Obsah

Na první pohled

Pomocí tohoto modulu výpočtu můžete určit potenciální oblasti dálkového vytápění na základě zjednodušeného posouzení nákladů na distribuci a přenos tepla. Vstupy do modulu jsou mapy spotřeby tepla a hrubé hustoty podlahové plochy, náklady na rozšíření sítě, vývoj poptávky po teple a rychlosti připojení, doba odpisu, úroková sazba a prahová hodnota pro přijaté náklady na distribuci tepla. Dále vypočítává náklady na přenosová vedení mezi identifikovanými oblastmi dálkového vytápění.

To Top

Úvod

Tento výpočetní modul používá mapu hustoty tepla (HDM) a mapu hustoty hrubé podlahové plochy k navržení metody založené na GIS pro stanovení potenciálních oblastí DH se specifickým zaměřením na náklady na rozvodnou síť (DH). V panelu nástrojů má uživatel možnost použít výchozí soubor dat poskytovaný sadou nástrojů, konkrétně mapu hustoty požadavku na teplo a mapu hustoty hrubé podlahové plochy , nebo použít vlastní vrstvy stejných typů, které jsou nahrány do osobního účtu Hotmaps. Oblasti DH se určují prováděním analýz citlivosti na HDM s ohledem na předem definovanou horní hranici průměrných distribučních nákladů. Tento přístup navíc umožňuje odhadnout délku a průměr přenosových vedení a související náklady. Výstupy jsou vrstvy GIS, které ilustrují oblasti, které jsou ekonomicky životaschopné pro stavbu DH, a také nákladově minimální přenosová vedení spojující tyto regiony navzájem. Modul výpočtu lze použít ke studiu dopadu parametrů, jako je strop nákladů na síť a podíl na trhu, na potenciálu a na rozšiřování a rozšiřování systémů DH.

To Top

Vstupy a výstupy

Vstupní vrstvy a parametry, stejně jako výstupní vrstvy a parametry pro CM jsou následující.

Vstupní vrstvy a parametry jsou:

  • Parametry:
    • První rok investice
    • Poslední rok investice: určuje, za kolik let byste měli dosáhnout cílového podílu na trhu DH.
    • Doba odpisování v letech : delší doba odpisování snižuje celkové náklady, protože váš systém vydrží déle a slouží více
    • Akumulovaná úspora energie: Očekávaný poměr energie, která se šetří v posledním roce investice, např. Dovybavením budov, ve srovnání s požadavkem na teplo v prvním roce investice . vyšší akumulované úspory energie znamenají nižší hustoty poptávky po teple a pravděpodobně to povede k vyšším specifickým nákladům na distribuční soustavu.
    • Podíl DH na trhu na začátku investičního období: Zobrazuje aktuální stav ve vybrané oblasti.
    • Podíl DH na trhu na konci investičního období: Cílový podíl na trhu, kterého chcete dosáhnout.
    • Úroková sazba
    • Strop nákladů na distribuční soustavu v EUR / MWh : V potenciálních oblastech DH nesmí náklady na distribuční síť překročit tento definovaný strop nákladů na distribuční síť.
    • Konstanta nákladů na stavbu v EUR / m, jakož i koeficient nákladů na stavbu v EUR / m 2
    • Hodiny plného zatížení: slouží k výpočtu špičkového zatížení, které je důležité pro rozměr potrubí. Zde se používá pouze pro přepravní síť.
    • MIPGap: možnost řešení optimalizace, pomocí které můžete určit, jak přesná by měla být vaše odpověď. Mějte na paměti, že menší mezery vedou k vyšší přesnosti za cenu vyšší doby CPU.
  • Vrstvy:
    • Mapa hustoty tepla a mapa hustoty hrubé podlahové plochy: výchozí mapy jsou k dispozici v sadě nástrojů; v CM lze také použít vlastní nahrané mapy
      • v rastrovém formátu (* .tif)
      • s rozlišením 1 hektar
      • hustoty poptávky v MWh / ha a hustoty hrubé podlahové plochy vm 2 / ha

Výstupní vrstvy a parametry jsou:

  • Parametry:
    • Celková poptávka ve vybraném regionu v prvním roce investice v MWh
    • Celková poptávka ve vybraném regionu v posledním roce investice v MWh
    • Maximální potenciál systému CZT během investičního období v MWh
    • Energetické specifické náklady na rozvodnou síť v EUR / MWh
    • Energetické specifické náklady na distribuční soustavu DH v EUR / MWh
    • Energetické specifické náklady na přenosovou síť DH v EUR / MWh
    • Specifické náklady na distribuční soustavu DH na metr v EUR / m
    • Specifické náklady na přenosovou síť DH na metr v EUR / m
    • Celkové náklady na síť - anuita v EUR / rok
    • Celkové náklady na distribuční síť - anuita v EUR / rok
    • Celkové náklady na přenosovou síť - anuita v EUR / rok
    • Celková délka výkopu distribuční sítě v km
    • Celková délka příkopu přenosové soustavy v km
    • Celkový počet soudržných oblastí
    • Počet hospodářských soudržných oblastí
  • Vrstvy:
    • Hustota poptávky po teple v posledním roce investičního období (s ohledem na úspory energie) v rastrovém formátu
    • Oblasti DH (ekonomické i nehospodářské) ve formátu shapefile
    • Přenosové linky a jejich kapacity ve formátu shapefile

To Top

Metoda

Zde je uvedeno stručné vysvětlení metodiky. Pro úplnější vysvětlení metodiky a formulací, viz otevřeným přístupem na papír publikované o tomto výpočtu modulu [ 1 ].

Cílem modulu výpočtu je najít regiony, ve kterých lze stavět systémy DH, aniž by došlo k překročení stropu průměrných specifických nákladů definovaných uživatelem v EUR / MWh . To se děje za následujících předpokladů:

  • Ekonomická oblast CZT s nejvyšší potřebou tepla je považována za jediný dostupný zdroj tepla. Produkuje teplo pro sebe a všechny ostatní ekonomické soudržné oblasti.
  • mezi dvěma oblastmi DH může teplo proudit jedním směrem,
  • roční poptávka po DH se považuje za konstantní po posledním roce investičního období
  • definované podíly na trhu a relativní úspory energie jsou ve všech buňkách analyzované oblasti stejné.
  • Model vytvoří pouze jeden připojený systém DH. Není možné mít dvě nebo více nezávislých sítí.
  • Vstupní parametr „strop nákladů na síť“ se vynásobí ~ 95%, čímž se získá strop nákladů na distribuční síť. Tato hodnota se používá pro stanovení potenciálních oblastí DH.

Stanovení hospodářských oblastí DH se provádí ve třech krocích. Další podrobnosti najdete v uvedených testovacích bězích.

KROK 1: Výpočet nákladů na distribuční síť na základě poptávky po teple a poměru vykreslení pomocí vybraných map hustoty tepla a hrubé hustoty podlahové plochy

KROK 2: Stanovení potenciálních oblastí DH

KROK 3: Stanovení ekonomických oblastí DH a kapacit a přenosových vedení požadovaných pro vzájemné propojení těchto oblastí.

Možnosti řešitele

Tento výpočetní modul používá k řešení problému s optimalizací řešič Gurobi. Abychom zaručili stabilní funkčnost výpočetního modulu, zavedli jsme několik možností řešení problému s optimalizací. Jsou tyto možnosti:

  • Mezera mezi dolní a horní hranicí objektivu je nastavena na 0,01 (MIPGap = 1e-2).
    • Menší rozdíl poskytuje obvykle přesnější odpověď. Z časového hlediska CPU to však může být velmi nákladné.
  • Relativní rozdíl mezi primární a duální objektivní hodnotou byl nastaven na 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Zaměření řešitele je nastaveno na 1, aby bylo možné najít proveditelná řešení. Zde není fokus ani optimalita, ani objektová vazba (MIPFocus = 1).
  • Omezili jsme množství použité RAM na 500 MB, abychom se nedostali do kritických situací v případě souběžných spuštění různými uživateli (NodefileStart = 0,5).

To Top

Úložiště GitHub tohoto výpočetního modulu

Zde získáte špičkový vývoj pro tento výpočetní modul.

To Top

Ukázkový běh

Zde je spuštěn výpočetní modul pro případovou studii ve Vídni v Rakousku. Nejprve pomocí pruhu „Přejít na místo“ přejděte do Vídně a vyberte město. Kliknutím na tlačítko „VRSTVY“ otevřete lištu „VRSTVY“ a poté klikněte na kartu „VÝPOČETNÍ MODUL“. V seznamu výpočetních modulů vyberte „CM - POTENCIÁL OKRUHOVÉHO OHŘEVU: EKONOMICKÉ HODNOCENÍ“.

Test Run: výchozí vstupní hodnoty pro případovou studii ve Vídni

Poskytnuté výchozí hodnoty v panelu nástrojů jsou v zásadě vhodné pro Vídeň, tj. Nemusí vyhovovat pro jiné regiony a měly by být upraveny v závislosti na vaší případové studii. Výpočet se provádí pro období 2018 až 2030 (2018 je rok 0 a 2030 je rok 12 a investiční období bude 12 let). Očekávaný poměr kumulované energie ukazuje pokles poptávky po teple ve srovnání se začátkem investičního období (rok 2018). Podíl na trhu DH se týká podílu na trhu v oblastech DH. Jeho hodnota na začátku investičního období (rok 2018) ukazuje skutečný podíl na trhu (obvykle známý). Očekáváte, že dosáhnete očekávaného podílu na trhu na konci investičního období. Tato hodnota pochází z cestovních map, scénářů, zásad atd. Ve výchozím případě uvažujeme úrokovou sazbu 5 procent. Strop nákladů na DH síť se vynásobí ~ 95%, čímž se získá nákladový strop pro distribuční síť. Pomocí této hodnoty se získají potenciální oblasti DH. V potenciálních oblastech nesmí průměrné náklady na distribuční síť překročit strop nákladů na distribuční síť. Hodnota hodin plného zatížení se používá k odhadu špičkového zatížení a nalezení vhodné dimenze pro přenosovou síť.

Konstanta stavebních nákladů a koeficient stavebních nákladů pocházejí z reference [ 2, 3 ]. Získané oblasti jsou na tyto hodnoty velmi citlivé. Jako obecný komentář proto doporučujeme nejprve vypočítat s těmito hodnotami a pouze pokud si myslíte, že tyto hodnoty vedou k nadhodnocení nebo podhodnocení vašich výsledků, pak je upravte.

Ve výchozím nastavení se pro výpočet používá mapa hustoty tepla a mapa hustoty hrubé podlahové plochy, které poskytuje panel nástrojů. Pro spuštění výpočtu můžete použít vlastní nahrané vrstvy. V tomto ukázkovém běhu používáme výchozí vrstvy.

Nyní stiskněte tlačítko „RUN CM“ a počkejte, až se výpočet dokončí.

DŮLEŽITÁ POZNÁMKA : Pamatujte, že nalezení tohoto řešení může tomuto modulu výpočtu trvat několik minut. Pokud váš výpočet trvá velmi dlouho (více než 10 minut), vyberte pro svůj výpočet menší region. Použití libovolných hodnot může také vést k dlouhé době výpočtu. Proto se ujistěte, že zadané hodnoty jsou vhodné pro vybranou oblast.

Následující obrázek ukazuje získané výsledky pro dané vstupní parametry ve Vídni. Nejdůležitější indikátory jsou zobrazeny v okně VÝSLEDKY. Některé indikátory můžete získat také stisknutím každé jednotlivé potenciální oblasti na mapě.

Figure 1

Výstupní vrstvy se objeví v pruhu VRSTVY v sekci modulu Výpočet.

To Top

Reference

[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Dopad investičních nákladů na distribuci a přenos systémů dálkového vytápění na potenciál dálkového vytápění. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2] Persson U., Werner S. Distribuce tepla a budoucí konkurenceschopnost dálkového vytápění. Appl Energy 2011; 88: 568–76. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.09.020.

[3] Persson U, Wiechers E, Möller B, Werner S. Tepelná mapa Evropy: Náklady na distribuci tepla. Energie 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.

To Top

Jak citovat

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wiki, CM-District-heating-potential-economic-assessment (září 2020)

To Top

Autoři a recenzenti

Tuto stránku napsal Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

☑ Tuto stránku zkontroloval Marcul Hummel ( e-think ).

To Top

Licence

Copyright © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad

Mezinárodní licence Creative Commons Attribution 4.0

Tato práce podléhá licenci na základě mezinárodní licence Creative Commons CC BY 4.0.

SPDX-identifikátor licence: CC-BY-4.0

Text licence: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

To Top

Potvrzení

Rádi bychom vyjádřili své nejhlubší uznání projektu Horizont 2020 Hotmaps (Grant Agreement number 723677), který poskytl finanční prostředky na provedení tohoto šetření.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

English (original) Bulgarian* Danish* German* Greek* Spanish* Estonian* Finnish* French* Irish* Croatian* Hungarian* Italian* Lithuanian* Latvian* Maltese* Dutch* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Swedish*

* machine translated