CM Fjärrvärmepotential ekonomisk bedömning

CM Fjärrvärmepotential ekonomisk bedömning

## Innehållsförteckning

Introduktion

Den här beräkningsmodulen använder den europeiska värmekensitetskartan (EHDM) och en europeisk bruttogolvkarta (EGFAM) , som båda har utvecklats under Hotmaps-projektet , för att föreslå en GIS-baserad metod för att bestämma potentiella DH-områden med specifikt fokus på kostnader för fjärrvärme (DH). DH-områdena bestäms genom att utföra känslighetsanalyser på EHDM med beaktande av fördefinierade övre gräns för de genomsnittliga distributionskostnaderna. Tillvägagångssättet möjliggör dessutom uppskattning av överföringslinjernas längd och diameter och deras tillhörande kostnader. Utgångarna är GIS-lager som illustrerar områden som är ekonomiskt hållbara för konstruktion av DH såväl som de kostnadsminimala transmissionslinjer som förbinder dessa regioner till varandra. Beräkningsmodulen kan användas för att studera påverkan av parametrar som takkostnader för nätet och marknadsandelar på potential och på expansion och utbyggnad av DH-systemen.

To Top

Ingångar och utgångar

Ingångsparametrarna och lagren såväl som utgående skikt och parametrar är följande.

Inmatningsskikt och parametrar är:

  • Värmetäthetskarta och bruttotäthetskarta för golvyta (som standard tillhandahålls av verktygslådan)
    • i rasterformat (* .tif)
    • med 1 hektar upplösning
    • efterfrågtäthet i MWh / ha och bruttotätheten på golvytan i m 2 / ha
  • Första investeringsåret
  • Förra året för investeringar
  • Avskrivningstid i år
  • Förväntad ackumulerad energibesparing: Förhållandet mellan energi som sparas under det senaste investeringsåret på grund av t.ex. ombyggnad av byggnaderna till värmebehovet under investeringens första år
  • DH: s marknadsandel i början av investeringsperioden
  • Förväntad DH-marknadsandel i slutet av investeringsperioden
  • Ränta
  • DH-nätet kostar taket i EUR / MWh : I potentiella DH-områden får distributionskostnadskostnaden inte överstiga distributionsnätets kostnadstak.
  • Byggkostnaden konstant i euro / m samt byggkostnaden koefficient i euro / m 2 för:
    • Innerstad
    • Yttre stad
    • Parkera
  • Full lasttimmar

Outputlager och parametrar är:

  • Total efterfrågan i utvald region under det första året av investeringar i MWh
  • Total efterfrågan i utvald region under det senaste året av investeringar i MWh
  • Maximal potential för DH-system genom investeringsperioden i MWh
  • Energispecifika DH-nätkostnader i EUR / MWh
  • Energispecifika DH-distributionsnätkostnader i EUR / MWh
  • Energispecifika DH-transmissionsnätkostnader i EUR / MWh
  • Specifika DH-distributionsnätkostnader per meter i EUR / m
  • Specifika DH-transmissionsnätkostnader per meter i EUR / m
  • Totala nätkostnader - livränta i EUR
  • Totala kostnader för distributionsnät - livränta i EUR
  • Totala kostnader för överföringsnät - livränta i EUR
  • Total distributionsnätgravslängd i km
  • Total gränslängd för transmissionsnät i km
  • Totalt antal sammanhängande områden
  • Antal ekonomiska sammanhängande områden
  • Värmebehovstäthet under det sista året av investeringsperioden (med tanke på energibesparingar) i rasterformat
  • DH-områden (både ekonomiska och icke-ekonomiska) i formatform
  • Överföringslinjer och deras kapacitet i formfilformat

To Top

Metod

Här ges en kort förklaring av metodiken. För en mer fullständig förklaring av metodik och formuleringar, vänligen till det publicerade dokumentet om denna beräkningsmodul [ 1 ].

Syftet med beräkningsmodulen är att hitta regioner där DH-system kan byggas utan att överskrida ett användardefinierat genomsnittligt specifikt kostnadstak i EUR / MWh . Detta görs under följande antaganden:

  • Det ekonomiska DH-området med högst värmebehov anses vara den enda tillgängliga värmekällan. Det producerar värmen för sig själv och alla andra ekonomiska sammanhängande områden.
  • mellan två DH-områden kan värme rinna i en riktning,
  • den årliga efterfrågan på DH anses förbli konstant efter det senaste investeringsperioden
  • marknadsandel eller energibesparing har samma procentsatser inom celler i ett DH-område och även inom olika DH-områden.
  • Modellen skapar endast ett anslutet DH-system. Det är inte möjligt att ha två nätverk.
  • Ingångsparameterns gridkostnadstak multipliceras med ~ 95% för att få distributionsnätkostnadstaket. Detta värde används för att bestämma potentiella DH-områden.

Bestämningen av ekonomiska DH-områden görs i tre steg. Mer information finns i de medföljande testkörningarna.

STEG 1: Beräkning av distributionskostnadskostnader baserat på värmebehov och tomtförhållande med EHDM och EGFAM

STEG 2: Bestämning av potentiella DH-områden

STEG 3: Bestämning av ekonomiska DH-områden och transmissionslinjekapacitet och konfiguration som krävs för att ansluta dessa områden till varandra.

Lösningsalternativ

Denna beräkningsmodul använder Gurobi-lösare för att lösa optimeringsproblemet. För att garantera en stabil funktionalitet i beräkningsmodulen har vi infört flera alternativ för att lösa optimeringsproblemet. Dessa alternativ är följande:

  • Gapet mellan den nedre och övre objektgränsen är inställd på 0,01 (MIPGap = 1e-2).
  • Den relativa skillnaden mellan det primära och det dubbla objektiva värdet sattes till 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Lösningsfokus är inställt på 1 för att hitta möjliga lösningar. Här är fokus varken optimitet eller objektiv bundet (MIPFocus = 1).
  • Vi har begränsat mängden använt RAM till 500 mb för att inte komma in i kritiska situationer i fall av samtidiga körningar av användare (NodefileStart = 0.5).

To Top

GitHub-arkivet för denna beräkningsmodul

Här får du den blödande utvecklingen för denna beräkningsmodul.

To Top

Provkörning

Här körs beräkningsmodulen för fallstudien i Wien, Österrike. Först använder du "Gå till plats" -fältet för att navigera till Wien och välja stad. Klicka på "Layers" -knappen för att öppna "Layers" -fönstret och klicka sedan på fliken "CALCULATION MODULE". I listan över beräkningsmoduler väljer du "CM - Fjärrvärmepotential: ekonomisk bedömning".

To Top

Testkörning: standardinmatningsvärden för fallstudien i Wien

De angivna standardvärdena i verktygslådan är i princip lämpliga för Wien, dvs det kanske inte passar för andra regioner och bör anpassas beroende på din fallstudie. Beräkningen görs för perioden 2018 till 2030 (2018 är året 0 och 2030 är året 12 och investeringsperioden är 12 år). Det förväntade ackumulerade energibesparingsgraden visar minskningen av värmebehovet jämfört med början av investeringsperioden (år 2018). DH-marknadsandelen avser marknadsandelen inom DH-områdena. Dess värde i början av investeringsperioden (år 2018) visar den faktiska marknadsandelen (vanligtvis känd). Den förväntade marknadsandelen under investeringsperioden är vad du förväntar dig att nå. Detta värde kommer från vägkartor, scenarier, policyer osv. I standardfallet anser vi att räntan är 5 procent. Taknätet för DH-nätet multipliceras med ~ 95% för att få ett kostnadstak för distributionsnätet. Med hjälp av detta värde erhålls de potentiella DH-områdena. Inom de potentiella områdena får den genomsnittliga distributionsnätkostnaden inte överstiga taket för distributionsnätkostnader. Värdet på fullastningstimmar används för att uppskatta toppbelastningen och hitta den lämpliga dimensionen för transmissionsnätet.

Konstruktionskostnadskonstanten och byggkostnadskoefficienten kommer från referensen [ 2 ]. De erhållna regionerna är mycket känsliga för dessa värden. Därför föreslår vi, som en allmän kommentar, att beräkna med dessa värden först och bara om du tror att dessa värden leder till en över- eller underskattning av dina resultat, ändra dem.

Som standard används värmetäthetskartan och bruttotäthetskartan för golvytan som tillhandahålls av verktygslådan för beräkningen. Du kan använda dina egna laddade lager för att köra beräkningen. Här använder vi standardlager.

Tryck nu på körknappen och vänta tills beräkningen är klar.

VIKTIGT OBS : Observera att den här beräkningsmodulen kan ta flera minuter att hitta den slutliga lösningen. Om din beräkning tar mycket lång tid (mer än 10 minuter), välj en mindre region för din beräkning. Att använda godtyckliga värden kan också leda till lång beräkningstid. Se därför till att dina angivna värden passar för det valda området.

Följande figur visar de erhållna resultaten för de givna inputparametrarna i Wien. De viktigaste indikatorerna visas i RESULTAT-fönstret. Dessutom kan du få några indikatorer genom att trycka på de enskilda potentiella områdena på kartan

Figure 1

Utmatningslagren visas i fönstret LAYERS under avsnittet Beräkningsmodul.

To Top

referenser

[1]. Fallahnejad M, Hartner M, Kranzl L, Fritz S. Påverkan på distributions- och transmissionskostnader för fjärrvärmesystem på fjärrvärmepotential. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10,1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2]. Persson U, Werner S. Värmedistribution och fjärrvärmens framtida konkurrenskraft. Appl Energy 2011; 88: 568–76. doi: 10,1016 / j.apenergy.2010.09.020.

To Top

Hur man citerar

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

To Top

Författare och granskare

Denna sida är skriven av Mostafa Fallahnejad *.

  • [] Denna sida granskades av Lukas Kranzl *.

* Energy Economics Group - TU Wien Institute of Energy Systems and Electrical Drives Gusshausstrasse 27-29 / 370 1040 Wien

To Top

Licens

Copyright © 2016-2019: Mostafa Fallahnejad

Creative Commons Attribution 4.0 Internationell licens Det här arbetet är licensierat under en Creative Commons CC BY 4.0 internationell licens.

SPDX-licensidentifierare: CC-BY-4.0

Licens-text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

To Top

Bekräftelse

Vi vill förmedla vår djupaste uppskattning till Horizon 2020 Hotmaps-projektet (bidragsavtal nummer 723677), som gav finansiering för att genomföra den nuvarande utredningen.

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* Slovak* Slovenian* Spanish*

* machine translated