Проектирование автономного энергетического блока

Цель проекта

Организация современного, конкурентоспособного и экономически эффективного производства тепловой и электрической энергии с целью отказа от покупных энергоресурсов,  для покрытия нужд  электроснабжения, теплоснабжения и хладоснабжения систем электропитания, отопления, вентиляции и ГВС потребителей Торгово-рекреационного комплекса по адресу Санкт-Петербург, Ленинский пр., 140.

Требуемая электрическая нагрузка составляет 1000 кВт, суммарная тепловая нагрузка потребителей - 4145 кВт, в том числе 265 кВт на отопление, 1180 кВт на вентиляцию, 1200 кВт на ГВС и 1500 кВт на систему кондиционирования.

Технические решения

Для покрытия заданных нагрузок энергоблока, предусмотрена установка одиннадцати микротурбинных когенерационных установок Elliott TA-100RCHP, электрической и тепловой мощностью – 100/172 кВт соответственно, и двух жаротрубных водогрейных котлов Cochran 2930, мощностью 2930 кВт каждый. Котлы оснащены автоматическими газовыми горелками. Топливом для горелок водогрейных котлов и микротурбин является природный газ.

Микротурбины Elliott TA-100RCHP покрывают полностью годовую потребность в электроэнергии в количестве 5000000 кВт·ч/год, а также часть тепловой – 7779 Гкал/год, оставшуюся потребность в тепле покрывают два котла Cochran 2930 – 3567 Гкакл/год. Суммарное потребление тепловой энергии комплексом составляет 11346 Гкал/год.

Для покрытия нагрузок потребителей холода используются абсорбционные холодильные машины (АБХМ) Broad BDH-75 в количестве 2 штук, мощностью 750 кВт каждая. Для охлаждения воды в АБХМ совместно используется мокрая градирня Broad JN-500, с расходом воды 500 т/ч.

Также в энергоблоке присутствуют четыре пластинчатых теплообменника Alfa Laval (900 кВт 2 штуки, 750 кВт 2 штуки) для систем отопления и вентиляции, контура ГВС.

Циркуляция теплоносителей осуществляется насосами Grundfus TP 80-400/2 (3шт.), TP 65-410/2 (2шт.), TP 40-300/2 (2 шт.), TP 200-560/4 (2шт.), TP 150-400/4 (2шт.).

Все оборудование энергоблока сертифицировано Госстандартом России и разрешено к применению на территории России Госгортехнадзором РФ.

Здание энергоблока – пристроенное. Здание прямоугольное в плане с размерами 5,0 х 24,0 м по осям (первый этаж) и 6,0 х 24,0 м (последующие этажи), низ металлоконструкций перекрытия +12,000. Отметка второго этажа +4,050 м, отметка третьего этажа +8,200 м.

Устойчивость здания обеспечивают поперечными рамами, жесткостью колонн соединенных распорками. Помещение энергоблока имеет два выхода наружу.

Энергоблок обеспечивает бесперебойное, безопасное снабжение потребителей теплом, электроэнергией и холодом при эксплуатации его без постоянного присутствия обслуживающего персонала.

Показатели автономного энергоблока:

-  выработка электроэнергии                                 5000000 кВт·ч/год,

- суммарная выработка тепловой энергии           11346 Гкал/год,

- выработка тепловой энергии турбинами             7779 Гкал/год,

-  выработка тепловой энергии котлами                   3567 Гкал/год,

-  суммарное потребление природного газа                 2,52 млн. нм³/год,

-  потребление природного газа турбинами                 2,05 млн. нм³/год,

-  потребление природного газа котлами                      0,47 млн. нм³/год,

-  потребление водопроводной воды                              0,31 млн. м³/год.

Объем инвестиций в проект:

- Полная инвестиционная стоимость проекта –    200 млн. руб.

- Прямые капитальные вложения                     -    167 млн. руб.

в том числе оборудование                    -      117 млн. руб.

Технико–экономические показатели проекта:

-  Экономия от отказа покупных энергоресурсов    -  4,6 млн. руб.  

- Годовые эксплуатационные издержки                  -  2,7 млн. руб.

- Чистая прибыль                                                      -   0,7 млн. руб.

Период окупаемости инвестиций                                 -  5,5 года

1. Расчет объема инвестиций в проект

1.1.  Стоимость оборудования

Таблица 1

№	Наименование	Кол.	Стоимость, тыс. руб.
			за ед.	всего
1	Основное оборудование - микротурбины Elliott TA-100RCHP - водогрейные котлы Cochran 2930 + горелки - АБХМ Broad BDH-75 - градирня Broad JN-500 - теплообменник Alfa Laval 900 кВт - теплообменник Alfa Laval 750 кВт - расширительный бак Reflex N 100/6 - расширительный бак Reflex N 200/6 - расширительный бак Reflex N 800/6 - расширительный бак Reflex N 1000/6 - насос Grundfus TP 80-400/2 - насос Grundfus TP 65-410/2 - насос Grundfus TP 40-300/2 - насос Grundfus TP 200-560/4 - насос Grundfus TP 150-340/4	11 2 2 1 2 2 2 2 1 1 3 2 2 2 2	8100 2000 6000 1000 300 200 7,5 11 46 57 91 90 30 250 180	89100 4000 12000 1000 600 400 15 22 46 57 273 180 60 500 360
2	Вспомогательное оборудование - счетчик газовый RVG - узел учета газа на базе счетчика RVG G250 - клапан термозапорный газовый - клапан моторный газовый	2 1 1 1	125 150 20 288	250 150 20 288
3	Прочее - дымовая труба 20м - трубопроводы - автоматика - внутреннее электроснабжение - внутреннее отопление и вентиляция - охранно-пожарная сигнализация	2 - - - - -	500 - - - - -	1000 2000 2000 1000 500 850
ИТОГО:		116671

1.2.  Инвестиционная стоимость проекта

Таблица 2

Наименование затрат	Инвестиции в проект
	структура, %	тыс. руб.
Оборудование	57	116671
Строительно-монтажные работы	25	29168
Проектные работы	5	5834
Пуско-наладочные работы	3	3500
Прочие	10	11667
Итого прямых издержек	166840
НДС 18% (налог на добавленную стоимость)	30030
Итого капитальных затрат	196870
Оборотный капитал	3256
Инвестиции всего	200126

2. Расчет годовых эксплуатационных расходов энергоблока

Распределение топливной составляющей между производимыми энергоресурсами:

Таблица 3

Статья затрат	Кол.	Стоимость, руб.
		за ед.	всего
Топливо на электроэнергию, нм3/год	0,75 млн.	3,74	2,8 млн.
Топливо на тепловую энергию, нм3/год	1,77 млн.	3,74	6,6 млн.

При расчете себестоимости приняты следующие тарифы на ресурсы:

Цена природного газа – 3740 руб./1000 нм³ газа

Тариф на электроэнергию – 3,5 руб./кВт·ч

Тариф на воду свежую – 18,7 руб./м³

Среднемесячная заработная плата 1 ППП – 17000 руб.

2.1.    Затраты на топливо (З_т)

Расчет топливной составляющей в затратах выглядит следующим образом:

где:

 – суммарное потребление природного газа (объем натурального топлива),

 – цена природного газа.

2.2.    Затраты на подготовку и потребление воды (З_в)

где:

 – количество потребляемой воды,

 – цена свежей воды.

2.3.    Расчет фонда заработной платы обслуживающего персонала

С учетом всех коэффициентов общее количество ППП составит – 3 человека.

Средняя заработная плата принята – 17000 рублей в месяц.

Таким образом, основной фонд заработной платы составит:

Дополнительный фонд заработной платы может быть принят 15% от годовой суммы основной заработной платы:

2.4.    Отчисления в социальные фонды 34% от ФОТ

2.5.    Дополнительные амортизационные отчисления от вводимых фондов

где:

 – основные промышленно-производственные фонды (оборудование),

 - годовая норма амортизации,

 – срок полезного использования оборудования.

2.6.    Дополнительные цеховые расходы, связанные с формированием ремонтного фонда, рассчитываются по общепринятым нормам отчисления (Н_р.ф.=2,5%)

2.7.    Прочие общепроизводственные расходы составят 1,5% в сумме цеховой себестоимости продукции

Исходя из произведенных расчетов статей затрат составим смету затрат на производство.

Смета затрат на производство энергии:

Годовая выработка электроэнергии – 5000000 кВт·ч.

Годовой отпуск теплоты – 11346 Гкал/год.

Таблица 4

Статьи расхода	Единица измерения	Значение
Топливо – природный газ	тыс. руб.	9425
Вода	тыс. руб.	5797
Заработная плата с отчислениями	тыс. руб.	943
Амортизация	тыс. руб.	7667
Текущий ремонт	тыс. руб.	2904
Прочие цеховые расходы	тыс. руб.	401
Итого цеховая себестоимость	тыс. руб.	27137

При одновременном производстве тепловой и электрической энергии в источнике энергоснабжения, определяя их себестоимость, необходимо разделить статьи эксплуатационных затрат на две части. Одну часть отнести к производству тепловой энергии, другую - к электрической энергии.

В этом случае соотношения для определения себестоимости тепловой и электрической энергии можно записать в следующем виде:

где:

 - коэффициенты разделения затрат при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии. В данном проекте можно принять  и ,

 – годовой отпуск теплоты,

 - годовая выработка электрической энергии.

Таким образом, затраты на производство тепловой и электрической энергии можно разделить следующим образом:

- себестоимость единицы тепловой энергии

- себестоимость единицы электрической энергии:

3. Расчет экономического эффекта от проекта

3.1.    Экономия при отказе от закупки тепловой энергии городских сетей

где:

 – цена на тепловую энергию по городскому тарифу,

 – себестоимость тепловой энергии энергоблока.

 – годовая выработка тепловой энергии.

3.2.    Экономия при отказе от закупки электрической энергии городской сети

где:

 – цена на электроэнергию по городскому тарифу,

 – себестоимость электроэнергии энергоблока.

 – годовая выработка электроэнергии.

4. Расчет экономической эффективности проекта

Эффективность инвестиций рассматривается на основе  расчета   показателей эффективности – простого срока окупаемости инвестиций (Т_ок) и простой нормы прибыли – (Н_пк). 

Расчет простого срока окупаемости (Т_ок) – состоит в определении периода, необходимого для возмещения суммы первоначальных инвестиций в проект за счет среднегодового чистого дохода, получаемого от проекта.

где:

 – первоначальные инвестиции (д.е.),

 – среднегодовой чистый доход (д.е.).

В соответствии с налоговым законодательством РФ при расчете чистой прибыли необходимо учесть следующие налоги:

Налог на имущество (Н_и) – 2,2% от приобретенных активов (ОППФ),

Налог на прибыль (Н_пр) – 20% от дополнительно полученной прибыли.

Дополнительная чистая прибыль составит:

где:

 – балансовая прибыль,

 – налог на имущество,

 – налог на прибыль.

При расчете экономической эффективности строительства такого капиталоемкого автономного энергоблока следует учитывать не только экономию, получаемую предприятием от отказа приобретения энергоресурсов со стороны, но и существенную экономию, которая образуется при отказе от подключения к городским энергетическим сетям.

4.1.    Экономия при отказе от подключения к городской тепловой сети

где:

 – цена на подключение к городской тепловой сети,

 – часовая потребляемая тепловая энергия.

4.2.    Экономия при отказе от подключения к городской электросети

где:

 – цена на подключение к городской электросети,

 – требуемая электрическая мощность.

Учитывая, что разовые капитальные затраты в результате расчетов определены в размере 197,0 млн. руб. с (НДС), а ОППФ составят после ввода объекта – 167,0 млн. руб., а затраты на подключение к энергетическим сетям обошлись бы предприятию в сумму:

то разовые затраты на проект в целях расчета экономической эффективности целесообразно откорректировать на сумму затрат на подключение:

Экономический эффект от проекта является сутью дополнительной прибыли, следовательно, в соответствии с налоговым законодательством РФ необходимо при расчете чистой прибыли учитывать соответствующие налоги.

4.3.    Общая экономия от использования автономного источника, при отказе от централизации (прибыль)

где:

 – экономия при отказе от закупки электроэнергии,

 – экономия при отказе от закупки тепловой энергии.

4.4.    Налог на имущество

где:

 – общие промышленно-производственные фонды,

 – ставка налога на имущество.

4.5.    Балансовая прибыль

где:

 - прибыль или общая экономия, при отказе от централизации,

 – налог на имущество.

4.6.    Налог на прибыль

где:

 – балансовая прибыль,

 – ставка налога на прибыль

4.7.    Чистая прибыль

где:

  – балансовая прибыль,

 – налог на прибыль.

4.8.    Расчет показателя эффективности (срока окупаемости)

С учетом периода инвестирования:

5. Основные технико-экономические показатели проекта

Таблица 5

Наименование	Результат
Объем прямых инвестиций в проект, тыс. руб.	166840
Эксплуатационные расходы, тыс. руб.	27137
Годовой отпуск тепловой энергии, Гкал/год	11346
Годовая выработка электроэнергии, кВтч/год	5000000
Себестоимость тепловой энергии, руб./Гкал	1050
Себестоимость электроэнергии, руб./кВтч	3,04
Экономический эффект от проекта, тыс. руб.	4569
Чистая прибыль, тыс. руб.	716
Срок окупаемости энергоблока, лет	4,53
С учетом периода инвестирования, лет	5,53

8. Выводы

Технико – экономические показатели проекта говорят о технической целесообразности и экономической эффективности данного проекта.

Интегральный показатель экономической эффективности – период окупаемости находится на уровне нормативного для проектов строительства автономных энергетических объектов такого типа и такой мощности.