Методы определения экономической эффективности.

Технико-экономическая оптимизация технологических решений

Применение электроэнергии для получения теплоты наиболее целесообразно там, где любой другой вид энергии не может пол­ностью обеспечить технологический процесс.

В связи с этим при использовании электронагревательных ус­тройств в сельскохозяйственном производстве необходимо про­водить предварительные технико-экономические расчеты. По экономическому показателю общие затраты на электронагрев должны быть меньше, чем при нагреве от другого источника энергии.

Это условие практически достаточно для обоснования эконо­мической целесообразности использования электронагреватель­ных устройств в сельском хозяйстве.

Вкачестве общепринятого метода определения экономической эффективно­сти при сравнении вариантов электротехнологии и электротеп­лоснабжения используют метод ежегодных приведенных затрат. При единовременных капитальных вложениях (что можно при­нять, если объекты сооружают менее одного года) и постоянных, то есть не меняющихся во времени эксплуатационных расходах, эти затраты, руб/год, могут быть определены по выражению

3_Г = Е_Н × К + И, (2.161)

Е_Н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Е_Н = 1/Т_Н, в сельском хозяйстве Е_Н = 0,15; К — капитальные вложения в сооруже­ние каждого из рассматриваемых вариантов, руб.; И — годовые эксплуатационные расходы каждого варианта, руб/год.

При таком сравнении вариантов (их число может быть любым) наилучшим или наиболее экономичным будет тот, у которого зна­чение приведенных затрат будет наименьшим (З_Г ® мин).

Капитальные вложения при технико-экономическом сравне­нии определяют или при помощи сметных расчетов на основании прейскурантных цен, или по укрупненным сметным нормативам. Годовые эксплуатационные расходы могут быть определены по укрупненным показателям на основании справочных данных или по эксплуатационным сметам.

В качестве примера более подробно рассмотрим указанный ме­тод при замене топливной котельной на электрокотельную.

Согласно указанному методу годовой экономический эффект

Э_Г = 3^Т_Г - 3 ^Э_Г, (2.162)

3^Т_Г — ежегодные приведенные затраты в варианте с топливной котельной, руб/год;3 ^Э_Г — приведенные затраты при варианте с электродными водонагревате­лями (ЭВН), руб/год.

Применительно к вариантам для котельной приведенные зат­раты, руб/год,

3 ^Т,Э_Г = Е_Н × К ^(Т,Э) + И ^(Т,Э). (2.163)

Капитальные затраты К включают в себя затраты на сооруже­ние котельной, тепловых сетей, аккумулирующих устройств, внут­ренних систем отопления и горячего водоснабжения. Так как при замене тепловых котлов электроводонагревателями тепловые сети, котельная, аккумулирующие устройства, внутренние систе­мы отопления и горячего водоснабжения могут оставаться пре­жними, то в сумму капитальных затрат можно включить лишь сто­имость электрокотлов со шкафами автоматического управления и стоимость их монтажа.

Ежегодные эксплуатационные расходы на производство тепло­ты И включают в себя расходы на реновацию, капитальный и те­кущий ремонты, заработную плату персонала, стоимость израсхо­дованной электроэнергии или топлива, то есть

И = Ирен+ Ик.рем + Ит.рем+ Иэ.п. + Иэл(илиИтоп),(2.164)

Если при внедрении новой техники из действующих основных производственных фондов, характеризующихся величиной К^э, ис­ключают оборудование, то неамортизированную их часть добавля­ют к стоимости внедряемого оборудования, за вычетом суммы, полученной от реализации средств производства.

В этом случае для электрокотельной

3^Э_Г = Е_Н К^Э + Е_Н К^Э_О + И^Э(2.165)

К^Э_О — неамортизированная часть выбывающих основных фондов за вычетом суммы, полученной от их реализации.

Сумму капитальных и текущих производственных затрат по со­ставляющим их элементам определяют в данном случае по фактическим данным хозяйства — балансовой стоимости оборудования, данным первичных учетных документов и т. д. Результаты расче­тов по двум вариантам сводят в таблицу.

Отметим, что в капитальные затраты могут входить сто­имость фундамента, монтажа оборудования и другие долговре­менные затраты. Издержки на текущий и капитальный ремонты принимают в размере 8 % суммы основных производственных фондов (К). Издержки на реновацию принимают равными 3,3 % от К.

При расчетах необходимо знать стоимость 1 т угля или другого вида топлива, руб.; стоимость электроэнергии, руб/кВт • ч, основ­ного и льготного тарифов; продолжительность отопительного се­зона, дней; зарплату кочегаров и электриков, руб/год.

Реальная разница затрат Э_г = 3^Т_Г — 3^Э_Г по вариантам котельных может составить от 24 до 75 млн руб/год, что означает эффектив­ность использования электрокотельной.

В качестве критерия экономической эффективности в проект­ной практике широко применяют также метод срока окупаемости дополнительных капитальных вложений. Под сроком окупаемости понимают время, в течение которого дополнительные капиталь­ные вложения в данный объект полностью возвращаются за счет снижения годовых эксплуатационных расходов.

Срок окупаемости двух сопоставляемых вариантов

Т_ОК = К₂ - К₁

И₁ - И₂ (2.166)

К₁ и K₂ — капитальные вложения в сооружения двух объектов (в вариантах 1 и 2 при условии К₂ > К₁); И₁ и И₂ — годовые эксплуатационные расходы по вариан­там 1 и 2 (полагаем, что И₁ > И₂).

Подсчитанное по указанному выражению значение срока оку­паемости сравнивают с нормативным. Если Т_ок > Т_н, принимают первый менее капиталоемкий вариант, при Т_ок < Т_н экономичней будет второй вариант, при Т_ок = Т_н оба варианта считают равно-экономичными.

Примеры технико-экономической оптимизации технологического решения.

В качестве примера приведем задачу по определению ми­нимума удельных приведенных затрат, руб/(м² • год), при расчете тепловой изоляции для электротепловых установок. Как известно, после выбора типа тепловой изоляции задача расчета сводится к определению оптимальной ее толщины. Увеличение толщины снижает потери электроэнергии, но при этом возрастают потери на изоляцию (рис. 2.52).

Следовательно, расчет изоляции — типичная технико-эконо­мическая задача по определению минимума удельных припсигн ных затрат. Для рассматриваемого случая удельные приведенные затраты, отнесенные к 1 м² изоля­ции, руб/(м² • год),

З_уд = (Е_н + С_а)К_из + И_э, (2.167)

С_а — коэффициент отчислений на амортизацию, С_а = 0,1; К_из — капитальные вложения на тепловую изоляцию 1 м² ог­раждения, руб/м²; И_э —стоимость годовых потерь электроэнергии с 1 м² ограждения, руб/(м² ×год).

С известным приближением можно считать

K_ИЗ = С_ИЗ × d_ИЗ (2.168)

С_из — стоимость 1 м³ изоляционного материала, руб/м³; d_ИЗ — толщина слоя изоляции, м.

Стоимость потерь электроэнергии

И_Э = DР_С × С_Э ×t (2.169)

DР_С — мощность потерь в окружающую среду, кВт, DР_С = к × DТ × 10 ^–3, к — ко­эффициент теплоотдачи от нагреваемого материала к внешней среде, Вт/(м • °С);DТ — среднегодовая разность температур между нагреваемым материалом и окру­жающей средой; С_Э —стоимость электроэнергии, руб/(кВт-ч); t— годовое число использования установки, ч/год.

Рис. 2.52. Зависимость приведенных затрат на тепловую изоляцию от ее толщины

Для определения суммарных удельных затрат на электротепло­вое оборудование и передачу электрической энергии, расходуемой на тепловые нужды животноводческих ферм на 200 и 400 голов КРС, проведены соответствующие расчеты при различных вари­антах электротеплоснабжения. Суммарные удельные приведенные затраты, руб/ГДж, по вариантам можно представить в виде

Зуд = Зэ + Зтр.п + Зв.л. + 3н.л.+ 3об + Зэту, (2.170)

З_Э — замыкающие затраты на электроэнергию; Зтр.п — приведенные затраты на трансформаторные подстанции;Зв.л. + 3н.л — приведенные затраты на линии высо­кого и низкого напряжения; 3об — приведенные затраты на оборудование нетеп­лового назначения; 3эту — затраты на электротепловые установки. Все составля­ющие в руб/ГДж.

Проделанные расчеты позволяют утверждать, что З_уд зависят от объемов расхода теплоты, способа электротеплоснабжения и типа оборудования. При электротеплоснабжении по свободному гра­фику половина затрат приходится на энергосистему, а по режим­ному графику (с использованием аккумулирования) — на электро­тепловое оборудование (до 45 %). При установке ЭТУ непосред­ственно у потребителя З_удна 20 % ниже по сравнению с электрокотельными.

Еще один пример технико-экономической оптимизации электротехнологических процессов — задача повышения эффективности использования электроэнергии на тепловые цели сельскохозяйствен­ных объектов. Здесь необходимо повысить теплозащиту зданий до оптимального уровня с учетом требований экономии энергии на поддержание микроклимата; использовать децентрализованные системы теплоснабжения и обеспечивать автоматическое поддер­жание необходимого теплового режима в помещениях; более ши­роко применять средства локального обогрева, доводчики и ути­лизаторы теплоты; выравнивать графики электрических нагрузок за счет применения электронагревательных установок с аккумули­рованием теплоты и комбинированных электротепловых устано­вок, работающих на топливе и электроэнергии (при возможности на возобновляемых источниках энергии).