кварта- лі 2020 р., показав, що в 2020 р., порівняно з 2001 р., питомі капітальні витрати зростають на 20%, експлуатаційні витрати – на 50%, ви- робнича собівартість – на 50%. Але, при цьому, прибутки від реалізації теплоти в 2020 р. збіль- шуються в 5,7 разів, а виробничий прибуток – в 9 разів. Основні економічні показники проекту за умов 2001 та 2020 рр. наведено в табл. 3. Порівняння економічних показників проекту 2 за параметрами 2001 і 2020 рр. показують, що не зважаючи на значне збільшення капітальних затрат, експлуатаційних витрат, податків, він стає економічно доцільним для реалізації. Тер- мін окупності складає 4 роки. Проект 3. «Геотермальний технологічний комплекс в селі Янтарне (АР Крим)». Розро- блений в інституті технічної теплофізики НАН України при співробітництві з Houe&Olsen A/S, Данія, Датським енергетичним агентством і Датським агентством захисту навколишнього середовища у 2003 р. Мета проекту – демон- страція можливості використання геотермаль- них технологій для вирощування, переробки та збереження сільськогосподарської продукції, автономного забезпечення теплом населено- го пункту, створення лікувально-оздоровчого комплексу. Таблиця 2. Економічні показники проекту 1 в умовах 2003 і 2020 рр. № Перелік показників Одиниці вимірювання Роки 2003 2020 1 Капітальні витрати Дол. США 5789936 6532456 2 Питомі капітальні витрати Дол. США/кВт.год. 868,2 987,4 3 Експлуатаційні витрати Дол. США 401214 818994 4 Амортизаційні відрахування Дол. США 231597 460000 5 Виробнича собівартість Дол. США/МВт·год. 4,03 19,46 6 Тарифи на теплоту Дол. США/МВт·год. 14,1 78,98 7 Тарифи на електроенергію Дол. США/кВт.год 0,035 0,092 8 Дохід від реалізації теплоти Дол. США 593258 3323083 9 Валовий прибуток Дол. США 423640 2964089 10 Податок на прибуток Дол. США 57618 751227 11 Виробничий прибуток Дол. США 366028 2212862 12 Термін окупності рік 15,8 3 47 Економічна ефективність систем геотермального теплопостачання в залежності від тарифів на теплоту і електроенергію ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) За оцінками спеціалістів ІТТФ НАН України і Датського енергетичного агентства, геотер- мальна площа с. Янтарне була визначена як одна із найбільш перспективних за технічними, еко- номічними і екологічними критеріям в Криму. У межах проекта планувалось використовувати вже існуючу циркулярну систему, що складаєть- ся з двох свердловин, і додатково пробурити ще три свердловини глибиною 2230 м. Основні тех- нічні параметри проекту 3 наведено в табл. 1. Основні економічні показники проекту для умов 1998 і 2020 рр. ‒ у табл. 4. Не зважаючи на високу оцінку спеціалістами технічних, екологічних, соціальних рішень, про- ект 3 не був реалізований, оскільки економічні па- раметри, які визначаються в основному тарифа- ми на теплоту й енергоносії, обумовлювали його невигідність, з великим терміном окупності – більше 13 років. Розрахунок економічних параметрів проекту 3 з урахуванням цін на матеріали, обладнання, послу- ги та тарифи на теплоту та енергоносії, що існува- ли в 1-ому кварталі 2020 р., показав що він може бути реалізований як економічно вигідний з термі- ном окупності 3 роки та рентабельністю 12,5%. Проект 4. «Техніко-економічне досліджен- ня доцільності застосування теплових насосів у системах геотермального теплопостачання, що використовують термальні води Закарпатсько- го регіону». Розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН України у 1998 р. [9]. Мета проекту – оцінка доцільності фінансування ін- вестиційних проектів при створенні систем гео- термального теплопостачання з тепловими на- сосами для кліматичних і гідротермічних умов Закарпатської області, де є геотермальні родови- ща промислових категорій. Гідрогеологічні дослідження Закарпатської геологорозвідувальної експедиції показали, що промислове освоєння термальних вод у цьому регіоні можливе при використанні екс- плуатаційних свердловин глибиною до 1300 м, які можуть забезпечити промислові притоки термальних вод з температурою 55–60 °С, до- статніх для теплових навантажень до 6 МВт. У 2003 р. гідрогеологічні характеристики і екс- плуатаційні передумови геотермальної площі Берегове були підтверджені дослідженнями, проведеними в Інституті технічної теплофізики НАН України за співпрацею Houe&Olsen A/S, Данія, Датським енергетичним агентством і Датським агентством захисту навколишньо- го середовища, які визначили площу Берегово одну із найбільш перспективних за технічними, економічними й екологічними критеріям. Проект «Техніко-економічне дослідження доцільності застосування теплових насосів в системах геотермального теплопостачання, що використовують термальні води Закарпатсько- го регіону» розроблявся в двох варіантах: 1) на основі спеціально пробурених розвідувально- експлуатаційних свердловин; 2) на існуючих ліквідованих пошуково-розвідувальних свердло- вин, що підлягають відновленню. В проекті роз- Таблиця 3. Економічні показники проекту 2 в умовах 2001 і 2020 рр. № Перелік показників Одиниці вимірювання Регіони Село Янтарне Село Монастирищи роки 2001 2020 2001 2020 1 Капітальні витрати Дол. США 6500000 7800000 1042000 1250400 2 Питомі капітальні витрати Дол. США/ кВт.год. 325 390 639 764 3 Експлуатаційні витрати Дол. США 200000 300000 55901 83852 4 Амортизація Дол. США 260000 390000 39752 50016 5 Виробнича собівартість Дол. США/ МВт·год. 3,9 5,86 7,65 11,48 6 Тарифи на теплоту Дол. США/ МВт·год. 15,91 78,98 15,91 78,98 7 Тарифи на електроенергію Дол. США/ кВт.год. 0,035 0,092 0,035 0,092 8 Дохід від реалізації теплоти Дол. США 814592 4043776 102051 576925 9 Валовий прибуток Дол. США 614592 3743776 46150 465068 10 Податок на прибуток Дол. США 106377 1006133 6398 132917 11 Виробничий прибуток Дол. США 508215 2737643 39752 360156 12 Термін окупності рік 13 3 Більше 15 років 4 48 Ю.А. ШУРЧКОВА, А.О. ПІДРУЧНА ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) глядались три варіанта теплових навантажень: 1,2; 3,6 та 6 МВт. Для розрахунків було обрано теплове навантаження 6 МВт, як оптимальне для даного населеного пункту. Основні технічні та економічні параметри Проекту 4 для умов 1998 і 2020 рр. наведено в табл. 4. Порівняльний аналіз економічних показників дозволив зробити наступні основні висновки: 1. Питомі капітальні вкладення, необхідні для створення системи геотермального тепло- постачання з тепловими насосами в місті Бере- гове на базі геолого-розвідувальних свердловин, що підлягають відновленню, знижаються біль- ше, ніж удвічі порівняно з варіантом на основі спеціально пробурених розвідувально-експлуа- таційних свердловин. 2. Питомі капітальні вкладення для умов 2020 р. порівняно з умовами 1998 р. підвищу- ються на 30% для знову пробурених свердловин і на 40% для тих, що підлягають відновленню. 3. Частка витрат на облаштування свердло- вин загальною вартістю систем геотермального теплопостачання з тепловими насосами в даному проекті складає: для систем із знов пробуреними свердловинами 58–70%, для систем з відновле- ними свердловинами – 21–31%. 4. Виробнича собівартість теплоти для знов пробурених свердловин вище порівняно зі сверд- ловинами, що підлягають відновленню, не біль- ше, ніж 10%. 5. Виробнича собівартість теплоти для умов 2020 р. в 1,5 рази вище порівняно з умовами 1998 р. Повна собівартість теплоти на осно- ві якої розраховується рентабельність проек- та, складає для систем на основі знов побудо- ваних свердловин 55,83 дол. США/МВт·год, а для відновлених свердловин – 51,94 дол. США/ МВт·год. 6. Порівняння тарифу на теплоту, що існував в 1998 р., з розрахованою виробничою собівар- тістю для систем геотермального теплопоста- чання з тепловими насосами на основі знову побудованих свердловин показує, що виробни- ча собівартість у 1,9 –2,2 рази вище тарифу. 7. Тариф на теплоту для бюджетної сфери з 1998 р. до 2020 р. збільшився в 5,65 разів: з 13,97 до 78,98 дол. США/МВт·год. Порівняння тарифу на тепло 2020 р. з виробничою собівартістю, роз- рахованою по цінам і тарифам 2020 р., показує що вона для систем із знов побудованими сверд- ловинами в 1,7 разів, а для систем з відновлени- ми свердловинами в 1,95 рази нижче тарифу. 8. Термін окупності Проекту 4 для умов 1998 р. перевищує 15 років. На підставі цьо- го параметра Проект був визначений як нео- купний. Термін окупності Проекту 4 для умов 2020 р. для систем на основі знову побудованих свердловин складає 7 років, а для відновлених свердловин – 4 роки. Рентабельність дорівнює, відповідно, 41,5 і 52,1%. Таблиця 4. Економічні показники проекту «Техніко-економічне дослідження доцільності застосування теплових насосів в системах геотермального теплопостачання, що використовують термальні води Закарпатського регіону» № Перелік показників Одиниці вимірювання Роки 1998 2020 Тип свердловини Нові Відновлені Нові Відновлені 1 Капітальні витрати Дол. США 3225986 1564736 4208979 2192978 2 Питомі капітальні витрати Дол. США/кВт.год. 537 261 702 365 3 Експлуатаційні витрати Дол. США 555468 488268 833202 732402 4 Амортизація Дол. США 129789 62589 194683 93884 5 Виробнича собівартість Дол. США/ МВт·год 30,60 26,9 45,9 40,36 6 Повна собівартість теплоти .Дол. США/ МВт·год. 55,83 51,94 7 Тарифи на теплоту Дол. США/ МВт·год. 13,97 78,98 8 Тарифи на електроенергію Дол. США/кВт.год. 0,06 0,092 9 Дохід від реалізації теплоти Дол. США 253528 1433329 10 Валовий прибуток Дол. США – 794811 11 Податок на прибуток Дол. США – 180038 210278 12 Виробничий прибуток Дол. США – 614773 584533 13 Термін окупності рік Більше 15 років 7 4 14 Рентабельність % – 41,46 52,06 49 Економічна ефективність систем геотермального теплопостачання в залежності від тарифів на теплоту і електроенергію ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) 9. Економічні показники Проекту 4 для умов 2020 р. дозволяють вважати його перспектив- ним для реалізації в Закарпатському районі. У табл. 5 приведені для порівняння основні економічні показники проектів 1–4 для умов 1998–2003 рр. і 2020 р. Як видно, у 2020 р., не зважаючи на значне зростання капітальних вкладень і собівартості, високий виробничий прибуток, обумовлені зрос- танням ринкових тарифів, дозволяє окупити ка- пітальні витрати за 3 – максимум 7 років. Для початку 2000-их років для геотермаль- ного теплопостачання розглядалось, в основно- му, використання глибоких і середньоглибоких свердловин, що продукують води з температу- рою від 50 до 100 °С. За останні десятиліття за- вдяки теплонасосним технологіям у світі отри- мало широке поширення використання тепла приповерхніх шарів земної кори на глибинах від декілька метрів до 100–300 м. Незважаючи на те, що властивості та процеси, що відбуваються в приповерхній зоні, у теперішній час недостатньо вивчені, відсутні обґрунтовані дані для вибору ділянок для створення геотермальних систем, а існуючі рекомендації носять орієнтовний харак- тер, світова практика показує, що використання низкопотенційних геотермальних ресурсів є еко- номічно вигідним для теплопостачання об’єктів малої потужності. Геотермальні ресурси малих глибин мають ряд переваг, таких, як практична невичерпність, повсюдність поширення, близь- кість до споживання, безпечність, економічна конкурентність відносно традиційних котель- них, екологічна чистота. На думку спеціалістів [10] «використання низькопотенційної геотер- мальної енергії малих глибин можна розглядати як революцію в системі теплопостачання». Суть технології використання теплоти приповерхньої зони полягає в створенні свердловинного чи го- ризонтального розташування підземного тепло- обміну, що приєднується до теплового насосу. На ринку України в теперішній час присут- нє теплонасосне обладнання більшості світо- вих фірм. Пропонуються, в основному, систе- ми для приватних будинків, і котеджів. Вибір системи підземної частини, глибини залягання горизонтального теплообмінника чи глибини свердловини визначаються виходячи з даних ге- ологічних карт конкретного району. Потужність системи і вибір теплового насоса визначаються споживаною потужністю і фінансовими можли- востями замовника. Вартість теплових насосів коливається в широких межах в рази залежно від фірми виробника. В останній час вартість геотермальних систем різко знизилась і стала доступною для широко- го кола споживачів. Наприклад, вартість системи для будинка площею до 200 кв. м, що включає в себе 5 свердловин по 50 м, в поєднанні з ки- тайським тепловим насосом, складає порядком 6 тис. дол. США. Термін окупності таких систем лежить в межах від 2 до 5 років. Не має достовірних даних про економічну ефективність геотермальних систем теплопос- тачання для більш великих об’єктів, де істотну роль починає мати такі фактори, як наявність і вартість земельних ділянок, для розміщення більшої кількості свердловин і з’єднувальних трубопроводів. Відомо, що існував проект по розробці геотермальної системи теплопос- тачання Торгівельно-розважального центра OceanPlaza в Києві. У проекті було передбаче- но 360 свердловин глибиною до 70 м (загальна довжина свердловин 25200 м). Представляло б інтерес порівняння технічних і економічних показників двох варіантів геотермальних сис- тем теплопостачання: на основі використання приповерхній теплоти ґрунту і на основі ви- Таблиця 5. Порівняння економічних показників Проектів 1–4 № Перелік показників Одиниці вимірювання Регіони Місто Берегово Закарпатська обл. с. Мостиська Львівська обл. с. Янтарне Крим Монастирище Чернігівська обл. 1998 2020 2003 2020 2003 2020 2001 2020 1 Капітальні витрати Тис. Дол. США *3 226/ 1565 *4 209/ 2193 5790 6533 6500 7800 1042 1251 2 Собівартість Дол. США/ МВт·год *30,60/ 26,9 *45,9/ 40,3 9,54 19,46 3,9 5,86 7,65 11,48 3 Виробничий прибуток Тис. Дол. США _ *614,77/ 584,53 366,03 2212,8 508,215 2 737,6 39,752 360,156 4 Термін окупності Роки Більше15 7/4 Більше15 3 13 3 Більше15 6 *Для міста Берегово дані вказано в форматі: для нових свердловин/для відновлених свердловин. 50 Ю.А. ШУРЧКОВА, А.О. ПІДРУЧНА ISSN 1562-8965. The Problems of General Energy, 2020, issue 2(61) користання термальних вод глибоких сверд- ловин. Цілком можливо, що спорудження од- нієї глибокої (300 м) чи навіть зверхглибокої (5000 м) свердловини економічно виявиться більш вигідним варіантом, чим буріння великої кількості свердловин на великій ділянці землі. ВИСНОВКИ Відповідно до прогнозу Світового Енерге- тичного Комітету до 2020 р. в передових країнах частка опалення і гарячого водопостачання від використання відновлювальних джерел енергії може досягнути 75%. Стратегія теплопоста- чання орієнтована на перехід від традиційного спалювання органічного палива до використан- ня енергоефективних технологій, в тому числі, геотермальних. Для України, при наявності дефіциту ви- копних палив, низької ефективності більшості старих опалювальних котельних, високої сту- пені забруднення навколишнього середовища, актуальним і перспективним є розвиток тепло- вої геотермальної енергетики. Для цього є всі передумови: достатня ресурсна база, науковий потенціал, законодавство, що регулює розробку геотермальних проектів, пільги на виробництво геотермальної енергії. Порівняльний аналіз економічних показників розглянутих 4-х проектів на розробку геотер- мальних систем теплопостачання в різних регіо- нах країни, з різними геологічними умовами, для різних установлених потужностей, на базі сверд- ловин різної глибини (знову пробурені і віднов- лені), розроблені в період з 1998 р. до 2003 р. і адаптованих для економічних реалій 2020 р., по- казує високу економічну ефективність і доціль- ність широкого використовування геотермаль- них систем теплопостачання в енергетиці країни. За технічними і технологічними показника- ми проекти могли бути реалізовані як в період їх розробки, так і зараз, але за економічними показ- никами в період 1998–2003 рр. вони були збитко- вими і не окупними внаслідок низьких тарифів на тепло, що існували в тей час: термін окупнос- ті капіталовкладень складав з 13 до 30 років. Для умов 2020 р. термін окупності проектів істотно скоротився – 3–7 років, що робить їх привабли- вими для інвестування. Для розвитку геотермальної енергетики в Україні, зокрема, і насамперед широкого впрова- дження геотермальних систем теплопостачання, потрібна наявність розгорнутої інформації про геотермальні родовища, залучення сучасних тех- нології і передового міжнародного досвіду, до- статнього фінансування, як зі сторони держави, так і приватних інвесторів. Роботу виконано за напрямом «Підтримка пріоритетних для держави наукових досліджень і науково-технічних (експереметальних) розро- бок» бюджетної програми КПКВ 6541230. 1. WorldGeothermalCongress,2015,Melbourne,Aust ralia,InternationalGeothermalAssociation. URL: https:// www.geothermal-energy.org/.../world-geothermal-com (дата звернення: 18.04.2020). 2. Direct Utilization of Geothermal Energy 2015 Worldwide Review. John W. Lund and Tonya L. Boyd Geo-Heat Center, Oregon Institute of Technology, Klamath Falls, OR 97601, USA. 3. Бутузов В.А. Геотермальне теплопостачання: російські наукові та інженерні школи. URL: https:// www.c-o-k.ru/articles/geotermalnoe-teplosnabzhenie- rossiyskie-nauchnye-i-inzhenernye-shkoly (дата звер- нення: 10.04.2020). 4. Ресурси геотермальної енергії. 17.08.2016. URL: https://metallurgy.zp.ua/resursy-geotermalnoj- energii/ (дата звернення: 17.04.2020). 5. Савчук C. На Західній Україні існує значний потенціал використовування геотермальної енер- гії. URL: http://old.kmu.gov.ua/kmu/control/publish/ article?art_id=249483736 (дата звернення: 10.04.2020). 6. «УКРБУРСЕРВИС» URL: https://oil-gas. com.ua/novosti/kompaniya-nomera/207-ukrburservis- kompaniya-glubokogo-bureniya.html (дата звернення: 20.04.2020). 7. Тарифи на електроенергію в 2020 році. URL: https://index.minfi n.com.ua/tariff /electric, Тарифи на централізоване опалення в 2019/2020 роках. URL: http://domik.ua/novosti/tarify-na-centralizovannoe- otoplenie-v-20192020-godax-n259029.html (дата звер- нення: 10.04.2020). 8. Забарний Г.М., Шурчков А.В., Барило А.А., Ре- закова Т.А., Шпак Я.Ф. Геотермальне теплопостачан- ня села Мостиска Львівскої області. К.: ІТТФ НАН України, 2003. 129 с. 9. Забарний Г.М., Шурчков А.В., Барило А.А. Техніко-економічне дослідження доцільності засто- сування теплових насосів в системах геотермального теплопостачання що використовують термальні води міоценового термоводоносного комплексу Закарпат- ського регіону. К.: ІТТФ НАН України, 1999. 230 с. 10. Богуславский Э.И., Фицак В.В. Технологія і еко- номіка освоєння приповерхніх геотермальних ресурсів. Записки Горного інституту. 2017. Т. 224. С. 189—199. Надійшла до редколегії: 13.05.2020
id systemreorg-article-755
institution System Research in Energy
keywords_txt_mv keywords
language Ukrainian
last_indexed 2026-07-19T01:21:20Z
publishDate 2020
publisher General Energy Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format ojs
resource_txt_mv systemreorg/81/fedfc84821118a75cbc5a0c9e7072681.pdf
spelling systemreorg-article-7552026-07-18T12:57:46Z Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy Економічна ефективність систем геотермального теплопостачання в залежності від тарифів на теплоту та електроенергію Shurchkova Yu.A. Pidruchna А.О. geothermal energy, heat supply, technical and economic indicators of the project, recoupment of capital investment, profitability of the project геотермальна енергія, теплопостачання, техніко-економічни показники проекту, окупність інвестицій, рентабельність проекту According to the forecast of the World Energy Committee, the share of heating and hot water supply from the renewable energy sources in advanced countries can reach 75% in 2020. The heat supply strategy is focused on the transition from traditional combustion of fossil fuels to the use of energy-efficient technologies, including geothermal.For Ukraine, taking into account its limited resources of fossil fuels, the low efficiency of most old heating boilers, and the high degree of environmental pollution, the development of geothermal energy is extremely relevant and promising. There are all prerequisites for this: a sufficient resource base, scientific potential, legislation on the development of geothermal projects, and benefits for the production of geothermal energy.In the period from 1998 to 2003, the Institute of Technical Thermophysics (ITTP) of the National Academy of Sciences of Ukraine developed a number of projects for the development of geothermal heat supply in different regions of the country with different geological and geothermal conditions, for different installed capacities, based on wells of different depths (re-drilled and restored). According to the conclusion of experts, both domestic and foreign, these projects were recognized as technically feasible but economically uncompetitive due to the low tariffs for heat and electricity and the payback period of capital investments from 13 to 30 years.The economic indicators were adapted to the conditions of 2020 in terms of prices for materials, services, tariffs, while maintaining all technical parameters for 4 projects: 1. "Creation of geothermal heat supply system in Mostysk, Lviv region, Ukraine and Przemyśl, Poland". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine together with Local energy and hot water supply Co Ltd, Przemyśl, Republic of Poland, 2003; 2. "Creation of Monastyryshche geothermal district heating plant". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2001 [ITTP report on "Environmentally friendly geothermal energy of Ukraine", 2001]; 3. "Geothermal technological complex in the village of Yantarnoye (Crimea)". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine in collaboration with Houe & Olsen A / S Denmark, the Danish Energy Agency and the Danish Environmental Protection Agency, 2003; 4. "Technical and economic study of the feasibility of using heat pumps in geothermal heat supply systems using thermal waters of the Transcarpathian region". Developed at the Institute of Technical Thermophysics of the NAS of Ukraine, 1998.The comparative analysis showed that under the conditions of 2020, the considered projects will be implemented with high economic benefit.The development of geothermal energy in Ukraine, in particular, first of all, the widespread introduction of geothermal heating systems requires detailed information on geothermal fields, attracting state-of-the-art technologies and the best international practices, and sufficient funding from both the state and private investors. Згідно з прогнозом Всесвітнього комітету з питань світової енергетики у 2020 р. у розвинутих країнах частка подачі опалення та гарячого водопостачання від використання відновлюваної енергії може досягати 75%. Стратегія теплопостачання зосереджена на переході з традиційного спалювання органічного палива до використання енергоефективних технологій, включаючи геотермальних.Для України, за наявності дефіциту викопних копалин, низька ефективність старих опалювальних котельних, високий ступінь забруднення навколишнього середовища, надзвичайно релевантною та перспективною, є розробка теплової геотермальної енергії. Для цього є всі передумови: достатня ресурсна база, науковий потенціал, законодавство, що регулює розвиток геотермальних проектів, переваги для виробництва геотермальної енергії.Протягом періоду з 1998 по 2003 рр. в Інституті технічною теплофізики НАН України розроблено комплекс проектів, геотермальне теплопостачання в різних регіонах країни з різними геолого-геотермичними умовами, для різних встановлених потужностей, заснованих на свердловинах різних глибин (знову пробурених і відновлених). Згідно з висновком експертів як вітчизняних, так і іноземних проектів, були визнані технічно реалізованими, але економічно неконкурентоспроможними через низькі тарифи на теплоту та електроенергію окупного періоду капітальних вкладень від 13 до 30 років.Проведено адаптацію економічних показників з умовами 2020 р. за цінами на матеріали, послуги, тарифи, зберігаючи всі технічні параметри на 4 проекти. 1. «Створення системи геотермального теплопостачання до міста Мостиська Львівської області, Україна та міста Перемишель, Республіка Польща». Розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН України, разом з Local energy and hot water supply Co Ltd, Перемишель, Польша, 2003, 2. «Створення Монастирищенский геотермальної теплофікаційної установки». Розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН України. 2001 [Звіт ІТТФ на тему «Екологічно чиста геотермальна енергетика України». 2001; 3. «Геотермальний технологічний комплекс у селі Янтарне (АР Крим)». Розроблений в Інституті технічної теплофізики НАН України при співпраці з Houe&Olsen A/S Данія, Датським енергетичним агентством та датським агентством охорони навколишнього середовища. 2003; 4. «Техніко-економічне дослідження доцільності застосування теплових насосів в системах геотермального теплопостачання, що використовують термальні води Закарпатського регіону» Розроблено в Інституті технічної теплофізики НАН України. 1998 р.Порівняльний аналіз показав, що в умовах 2020 р. розглянуті проекти можуть бути реалізовані з високими економічними перевагами.Для розвитку геотермальної енергії в Україні, зокрема, перш за все, широке впровадження геотермальних систем теплопостачання вимагає наявності розгорнутої інформації про геотермальні депозити, залученні сучасних технологій та найкращого міжнародного досвіду, достатнього фінансування як з державних, так і приватних інвесторів. 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/755 10.15407/pge2020.02.043 System Research in Energy; No. 2 (61) (2020): The Problems of General Energy; 43-50 Системні дослідження в енергетиці; № 2 (61) (2020): Проблеми загальної енергетики; 43-50 2786-7102 2786-7633 uk https://systemre.org/index.php/journal/article/view/755/651 Copyright (c) 2020 Shurchkova Yu.A., Pidruchna А.О. https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0
spellingShingle geothermal energy
heat supply
technical and economic indicators of the project
recoupment of capital investment
profitability of the project
Shurchkova Yu.A.
Pidruchna А.О.
Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
title Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
title_alt Економічна ефективність систем геотермального теплопостачання в залежності від тарифів на теплоту та електроенергію
title_full Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
title_fullStr Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
title_full_unstemmed Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
title_short Renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
title_sort renewed technical– and– economic estimation of the efficiency of realization of projects of using geothermal energy
topic geothermal energy
heat supply
technical and economic indicators of the project
recoupment of capital investment
profitability of the project
topic_facet geothermal energy
heat supply
technical and economic indicators of the project
recoupment of capital investment
profitability of the project
геотермальна енергія
теплопостачання
техніко-економічни показники проекту
окупність інвестицій
рентабельність проекту
url https://systemre.org/index.php/journal/article/view/755
work_keys_str_mv AT shurchkovayua renewedtechnicalandeconomicestimationoftheefficiencyofrealizationofprojectsofusinggeothermalenergy
AT pidruchnaao renewedtechnicalandeconomicestimationoftheefficiencyofrealizationofprojectsofusinggeothermalenergy
AT shurchkovayua ekonomíčnaefektivnístʹsistemgeotermalʹnogoteplopostačannâvzaležnostívídtarifívnateplotutaelektroenergíû
AT pidruchnaao ekonomíčnaefektivnístʹsistemgeotermalʹnogoteplopostačannâvzaležnostívídtarifívnateplotutaelektroenergíû