Определение оптимальной мощности теплового источника централизованного теплоснабжения на основании экспресс расчета с использованием критериев эффективности

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИСТОЧНИКА ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ОСНОВАНИИ ЭКСПРЕСС РАСЧЕТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИТЕРИЕВ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Бузоверов Евгений Анатольевич, научный сотрудник, Объединенный институт высоких температур

Российской академии наук, Россия, г. Москва

Экономические интересы инвесторов, теплоснабжающих организаций и муниципалитетов, реализующих проекты реконструкции систем теплоснабжения, могут не совпадать. В статье предлагаются пути поиска компромиссных решений, приемлемых для всех сторон.

Ключевые слова: критерий эффективности, система централизованного теплоснабжения, капитальные затраты, эксплуатационные затраты, приведенные издержки, оптимальная мощность теплового источника.

При рассмотрении необходимости реконструкции системы теплоснабжения остро встает вопрос оценки эффективности инвестиций. В ряде случаев в качестве целевого показателя для оптимизации технологического облика систем централизованного теплоснабжения выбираются совокупные приведенные издержки на строительство и эксплуатацию системы. Соответствующая детальная методика предлагается в рамках [1], заключающаяся в расчете тарифных последствий реализации инвестиционных мероприятий, путем поиска минимума совокупных капитальных и текущих издержек при различных вариантах реконструкции системы теплоснабжения.

Надо полагать, что учет эффектов, возникающих у всех сторон, вовлеченных в реализацию мероприятий, был правильным в условиях советской централизованной экономики, когда все издержки и выгоды в конечном итоге сходились у одного хозяйствующего субъекта - государства. Но в современной экономической действительности могут иметь место различные взаимоотношения хозяйствующих субъектов, обеспечивающих функционирование систем теплоснабжения, при которых капитальные и эксплуатационные затраты не собираются на одном балансе и не всегда

участвуют в формировании конечного тарифа на тепло, поэтому экономические интересы разных организаций могут не совпадать [2].

В соответствии с действующим законодательством затраты по присоединению к тепловым сетям объекта капитального строительства несет инвестор-застройщик, если существуют технологические ограничения препятствующие такому подключению, и соответствующие работы не предусмотрены утвержденными инвестиционными программами теплоснабжающих организаций [3]. Поэтому инвестор заинтересован в минимизации капитальных затрат в строительство (реконструкцию) системы теплоснабжения. В тоже время, если инвестор не планирует самостоятельно эксплуатировать построенный объект, например, многоквартирный дом, то он не заинтересован в снижении эксплуатационных издержек, и в большинстве случаев никак не может повлиять на их уровень.

Теплоснабжающая организация может осуществлять проекты реконструкции за счет собственных средств (прибыли и амортизации), а также заемных источников финансирования. В этой ситуации организация заинтересована в реализации инвестиционного проекта с минимальными сроками окупаемости вложений собственных средств и максимальной внутренней нормой доходности на вложенный капитал.

Муниципалитет, как представитель обобщенных интересов муниципального образования и его населения, стремится к минимизации совокупных издержек на выработку и транспорт тепла. При этом должны достигаться поставленные задачи по развитию города, повышению уровня качества, надежности и экологичности системы теплоснабжения, поставленные в рамках Схемы теплоснабжения муниципального образования [4].

Учитывая разнонаправленные интересы сторон, следует отметить, что в соответствии с положениями государственной политики, сформулированными в Федеральном законе «О теплоснабжении» [3], к общим принципам организации отношений в сфере теплоснабжения относится доступность тепловой энергии для потребителя. При этом должен соблюдаться «баланс экономических интересов теплоснабжающих организаций и интересов потребителей». Таким образом, целевым критерием оптимизации технического облика системы централизованного теплоснабжения должен служить показатель совокупных приведенных издержек, но при этом сроки окупаемости, доходность инвестиций, эксплуатационные и капитальные затраты должны быть приемлемыми для инвесторов и теплоснабжающих организаций.

Несовпадение оптимальных технических решений для реконструкции системы централизованного теплоснабжения можно проследить на примере системы теплоснабжения одного из района города Волгограда. В настоящее время жилая застройка отапливается от одной котельной мощностью 150 МВт. Рассматривается реконструкция данной системы теплоснабжения путем замены существующего теплоисточника новыми котельными оптимальной мощности. Оптимумы рассчитываются по следующим

критериям: капитальные затраты КЗ, тыс. руб., годовые эксплуатационные затраты ЭЗ, тыс. руб./год и годовые приведенные затраты ПЗ, тыс. руб./год.

Капитальные и эксплуатационные затраты рассматриваемой системы теплоснабжения после реконструкции определяются на основании укрупненных технико-экономических показателей в зависимости от уровня мощности теплоисточников, в том числе путем применения укрупненных нормативов [5].

Годовые приведенные затраты отражают уровень издержек на эксплуатацию системы теплоснабжения с учетом компенсации первоначальных затрат на ее реконструкцию и рассчитываются по формуле:

ПЗ = КЗ • CRF + ЭЗ

CRF (capital return factor) - коэффициент возмещения капитала, лет-1 в соответствии с [6]:

CRF = —- ,

где -1

d - стоимость капитала, лет-1, n - горизонт расчета, лет. CRF является коэффициентом, позволяющим вычислить сумму равных годовых платежей в погашение капитальных затрат при заданной процентной ставке (также как рассчитывается годовой платеж по ипотечному кредиту). d в данном случае принимается в размере 10 %, n - 25 лет.

Результаты расчетов отображены на Рисунках 1 - 3.

= я

Е £

0

ч О

1 £

CL 6

= з

о -

- _

5

о Р

:fl ri о

и

1 ООО ООО 950 ООО 900 000 850 000 800 000 750 000 700 000 650 000

Мощность теплоисточника, МВт

0 20 40 60 80 100 120 140 Рисунок 1 - Зависимость приведенных затрат от единичной мощности теплоисточников

Рассматриваются ситуации, когда вместо одной крупной котельной строятся два, три и более теплоисточников одинаковой мощности. В данном случае единичная мощность новых теплоисточников может составлять 75 МВт (2 котельные), 50 МВт (3 котельные) и т.п.

550 000

500 000

2

= 450 000 X г-, о £И-

1'

У

СО

400 000

350 000

50 100

Мощность теплоисточника. МВт

Рисунок 2 - Зависимость эксплуатационных затрат от единичной мощности теплоисточников

3 800 ООО 3 700 ООО 3 600 ООО 3 5 00 ООО 3 400 ООО 300 ООО ^ 200 ООО 3 100 ООО 3 ООО ООО 2 900 ООО

Оптимум - 40

50 100

Мощность теплоисточника, МВт

150

Рисунок 3 - Зависимость капитальных затрат от единичной мощности теплоисточников

Из приведенных графиков видно, что оптимумы мощности теплоисточников для разных субъектов системы теплоснабжения отличаются. Для теплоснабжающей организации, заинтересованной в минимальных эксплуатационных затратах, лучшим решением будет строительство котельной мощностью 150 МВт (оптимум находится в точке 100 МВт - Рисунок 1). Муниципалитет, заинтересованный в минимизации приведенных затрат, должен настаивать на строительстве двух котельной мощностью по 75 МВт (оптимум находится в точке 65 МВт - Рисунок 2). Если реконструкция осуществляется за счет средств инвестора-застройщика, например, при модернизации существующего жилого фонда, последний будет заинтересован в строительстве трех котельных мощностью по 50 МВт (оптимум находится в точке 40 МВт - Рисунок 3). Также можно отметить, что децентрализация района теплоснабжения, например, путем строительства 10 теплоисточников по 15 МВт не выгодна ни одному из субъектов, поскольку показатели эффективности для всех субъектов системы ухудшаются.

Одним из компромиссных вариантов решения, которое удовлетворяло бы интересы инвестора, муниципалитета и теплоснабжающей организации

в данном случае является строительство двух источников мощностью по 75 МВт. Такое решение не позволяет минимизировать затраты, но по эффективности находится очень близко к оптимуму для всех сторон.

Таким образом, в современных экономических условиях совокупная эффективность инвестиционных проектов перестала быть единственным критерием принятия технологических решений. Поэтому при рассмотрении проектов реконструкции систем централизованного теплоснабжения помимо общей рентабельности рекомендуется рассчитывать частные критерии эффективности для основных субъектов системы теплоснабжения, учитывать ограничения, накладываемые на ожидаемую доходность инвестиций и финансовые возможности каждого участника. Это может быть достигнуто путем оптимизации совокупных приведенных издержек системы теплоснабжения при достижении уровня эксплуатационных и капитальных затрат, приемлемых для инвесторов и теплоснабжающих организаций.

Список литературы

1. Приказ Министерства энергетики РФ и Министерства регионального развития РФ от 29.12.2012 № 565/667. «Об утверждении методических рекомендаций по разработке схем теплоснабжения».

2. Мунц Ю. Г., Мунц В.А. Совершенствование экономического механизма хозяйствования. Промышленная энергетика. 2014. № 12, с.2-6.

3. Федеральный закон от 09.07.2010 № 190-ФЗ «О теплоснабжении».

4. Постановление Правительства РФ от 22.02.2012 №154-1111 «О требованиях к схемам теплоснабжения, порядку их разработки и утверждения».

5. Бузоверов Е.А., Островский В.М. О выборе оптимальных значений удельного падения давления теплоносителя в тепловых сетях. Промышленная энергетика. 2015. № 11, с.7-11.

6. S. Ereev, M. Patel. Standardized cost estimation for new technologies (SCENT) -methodology and tools. Journal of Business Chemistry, 2012 № 9, p.31-48

Buzoverov Evgeny Anatolyevich research associate, joint Institute for high temperatures of Russian Academy of Sciences, Russia, Moscow

Chernov Igor Dmitrievich, Director, OOO "Energy Expert", Russia, Moscow Isaev Mikhail Vladimirovich, Ph. D., project Manager, OOO "Energy Expert", Russia, Moscow

Makhov Oleg Nikolaevich, Ph. D., associate Professor, Ivanovo state power University, Russia, Ivanovo

DETERMINING OPTIMAL CAPACITY OF THE HEAT SOURCE OF DISTRICT HEATING

ON THE BASIS OF EXPRESS CALCULATION USING PERFORMANCE CRITERIA

Abstract. The economic interests of investors, the heatsupplying organizations and municipalities that implement the projects of reconstruction of heating systems, can not match. It suggests ways to_ find compromise solutions acceptable to all parties.

Keywords: criterion of efficiency, the district heating system capital costs, operating costs, given the costs, the optimal capacity of the heat source.