Романець І.В., Коцюбинська С.С., Гончаренко Т.В.

Вінницький національний технічний університет , Україна

ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ ІННОВАЦІЙНИХ ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ В СФЕРІ ЕКОЛОГІЗАЦІЇ ЕНЕРГЕТИКИ В КОНТЕКСТІ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ РЕГІОНАЛЬНОГО РОЗВИТКУ

 

Пріоритети економічного розвитку й завдання з впровадження сучасних енергоефективних технологій із малим терміном окупності у сфері альтернативної енергетики є пріоритетними завдання нашої держави на сучасному етапі розвитку. Серед відновлюваних джерел енергії провідне місце в Україні займає біомаса, зокрема солома.

Використання соломи для отримання теплової енергії є раціональним способом утилізації надлишків соломи, яка не використовується для інших цілей сільського господарства (на корм чи підстилку): солома екологічно безпечне джерело енергії; солома є місцевим паливом, досить розповсюдженим у сільськогосподарських районах; солома – побічний продукт виробництва зерна і тому є відносно дешевим видом палива, порівняно з традиційними; гроші, що сплачувалися за постачання газу, при спалюванні соломи залишаються в районі та сприяють його розвитку [1]. 

Щорічний надлишок соломи в Україні, що може бути використаний для отримання теплової енергії, становить 7,6 млн. тонн (приблизно 20% від загальної кількості), що свідчить про наявність великого потенціалу для розвитку технологій спалювання соломи. Енергетичний потенціал 7,6 млн. тон соломи становить 3,6 млн. тонн умовного палива (близько 2% загальної потреби України в енергоносіях). Для спалювання такої кількості соломи в Україні повинно бути встановлено 16 тис. фермерських котлів 0,1 – 1 МВт та 1400 котлів для централізованого теплопостачання 1 – 10МВт. Щорічна економія природного газу за рахунок заміщення соломою складатиме при цьому 3,0 млрд. м ³ (близько 4% загального споживання газу в Україні), а сумарне зниження викидів вуглекислого газу (СО ₂ ) в атмосферу – 5,9 млн. тонн за рік [2,5].

На сьогодні відомі декілька типів установок по переробці соломи, а саме: фермерські установки, 0,1 – 1 МВт; станції централізованого теплопостачання, 1 – 10 МВт; міні – ТЕЦ, 2 – 30 МВт [3].

Спалювання соломи може стати непоганою альтернативною традиційним видам палива, які використовуються для опалення. В умовах України для теплопостачання соціальних і адміністративних об'єктів у сільській місцевості найбільш доцільним видається спалювання тюків соломи у котлах періодичної дії. Такі котли, як правило, мають невелику потужність — від 20 до 100 кВт. Такі котли дешеві, прості в експлуатації, але характеризуються невисоким коефіцієнтом корисної дії, який становить від 50 до 75% [2]. Котли для спалювання середніх та великих тюків соломи потужністю від 70 до 1000 кВт мають найбільше поширення в країнах Західної Європи, умовно їх називають фермерськими [2,3].  

У таблиці 1 наведено результати розрахунків споживання палива для опалення приміщень площею до 3500- 4000 м ² за допомогою котла потужністю 350 кВт.

 

Таблиця 1. Порівняння витрат на опалення пр . використанні різних котлів

 

Витрати на закупівлю різних видів палива: соломи, вугілля та природного газу визначені за поточними ринковими цінами. Як свідчать дані табл. 1, використання соломи замість вугілля чи природного газу дозволяє зменшити витрати на паливо на 87-99 тис. грн. за опалювальний сезон. Така економія на паливі може забезпечити окупність капітальних вкладень у новий соломоспалювальний котел за 2 роки, при розрахунковому строку його служби 12 років [3]. Очевидно, що із збільшенням цін на імпортований газ в Україні показники економічної ефективності таких котлів в порівнянні з газовими зростатимуть.

Вибір економічно ефективного котла, який варто встановити у селі для опалення його адміністративних будівель за умови відсутності газопроводу, здійснимо для котлів однакової потужності – 300 кВт для опалювального сезону 2009-2010 років, який складає 180 днів. Вартість природного газу складає 1010 грн./ тис.м ³ за даними «Урядового порталу».

Для розрахунку вартості біомаси в Україні використовується нормативний метод. Згідно з цим методом, вартість біомаси для сезону 2009 року склала – 90 грн./т. для тюкованої біомаси [1; 5]. За даними Інституту технічної теплофізики НАН України, науково-технічного центру "Біомаса", витрати палива на сезон для котла потужністю 300 кВт складають: природного газу – 116 тис. м ³ , а соломи 327 тонни. Витрати електроенергії відповідно: 14,4 та 74,4 кВт год./ день [2]. Поточні витрати включають в себе заробітну плату робітників (враховуючи додаткову заробітну плату), витрати на електроенергію, транспортні витрати, загальновиробничі , адміністративні та інші витрати (які доцільно приймати як 200% від загальної суми витрат) [6].

Розраховуються поточні витрати за формулою (1):

В = В _п + З _пл + Н _зпл + А + В _е + В _ін ,       (1)

де В – поточні витрати, грн.;

В _п – витрати на паливо (газ або солома) за сезон, грн.;

З _пл – основна заробітна плата робітників, грн.;

Н _зпл – нарахування на заробітну плату, грн.;

А – річна норма амортизаційних відрахувань для обладнання становить 25% загальної вартості;

В _е – вартість електроенергії, грн.;

В _ін – інші витрати, грн.

Для обслуговування газового котла та котла на соломі заробітна плата обслуговуючого персоналу становить З _о =7826 грн. на рік. Додаткова заробітна плата робітників З _д розраховується як 10 % від основної заробітної плати (З _о ), і становить відповідно 783 грн. Нарахування на заробітну плату робітників Н _зп розраховуються як 37 % від суми основної та додаткової заробітної плати робітників і становить Н _зп = (7826 + 783) 0,37 = 3185,3 грн.

Загальні витрати на заробітну плату з нарахуваннями:

З _{1 газ} = З _{2 сол} = 7826 + 3185,3 = 11011,3 грн.

Витрати на паливо за сезон (180 днів) становлять:

– природний газ: В _{п газ} = 116 тис. м ³ · 1010 грн / тис. м ³ = 117,3 тис. грн.;

– солома: В _{п сол} =327 т · 90 грн/т = 29,5 тис. грн.

Витрати на електроенергію становлять:

В _{ел газ =} 14,4 кВт/год · 0,55 грн · 180 = 1425,6 грн ;

В _{ел сол =} 74,4 кВт/год · 0,55 грн · 180 = 7365,6 грн.

Амортизаційні витрати становлять:

– для газового котла: 11181,2 грн ;

– для котла на соломі: 23150 грн.

Загальні поточні витрати розраховуємо за формулою 1 для газового котла та котла на соломі:

В _газ = (117300+7610+3185,3+11181,2+1425,6) ·3 = 421367,1 грн.

Для котла на соломі у загальні поточні витрати входить вартість транспортних витрат за сезон (транспортування з місця зберігання до сховища біля котла), які складають 6538 гривень [3].

В _сол = (29500+8609+3185,3+23150+7365,6+6538) ·3= 235043,7 грн.

Порівняльні економічні показники для системи опалення на біомасі (соломі) та природному газі для опалювального сезону 2009/2010 років, для котлів потужністю 300 кВт наведені у таблиці 2.

Так, встановлюючи у сільській місцевості котел по спалюванню біомаси, який буде працювати на соломі, забезпечуючи опалення адміністративних будівель села (сільська рада, клуб, школа і дитячий садок) отримуємо економію коштів у розмірі 186323,4 гривень. Ймовірно, ця цифра буде зростати з року в рік, внаслідок постійного зростання ціни на природний газ.

 

Таблиця 2. Порівняльні економічні показники систем опалення біомасою і газом

Показник	Газове опалення	Опалення біомасою
Витрата палива за сезон	166 тис.м 3	327 т.
Вартість палива	1010 грн/1000м 3	90 грн./т.
Витрати на паливо за сезон, тис. грн.	117,3	29,5
Витрата електроенергії, кВт·год./день	14,4	74,4
Витрата електроенергії за сезон, грн.	1425,6	7365,6
Заробітна плата операторів, грн.	11011,3	11011,3
Транспортні витрати за сезон (транспортування з місця зберігання до сховища біля котла), грн.	0,0	6538,0
Загальні експлуатаційні витрати, грн.	421367,1	235043,7
Виробництво теплоти, Гкал .	0,3	0,3
Економія коштів на поточних витратах за сезон, грн.	Х	186323,4

 

Капітальні витрати на обладнання включають: вартість котла, вартість робіт по встановленню та налагоджуванню роботи та у випадку газового опалення вартість газової мережі. За проведеними розрахунками:

КВ _газ = 44725,2 + 846000=890725,2 грн.

КВ _сол = 92600 + 15000= 107600 грн.

Результати розрахунків узагальнені за допомогою табл. 3.

 

Таблиця 3. Порівняння економічних показників використання котла по спалюванню біомаси (соломи) та газового котла, тис. грн.

 

Економія на капітальних витратах становить 783125,2 грн. Отже, загальна економія при 5-річній експлуатації котла без урахування фактору дисконтування грошових потоків становить 1901,5 тис. грн.

Висновки. В результаті проведення розрахунків економічної ефективності можна зробити висновок, що встановлення котла по спалюванню соломи є економічно, екологічно та соціально ефективним для сільської місцевості, особливо у випадках, коли відсутні інші традиційні джерела палива, а саме, у негазифікованих регіонах.

Розвиток біоенергетики приносить суспільству величезну користь, особливо доцільно встановлювати котли, що працюють на соломі у селах, де відсутня газова мережа, крім того, їх використання дає багато еколого-економічних переваг.

 

Список використаних джерел:

1. Енергоефективні та відновлювані джерела енергії/ Під заг . ред. А.К. Шидловського . – К.: Укр. Енциклопедія знань, 2007. – 560 с.

2. Концепція цільової комплексної програми наукових досліджень НАН України “Біомаса як паливна сировина” (“Біопалива”)// Додаток 1 до постанови Президії НАН України від 28.02.2007 р. № 56 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://ittf.kiev.ua/biopalyvo/index.html.

3. Альтернативне тепло. Котли для спалювання соломи.// Агросектор №6, 2007р., с. 36-37.

4. Piece na s?om? [Електронний ресурс]. – Режим доступу: www.piecenaslome.republika.pl/sloma_txt.html#top#top .

5. Гелетуха Г.Г. Виробництво енергії з місцевих видів палива в Україні/ Г.Г. Гелетуха , Т.А. Желєзная // Науковий вісник Національного аграрного університету. – Вип. 73. – К, 2007.

6. Козловський В.О. Техніко-економічне обґрунтування та економічні розрахунки в дипломних проектах та роботах: навч . посіб. / В.О. Козловський. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 95с.