Экономическая эффективность гелиоэнергетического оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экономическая эффективность гелиоэнергетического оборудования

И.А. Шкурупская

Предложен оригинальный подход определения экономической эффективности гелиоустановки с учетом экологических факторов, исходя из традиционных инвестиционных показателей денежного потока, срока окупаемости и нормы рентабельности. Выделены организационные и технические факторы обеспечения экономической эффективности.

І.О. Шкурупська

Економічна ефективність геліоенергетичного обладнання

Запропонований оригінальний підхід визначення економічної ефективності геліоустановки із врахуванням екологічних чинників, виходячи з традиційних інвестиційних показників грошового потоку, терміну окупності і норми рентабельності. Виділені організаційні і технічні чинники забезпечення економічної ефективності.

Постановка проблемы

Потребление энергии «от самой природы» связано с внедрением принципиально новых технологий, основанных на инновациях. Прежде всего, в данной статье пойдет речь о так называемых «солнечных» технологиях.

Преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую происходит посредством гелиоэнергетического оборудования. Инновационные научные достижения в гелиоэнергетической отрасли направлены на экономию традиционного топлива (прежде всего, нефти и газа), снижение затрат потребителей, уменьшение экологического ущерба окружающей среде и т.д. Все это делает гелиоэнергетическое оборудование привлекательным в глазах как частных покупателей, так и покупателей-фирм. С целью демонстрации целесообразности использования гелиоэнергетического оборудования наиболее убедительным становится расчет его экономической эффективности.

Привычное понятие «экономическая эффективность» по отношению к возобновляемым источникам энергии и оборудованию по их использованию значительно трансформируется. Оно напрямую связано с такими понятиями, как «энергетическая эффективность» и «эффективность энергосбережения».

Анализ последних исследований и публикаций

Поиск методик определения экономической эффективности энергосберегающих технологий усложняется в отечественных условиях недостаточной изученностью экономической стороны вопроса альтернативных источников энергии и их возможностей в наших условиях. Скорее всего, это связано с начальным этапом становления рынка в Украине. Если говорить о солнечной энергии, то вся доступная литература посвящена, в основном, техническому обоснованию внедрения самых разнообразных гелиоустановок как для промышленного, так и бытового назначения. Большинство публикаций, статей, монографий, Интернет-источников приводят к огромному количеству формул для расчетов различных параметров гелиоэнергетического оборудования, что только отдаляет решение задачи исследования.

Ввиду вышесказанного автор не претендует на полноту классификации подходов к определению экономической эффективности энергосберегающих технологий. Итак, существует 2 подхода, принципиальное различие которых обуславливается глубиной анализа.

1) Классическая методика: определяется, исходя из традиционных инвестиционных показателей денежного потока, срока окупаемости и нормы рентабельности. В свою очередь, делится на несколько видов:

a) Экономическая эффективность гелиоустановки как объекта природоохранной деятельности [1].

b) «Солнечная цена» [2].

2) Прогрессивная методика: оценка жизненного цикла гелиоэнергетического оборудования представляет собой анализ полного жизненного цикла солнечной установки, выполненный в соответствии с рекомендациями Международной Организации Стандартизации (EN ISO 14040) и выполняется в 4-х этапах: обзор, анализ оборудования, оценка экологического воздействия и интерпретация [3].

Так называемая классическая методика (обычно такой подход используется в оценке инвестиционных проектов и бизнес-планирование) рассчитывает экономическую эффективность непосредственно для самого инвестора, устанавливающего /внедряющего гелиоэнергетическое оборудование, для каждого конкретного случая. Одной из задач прогрессивной методики является оценка экономической эффективности гелиоустановки как таковой, без привязки к какому-либо субъекту и случаю, от момента создания ее простейшей детали до момента ее полной утилизации.

Каждая из предложенных методик применяется в зависимости от целей определения экономической эффективности. Прогрессивная методика потому так и названа, что является более полной, комплексной и, соответственно, трудоемкой по сравнению с классической методикой, так как определяет эффективность и целесообразность внедрения гелиоустановки в целом, при этом экономический аспект рассматривается наряду с экологическим, социальным и т.д. Такой подход уместен при расчете эффективности лишь на макроэкономическом уровне, поскольку позволяет учитывать отраслевое строение национальной экономики и ее глобальные преимущества (ввиду географических, климатических и др. особенностей). Классическая методика будет более полезна для расчетов целесообразности капиталовложений в проект внедрения гелиоустановки на микроэкономическом уровне, то есть с точки зрения самого предприятия или частного лица.

Формулировка целей статьи. Целью работы является выработка единого алгоритма определения экономической эффективности гелиоэнергетического оборудования, изучение основных факторов, влияющих на ее рост, а также препятствующих ему и, соответственно, формирование перечня технико-экономических требований к эффективным гелиоустановкам.

Ввиду этого, в рамках данной работы, не представляется возможным проанализировать полный жизненный цикл гелиоустановки. Для достижения поставленной цели более подробно рассмотрим классический подход определения экономической эффективности, делая акцент на его прикладном значении.

Изложение основного материала

В основе расчета экономической эффективности лежит определение целесообразности вложения капитала на реализацию нововведения (или внедрение энергосберегающего проекта). Выводы определяются соотношением необходимых затрат с получаемыми результатами. Единственное различие обуславливается самим «объектом» эффективности - энергосберегающим оборудованием (в частности, гелиоэнергетическим). Это оборудование не предназначено для массового производства продукции и услуг, объемы которого являются ключевыми индикаторами в расчете таких показателей экономической эффективности, как дисконтированный срок окупаемости (Pay-Back Period, PBP); чистая текущая стоимость (Net Present Value, NPV); внутренняя норма рентабельности (Internal Rate of Return, IRR).

Все эти показатели в отношении энергосберегающих технологий имеют место, но рассчитываются иначе. Причиной этого отличия является суть работы самого оборудования, задача которого состоит в экономии традиционных источников энергии. Именно поэтому экономическую эффективность для, например, гелиоэнергетического оборудования, в абсолютном виде определить невозможно. Хотя ее сущность - денежный эквивалент альтернативной энергии, высвобожденной (неиспользованной) в процессе как личного, так и промышленного потребления плюс «доход» от ненанесения экологического ущерба. Относительную же экономическую эффективность того же гелиоэнергетического оборудования можно оценить только при сравнении с вложением капитала в проект традиционного энергоснабжения (газ, уголь, электросети и т.п.).

В литературе широко распространены сведения о вредоносном влиянии использования органических энергоносителей, связанном со все увеличивающимися масштабами производства во всем мире. Такие экологические проблемы, как глобальное изменение климата, озоновые дыры, ухудшение здоровья и качества жизни населения планеты, проявились вследствие огромных выбросов СО₂ и образования парниковых газов. В связи с этим появились системы оценки воздействия на окружающую среду, повсеместно проводится энергетический аудит, внедряется эколого-экономический менеджмент, целью которых является предотвращение негативных последствий для окружающей среды и общества. В рамках данных мероприятий рассчитывается эколого-экономический ущерб того или иного вида человеческой деятельности. Этот показатель играет отрицательную роль, являясь нежелательной статьей расхода любого конкурирующего производства, так как тормозит его развитие. При анализе относительной экономической эффективности любого вида энергосберегающих технологий он будет «играть» в их пользу, так как их использование позволяет его избежать.

Абсолютный показатель рассчитывается по формуле [1,с.63]:

Е=Р-С/К, (1)

где Е - абсолютная экономическая эффективность (в долях); Р - результат от предотвращения экологического ущерба с учетом стоимости сэкономленного традиционного энергоносителя (в ден.ед.); С - годовые эксплуатационные расходы на обслуживание основных фондов, вызвавших результат (эффект) (в ден.ед.); К - капитальные вложения в проект внедрения гелиоустановки (в ден.ед.).

Ключевым элементом в этой формуле является показатель результата от предотвращения экологического ущерба с учетом стоимости сэкономленного традиционного энергоносителя (Р). Попробуем его разложить на составные компоненты:

экономическая эффективность гелиоэнергетический

Р=ЭУ+S, (2)

где ЭУ - возмещенная стоимость экологического ущерба (в ден.ед.); S - стоимость традиционного энергоносителя, который не использовали (сберегли) благодаря использованию гелиоустановки (в ден.ед.).

Под экологическим ущербом природной среде обычно понимают дополнительные затраты, связанные с необходимостью устранить загрязнение природной среды, остановить ее разрушение, истощение запасов полезных ископаемых и восстановление природной экосистемы, вышедшей из строя [4]. Для возмещения этих дополнительных затрат в Украине реализован механизм платы за загрязнение окружающей среды. В реальности на плечи каждого предприятия, загрязняющего окружающую среду, ложатся экологические издержки, которые являются составным элементом издержек производства.

Оставшиеся пока неизвестными элементы (S, С, К) формулы определения абсолютной экономической эффективности гелиоустановки зависят напрямую от параметров используемого оборудования. Прежде всего, стоит отметить, что гелиоустановки имеют разное потребительское значение. В зависимости от назначения - отопление, вентиляция/кондиционирование, нагрев воды, получение электроэнергии - главным их компонентом выступают либо солнечные коллектора различных типов, либо фотоэлементы (солнечные батареи). Этот фактор как раз и определяет основную величину капитальных затрат (К) и расходы на эксплуатацию (С). Техническая эффективность гелиоустановки, в основном, через показатель коэффициента полезного действия (КПД) обуславливает выработку определенного количества энергии, которое инвестор (потребитель) экономит от традиционных источников (величина S). Таким образом, искомые величины S, С, К непосредственно зависят от самой технологии преобразования солнечной энергии: посредством коллекторов либо фотоэлементов. Ввиду ограниченности объема данной работы, остановимся на определении эффективности гелиоустановки с солнечным коллектором.

Значение теплопроизводительности солнечного коллектора необходимо для нахождения величины экономии от замещения традиционного энергоносителя (S) [5]:

S=Q_x·C (3)

где S - стоимость традиционного энергоносителя, который не использовали (сберегли) благодаря использованию гелиоустановки (в ден.ед.); Q_к - теплопроизводительность коллектора (МДж или кВт*час); С - тариф, установленный на потребление величины энергии из традиционных источников, эквивалентной 1 кВт*час (грн./ кВт*час).

Основываясь на опыте проектирования, сооружения и эксплуатации гелиоустановок горячего водоснабжения в условиях различных регионов Украины определена оценка удельной экономии топлива или электрической энергии, относящаяся к 1 м2 площади солнечного коллектора, установленного под углом 30⁰ к горизонту [6]. Так, например, в Одессе экономия условного топлива благодаря использованию солнечного коллектора составляет 128 кг/(м2*год), электрической энергии - 746 кВт*час/ (м2*год).

Таким образом, наибольшее влияние на величину сохраняемой (замещаемой) традиционной энергии (S) влияют такие характеристики гелиоустановки, как КПД солнечного коллектора (зависит от теплопроизводительности), его площадь (зависит от географического расположения, величины нормы потребления воды в сутки и количества потребителей), тарифы на традиционные энергоносители.

Для оценки капитальных издержек необходимо знать, из каких компонентов состоит типичная гелиоустановка: кроме солнечных коллекторов, она содержит множество других элементов. Все компоненты гелиоустановки являются обязательными, поэтому сократить капитальные затраты ни на одном из них не представляется возможным. Каждый элемент гелиосистемы имеют определенную рыночную стоимость, складывающуюся с учетом конъюнктуры на данный период. Данные на основе анализа валовых затрат 35 установленных в Германии солнечных коллекторов свидетельствуют об определенных пропорциях каждой статьи издержек относительно друг друга [2]: стоимость солнечных коллекторов (31,2%); стоимость основных компонентов системы, включая накопительные резервуары, трубопроводы, насосы, контрольно-регулировочное оборудование и т. д. (44,2%); расходы на строительно-монтажные работы (24,6%).

В готовых (установленных) гелиоустановках с применением солнечных коллекторов украинского производства стоимость составляет от 280 до 400 Евро за 1 м2 коллекторов. Стоимость зависит от площади гелиоустановки, как правило, чем больше гелиосистема, тем ниже удельная стоимость. С 1 м2 солнечного коллектора в летний период можно получить от 80 до 120 литров горячей воды с температурой 45 С^О в сутки [7].

Если оборудование грамотно смонтировано, то на протяжении всего срока эксплуатации гелиоустановка требует минимального ухода. Так, для обеспечения бесперебойной ее работы, необходимо: замена и контроль теплоносителя после 6 лет эксплуатации; проверка способности предохранительного клапана 1 раз в 4 месяца; ревизия электрического оборудования в соответствии с местными нормами. Таким образом, единственной предусмотренной статьей текущих (эксплуатационных) затрат является замена теплоносителя в гелиоустановке.

Найденные величины капитальных (К) и эксплуатационных (С) затрат в соответствии с классическим подходом определения экономической эффективности необходимо сопоставить, т.е. «дисконтировать». Гелиоустановка устанавливается не менее, чем на 20 лет, следовательно, для получения взвешенной оценки экономической эффективности проекта необходимо сопоставить капитальные затраты в сегодняшних ценах с будущими доходами в соответствующих ценах. Для приведения будущих стоимостей в сегодняшние применяют коэффициент дисконтирования [1, с.65]:

a_t=1/(1+E)^t (4)

где а_t - коэффициент дисконтирования; Е - принятая норма дисконта (на уровне инфляции, банковского процента, средней нормы рентабельности предприятия по народному хозяйству и т.п.); t- номер года инвестиционного периода (или шага горизонта расчета).

Выводы

Инновационные научные достижения в гелиоэнергетической отрасли направлены на экономию традиционного топлива (прежде всего, нефти и газа), снижение затрат потребителей, уменьшение экологического ущерба окружающей среде и т.д. Все это делает гелиоэнергетическое оборудование привлекательным в глазах как частных покупателей, так и покупателей-фирм. Расчет экономической эффективности гелиоэнергетического оборудования является главным фактором в обосновании целесообразности его внедрения и использования.

В данной работе описан алгоритм определения экономической эффективности гелиоустановки, исходя из традиционных инвестиционных показателей денежного потока, срока окупаемости и нормы рентабельности. Основываясь на проведенных исследованиях, автор разделил факторы обеспечения экономической эффективности на 2 типа: организационные и технические. Организационные факторы: монтаж под «правильным» углом в зависимости от географической широты; более высокое расположение бака-аккамулятора на 300-600 мм относительно верхней отметки коллектора солнечной энергии; тепловая изоляция всех нагретых поверхностей; при круглогодичном режиме эксплуатации водонагревательной гелиоустановки использование незамерзающего теплоносителя (вместо воды) - антифриза.

Технические факторы. КПД солнечного коллектора зависит, прежде всего, от его физико-технических характеристик и может варьироваться от 30 до 70 %. Вот те факторы, на которые необходимо обратить внимание в первую очередь: теплопроизводительность солнечного коллектора, температура теплоносителя на входе в коллектор (чем ниже температура, тем меньше тепловые потери и выше КПД солнечного коллектора), степень селективности покрытий абсорбера (лучепо-глощающая поверхность коллектора), площадь абсорбера (зависит от географического расположения, величины нормы потребления воды в сутки и количества потребителей).

Усредненная оценка экономической эффективности гелиоустановки показал целесообразность ее внедрения в украинских условиях. Технико-экономические расчеты по действующим гелиоустановкам показывают, что при существующих ценах на органическое топливо, увеличившихся за последние пять лет в 3,7 раза, срок окупаемости гелиоустановок, с учетом эксплуатационных затрат, составляет для от 2,5 до 5 лет, при сроке службы гелиоустановок 25-30 лет.[7]

Литература

1. Экономическая эффективность нововведений в машиностроении. Конспект лекций, задачи, тесты. / Л.И. Трусова, В.В.Богданов - Ульяновск: УлГТУ, 2005. - 81 с.

2. С. Артеменко. Экономика солнечных установок. - Тренинговые материалы общественной организации «Центр солнечной энергии», Одесса, 14.02.02.

3. Солнечная энергетика: (теория, разработка, практика)/ А.Н.Горин, В.А. Смынтына, А.В. Дорошенко, М.А. Глауберман. - Донецк: Норд-Пресс, 2008, с.332-335

4. Е.В. Рюмина. Ущерб от экологических нарушений - «Экономика природопользования». - 2004. - №4, с.55-65

5. В.А. Бутузов, А.А. Лычигин. Гелиоустановки горячего водоснабжения: расчеты, конструкции солнечных коллекторов, экономическая и энергетическая целесообразность. - «ЭСКО». - 2002. - №5.

6. Н.М. Мхитарян. Энергосберегающие технологии в жилищном и гражданском строительстве - К.: Наукова думка, 2000.

7. Официальный сайт «Крымской тепловой компании», раздел «Альтернативная энергетика» // http://www.sevktk.com/

Размещено на Allbest.ru