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Mit diesem Berechnungsmodul können Sie potenzielle Fernwärmeflächen anhand einer vereinfachten Bewertung der Wärmeverteilungs- und Übertragungskosten ermitteln. Eingaben in das Modul sind Karten für den Wärmebedarf und die Bruttogrundflächendichte, die Kosten für den Netzausbau, die Entwicklung des Wärmebedarfs und der Verbindungsraten, die Abschreibungszeit, den Zinssatz und einen Schwellenwert für die akzeptierten Wärmeverteilungskosten. Darüber hinaus werden die Kosten für Übertragungsleitungen zwischen identifizierten Fernwärmegebieten berechnet.
Dieses Berechnungsmodul verwendet eine Wärmedichtekarte (HDM) und eine Bruttogrundflächendichtekarte, um eine GIS-basierte Methode zur Bestimmung potenzieller DH-Gebiete mit besonderem Schwerpunkt auf den Fernwärmekosten (DH) vorzuschlagen. In der Toolbox hat der Benutzer die Möglichkeit, den von der Toolbox bereitgestellten Standarddatensatz zu verwenden, nämlich die Wärmebedarfsdichtekarte und die Bruttogrundflächendichtekarte , oder eigene Ebenen desselben Typs zu verwenden, die auf das persönliche Hotmaps-Konto hochgeladen werden. Die DH-Bereiche werden durch Sensitivitätsanalysen am HDM unter Berücksichtigung der vordefinierten Obergrenze der durchschnittlichen Verteilungskosten bestimmt. Der Ansatz ermöglicht zusätzlich die Schätzung der Länge und des Durchmessers von Übertragungsleitungen und der damit verbundenen Kosten. Die Ausgaben sind GIS-Schichten, die Bereiche veranschaulichen, die für den Bau von DH wirtschaftlich rentabel sind, sowie die kostengünstigen Übertragungsleitungen, die diese Regionen miteinander verbinden. Das Berechnungsmodul kann verwendet werden, um die Auswirkungen von Parametern wie Netzkostenobergrenze und Marktanteil auf das Potenzial sowie auf die Erweiterung und Erweiterung der DH-Systeme zu untersuchen.
Die Eingabeebenen und -parameter sowie die Ausgabeebenen und -parameter für das CM sind wie folgt.
Eingabeebenen und Parameter sind:
Ausgabeebenen und Parameter sind:
Hier wird eine kurze Erläuterung der Methodik gegeben. Eine ausführlichere Erläuterung der Methodik und Formulierungen finden Sie im Open-Access- Dokument zu diesem Berechnungsmodul [ 1 ].
Ziel des Berechnungsmoduls ist es, Regionen zu finden, in denen DH-Systeme gebaut werden können, ohne eine benutzerdefinierte durchschnittliche spezifische Kostenobergrenze in EUR / MWh zu überschreiten. Dies erfolgt unter folgenden Voraussetzungen:
Die Bestimmung der wirtschaftlichen DH-Gebiete erfolgt in drei Schritten. Weitere Einzelheiten finden Sie in den bereitgestellten Testläufen.
SCHRITT 1: Berechnung der Kosten des Verteilungsnetzes basierend auf dem Wärmebedarf und dem Grundstücksverhältnis unter Verwendung ausgewählter Karten für Wärmedichte und Bruttogrundflächendichte
SCHRITT 2: Bestimmung potenzieller DH-Bereiche
SCHRITT 3: Bestimmung der wirtschaftlichen DH-Bereiche und der Übertragungsleitungskapazitäten sowie der Konfiguration, die erforderlich sind, um diese Bereiche miteinander zu verbinden.
Dieses Berechnungsmodul verwendet einen Gurobi-Löser zur Lösung des Optimierungsproblems. Um eine stabile Funktionalität des Berechnungsmoduls zu gewährleisten, haben wir verschiedene Optionen zur Lösung des Optimierungsproblems eingeführt. Diese Optionen sind wie folgt:
Hier erhalten Sie die neueste Entwicklung für dieses Berechnungsmodul.
Hier wird das Berechnungsmodul für die Fallstudie von Wien ausgeführt. Verwenden Sie zunächst die Leiste "Gehe zu Ort", um nach Wien zu navigieren und die Stadt auszuwählen. Klicken Sie auf die Schaltfläche "LAYERS", um die Leiste "LAYERS" zu öffnen, und klicken Sie dann auf die Registerkarte "CALCULATION MODULE". Wählen Sie in der Liste der Berechnungsmodule "CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL: ECONOMIC ASSESSMENT".
Die in der Toolbox angegebenen Standardwerte sind grundsätzlich für Wien geeignet, dh sie eignen sich möglicherweise nicht für andere Regionen und sollten je nach Fallstudie angepasst werden. Die Berechnung erfolgt für den Zeitraum von 2018 bis 2030 (2018 ist das Jahr 0 und 2030 ist das Jahr 12 und der Investitionszeitraum beträgt 12 Jahre). Die erwartete kumulierte Energieeinsparungsquote zeigt die Verringerung des Wärmebedarfs gegenüber dem Beginn des Investitionszeitraums (Jahr 2018). Der DH-Marktanteil bezieht sich auf den Marktanteil innerhalb der DH-Gebiete. Sein Wert zu Beginn des Investitionszeitraums (Jahr 2018) zeigt den tatsächlichen Marktanteil (normalerweise bekannt). Der erwartete Marktanteil am Ende des Investitionszeitraums ist das, was Sie erwarten. Dieser Wert stammt aus Roadmaps, Szenarien, Richtlinien usw. Für den Standardfall betrachten wir den Zinssatz von 5 Prozent. Die DH-Netzkostenobergrenze wird mit ~ 95% multipliziert, um eine Kostenobergrenze für das Verteilungsnetz zu erhalten. Mit diesem Wert werden die potentiellen DH-Bereiche erhalten. Innerhalb der potenziellen Gebiete dürfen die durchschnittlichen Kosten des Verteilungsnetzes die Obergrenze der Verteilungsnetzkosten nicht überschreiten. Der Wert der Volllaststunden wird verwendet, um die Spitzenlast abzuschätzen und eine geeignete Abmessung für das Übertragungsnetz zu finden.
Die Baukostenkonstante und der Baukostenkoeffizient stammen aus Lit. [ 2, 3 ]. Die erhaltenen Regionen sind sehr empfindlich gegenüber diesen Werten. Als allgemeinen Kommentar empfehlen wir daher, zuerst mit diesen Werten zu rechnen und nur dann, wenn Sie der Meinung sind, dass diese Werte zu einer Über- oder Unterschätzung Ihrer Ergebnisse führen, diese zu ändern.
Standardmäßig werden für die Berechnung die Wärmedichtekarte und die Bruttogrundflächendichtekarte verwendet, die von der Toolbox bereitgestellt werden. Sie können Ihre eigenen hochgeladenen Ebenen zum Ausführen der Berechnung verwenden. In diesem Beispiellauf verwenden wir Standardebenen.
Drücken Sie nun die Taste "RUN CM" und warten Sie, bis die Berechnung abgeschlossen ist.
WICHTIGER HINWEIS : Bitte beachten Sie, dass dieses Berechnungsmodul einige Minuten dauern kann, um die endgültige Lösung zu finden. Wenn Ihre Berechnung sehr lange dauert (mehr als 10 Minuten), wählen Sie eine kleinere Region für Ihre Berechnung aus. Die Verwendung beliebiger Werte kann auch zu einer langen Berechnungszeit führen. Stellen Sie daher sicher, dass Ihre angegebenen Werte für die ausgewählte Region geeignet sind.
Die folgende Abbildung zeigt die erhaltenen Ergebnisse für die angegebenen Eingabeparameter in Wien. Die wichtigsten Indikatoren werden im Fenster ERGEBNISSE angezeigt. Darüber hinaus können Sie einige Indikatoren erhalten, indem Sie auf die einzelnen potenziellen Bereiche auf der Karte klicken.
Die Ausgabeebenen werden in der LAYERS-Leiste im Abschnitt Berechnungsmodul angezeigt.
[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Einfluss der Investitionskosten für Verteilung und Übertragung von Fernwärmesystemen auf das Fernwärmepotenzial. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.
[2] Persson U., Werner S. Wärmeverteilung und die zukünftige Wettbewerbsfähigkeit der Fernwärme. 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. Heat Roadmap Europe: Kosten für die Wärmeverteilung. Energy 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.
Mostafa Fallahnejad, im Hotmaps-Wiki, CM-Fernwärmepotential-Wirtschaftsbewertung (September 2020)
Diese Seite wurde von Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ) verfasst.
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SPDX-Lizenz-ID: CC-BY-4.0
Lizenztext: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung der vorliegenden Untersuchung bereitstellte , unsere tiefste Anerkennung aussprechen .
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