CC BY
27
УДК 620.98
Е.П. Филинов
аспирант,
кафедра теории двигателей летательных аппаратов, ФГАОУ ВО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет)»
А.С. Прохорова
аспирант,
кафедра теплотехники и тепловых двигателей, ФГАОУ ВО «(Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королёва (национальный исследовательский университет)»
ОПТИМИЗАЦИЯ АВТОНОМНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ АЭРОКОСМИЧЕСКОЙ ОТРАСЛИ
Аннотация. В статье рассказывается о существующей системе энергоснабжения предприятия аэрокосмической отрасли, описываются системы учета потребления энергетических ресурсов. Рассматривается необходимость проведения энергетического аудита предприятия с целью выявления потенциала энергосбережения. Предложены три варианта автономного энергоснабжения и выбран наиболее оптимальный вариант на основе сравнения технических и экономических параметров.
Ключевые слова: автономное энергоснабжение, энергоснабжение предприятия, аэрокосмическая отрасль, производство.
E.P. Filinov, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolev (National Research University)
A.S. Prohorova, Samara State Aerospace University named after academician S.P. Korolev (National Research University)
OPTIMIZATION INDEPENDENT POWER SUPPLY FOR ENTERPRISES OF AEROSPACE INDUSTRY
Abstract. The article concerns the current system of aerospace industry power supply and the accounting system of energy consumption. It considers the applicability of an energy audit of the enterprise in order to identify energy saving potential. 3 independent power supply options are proposed and the best option is chosen it is based on the comparison of technical and economic parameters.
Keywords: independent power supply, enterprise power supply, aerospace, manufacture.
Эффективное управление энергоресурсами является естественной потребностью и осознанной необходимостью промышленного предприятия (в том числе и аэрокосмической отрасли) в условиях рыночной экономики и конкурентоспособности выпускаемой продукции. В связи с чем был принят Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 году № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», согласно которому было предусмотрено проведение обязательного энергетического обследования, целью которого является получение объективных данных об объеме используемых энергетических ресурсов, определение показателей энергетической эффективности, потенциала энергосбережения и повышение энергетической эффективности, и разработка перечня мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности, и проведение их стоимостной оценки (ст.16). В результате энергетического обследования составляется отчет и энергетический паспорт предприятия сроком на 5 лет [1].
На сегодняшний день обязательное энергетическое обследование должны проходить предприятия, объем энергетических ресурсов в стоимостном выражении для определения совокупных затрат которых на потребление природного газа, мазута, тепловой энергии, угля, электрической энергии составляет более 50 млн рублей, согласно постановлению Правительства РФ от 16 августа 2014 года № 818 «Об установлении объема энергетических ресурсов в
стоимостном выражении для целей проведения обязательных энергетических обследований» [2]. В свою очередь, предприятия, стремящиеся к конкурентоспособности на рынке, должны быть сами заинтересованы в проведении качественного энергетического обследования и применения мер по повышению энергетической эффективности. Своевременно выявленные места утерь энергоресурсов позволяют сохранить предприятию существенные финансовые вложения, что становится ещё более важным в условиях экономического кризиса.
Проведенное энергетическое обследование промышленного предприятия аэрокосмической отрасли показало, что в базовом 2013 году потребление топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) составило: водоснабжение и водоотведение - 108081 м3, тепловая энергия - 12803 Гкал, электроэнергия - 10016,558 МВт ч, моторное топливо - 90653,28 л. Таким образом, общее потребление ресурсов слоставляет 5,621 т.у.т. В денежном эквиваленте наибольшую долю от общих затрат на оплату топливно-энергетических ресурсов составили затраты на оплату электроэнергии (69%) и тепловой энергии (24%), из чего следует, что мероприятия по снижению затрат электрической и тепловой энергии являются наиболее приоритетными.
Рассматриваемое предприятие питается от внешних сетей электроснабжения и тепловых сетей на основе договорных обязательств. Для учета потребления энергоресурсов установлены приборы учета (ПУ): при расчете оплаты за тепло, помимо основного расхода тепла, согласно ПУ, добавляются потери, происходящие в теплотрассе от теплоузла до точки учета тепла.
В условиях постоянного роста цен на электрическую и тепловую энергию одним из наиболее перспективных мероприятий по сокращению затрат на использование ТЭР промышленным предприятием является создание автономной системы энергоснабжения. Для рассматриваемого предприятия было подобрано три возможных варианта автономного энергоснабжения, и для определения оптимального проекта было осуществлено сравнение трех предложенных проектов на основе оценки их конкурентоспособности.
Сравниваемые проекты автономного энергоснабжения:
1. газотурбинная теплоэлектроцентраль на базе 2-х SGT-100 производства Siemens Power Generation, Германия [4];
2. газопоршневая теплоэлектроцентраль на базе 4-х WAUKESHA APG 2000 производства Waukesha Engine Division, США [5];
3. фотоэлектрическая станция (с тепловым насосом), работающая совместно с ГПУ на базе 1-ой WAUKESHA APG [5].
Были выбраны наиболее значимые критерии, по которым проведено сравнение. Расчеты проводились по известной методике. Подробное ее описание представлено в учебном пособии Т.В. Голубевой [3]. Основными характеристиками технического совершенства ТЭЦ являются:
а) электрическая мощность ТЭЦ, МВт;
б) тепловая мощность ТЭЦ, МВт;
в) КПД установок при выработке электроэнергии, %;
г) полный назначенный ресурс, тыс. ч;
д) массогабаритные характеристики:
- масса установки, т;
- габаритные размеры установки, мхмхм.
Экономические показатели установки характеризуются следующими параметрами:
а) срок окупаемости инвестиций, с учетом дисконтирования, лет;
б) индекс доходности (рентабельности);
в) чистая текущая стоимость будущих доходов, млн руб.
Сравнение ГТУ-ТЭЦ с ГПУ-ТЭЦ представлено в таблице 1. Из таблицы 1 следует интегральный показатель групповых технических и экономических показателей конкурентоспособности: /=1,1759-1,6886=1,986.
Таблица 1 - Оценка конкурентоспособности ГТУ-ТЭЦ с ГПУ-ТЭЦ
Критерии Значи- Сравниваемые Показатели
мость ТЭЦ конкурентности
критерия, З; ГТУ-ТЭЦ, Рои ГПУ-ТЭЦ, Ркон Единичный, д Групповой, в
Характеристики технического совершенства
Суммарная номинальная электрическая мощность, МВт 0,35 13,05 12,6 1,0357 0,3625
Суммарная номинальная тепловая мощность, Гкал/ч 0,2 28,5 12 2,3750 0,4750
КПД электрический, % 0,2 31 40,8 0,7598 0,1520
Полный назначенный ресурс, тыс. ч 0,15 150 240 0,6250 0,0938
Габаритные размеры ТЭЦ, м3 0,1 230,4 213,5 0,9266 0,0927
Итого 1 - - - 1,1759
Экономические показатели
Срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования, лет 0,35 3,26 5 1,5337 0,5368
Индекс доходности (рентабельности) 0,35 2,46 1,98 1,2424 0,4348
Чистая текущая стоимость будущих доходов, млн руб 0,3 566,39 236,992 2,3899 0,7170
Итого 1 - - - 1,6886
Таким образом, сравниваемая ГТУ-ТЭЦ по техническим и экономическим параметрам превосходит ГПУ-ТЭЦ при принятых критериях значимости. Конкурентоспособность ГТУ-ТЭЦ выше конкурентоспособности ГПУ-ТЭЦ на 98,6%. Наиболее точно конкурентоспособность сравниваемого проекта можно определить, зная кредитоспособность промышленного предприятия.
Далее выполняем сравнение проекта автономного энергоснабжения на основе ГТУ-ТЭЦ с ФЭС (с тепловым насосом), работающей совместно с ГПУ на базе 1-ой WAUKESHA АРв (табл. 2).
Таблица 2 - Оценка конкурентоспособности ГТУ-ТЭЦ с ФЭС (с ТН) и ГПУ
Критерии Значимость критерия, 31 Сравниваемые ТЭЦ Показатели конкурентности
ГТУ- ТЭЦ, Р Роц ФЭС (с ТН) и ГПУ, РКоН Единичный, д Групповой, в
Характеристики технического совершенства
Суммарная номинальная электрическая мощность, МВт 0,7 13,05 8,509 1,5337 1,0736
Суммарная номинальная тепловая мощность, Гкал/ч 0,3 28,5 6,6 4,3182 1,2955
Итого 1 - - - 2,3690
Экономические показатели
Срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования, лет 0,35 3,26 55,08 16,8957 5,9135
Индекс доходности (рентабельности) 0,35 2,46 1,107 2,2222 0,7778
Чистая текущая стоимость будущих доходов, млн руб 0,3 566,3 9 95,28 5,9445 1,7833
Итого 1 - - - 8,4746
Из таблицы следует интегральный показатель групповых технических и экономических показателей конкурентоспособности: /=2,3698,4746=20,077.
Таким образом, сравниваемая ГТУ-ТЭЦ по техническим и экономическим параметрам превосходит ФЭС (с ТН) и ГПУ при принятых критериях значимости. Конкурентоспособность ГТУ-ТЭЦ выше на 1907,7%.
Представим для наглядности полученные данные всех предложенных проектов автономного энергоснабжения предприятия для окончательного выбора оптимального варианта в таблице 3.
Таблица 3 - Итоговые расчетные данные по проектам
Проект автономного энергоснабжения Суммарные капитальные вложения, млн руб. Ежегодный денежный поток предприятия, млн руб. Чистая текущая стоимость будущих доходов, млн руб. Индекс доходности (рентабельности) Срок окупаемости инвестиций, лет Срок окупаемости инвестиций с учетом дисконтирования, лет
ГТУ-ТЭЦ 387,436 157,731 566,39 2,46 1,89 3,3
ГПУ-ТЭЦ 242,424 72,323 236,992 1,98 2,58 5
ФЭС (с ТН) и ГПУ 887,235 18,469 95,28 1,107 47,31 55,08
В результате оценки конкурентоспособности предложенных проектов автономного энергоснабжения предприятия видно, что самыми плохими показателями обладает проект автономного энергоснабжения на основе нетрадиционных источников энергии (гибридная ФЭС с ТН и ГПУ). Это обусловлено длительным жизненным циклом проекта, большими суммарными капитальными вложениями и низкой рентабельности проекта. Внедрять его нецелесообразно.
Если собственные средства предприятия небольшие, ограничен доступ к заемному капиталу и предприятие ставит своей целью наращивание собственного капитала, то предпочтительнее реализация проекта ГТУ-ТЭЦ, который при большем индексе доходности, по сравнению с ГПУ-ТЭЦ, и меньшем сроке окупаемости имеет еще и большую чистую стоимость будущих доходов.
Список литературы:
1. Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 году № 261 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
2. Постановление Правительства РФ от 16.08.2014 № 818 «Об установлении объема энергетических ресурсов в стоимостном выражении для целей проведения обязательных энергетических обследований».
3. Голубева Т.В. Краткий курс по экономике предприятия: методические указания [Текст]: учебное пособие / Т.В. Голубева. - Самара: СГАУ, 2002. - 60 с.
4. Промышленные газовые турбины [Электронный ресурс] / Компания ООО Siemens . -Режим доступа: http://www.energy.siemens.com/hq/pool/hq/power-generation/gas-turbines/ downloads/Industrial%20Gas%20Turbines/Industrial_Gas_Turbines_RU_new.pdf.
5. Дизельные и газовые генераторы [Электронный ресурс] / WAUKESHA/APG 2000. -Режим доступа: http://www.tpsr.ru/gas/waukesha/apg2000/.
