О формировании тарифа на тепловую энергию ТЭЦ на основе эксергетического метода

о формировании тарифа на тепловую энергию ТЭЦ на основе эксергетического метода Г. Ж. Даукеев, В. Д. Огай Алматинский институт энергетики и связи Предлагается дифференцированный принцип формирования тарифа на тепловую энергию при комбинированном производстве на основе эксергетического метода. Топливная составляющая в тарифе любого теплового потока определяется пропорционально эксергии, а условно-постоянные затраты распределяются пропорционально доли энергии каждого потока.

Существующие методы формирования тарифа на тепловую энергию базируются на основе физического метода распределения затрат топлива на тепловую и электрическую энергию при их комбинированном производстве.

Учитывая, что топливная составляющая в себестоимости тепловой энергии может достигать значительную величину, то и тариф на тепловую энергию получается достаточно высоким.

Нами предлагается дифференцированный принцип формирования тарифа, основанный на эксергетическом методе распределения затрат топлива на электрическую и тепловую электроэнергию при их комбинированном производстве. Метод подробно изложен в работе [1, 2]. По эксергетическому методу величина расхода топлива на тепловую энергию зависит от эксергии потока тепла, т. е. параметров тепловой энергии или качественных показателей ценности теплового потока.

Для наглядности рассмотрим два примера.

ТЭЦ-А: выработка электроэнергии — W1; полезный отпуск с шин — Wo1; отпуск пара с давлением Рп1 технологическим потребителям — Dп1; отпуск тепла теплофикационного отбора — Qт1; отпуск тепла паром ухудшенного вакуума конденсаторов — Qк1; отпуск тепла пиковыми водогрейными котлами — Qпвк; прямой отпуск тепловой энергии от паровых котлов — Qпк.

ТЭЦ-Б: без котлов, отпускающих пар непосредственно потребителю и без водогрейных котлов.

Суммарный отпуск тепловой энергии от ТЭЦ-А.

+ Qпк, (1).

где Qп1 — отпуск тепла паром производственных отборов.

По эксергетическому методу расход топлива на отпуск каждого вида теплового потока определяется пропорционально эксергии соответствующего потока. Так расход топлива, относимый на отпуск тепловой энергии пара производственных отборов, будет определяться:

(2).

где Вкп — расход топлива по комбинированному циклу ТЭЦ-А, Вкп =Втэц-Впвк-Впк (3).

Втэц — общий расход топлива на ТЭЦ-А;

Впвк — расход топлива пиковыми водогрейными котлами;

Впк — расход топлива паровыми котлами, отпускающими пар непосредственно потребителю.

Расходы топлива, относимые на отпуск тепловой энергии пара производственных, теплофикационных отборов, отработанного в конденсаторе и производство электроэнергии соответственно определяются:

(4).

Коэффициенты распределения (доли топлива, относимые на отпуск соответствующего вида энергетического потока) определяются:

(5).

где Еi1 — эксергия потока пара производственных отборов, пара теплофикационных отборов, отработанного пара в конденсаторах турбин и пара, идущего на производство электрической энергии в количестве W1.

Е1=Еп1+ Ет1+ Ек1+Еw1,-суммарная эксергия комбинированного цикла.

Потоки эксергии вычисляются по [2].

Топливная составляющая затрат себестоимости по видам энергий определяется пропорционально коэффициентам распределения:

тепловой электрический энергия эксергетический.

(6).

где Стоп1 — топливная составляющая затрат комбинированного производства, определяемая как Стоп = ВкпЦтоп1, (7).

Цтоп1 — цена единицы топлива на ТЭЦ-А.

В себестоимости есть еще одна составляющая затрат, которая зависит от расхода топлива — это плата за выбросы. Плата за выбросы аналогично топливной составляющей будет:

(8).

где Пвыб1 = Птэц-Ппвк-Ппк, — плата за выбросы, относимые к комбинирован-ному производству;

Ппвк, Ппк — соответственно плата за выбросы от пиковых водогрейных котлов и паровых котлов, отпускающих пар напрямую потребителям.

Остальные затраты в себестоимости, не зависящие от расхода топлива можно распределить пропорционально доли энергии каждого потока.

Суммарная энергия комбинированного производства ТЭЦ-А равна:

Э1=0,86W1+Qп1+Qт1+Qк1. (9).

Тогда доли энергии производственного, теплофикационного, отработанного в турбине пара и электрической энергии, в общем, составят:

. (10).

Постоянная составляющая затрат себестоимости по видам энергии определяется пропорционально их долям (10).

Спост, i1=эi1Cпост1, (11).

где Спост1 — постоянные затраты по комбинированному циклу.

Полная себестоимость каждого вида энергии складывается из следующих составляющих:

. (12).

Поскольку в энергетике Казахстана тарифы рассчитываются на основе затратных методов, то по видам тепловой энергии и электроэнергии тарифы будут:

Тi1 = ci1(1+Ri1), (13).

где Ri1 -норма рентабельности для отпускаемой тепловой энергии производственного, теплофикационного, отработанного пара в конденсаторе и электроэнергии.

При отпуске производственного пара с общего коллектора тариф на этот вид тепловой энергии усредняется за счет объединения затрат по комбинированному циклу и от отдельных паровых котлов Тоб, п1=cоб, п1(1+Rоб, п1), (14).

где Rоб, п1 — норма рентабельности при отпуске пара с общего коллектора,.

cоб, п1 — удельная себестоимость совместного отпуска производствен-ного пара.

Тариф на тепловую энергию горячей воды можно рассчитывать по совместным затратам (на подогрев в коденсаторах, бойлерах и ПВК):

Тоб, т1=соб, т1(1+Rоб, т1), (15).

где Rоб, т1 — норма рентабельности при отпуске тепловой энергии с горячей водой, подогретой в конденсаторах, бойлерах и водогрейных котлах;

cоб, т1 — удельная себестоимость тепловой энергии, отпускаемой с горячей водой при подогреве в конденсаторах, бойлерах и водогрейных котлах.

Для ТЭЦ-Б все расчеты упрощаются — отсутствуют составляющие по паровым и водогрейным котлам.

Для наглядности результаты расчета себестоимости и тарифа различных видов тепловой энергии для ТЭЦ-А и ТЭЦ-Б по эксергетическому методу представлены на рис. 1.

Себестоимость и тариф на любой вид тепловой энергии на ТЭЦ-А дешевле, поскольку здесь отсутствует конденсационная выработка электроэнергии. Несмотря на наличие водогрейных котлов и непосредственный отпуск пара от паровых котлов, на ТЭЦ-А происходит удешевление тепловой энергии за счет более низких параметров свежего пара, производственного и теплофикационного отбора.

Рис. 1.

Сравнение среднего тарифа на тепловую энергию по физическому и эксергетическому методу (рис.2) показывает, что и на ТЭЦ-А и на ТЭЦ-Б по эксергетическому методу тепло дешевле, чем по физическому.

Снижение топливной составляющей в тепловой энергии приведет к её увеличению в электрической энергии при их комбинированном производстве, т. е. к увеличению себестоимости и тарифа последней. Однако увеличение тарифа на электроэнергию менее обременительно для социально незащищенной части населения, т.к., во-первых платежи за электроэнергию несоизмеримо меньше, чем за тепло, во-вторых расход электроэнергии поддается регулированию, (уменьшению) в отличии от тепла, в частности идущего на отопление.

Рис. 1.

Увеличение среднего тарифа на электроэнергию стимулирует потребителей к использованию энергосберегающих технологий, а энергопроизводителей — к внедрению многотарифного учета.

Эксергетический метод, в отличии от физического отражает действительную картину затрат топлива на электрическую и тепловую энергию при их комбинированном производстве.

Список литературы

Бродянский В. М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения. Под ред. В. М. Бродянского. -М.: Энергоатомиздат, 1988. — 288 с.

Даукеев Г. Ж., Огай В. Д. Эксергетический метод распределения расходов топлива на электрическую и тепловую энергию // Проблемы реформирования рынка электрической энергии в Казахстане: Сб. тр. по материалам совместного научно-практического семинара.-Ч.I. -Алматы АИЭС, 1998.-с 49 — 55.