Ekonomické hodnotenie potenciálu diaľkového vykurovania CM

Ekonomické hodnotenie potenciálu diaľkového vykurovania CM

## Obsah

úvod

Tento výpočtový modul využíva Európsku mapu hustoty tepla (EHDM) a Európsku mapu hrubej podlahovej plochy (EGFAM) , ktoré boli vyvinuté v priebehu projektu Hotmaps , na navrhnutie metódy založenej na GIS na určenie potenciálnych DH oblastí so špecifickým zameraním. o sieťových nákladoch na diaľkové vykurovanie (DH). DH oblasti sa určujú pomocou analýz citlivosti na EHDM pri zvážení preddefinovanej hornej hranice priemerných distribučných nákladov. Tento prístup navyše umožňuje odhadnúť dĺžku a priemer prenosových vedení a súvisiace náklady. Výstupom sú vrstvy GIS, ktoré znázorňujú oblasti, ktoré sú ekonomicky životaschopné pre výstavbu DH, ako aj nákladovo-minimálne prenosové vedenia spájajúce tieto regióny navzájom. Výpočtový modul sa môže použiť na štúdium vplyvu parametrov, ako sú stropné náklady na sieť a podiel na trhu, na potenciál a na rozšírenie a rozšírenie systémov DH.

To Top

Vstupy a výstupy

Vstupné parametre a vrstvy, ako aj výstupné vrstvy a parametre sú nasledujúce.

Vstupné vrstvy a parametre sú:

  • Mapa hustoty tepla a mapa hustoty podlahovej plochy (štandardne je k dispozícii v paneli nástrojov)
    • v rastrovom formáte (* .tif)
    • s rozlíšením 1 hektár
    • požadovaná hustota v MWh / ha a hustota hrubej podlahovej plochy vm 2 / ha
  • Prvý rok investície
  • Posledný rok investície
  • Doba odpisovania v rokoch
  • Očakávaná akumulovaná úspora energie: pomer energie, ktorá sa šetrí v poslednom roku investície v dôsledku napr. Dodatočného vybavenia budov dopytu po teple v prvom roku investície
  • Podiel na trhu DH na začiatku investičného obdobia
  • Očakávaný podiel na trhu DH na konci investičného obdobia
  • Úroková sadzba
  • Strop nákladov na rozvodnú sieť DH v EUR / MWh : V potenciálnych oblastiach DH náklady na rozvodnú sieť nesmú prekročiť strop nákladov na rozvodnú sieť.
  • Konštanta stavebných nákladov v EUR / m, ako aj koeficient stavebných nákladov v EUR / m 2 pre:
    • Vnútorné mesto
    • Vonkajšie mesto
    • park
  • Plné zaťaženie hodín

Výstupné vrstvy a parametre sú:

  • Celkový dopyt vo vybranom regióne v prvom roku investovania do MWh
  • Celkový dopyt vo vybranom regióne za posledný rok investícií v MWh
  • Maximálny potenciál systému DH počas investičného obdobia v MWh
  • Energetické špecifické náklady na sieť DH v EUR / MWh
  • Náklady na energetickú špecifickú distribúciu DH v EUR / MWh
  • Náklady na energetickú špecifickú prenosovú sieť DH v EUR / MWh
  • Konkrétne náklady na distribučnú sieť DH na meter v EUR / m
  • Konkrétne náklady na prenosovú sieť DH na meter v EUR / m
  • Celkové náklady na sieť - anuita v EUR
  • Celkové náklady na distribučnú sieť - anuita v EUR
  • Celkové náklady na prenosovú sieť - anuita v EUR
  • Celková dĺžka priekopy rozvodnej siete v km
  • Celková dĺžka priekopovej siete prenosovej siete v km
  • Celkový počet súvislých oblastí
  • Počet ekonomicky koherentných oblastí
  • Hustota dopytu po teple v poslednom roku investičného obdobia (vzhľadom na úspory energie) v rastrovom formáte
  • Oblasti DH (hospodárske aj nehospodárske) vo formáte shapefile
  • Prenosové vedenia a ich kapacity v tvarovateľnom formáte

To Top

metóda

Tu je uvedené stručné vysvetlenie metodológie. Podrobnejšie vysvetlenie metodiky a formulácií nájdete v dokumente uverejnenom o tomto výpočtovom module [ 1 ].

Cieľom výpočtového modulu je nájsť regióny, v ktorých je možné vybudovať DH systém bez prekročenia užívateľsky definovaného priemerného stropu špecifických nákladov v EUR / MWh . Deje sa tak za týchto predpokladov:

  • Ekonomická oblasť DH s najvyššou potrebou tepla sa považuje za jediný dostupný zdroj tepla. Vyrába teplo pre seba a pre všetky ostatné hospodárske koherentné oblasti.
  • medzi dvoma oblasťami DH môže teplo prúdiť v jednom smere,
  • ročný dopyt po DH sa považuje za konštantný aj po poslednom roku investičného obdobia
  • podiel na trhu alebo úspora energie má rovnaké percento v bunkách oblasti DH a tiež v rôznych oblastiach DH.
  • Model vytvára iba jeden pripojený DH systém. Nie je možné mať dve siete.
  • Horná hranica nákladov na vstupný parameter sa vynásobí ~ 95%, aby sa získal strop nákladov na distribučnú sieť. Táto hodnota sa používa na určenie potenciálnych DH oblastí.

Stanovenie ekonomických DH oblastí sa uskutočňuje v troch krokoch. Viac podrobností nájdete v poskytnutých skúšobných cykloch.

KROK 1: Výpočet nákladov na rozvodnú sieť na základe potreby tepla a pomeru pozemku s použitím EHDM a EGFAM

KROK 2: Stanovenie potenciálnych DH oblastí

KROK 3: Stanovenie ekonomických oblastí DH a kapacít prenosových vedení a konfigurácia potrebná na vzájomné spojenie týchto oblastí.

Možnosti riešenia

Tento výpočtový modul využíva na riešenie problému optimalizácie riešenie Gurobi. Aby sme zaručili stabilnú funkčnosť výpočtového modulu, zaviedli sme niekoľko možností riešenia problému optimalizácie. Sú to tieto možnosti:

  • Medzera medzi dolnou a hornou hranicou objektívu je nastavená na 0,01 (MIPGap = 1e-2).
  • Relatívny rozdiel medzi pôvodnou a duálnou objektívnou hodnotou bol nastavený na 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Zaostrenie riešiteľa je nastavené na 1, aby sa našli možné riešenia. Tu zaostrenie nie je ani optimálne, ani objektívne viazané (MIPFocus = 1).
  • Obmedzili sme množstvo použitej pamäte RAM na 500 mb, aby sme sa nedostali do kritických situácií v prípade súbežných spustení používateľmi (NodefileStart = 0,5).

To Top

Úložisko GitHub tohto výpočtového modulu

Tu získate vývoj krvácania pre tento výpočtový modul.

To Top

Ukážka behu

Tu sa vykonáva výpočtový modul pre prípadovú štúdiu vo Viedni v Rakúsku. Najskôr pomocou panela „Choď na miesto“ prejdite do Viedne a vyberte mesto. Kliknutím na tlačidlo "Vrstvy" otvorte okno "Vrstvy" a potom kliknite na kartu "VÝPOČTOVÝ MODUL". V zozname výpočtových modulov vyberte „CM - Potenciál diaľkového vykurovania: ekonomické hodnotenie“.

To Top

Testovací chod: predvolené vstupné hodnoty pre prípadovú štúdiu vo Viedni

Poskytnuté predvolené hodnoty v súbore nástrojov sú v zásade vhodné pre Viedeň, tj nemusia vyhovovať iným regiónom a mali by sa upraviť v závislosti od prípadovej štúdie. Výpočet sa vykonáva za obdobie od roku 2018 do roku 2030 (rok 2018 je rokom 0 a rok 2030 je rokom 12 a investičné obdobie bude 12 rokov). Očakávaný akumulovaný pomer úspory energie ukazuje zníženie dopytu po teple v porovnaní so začiatkom investičného obdobia (rok 2018). Trhový podiel DH predstavuje trhový podiel v DH oblastiach. Jeho hodnota na začiatku investičného obdobia (rok 2018) ukazuje skutočný podiel na trhu (zvyčajne známy). Očakávate podiel na trhu v investičnom období, čo očakávate. Táto hodnota pochádza z cestovných máp, scenárov, politík atď. V predvolenom prípade považujeme úrokovú sadzbu 5%. Strop nákladov na rozvodnú sieť DH sa vynásobí ~ 95%, aby sa získal nákladový strop pre distribučnú sieť. Použitím tejto hodnoty sa získajú potenciálne oblasti DH. V potenciálnych oblastiach nesmú priemerné náklady na distribučnú sieť prekročiť strop nákladov na distribučnú sieť. Hodnota hodín plného zaťaženia sa používa na odhad špičkového zaťaženia a nájdenie vhodného rozmeru pre prenosovú sieť.

Konštanta stavebných nákladov a koeficient stavebných nákladov pochádzajú z odkazu [ 2 ]. Získané oblasti sú na tieto hodnoty veľmi citlivé. Preto všeobecne odporúčame počítať s týmito hodnotami a iba vtedy, ak si myslíte, že tieto hodnoty vedú k nadhodnoteniu alebo podhodnoteniu vašich výsledkov, potom ich upravte.

V predvolenom nastavení sa na výpočet používa hustota tepla a mapa hustoty podlahovej plochy, ktoré poskytuje sada nástrojov. Na spustenie výpočtu môžete použiť svoje vlastné nahrané vrstvy. Tu používame predvolené vrstvy.

Teraz stlačte tlačidlo Spustiť a počkajte, kým sa výpočet neskončí.

DÔLEŽITÁ POZNÁMKA : Upozorňujeme, že tento modul výpočtu môže trvať niekoľko minút, kým sa nájde konečné riešenie. Ak výpočet trvá veľmi dlho (viac ako 10 minút), vyberte pre výpočet menší región. Tiež použitie ľubovoľných hodnôt môže viesť k dlhému času výpočtu. Preto sa uistite, že zadané hodnoty sú vhodné pre vybratý región.

Nasledujúci obrázok zobrazuje získané výsledky pre dané vstupné parametre vo Viedni. Najdôležitejšie ukazovatele sú uvedené v okne VÝSLEDKY. Niektoré ukazovatele môžete získať aj stlačením jednotlivých potenciálnych oblastí na mape

Figure 1

Výstupné vrstvy sa zobrazia v okne VRSTVENIA v časti Výpočtový modul.

To Top

Referencie

[1]. Fallahnejad M, Hartner M, Kranzl L, Fritz S. Vplyv distribučných a prenosových investičných nákladov systémov diaľkového vykurovania na potenciál diaľkového vykurovania. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10,1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2]. Persson U, Werner S. Rozvod tepla a budúca konkurencieschopnosť diaľkového vykurovania. Appl Energy 2011; 88: 568–76. doi: 10,1016 / j.apenergy.2010.09.020.

To Top

Ako citovať

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wiki, https://github.com/HotMaps/hotmaps_wiki/wiki/CM-District-heating-grid-costs (apríl 2019)

To Top

Autori a recenzenti

Túto stránku napísal Mostafa Fallahnejad *.

  • [] Túto stránku preskúmal Lukas Kranzl *.

* Energy Economics Group - TU Wien Inštitút energetických systémov a elektrických pohonov Gusshausstrasse 27-29 / 370 1040 Wien

To Top

licencie

Copyright © 2016-2019: Mostafa Fallahnejad

Medzinárodná licencia Creative Commons Attribution 4.0 Táto práca je licencovaná na základe medzinárodnej licencie Creative Commons CC BY 4.0.

Identifikátor licencie SPDX: CC-BY-4.0

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

To Top

poďakovanie

Chceli by sme vyjadriť najhlbšie uznanie projektu Horizont 2020 Hotmaps (dohoda o grante č. 723677), ktorý poskytol finančné prostriedky na vykonanie tohto vyšetrovania.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

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

* machine translated