CC BY
13
УДК 697:378.091.6
О. М. ПШШЬКО1, В. О. ГАБРШЕЦЬ2*
1Каф. «Буд1вл1 та будавельт матер1али», Дшпропетровський нацюнальний ушверситет затзннчного транспорту 1меш академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 46, ел. пошта [email protected], ОЯСт 0000-0002-1598-2970
2 Каф. «Теплотехтка», Дтпропетровськнй нацюнальний ушверситет зал1зничного транспорту 1меш академжа В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 87, ел. пошта [email protected], ОЯСГО 0000-0002-6115-7162
ЕКОНОМ1ЧН1 ПИТАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ РЕГЮНАЛЬНИХ В1ДНОВЛЮВАНИХ Б1ОРЕСУРС1В У ЕНЕРГЕТИЦ1
Мета. У дослщженш розглядаються економ1чш можливосп переходу роботи теплогенеруючих потуж-ностей Дшпровського регюну на вщновлюваш джерела енергп, а саме таке бюпаливо, як солома. Головною метою роботи е розрахунок економ1чних можливостей та вартосп конкретних заход1в для такого переходу. Перехвд на вщновлюваш джерела енергп приведе до значного скорочення витрат традицшних енергетичних ресурс1в на опалення. Як приклад береться котельня компактного м1стечка Дшпропетровського нацюналь-ного ушверситету зал1зничного транспорту 1меш академжа В. Лазаряна (ДНУЗТ), що споживае природний газ. Методика. На основ1 анал1зу законодавчо! бази, яка стимулюе використання вщновлюваних джерел енергп, розглядаеться можлив1сть переходу частки потужностей котельш на застосування соломи як палива. У робот1 визначаються можливосп Дшпровського регюну щодо забезпечення отримання та поставок соломи для роботи теплогенеруючих потужностей протягом опалювального сезону. Анал1зуються вартюш пока-зники перевезень вантаж1в територ1ею Укра!ни в 2016 рощ, яш залежать ввд вщсташ, а також в1д розм1ру вантажвок. Ц показники, а також показники, що пов'язаш з кушвлею соломи, розглядаються разом з енер-гетичними можливостями застосування соломи як палива. Результати. За юнуючого в Укрш'ш на 2016 р1к стану альського господарства вщносно продуктивносл зернових та вартюних показник1в у галуз1 перевезень перевщ частки потужностей на вщновлюване паливо е досить рентабельним. Вартють одинищ теплово! потужносп при цьому може бути знижена в чотири рази. Наукова новизна. Вперше запропоновано вико-ристовувати нов1 комплексш шдходи для оцшки вартосп одинищ потужносп теплово! котельш при перехо-д1 И на застосування вщновлюваних джерел енерги. Авторами також запропонована нова лопстика доставки цих джерел до мюця !х споживання. З техшчно! та вартюно! сторш визначено оптимальний порядок переве-дення потужностей на нов1 ввдновлюваш джерела енергп в конкретному регюш залежно в1д структури пось вних площ та !х продуктивносл. Практична значимiсть. Запропоноваш ршення й шдходи щодо забезпечення частки потужностей котельш ввдновлюваними джерелами енергп можуть бути реал1зоваш при в1дно-сно невеликих катталовкладеннях та можуть дати значний економ1чний ефект.
Ключовi слова: бюресурси; солома; вартють перевезення; соб1вартють одинищ потужностц вщновлюваш джерела енерги; врожайшсть бюресурав.
Вступ
Проблема енергозаощадження та перехвд на технологИ, яю дозволяють частково або й пов-нютю вщшти вщ використання газу та шшого викопного оргашчного палива, е прюритетною в Укра!ш на сьогодш. Споживаючи традицшш енергоноси за застаршими технолопями для теплозабезпечення споруд житлового, рекреа-цшного та промислового призначення, Украша витрачае у 3-4 рази бшьше палива на одиницю ВВП пор1вняно з розвинутими крашами. Це в першу чергу пов'язано з вщсутшстю мотиваци до використання сучасних науково-техшчних
технологш та 1з слабкою розробкою самих технологий. Впровадження в системах енергоза-безпечення нових ¡нженерних { конструктивних ршень, у яких передбачено комплексне використання енергп вщновлюваних джерел (соня-чна та геотермальна енерги, бюенерпя та ш.), дозволить розв'язати важливу господарську та науково-техшчну проблему скорочення споживання традицшних паливно-енергетичних ресу-рс1в для Укравши. Це вщповщае «Енергетичнш стратегИ Украши на перюд до 2030 р.» та ш-шим законодавчим документам.
Тому в Укра!ш та свт для забезпечення споживач1в електричною та тепловою енерпею
поширюеться комбшоване генерування цих вид1в енерги при використанш енерги альтер-нативних джерел. Впровадження таких техно-логш енергогенерування дозволить виршити проблему неефективного використання енерги споживачами, бо це призводить до надзвичайно високого р1вня питомого споживання енерги в кра!ш.
Ефективнють роботи системи енергозабез-печення з позици економного енерговикорис-тання потребуе одночасного виршення питань:
- вибору джерел енерги для комплексно! системи енергозабезпечення;
- визначення впливу складових елеменпв системи енергозабезпечення на р1вень енерге-тично! ефективностц
- вибору просто! та ефективно! методики техшко-економ!чно! оцшки ефективносп екс-плуатаци комплексно! системи енергозабезпечення.
Мета
Бюенергетика була головним джерелом енерги для людства протягом приблизно 500 тися-чолггь. З кшця 19 стол1ття !! поступово витю-нили таю джерела енерги, як вугшля, нафта, газ та атомна енерпя. Однак починаючи з 1973 року людство все бшьше уваги придшяе вщнов-люваним джерелам енерги (ВДЕ), серед яких бюенерпя займае особливе мюце. У першу чер-
гу це пов язано з можливютю одночасно вир1-шувати дв1 важлив! проблеми людства: продо-вольчу та енергетичну.
У цш робот вивчаеться питання виробницт-ва енерги для котелень з бюмаси, яка виробля-еться в Дншровському регюш. Особлива увага придшена визначенню цшьових показниюв економ1чно! доцшьност реал!заци такого проекту, оптимальних обсяпв виробництва теплово! енерги з бюресуршв та можливост забезпечен-ня котельш паливною сировиною. Такий шдхвд вщповщае нацюнальнш енергетичнш стратег!! держави щодо зб!льшення частки вщновлюва-них джерел енерги в енергетичному баланс! кра!ни та плану заход!в з ¿мплементаци Дирек-тиви Свропейського Парламенту 2009/28/СС в!д 23 кв!тня 2009 р. щодо стимулювання використання вщновлюваних джерел енерг!!.
Як приклад, розглянемо котельню Дшпро-петровського нац!онального ушверситету зал> зничного транспорту ¿мен! академша В. Лазаряна. Варт!сть природного газу для котельш в 2015 р. становила 9 600 грн за 1тис. куб.м з ПДВ. Перелш основного теплогенеруючого обладнання, яке е в котельш, наведений у табл. 1.
Графш розподшу вироблення теплово! енерги для котельш за мюяцями 2015 року наведено на рис. 1.
Рис. 1. Рiчний план постачання теплово! енерги котельш за 2015 р., Гкал
Таблиця1
Перелш основного обладнання котельнi
Теплогенеруюче обладнання Тип, марка котла Потужнiсть, Гкал ККД, %
Котел № 1 (робочий) КВГ-6.5-150 6,5 90
Котел № 2 КВГ-6.5-150 6,5 89
(в резерв!)
Котел № 3 КВГ-4-150 4 91
(на консерваци)
Котел № 4 (робочий) Е-1/9 1 85
Котел № 5 (робочий) Е-1/9 1 85
Котел № 6 (резервний) Е-1/9 1 85
Методика
Теплова енерпя буде вважатися такою, що отримана з дотриманням критерив сталого роз-витку, коли !! виробництво включатиме еколо-пчний та сощальний фактори та мш!м!зуватиме свш вплив протягом життевого циклу по всьо-му ланцюгу постачання стосовно сощально-економ!чного оточення. Директива Свропарла-менту з вщновлюваних джерел енерги 2009/28/ЕС визначае та робить обов'язковими для дотримання критери сталосп. Комюею були розроблеш та рекомендован! схеми сталось для певних вид1в бюмаси, а кра!ни-члени нараз! в процес запровадження нацюнальних критерив сталосп бюмаси. Серед критерив сталосп для твердо! б!омаси, що використовуеться для виробництва теплово! енерги в котельш, можна розглядати так!:
1) скорочення випусюв парникових газ!в при впровадженш б!оенергетичних технолог!й мае становити не менше 35 % пор!вняно з ана-лог!чним використанням викопного палива, з 1 с!чня 2017 р. - не менше 50 %, з 1 ачня 2018 р. - не менше 60 % для установок, введених в експлуатащю з 01.01.2017. Цей критерш вико-нуеться, оскшьки скорочення випусюв парникових газ!в протягом всього життевого циклу технологи виробництва теплово! енерги ¿з аг-роб!омаси (агропелет) становить близько 88...92 % (цей показник був розрахований для котельно! установки меншо! потужност! та для умов Укра!ни);
2) висока ефективнють процесу виробництва теплово! енерги з бюмаси. Цей критерш виконуеться, оскшьки котельня на агроб!омас! характеризуеться ефективн!стю на р!вн! не нижче 85 %;
3) сощальний ефект, що пов'язаний з! створенням нових робочих м!сць. Цей критерш також виконуеться - введення в експлуатащю котельш на бюмас з виробництвом 1 ГВт-год теплово! енерги створюе 1,6 робочих мюць, у т.ч. на сум!жних ринках. Таким чином, очшуеться, що реатзащя проекту приведе до створення 5-6 нових додаткових робочих м!сць пор!вняно з базовою ситуац!ею (без ланцюга логютики, оск!льки це окремий сектор виробництва бюпалива; тут розглядаеться лише при-р!ст робочих мюць у котельш - джерел! теплово! енерги).
Проанал!зуемо законодавчу база стосовно вщновлювано! енергетики Укра!ни, у тому чис-л1 в сектор! бюенергетики. Закон Укра!ни «Про альтернативш види палива» [2] визначае пра-вов!, соц!альн!, економ!чн!, еколог!чн! та ор-ган!зац!йн! засади виробництва (видобутку) ! використання альтернативних вид!в палива. У закон! «Про альтернативш види палива» даеть-ся визначення основних понять у сектор! бюенергетики: бюмаса, бюпаливо, б!огаз, виробник бюпалива, тверде бюпаливо та ш. Так, зпдно ¿з законом: б!омаса - бюлопчно в!дновлювана речовина орган!чного походження, що зазнае бюлопчного розкладу (вщходи с!льського гос-подарства (рослинництва ! тваринництва), люо-вого господарства та технолопчно пов'язаних з ним галузей промисловост!, а також орган!чна частина промислових та побутових в!дход!в.
Бюлопчш види палива (б!опаливо) - тверде, рщке та газове паливо, виготовлене з бюлопчно вщновлювано! сировини (бюмаси), яке може використовуватися як паливо або компонент шших вцщв палива.
Розглянемо механ!зми стимулювання та ро-звитку в!дновлюваних джерел енерги. Зокрема,
прийнято Постанову КМУ № 293 вщ 09.07.2014 «Про стимулювання замщення природного газу у сфер! теплопостачання», що набрала чин-ност з 01.10.2014 [3]. У раз! виробництва теплово! енерги для населення р1зниця м1ж тарифом на виробництво теплово! енергп на теплогенеруючих установках (кр1м теплоелектроцентралей, теплоелектростанцш { атомних електростанцш) з використанням будь-яких вид1в палива та енергп (за винятком природного газу) I тарифом на виробництво теплово! енерги на звичайних теплогенерую-чих установках з використанням будь-яких вид1в палива та енерги (за винятком природного газу) шдлягае компенсацп з державного бюджету. Органам мюцевого самоврядування рекомендуеться сприяти реал!заци швестицш-них проектов з виробництва теплово! енерги з використанням будь-яких вид1в палива та енерги (за винятком природного газу), у тому числ! з вщновлюваних джерел енерги.
Також важливою е Постанова КМУ № 453 вщ 10.09.2014 «Про стимулювання замщення природного газу шд час виробництва теплово! енерги для установ та оргашзацш, що фшансу-ються з державного 1 мюцевого бюджет1в» [4]. Зпдно з щею Постановою, тариф на виробництво теплово! енерги для бюджетних установ та оргашзацш на теплогенеруючих установках (кр1м ТЕЦ, ТЕС 1 АЕС) з використанням будь-яких вид1в палива та енерги (за винятком природного газу) встановлюеться на 0.8 р1вня д1ю-чого тарифу на виробництво теплово! енергп для бюджетних установ та оргашзацш з вико-ристанням природного газу та переглядаеться в раз1 змши граничного р1вня цши на природний газ, що використовуеться для виробництва теп-лово! енергп для бюджетних установ та оргашзацш. Постанова набрала чинност з 1 жо-втня 2014 р. та д1е до 1 жовтня 2019 року.
В Укра!ш розроблено низку важливих про-грам/стратегш стосовно прюритетних напрям-юв розвитку сектору ВДЕ. Деяю з них е чинни-ми, шш1 перебувають у статус! проекту. В Енергетичнш стратег!! Укра!ни на перюд до 2030 року зазначено, що Укра!на мае значний потенщал розвитку бюенергетики. Для широкого комерцшного використання найближчими роками доц!льно впроваджувати технолог!! спалювання б!омаси в котлах ! технолог!! збору й утатзаци б!огазу на пол!гонах твердих побу-тових в!дход!в, оск!льки ц! технолог!! поки що
найкраще розроблен!. Потенцшна встановлена потужн!сть у сегмент! бюенергетики може ста-новити 10-15 ГВт теплових й 1-1,5 ГВт елек-тричних. Затверджено Нац!ональний план дш з в!дновлювано! енергетики на перюд до 2020 року. План дш було розроблено на виконання Укра!ною !! зобов'язань як члена Енергетично! сп!лки. Головна мета документа - довести в 2020 рощ до 11 % частку енерги, вироблено! з вщновлюваних джерел, у загальному кшцевому енергоспоживанн! кра!ни. Зг!дно з проектом Плану дш, у 2020 рощ на опален-ня/охолодження буде використовуватися 4 млн т н.е. бюмаси, у тому числ! твердо! - 3,9 млн т н.е., бюгазу - 0,1 млн т н.е. Встановлена поту-жн!сть об'екпв електроенергетики на б!омас! становитиме у 2020 рощ 530 МВт (1,1 % за-гального обсягу виробництва), у тому числ! на твердш бюмас - 400 МВт, на бюгаз! - 130 МВт.
Результати
Питанням економи традицшних ресуршв у ДНУЗТ надають великого значення [5, 6]. У цш статт! проанал!зовано можливост! переведення частки потужностей котельн! ушверситетського м!стечка для генерац!! теплово! енергп на бюпаливо. При цьому бралися до уваги сучасш шдходи стосовно ефективносп систем теплопостачання [7], а також !х термомодершзаци [8]. Оцшка такого переходу зд!йснювалася за сучасними шдходами [9, 10]. Бралися також до уваги можлив! змши техшчних характеристик обладнання при робот! на новому вид! палива [11-14]. Пюля зробленого анал!зу було запро-поновано для спалювання б!омаси встановити спещальш котли. Реконструкц!я котельн! з пе-реведенням на б!омасу частини потужностей з використанням юнуючо! буд!вл! техн!чно по-вн!стю можлива. Для цього е вс! необх!дн! пе-редумови, а саме: в!льне мюце у котельш, на-явн!сть шфраструктури, наявн!сть буд!вл! п!д склад бюпалива в безпосередн!й близькост! до котельн! (5 м), наявшсть в!льних i просторих п!д'!зних шляхiв для маневру будь-якого автотранспорту, наявшсть точки шдключення до електромереж!, димово! труби, наявшсть навантаження на ГВП вл!тку (частково) i взим-ку. У буд!вл! !снуючо! котельн! достатньо мюця (10х5х8 м) для встановлення одного котла на бюмас потужн!стю до 3,0...3,5 МВт або двох
коттв по 1,5...1,75 МВт. Для цього треба здшснити демонтаж { перенесения юнуючого допом1жного обладнання (насос1в, теплообмш-ниюв, димоход1в, тощо). Взагал1 котельня в1др1зняеться нещшьним розмщенням юную-чого обладнання усередиш буд1вл1, тому бшьш компактне розмщення допом1жно! шфраструк-тури забезпечить достатньо мюця для потуж-ност до 3,5 МВт на бюмась Як буде показано дат, оптимальною потужшстю котла на бюмас можна вважати д1апазон бшьше 2 МВт. Такий д1апазон потужносп також добре узгоджусться ¿з простором, наявним у котельш та в госпо-дарськш буд1вл1 для складу, за габаритами. Як зазначено вище, газова котельня може буде частково реконструйована для спалювання бю-маси та буде залишатися у власност ДНУЗТ. Як { рашше, плануеться забезпечувати 100 % цшор1чну потребу споживач1в у тепловш енерги для потреб опалення та ГВП. Облш вщпущено! теплово! енерги з котельш плануеться здшснювати на основ1 показниюв при-лад1в автоматичного облшу.
Наукова новизна та практична цшшсть
Ресурси соломи з Дншровського регюну як палива визначаються, з одного боку, И теплотворною здатшстю, а з шшого - кшьюстю само! соломи бшя мюця И споживання як палива. Теплотворна здатнють соломи, МДж/кг, р1зних вид1в становить:
Пшенична солома.......................... 17-18
Рапсова солома.............................16-17
Кукурудза.......................................18
Деревина.......................................18,5
Для розрахунку можливо! кшькосп з1брано! соломи потр1бно враховувати врожайнють пшенищ. За статистичними даними для Днш-ровського регюну кшькють соломи з одного гектара за масою буде дор1внювати 0,8-1 вщ врожайност пшенищ. Розб1жнють пов'язана ¿з сортом та технолопею збирання. У подальших розрахунках ми будемо застосовувати найниж-чий коефщент 0,8. У Дшпропетровськш облас-т 63 % земель зайнят пос1вними площами. Це складае для регюну 1 968 тис га. Частка зерно-вих становить 55 % вщ загально! площ1 тд по-швними культурами. Будемо вважати врожайнють пшенищ та ячменю в середньому 30 цен-тнер1в з гектара. Як центр доставки соломи з будь-якого напрямку приймемо котельню ДНУЗТ.
Тод1 потенцшну кшькють соломи в тоннах, яку можна отримати для котельш з площ1 рад> усом Я, можна обчислити за сшввщношенням:
де К - коефщент, який визначае частку со-ломи, що можна застосовувати для опалення. Вш приблизно дор1внюе 0,5. 1нша солома за-стосовуеться як корм для скота; 0,63 - загальна частка пошвних площ област1, 0,55 - частка, яка зайнята тд пос1в зернових.
Результати шдрахунок маси з1брано! соломи за сшввщношенням (1) наведено на рис. 2.
-1 О
Рад1усзбс1ру. км
Рис. 2. Можлива шльшсть з1брано! соломи б1ля мюта Дншра
Можлива потужнють котельш за умов без- з1брана бшя м. Дншра з р1зно! площ1 солома перервно! роботи протягом опалювального се- при ККД ТЕЦ 0,82, теплотворнш здатносп со-зону (тривае 180 дшв), яку здатна забезпечити ломи 17 МДж/кг, наведена на рис. 3.
© О. М. Пшшько, В. О. Габринець 2016
Рис. 3. Можлив1 потужносл ТЕЦ, яка працюе на з1бранш 61ля м. Дшпра солом1
З графша видно, що для того щоб забезпе-чити безперервну роботу котельш ДНУЗТ про-тягом опалювального сезону потр1бно збирати солому в рад!ус не бшьш 11 км. При переход! на бюпаливо потр1бно враховувати не тшьки його вартють, а також вартють перевезень.
Вартють перевезень по Укра!ш залежить вщ вщсташ перевезення. Якщо апроксимувати даш р1зних ф1рм вщносно вартосп одного тонною-лометра в 2016 рощ квадратичною залежнютю, отримуемо сшввщношення
Б(Я) =3,53214 - 0,0114295 Я + 0,0000160748 Я2 (2)
Для лшшно! залежност маемо стввщно-шення:
S(R)=3,39517 - 0,0077453 R,
(3)
де 8(Я) - вартють одного тоннокшометра для 2016 року, Я - вщстань перевезення вантажу.
Обробка статистичних даних щодо вартосп одного тоннокшометра для 2016 року для л> ншно! та квадратично! залежностей наведена на рис. 4.
О 50 100 150 200
ВЩсганнь перевезення , км
Рис. 4. Середня варпсть перевезень вантажу для Укра!ни в 2016 рощ
Сама вартють соломи для Украши складае брати до уваги також вартють доставки соломи вщ 500 до 1 500 грн за тонну. Цю солому потр> для котельн!. Загальну вартють соломи можна бно також доставити до котельн!. Тож треба обчислити за формулою:
© О. М. Пшшько, В. О. Габринець 2016
(4) Розрахунок витрат на кушвлю та доставку соломи до котельш за сшввщношенням (4) наде -~д - сумарна вартють куплено! та достав- ведено на рис. 5. лено! соломи, грн; 5С - вартють кушвл! соломи, Була також обчислена вартють 1 МВт поту-грн; S(R) - BapTicTb доставки соломи залежно жност! котельш залежно в!д вщсташ збору со-вщ вщсташ, грн; М(Д)- маса з!брано! соломи ломи, залежно в!д равдуса збору,т; R - рад!ус збору, км.
Рис. 5. Варпсть доставки з!брано! соломи з урахуванням вартосп куп!вл!
Розрахунок зд!йснювався за сшввщношен- ент корисно! д!! котельш, 0,82; JV - тривал!сть ням: опалювального сезону, Th =180 д1б; 5Д- вар-
S, =
,Ч(Д> rf Tb.Sn
(5)
М (И) - маса з1брано! соломи; г - теплотворна здатнють соломи, г =17 МДж/кг, коефщ!-
тють кушвл! та доставки соломи. Результати розрахунку за сшввщношенням (5) наведен! на рис. 6.
"1 О
PaAiycзбору, км
Рис. 6. Варпсть 1 МВт потужносп котельш залежно вщ ввдсгаш збору соломи
Для пор1вняння вартють 1 МВт протягом -106 гривень, тобто буде в чотири рази дорож-опалювального сезону для газу за цшою 9 чою. 600гривень за 1000 м3 дор1внюватиме 5,68976
Висновки
Таким чином, на приклад! котельн! ДНУЗТ доведена можливють переведення частки потужностей котелень Дшпровського регюну на застосування бюпалива. За юнуючого стану щодо соб!вартосп куп!вл! та перевезень бюпалива соб!вартють одн!е! пгакалори буде приб-лизно в чотири рази нижчою пор!вняно !з за-стосуванням природного газу як палива. При зростанш потужностей котельн! перехвд ïï на б!опаливо е бшьш рентабельним. Звичайно, е необх!дн!сть перебудови котл!в п!д конкретний тип бюпалива i це потребуе значних кошт!в. Однак окупнють при застосуванн! бюпалива складае 3-5 рок!в.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Про Нацюнальний план дш з ввдновлювано! енергетики на перюд до 2020 року : Розпоря-дження в!д 1 жовтня 2014 р. № 902-р / Кабшет Мш!стр!в Укра!ни. Режим доступу -http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/902-2014-р
2. Про альтернативн! джерела енерги: Закон в!д 20.02.2003 № 555-IV / Верховна Рада Украши. Режим доступу -http ://zakon0.rada. gov.ua/laws/show/5 55-15
3. Про стимулювання замщення природного газу у сфер! теплопостачання: Постанова КМУ в!д 09.07.2014 № 293 Режим доступу -http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/293-2014-п
4. Про стимулювання замщення природного газу п!д час виробництва теплово! енерги для установ та оргашзацш, що фшансуються з державного i мюцевого бюджет!в : Постанова КМУ в!д 10.09.2014 № 453. Режим доступу -http://zakon3.rada.gov.ua/laws/show/453-2014-п
5. Пшшько О. М. Щдвищення ефективност! роботи системи теплопостачання !нфраструктури громадських буд!вель на приклад! ДНУЗТ / О. М. Пшшько, В. Г. Кузнецов, Д. К. Яценко, В. О. Габршець/ // Наука та прогрес транспорту. -2016. - № 3 (63). - С. 97-107.
6. Пшшько О. М. Анал!з ефективност! системи теплопостачання студмютечка Дшпро-петровського нац!онального ушверситету
зал!зничного транспорту // О. М. Пшшько,
B. А. Габршець, В. М. Горячкш // Наука та прогрес транспорту. - 2014. - № 2 (50). - С. 74-82.
7. Показники ефективност! систем теплопостачання // В. I. Дешко, М. М. Шовколюк, Ю. В. Шовколюк, С. М. Дудшков // Венти-лящя, осв!тлення та теплогазопостачання : наук.-техн. зб. - Ки!в, 2012. - Вип. 16. -
C.182-192.
8. Никитин Е. Е. Концептуальные вопросы модернизации теплообеспечения населенных пунктов Украины / Е. Е. Никитин // Проблеми загально! енергетики : наук. зб. / Нац. акад. наук Укра!ни, 1н-т заг. енергетики. - Ки!в, 2012. - Вип. 2. - С. 5-11.
9. ДСТУ 4472-2005. Системи енергетичного менеджменту. Загальш вимоги. - Ки!в : Держстандарт Укра!ни, 2005. - 28 с.
10. Никитин Е. Е. Оценка технико-экономической эффективности комплексной термомодернизации централизованной системы теплоснабжения и зданий / А. В. Дутка, Е. Е. Никитин // Энергетика и ТЭК. - 2013. - № 9 (126). - С. 2226.
11. Dawid Taler, Experimental determination of correlations for average heat transfer coefficients in heat exchangers on both fluid sides // Dawid Taler, Heat Mass Transfer (2013) 49:1125-1139 DOI 10.1007/s00231-013-1148-5
12. Magdalena Jaremkiewicz ,Accurate measurement of unsteady state fluid temperature / Magdalena Jaremkiewicz, Heat Mass Transfer 2016, DOI 10.1007/s00231-016-1866-6
13. Heiland HG. Flow and temperature field measurements of thermal convection in a small vertical gap using liquid crystals./ Heiland HG, Wozniak G., Wozniak K.// Heat Mass Transf, (2007), 43:863-870
14. 1Stephan P., Local heat flow and temperature fluctuations in wall and fluid in nucleate boiling systems // Stephan P., Fuchs T (2009),. Heat Mass Trans 45:919-928
A. Н. ПШИНЬКО1, В. А. ГАБРИНЕЦ2*
'Каф. «Здания и строительные материалы», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепр, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 46, эл. почта р8Ыпко@гЛи1еаи.иа, ОЯСГО 0000-0002-1598-2970
2*Каф. «Теплотехника», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика
B. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепр, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 87, эл. почта [email protected], ОЯСГО 0000-0002-6115-7162
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ БИОРЕСУРСОВ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИКИ
Цель. В исследовании рассматривается экономическая возможность перехода работы теплогенерирую-щих мощностей Днепровского региона на возобновляемые источники энергии, в частности такое биотопливо, как солома. Главной целью работы является просчет экономических возможностей и стоимости конкретных мероприятий для такого перехода. Переход на возобновляемые источники энергии приведет к значительному сокращению расходов традиционных энергетических ресурсов на отопление. В качестве примера берется котельная компактного городка Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна (ДНУЖТ), которая потребляет природный газ. Методика. На основе анализа законодательной базы, которая стимулирует использование возобновляемых источников энергии, рассматривается возможность перехода части мощностей котельной на применение соломы в качестве топлива. В работе определяются возможности Днепровского региона по обеспечению получения и поставок соломы для работы теплогенерирующих мощностей в течение отопительного сезона. Анализируются стоимостные показатели перевозок грузов по территории Украины в 2016 году, которые зависят от расстояния, а также от размера грузовиков. Эти показатели, а также показатели, связанные с покупкой соломы, рассматриваются совместно с энергетическими возможностями применения соломы в качестве топлива. Результаты. При существующем в Украине в 2016 году состоянии сельского хозяйства относительно производительности зерновых и стоимостных показателей в области перевозок перевод части мощностей на возобновляемое топливо достаточно рентабельный. Стоимость единицы тепловой мощности при этом может быть снижена в четыре раза. Научная новизна. Впервые предложено использовать новые комплексные подходы для оценки стоимости единицы мощности тепловой котельной при переходе ее на применение возобновляемых источников энергии. Авторами также предложена новая логистика доставки этих источников в место их применения. С технической и стоимостной сторон определен оптимальный порядок мощностей перевода на новые возобновляемые источники энергии в конкретном регионе в зависимости от структуры посевных площадей и их продуктивности. Практическая значимость. Введение предлагаемых решений и подходов к обеспечению части мощностей котельной возобновляемыми источниками энергии могут быть реализованы при относительно небольших капиталовложениях и могут дать значительный экономический эффект.
Ключевые слова: биоресурсы; солома; стоимость перевозки; себестоимость единицы мощности; возобновляемые источники энергии; урожайность биоресурсов.
O.PSHINKO1, V.HABRINETS2*
:Dep. "Building and construction materials", Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan, Str. Lazaryan, 2, Dnepr, Ukraine, 49010, Tel. +38 (056) 373 15 46, e-mail [email protected], ORCID 0000-0002-1598-2970
2* Dep. "Heattechnick", Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan , st. Lazaryan, 2, Dnepr, Ukraine, 49010, Tel. +38 (056) 373 15 87, e-mail. mail [email protected], ORCID 0000-0002-6115-7162
EKONOMYCAL ISSUES OF USING REGIONAL RENEWABLE RESOURSES FOR ENERGY SUPPLY
Goal. The study considered economic circumstances the possibility of transfer of heat generating capacity Dnipro region on renewable energy sources such as biofuels as straw. The main purpose is to miscalculation of economic opportunities and the cost of specific measures for such a transition. This transition will result in a significant reduction in the cost of traditional energy resources for heating. As an example set boiler compact town of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan (DNUZT) that consumes natural gas. Method. The analysis of the legal framework that encourages the use of renewable energy sources considering the share transfer power boiler to the use of straw as fuel. The paper identifies opportunities Dnieper area to ensure receipt and supply of straw for heat supply capacity during the heating season. The cost parameters of cargo transit through Ukraine territoriyi in 2016, depending on the distance and the size of trucks are analyzed. These indicators and indicators related to its purchase, considered together with energy potential use of straw as fuel. Results. With existing in Ukraine as of 2016 regarding agriculture and grain productivity cost prices in transport the transition on renewable fuels is very effective. The cost of thermal power units can be lowered in four times. Scientific novelty. The first time the use of new approaches to integrated evaluation unit cost of thermal power boiler with transition to the use of renewable energy is proposed. The authors also proposed a new logistics delivery of these sources to the city of their use. From the technical side and the value determined optimum power transfer order for new renewable energy sources in a particular region depending on the structure of sown surfaces and their productivity. The practical significance. The introduction of the proposed solutions, and approaches to share power boiler renewable energy can be implemented at relatively low capital investment and can provide significant economic benefits.
Keywords: biological resources; straw; transportation cost; the cost per unit of capacity; renewable energy; productivity of grain.
Надшшла до редколеги 15.12.2016.
Стаття рекомендована до друку д-ром екон. наук, проф. Барашем Ю. С., д-ром екон. наук, проф. Мешко Н. П.
