Energetikai gazdaságtan
MKEE
5. gyakorlat
AZ ENERGIATERMELÉS ÉS FELHASZNÁLÁS KÖLTSÉGEI A gyakorlat célja, hogy a hallgatók megismerjék a különböző energiatermelési technológiák költségeinek meghatározására szolgáló módszereket és ismert adatok alapján meghatározzák ezeket. A. ENERGIATERMELÉS 1. A 2000 MW beépített teljesítményű Paksi Atomerőmű 2013. évi villamosenergiatermelése 15418 GWh volt. Számítsa ki az erőmű évi kihasználási óraszámát és kihasználási tényezőjét? A Gönyüi Erőmű 2013. évi kihasználási tényezője 7%, beépített teljesítménye 433 MW. Számítsa ki az erőmű villamosenergiatermelését? A Paksi Erőmű beépített teljesítőképességének évi kihasználási időtartama: E 15418 106 BT 7709 h / év PBT 2000 103 Évi kihasználási tényezője: BT
BT 8760
7709 0,88 8760
Az alaperőmű kihasználási jellemzői jelentősen meghaladják a rendszer átlagát. A Gönyüi Erőmű éves villamosenergia-termelése: E PBT BT 433 106 0,07 8760 265,52 GWh
B. VILLAMOSENERGIA-TERMELÉS KÖLTSÉGEI Elméleti háttér: Állandó költség: Az erőmű költségeinek az a része, amelynek nagysága nem függ az energiatermelés mennyiségétől, az erőmű kihasználásától. A következő költségeket veszi figyelembe: 1. A beruházás tőketerhe: A tervezési élettartam minden egyes évére egyenletesen terheljük rá a beruházási költséget, úgy hogy az időtartam végére a beruházás visszatérüljön. Az éves tőketeher arányos a beruházási költséggel: Cl B l B0 i l
1
Energetikai gazdaságtan
MKEE
5. gyakorlat
A leírási költségtényezőt abból a feltételből vezetjük le, hogy az évi leírási költségeknek az üzembe helyezés pillanatára diszkontált jelenértéke meg kell egyezzen a beruházási költséggel, diszkontrátaként a reálkamatlábat használjuk:
l
r 1 (1 r ) n
ahol αl a leírási tényező; n az évek száma (kamatlábidő, leírási idő), r a reálkamatláb. Az elhúzódó beruházások költségnövelő hatását az interkaláris tényezővel vesszük figyelembe (a hosszabb építési idő miatt plusz kamatok jelennek meg, ami növeli a beruházási költséget): 1 Bj B i B0
j m
(1 r ) j 0,5 1
B
j m
j
ahol Bj a j-edik évben ráfordított beruházási költség; 0,5 az év során felmerülő költségek súlypontjának az év közepét tekintjük. Ezeket figyelembe véve a beruházás éves tőketerhe: Cl B l B0 i l 2. Karbantartási költség: A karbantartás költségek egy bizonyos hányada állandó költségként jelentkezik, a tapasztalatok szerint ez arányos a berendezések értékével, azaz beruházási költséggel, ezt a karbantartási költségtényezővel vesszük figyelembe: CTMK TMK B0 3. Egyéb költségek: Ilyenek például a bér, adó, biztosítási, irodai költségek, melyeket szintén a beruházási költséggel arányosnak szokták tekinteni, és az egyéb költségtényezővel veszik figyelembe: C e e B0 Az állandó költségtényezőket összegezve: l i TMK e Változó költség: Az erőmű költségeinek az a része, amelynek nagysága függ az energiatermelés mennyiségétől, az erőmű kihasználásától. A következő költségeket veszi figyelembe: 1. Tüzelőanyag költség: A hőerőművek változó költségeinek kiemelkedően legnagyobb tétele a tüzelőanyag (atomerőműveknél üzemanyag) költsége. Az évi tüzelőanyag felhasználás az évi villamosenergia-termelésből és az évi átlagos erőműhatásfok segítségével határozható meg:
2
Energetikai gazdaságtan
MKEE
Qü
5. gyakorlat
E éves
évi
Ahol: Eéves
éves villamosenergia-termelés,
évi
évi átlagos hatásfok.
A tüzelőanyag költség évi terhe a pü [Ft/GJ] fajlagos üzemanyagköltség figyelembevételével: C ü Qü p ü 2. Egyéb segédanyagok költsége: Ilyen lehet a hűtővíz vízhasználati díja, a füstgáztisztításhoz használt reagensek (pl. mészkő, ammónia) beszerzési költsége. Ez a költség a tüzelőhő felhasználással arányos: C e Qü si pi Ahol: si
i-edik segédanyag fajlagos felhasználása,
pi
i-edik segédanyag egységára.
Ezekkel a változó költség: Cvált Cü Ce Qü ( pü si pi ) Qü pQ
Erőművek termelési költségei (egységköltség) számítás: Az energiatermelést terhelő évi költségek az évi megtermelt villamos energiára vonatkoztatva: C C Cv k a k a kv E E Ahol: k az egységköltség, E egy évben megtermelt villamos energia. Mértékegysége: Ft/kWh. 1. Állandó egységköltség:
ka
C a B0 a PBT a rtartalék E E Pcs cs (1 ) cs
Az átalakításnál a következő összefüggést használtuk: PBT rtartalék Pcs 1
3
Energetikai gazdaságtan Ahol: rtartalék ε
MKEE
5. gyakorlat
az összevont tartaléktényező, az önfogyasztás.
2. Változó egységköltség: kv
pQ Cv pQ Qü E E évi
FONTOS: A bemutatott módszerrel egy tetszőlegesen kiválasztott üzemévre határoztuk meg az évi költséget és egységköltséget. C. INTERKALÁRIS TÉNYEZŐ 2. Egy erőművi beruházást, melynek nominális értéke 27 Mrd Ft, háromféle ütemezésben lehet megvalósítani. A kalkulatív reálkamatláb (éves effektív): 5%/év. Milyen hatása van a beruházás időtartamának a költségekre?
Létesítési idő
Beruházási költség évenkénti megoszlása
„A” változat 5 év 1. év: 10% 2. év: 10% 3. év: 35% 4. év: 30% 5. év: 15%
„B” változat 7 év 1. év: 5% 2. év: 10% 3. év: 20% 4. év: 25% 5. év: 20% 6. év: 10% 7. év: 10%
„C” változat 3 év 1. év: 20% 2. év: 50% 3. év: 30%
Az „A” változat gyakorlaton, a „B” és „C” szorgalmi. Az interkaláris tényező segítségével meghatározható melyik beruházás ütemezése a legkedvezőbb: 1 Bj B i B0
(1 p)
j m
1
B
j m
4
j
j 0,5
Energetikai gazdaságtan
MKEE
5. gyakorlat
Az egyes beruházásokra vonatkozó interkaláris tényező:
j, év -5 „A” változat -4 -3 -2 -1 i
j, év -7 -6 „B” változat -5 -4 -3 -2 -1 i
j, év „C” változat -3 -2 -1 i
B j ,0 , Ft
Bj (1 p) j 0,5 , Ft
2700000000 3362912829 2700000000 3202774123 9450000000 10675913742 8100000000 8715031626 4050000000 4150015060 1,115
B j ,0 , Ft 1350000000 2700000000 5400000000 6750000000 5400000000 2700000000 2700000000 1,181
B j ,0 , Ft
Bj (1 p) j 0,5 , Ft 1853805697 3531058470 6725825658 8006935307 6100522139 2905010542 2766676707
Bj (1 p ) j 0,5 , Ft
5400000000 6100522139 13500000000 14525052711 8100000000 8300030120 1,071
Az interkaláris tényező alapján a „C” változat a legkedvezőbb.
5
Energetikai gazdaságtan
MKEE
5. gyakorlat
D. EGYSÉGKÖLTSÉG SZÁMÍTÁS 3. Egy csúcserőművi gázturbinás egység tervezett leírási ideje 30 év, éves (beépített teljesítményre vonatkozó) kihasználási óraszáma 1500 h/év. A kalkulatív kamatláb 6,5%/év, a karbantartási költségtényező 2,5%/év, az egyéb költségtényező 1%/év. A tüzelőanyag hőára 96 Ft/Nm3, fűtőértéke 34 MJ/Nm3. Az évi átlagos hatásfok 38%. A beruházás költségei a következők szerint oszlottak meg: 1 (1 r ) j 0,5
a0 [Ft/kW]
m [év] -3 -2 -1 Összesen
10 000 50 000 140 000 200 000
1,1705 1,0991 1,0320
a [Ft/kW]
11705 54955 144480 211140
A fajlagos beruházási költség számítása: a j a 0, j
1
1 j 0,5 j m (1 r )
Az interkaláris tényező számítása: 1 Bj
i
B B0
j m
(1 r ) j 0,5 1
B
j m
Az α számítása:
a PBT 211140 1,0557 a 0 PBT 200000
j
i l TMK e 0,116
r 0,065 0,077 n 1 (1 r ) 1 (1 0,065) 30
Az állandó és változó költség alakulása: a 0 PBT 0,116 200000 Ft ká 15,46 BT PBT 1500 kWh kv
pü
évi
7430,34
pü
Ft Ft Ft 7430,34 0,0036 26,75 GJ kWh kWh
d 96 Ft Ft 2,8235 2823,5 H 34 MJ GJ
A teljes egységköltség: k k á k v 42,21
Ft kWh 6
Energetikai gazdaságtan
MKEE
5. gyakorlat
4. Számítsa ki a következő alaperőművek éves termelési önköltségét (egységköltség) 5%-os kamatláb mellett! ERŐMŰTÍPUS
Szén
Lignit
Atom
CCGT
Biomassza Hulladék Geotermikus
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
35
35
60
25
25
25
25
r
1/év
n
év
α_leírási
1/év
0,061
0,061
0,053
0,071
0,071
0,071
0,071
i
-
1,35
1,4
1,45
1,2
1,18
1,18
1,18
α_TMK
1/év
0,04
0,045
0,03
0,035
0,045
0,05
0,025
α_egyéb
1/év
0,015
0,015
0,02
0,008
0,01
0,01
0,006
α
1/év
0,137
0,146
0,127
0,128
0,139
0,144
0,115
a
Ft/kW
590 000
1 300 000
900 000
ε
%
300 000 360 000 690 000 130 000 9%
10%
6%
5%
10%
15%
5%
1,140
1,180
1,145
1,104
1,169
1,169
1,169
7000
7000
7500
7000
7500
7500
7500
k_állandó Ft/kWh
7,379
9,811
14,187
2,766
14,175
34,262
16,940
p_Q
Ft/GJ
1200
670
560
2700
1500
800
100
η_évi
%
39%
35%
33%
57%
28%
28%
13%
k_változó Ft/kWh
11,077
6,891
6,109
17,053
19,286
10,286
2,769
k
18,456
16,702
20,296
19,818
33,460
44,547
19,710
r_tart τ_csúcs
h/év
Ft/kWh
7
