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Avec ce module de calcul, vous pouvez déterminer les surfaces potentielles de chauffage urbain sur la base d'une évaluation simplifiée des coûts de distribution et de transport de chaleur. Les entrées du module sont les cartes de demande de chaleur et de densité de surface de plancher brute, les coûts d'extension du réseau, l'évolution de la demande de chaleur et les taux de connexion, le temps d'amortissement, le taux d'intérêt et un seuil pour les coûts de distribution de chaleur acceptés. De plus, il calcule les coûts des lignes de transport entre les zones de chauffage urbain identifiées.
Ce module de calcul utilise une carte de densité de chaleur (HDM) et une carte de densité de surface de plancher brute pour proposer une méthode basée sur le SIG pour déterminer les zones DH potentielles avec un accent particulier sur les coûts du réseau de chauffage urbain (DH). Dans la boîte à outils, l'utilisateur a la possibilité d'utiliser l'ensemble de données par défaut fourni par la boîte à outils, à savoir la carte de densité de la demande de chaleur et la carte de densité de surface au sol brute , ou d'utiliser ses propres couches des mêmes types que celles téléchargées sur le compte Hotmaps personnel. Les zones DH sont déterminées en effectuant des analyses de sensibilité sur le HDM en tenant compte de la limite supérieure prédéfinie des coûts de distribution moyens. L'approche permet en outre d'estimer la longueur et le diamètre des lignes de transport et leurs coûts associés. Les résultats sont des couches SIG qui illustrent les zones qui sont économiquement viables pour la construction de DH ainsi que les lignes de transmission à coût minimal reliant ces régions les unes aux autres. Le module de calcul peut être utilisé pour étudier l'impact de paramètres tels que le plafond des coûts de réseau et la part de marché sur le potentiel et sur l'expansion et l'extension des systèmes DH.
Les couches et paramètres d'entrée ainsi que les couches de sortie et les paramètres du CM sont les suivants.
Les couches et paramètres d'entrée sont:
Les couches et paramètres de sortie sont:
Ici, une brève explication de la méthodologie est fournie. Pour une explication plus complète de la méthodologie et des formulations, s'il vous plaît se référer à l'accès ouvert papier publié sur ce module de calcul [ 1 ].
L'objectif du module de calcul est de trouver des régions dans lesquelles des systèmes DH peuvent être construits sans dépasser un plafond de coût spécifique moyen défini par l'utilisateur en EUR / MWh . Cela se fait selon les hypothèses suivantes:
La détermination des zones DH économiques se fait en trois étapes. Pour plus de détails, reportez-vous aux tests fournis.
ÉTAPE 1: Calcul des coûts du réseau de distribution en fonction de la demande de chaleur et du rapport de parcelle à l'aide de cartes de densité de chaleur et de densité de surface de plancher sélectionnées sélectionnées
ÉTAPE 2: Détermination des zones DH potentielles
ÉTAPE 3: Détermination des zones DH économiques et des capacités et de la configuration des lignes de transport nécessaires pour connecter ces zones les unes aux autres.
Ce module de calcul utilise un solveur Gurobi pour résoudre le problème d'optimisation. Afin de garantir une fonctionnalité stable du module de calcul, nous avons introduit plusieurs options pour résoudre le problème d'optimisation. Ces options sont les suivantes:
Ici, vous obtenez le développement de pointe pour ce module de calcul.
Ici, le module de calcul est exécuté pour l'étude de cas de Vienne, en Autriche. Tout d'abord, utilisez la barre "Aller à la place" pour naviguer vers Vienne et sélectionnez la ville. Cliquez sur le bouton "COUCHES" pour ouvrir la barre "COUCHES" puis cliquez sur l'onglet "MODULE DE CALCUL". Dans la liste des modules de calcul, sélectionnez «CM - POTENTIEL CHAUFFAGE DISTRICT: ÉVALUATION ÉCONOMIQUE».
Les valeurs par défaut fournies dans la boîte à outils sont fondamentalement adaptées à Vienne, c'est-à-dire qu'elles peuvent ne pas convenir à d'autres régions et doivent être adaptées en fonction de votre étude de cas. Le calcul est fait pour la période de 2018 à 2030 (2018 est l'année 0 et 2030 est l'année 12 et la période d'investissement sera de 12 ans). Le taux d'économie d'énergie cumulé attendu montre la réduction de la demande de chaleur par rapport au début de la période d'investissement (année 2018). La part de marché DH fait référence à la part de marché dans les zones DH. Sa valeur au début de la période d'investissement (année 2018) indique la part de marché réelle (généralement connue). La part de marché attendue à la fin de la période d'investissement est ce que vous espérez atteindre. Cette valeur provient des feuilles de route, des scénarios, des politiques, etc. Pour le cas par défaut, nous considérons le taux d'intérêt de 5 pour cent. Le plafond du coût du réseau DH est multiplié par ~ 95% pour obtenir un plafond de coût pour le réseau de distribution. En utilisant cette valeur, les zones DH potentielles sont obtenues. Dans les zones potentielles, le coût moyen du réseau de distribution ne peut pas dépasser le plafond des coûts du réseau de distribution. La valeur des heures à pleine charge est utilisée pour estimer la charge de pointe et trouver une dimension appropriée pour le réseau de transport.
La constante de coût de construction et le coefficient de coût de construction proviennent de la référence [ 2, 3 ]. Les régions obtenues sont très sensibles à ces valeurs. Par conséquent, comme commentaire général, nous vous suggérons de calculer d'abord avec ces valeurs et seulement si vous pensez que ces valeurs conduisent à une sur- ou sous-estimation de vos résultats, puis de les modifier.
Par défaut, la carte de densité de chaleur et la carte de densité de surface de plancher brute qui sont fournies par la boîte à outils sont utilisées pour le calcul. Vous pouvez utiliser vos propres couches téléchargées pour exécuter le calcul. Dans cet exemple d'exécution, nous utilisons des couches par défaut.
Maintenant, appuyez sur le bouton "RUN CM" et attendez que le calcul soit terminé.
REMARQUE IMPORTANTE : Veuillez noter que ce module de calcul peut prendre plusieurs minutes pour trouver la solution finale. Si votre calcul prend très longtemps (plus de 10 minutes), sélectionnez une région plus petite pour votre calcul. En outre, l'utilisation de valeurs arbitraires peut entraîner un temps de calcul long. Par conséquent, assurez-vous que les valeurs fournies sont adaptées à la région sélectionnée.
La figure suivante montre les résultats obtenus pour les paramètres d'entrée donnés à Vienne. Les indicateurs les plus importants sont présentés dans la fenêtre RÉSULTATS. De plus, vous pouvez obtenir des indicateurs en appuyant sur chacune des zones potentielles de la carte.
Les couches de sortie apparaîtront dans la barre COUCHES sous la section du module de calcul.
[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Impact des coûts d'investissement de distribution et de transport des systèmes de chauffage urbain sur le potentiel de chauffage urbain. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.
[2] Persson U., Werner S. Distribution de chaleur et compétitivité future du chauffage urbain. 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: Coûts de distribution de chaleur. Énergie 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.
Mostafa Fallahnejad, dans Hotmaps-Wiki, CM-Évaluation-économique-du potentiel de chauffage urbain (septembre 2020)
Cette page a été écrite par Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).
☑ Cette page a été révisée par Marcul Hummel ( e-think ).
Droits d'auteur © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad
Licence internationale Creative Commons Attribution 4.0
Ce travail est concédé sous une licence internationale Creative Commons CC BY 4.0.
Identificateur de licence SPDX: CC-BY-4.0
Texte de la licence: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Nous tenons à exprimer notre profonde gratitude au projet Horizon 2020 Hotmaps (accord de subvention n ° 723677), qui a fourni le financement pour mener à bien la présente enquête.
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