CM kaukolämmön potentiaalinen taloudellinen arviointi

CM kaukolämmön potentiaalinen taloudellinen arviointi

## Sisällysluettelo

esittely

Tämä laskentamoduuli käyttää eurooppalaista lämpötiheyskarttaa (EHDM) ja eurooppalaista kokonaispinta-alakarttaa (EGFAM) , jotka molemmat on kehitetty Hotmaps-projektin aikana , ehdottaakseen GIS-pohjaista menetelmää potentiaalisten DH-alueiden määrittämiseksi erityisen painopistealueen avulla kaukolämpö (DH) -verkon kustannuksista. DH-alueet määritetään suorittamalla herkkyysanalyysit EHDM: lle ottaen huomioon keskimääräisten jakelukustannusten ennalta määritelty yläraja. Lähestymistapa mahdollistaa lisäksi siirtojohtojen pituuden ja halkaisijan sekä niihin liittyvien kustannusten arvioinnin. Lähdöt ovat GIS-kerroksia, jotka kuvaavat alueita, jotka ovat taloudellisesti kannattavia DH: n rakentamiseksi, samoin kuin kustannukselliset siirtojohdot, jotka yhdistävät nämä alueet toisiinsa. Laskentamoduulia voidaan käyttää tutkimaan parametrien, kuten verkkokustannusten enimmäismäärän ja markkinaosuuden, vaikutusta potentiaaliin ja DH-järjestelmien laajenemiseen.

To Top

Tulot ja lähdöt

Tuloparametrit ja -kerrokset samoin kuin lähtötasot ja -parametrit ovat seuraavat.

Syöttökerrokset ja parametrit ovat:

  • Lämpötiheyskartta ja kokonaispinta-alatiheyskartta (oletusarvoisesti työkalupakki)
    • rasterimuodossa (* .tif)
    • 1 hehtaarin tarkkuudella
    • kysyntätiheydet MWh / ha ja bruttopinta-alatiheydet m 2 / ha
  • Ensimmäinen sijoitusvuosi
  • Viimeinen sijoitusvuosi
  • Poistoaika vuosina
  • Odotettu kertynyt energiansäästö: Viimeisenä sijoitusvuonna säästyy energian osuus, joka johtuu esimerkiksi rakennusten jälkiasennuksesta lämmön tarpeeseen investoinnin ensimmäisenä vuonna
  • DH: n markkinaosuus sijoituskauden alussa
  • Odotettu DH: n markkinaosuus sijoituskauden lopussa
  • Korko
  • DH-verkon enimmäismäärä EUR / MWh : Potentiaalisilla DH-alueilla jakeluverkon kustannukset eivät saa ylittää jakeluverkon kustannusten enimmäismäärää.
  • Rakennuskustannukset vakiona euroa / m sekä rakennuskustannusten kerroin euroa / m 2:
    • Sisäkaupunki
    • Kaupunki
    • Pysäköidä
  • Täysi lataus tuntia

Lähtökerrokset ja parametrit ovat:

  • Kokonaiskysyntä valitulla alueella ensimmäisen sijoitusvuoden aikana, MWh
  • Kokonaiskysyntä valitulla alueella viimeisen investointivuoden aikana, MWh
  • DH-järjestelmän suurin potentiaali investointikauden aikana, MWh
  • Energiakohtainen DH-verkon kustannukset euroina / MWh
  • Energiakohtainen DH-jakeluverkon kustannukset euroina / MWh
  • Energialle ominaiset DH-siirtoverkot maksavat euroa / MWh
  • Erityiset DH-jakeluverkon kustannukset metriä kohden ( EUR / m)
  • Erityiset DH-siirtoverkon kustannukset metriä kohden ( EUR / m)
  • Verkon kokonaiskustannukset - annuiteetti euroina
  • Jakeluverkon kokonaiskustannukset - annuiteetti euroina
  • Siirtoverkon kokonaiskustannukset - annuiteetti euroina
  • Jakeluverkon kokonaispituus kilometreinä
  • Siirtoverkon kokonaispituus kilometreinä
  • Johdonmukaisten alueiden kokonaismäärä
  • Taloudellisesti johdonmukaisten alueiden lukumäärä
  • Lämmönkulutustiheys sijoituskauden viimeisenä vuonna (energiansäästö huomioon ottaen) rasterimuodossa
  • DH-alueet (sekä taloudelliset että muut) taloudellisessa muodossa
  • Siirtojohdot ja niiden kapasiteetit muodotiedostomuodossa

To Top

Menetelmä

Tässä on lyhyt selitys menetelmästä. Lisätietoja menetelmästä ja formulaatioista on tämän laskentamoduulin julkaisussa julkaisussa [ 1 ].

Laskentamoduulin tavoitteena on löytää alueet, joille DH-järjestelmä voidaan rakentaa ylittämättä käyttäjän määrittelemää keskimääräistä ominaiskustannusta koskevaa enimmäismäärää ( EUR / MWh) . Tämä tehdään seuraavilla oletuksilla:

  • Taloudellista DH-aluetta, jolla on suurin lämmönkulutus, pidetään ainoana käytettävissä olevan lämmönlähteenä. Se tuottaa lämpöä itselleen ja kaikille muille taloudellisesti yhtenäisille alueille.
  • kahden DH-alueen välillä lämpö voi virtata yhteen suuntaan,
  • vuotuisen DH-kysynnän katsotaan pysyvän vakiona viimeisen sijoituskauden jälkeen
  • Markkinaosuudella tai energiansäästöllä on samat prosenttimäärät DH-alueen soluissa ja myös eri DH-alueilla.
  • Malli luo vain yhden kytketyn DH-järjestelmän. Kaksi verkkoa ei ole mahdollista.
  • Syöttöparametrin verkkohintakatto kerrotaan ~ 95%: lla jakeluverkon kustannusten enimmäismäärän saamiseksi. Tätä arvoa käytetään potentiaalisten DH-alueiden määrittämiseen.

DH-alueiden määrittäminen tapahtuu kolmessa vaiheessa. Katso lisätietoja toimitetuista koeajoista.

VAIHE 1: Jakeluverkon kustannusten laskeminen lämmön tarpeen ja plot-suhteen perusteella käyttämällä EHDM: ää ja EGFAM: ää

VAIHE 2: Mahdollisten DH-alueiden määrittäminen

VAIHE 3: Taloudellisten DH-alueiden sekä siirtojohtokapasiteetin ja kokoonpanon määrittäminen näiden alueiden yhdistämiseksi toisiinsa.

Ratkaisimen vaihtoehdot

Tämä laskentamoduuli käyttää Gurobi-ratkaisua optimointiongelman ratkaisemiseen. Laskentamoduulin vakaan toimivuuden takaamiseksi olemme ottaneet käyttöön useita vaihtoehtoja optimointiongelman ratkaisemiseksi. Nämä vaihtoehdot ovat seuraavat:

  • Alemman ja ylemmän tavoiterajan välinen väli asetetaan arvoon 0,01 (MIPGap = 1e-2).
  • Alku- ja kaksoisobjektin arvon välinen suhteellinen ero asetettiin arvoon 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Ratkaisijan painopiste on asetettu arvoon 1 mahdollisten ratkaisujen löytämiseksi. Tässä keskittyminen ei ole optimaalisuutta eikä objektiivista (MIPFocus = 1).
  • Olemme rajoittaneet käytetyn RAM-muistin määrään 500 mb, jotta emme pääse kriittisiin tilanteisiin, jos käyttäjät käyttävät samanaikaisesti (NodefileStart = 0,5).

To Top

Tämän laskentamoduulin GitHub-arkisto

Täältä saat tämän laskentamoduulin verenpinnan edistymisen.

To Top

Näyte ajo

Tässä lasketaan laskentamoduuli Wienin Itävallan tapaustutkimukselle. Siirry ensin "Paikkaan" -palkin avulla Wieniin ja valitse kaupunki. Napsauta "Kerrokset" -painiketta avataksesi "Kerrokset" -ikkunan ja napsauta sitten "LASKENTAModuli" -välilehteä. Valitse laskentamoduulien luettelosta "CM - kaukolämpöpotentiaali: taloudellinen arvio".

To Top

Testiajo: oletusarvoiset arvot Wienin tapaustutkimukselle

Työkalulaatikon tarjoamat oletusarvot ovat periaatteessa sopivia Wienille, ts. Ne eivät välttämättä sovi muille alueille, ja niitä olisi mukautettava tapaustutkimuksestasi riippuen. Laskelma tehdään kaudelle 2018-2030 (2018 on vuosi 0 ja 2030 on vuosi 12 ja sijoitusaika on 12 vuotta). Odotettu kertynyt energiansäästöaste osoittaa lämmön kysynnän vähentyneen verrattuna investointijakson alkuun (vuosi 2018). DH: n markkinaosuudella tarkoitetaan DH-alueiden markkinaosuutta. Sen arvo sijoituskauden alussa (vuosi 2018) osoittaa todellisen markkinaosuuden (yleensä tiedossa). Odotettu markkinaosuus sijoituskaudella on se, jonka odotat saavuttavan. Tämä arvo tulee tiekarttoista, skenaarioista, politiikoista ja muista. Oletustapauksessa pidämme viiden prosentin korkoa. DH-verkon kustannuskatto kerrotaan ~ 95%: lla, jotta saadaan jakeluverkon kustannuskatto. Tätä arvoa käyttämällä saadaan potentiaaliset DH-alueet. Mahdollisilla alueilla jakeluverkon keskimääräiset kustannukset eivät saa ylittää jakeluverkon kustannusten enimmäismäärää. Täysikuormituntien arvoa käytetään huippukuorman arvioimiseen ja sopivan mitan löytämiseen siirtoverkolle.

Rakennuskustannusvakio ja rakennuskustannuskerroin ovat lähtöisin vertailusta [ 2 ]. Saadut alueet ovat erittäin herkkiä näille arvoille. Siksi suosittelemme yleisenä huomautuksena laskea ensin näillä arvoilla ja vain jos uskot, että nämä arvot johtavat tulosten yliarviointiin tai aliarviointiin, muokkaa niitä.

Oletusarvon mukaan laskennassa käytetään työkalupakin tarjoamia lämpötiheyskarttoja ja bruttopinta-alatiheyskarttoja. Voit käyttää omia lataamiasi tasoja laskennan suorittamiseen. Käytämme tässä oletuskerroksia.

Paina nyt run-painiketta ja odota, kunnes laskenta on valmis.

TÄRKEÄ HUOMAUTUS : Huomaa, että tämä laskentamoduuli voi viedä useita minuutteja lopullisen ratkaisun löytämiseen. Jos laskenta kestää erittäin kauan (yli 10 minuuttia), valitse pienempi alue laskelmaasi. Mielivaltaisten arvojen käyttäminen voi myös johtaa pitkään laskenta-aikaan. Siksi varmista, että antamasi arvot sopivat valitulle alueelle.

Seuraava kuva osoittaa saatujen tulosten tietyille tuloparametreille Wienissä. Tärkeimmät indikaattorit esitetään TULOKSET-ikkunassa. Lisäksi voit saada indikaattoreita napsauttamalla kutakin potentiaalista aluetta kartalla

Figure 1

Tulostekerrokset näkyvät RAKENNAT-ikkunassa Laskentamoduuli-osan alla.

To Top

Viitteet

[1]. Fallahnejad M, Hartner M, Kranzl L, Fritz S. Kaukolämpöjärjestelmien jakelu- ja siirtoinvestointikustannusten vaikutus kaukolämpöpotentiaaliin. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10,1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2]. Persson U, Werner S. Lämmönjakelu ja kaukolämmön tulevaisuuden kilpailukyky. Appl Energy 2011; 88: 568–76. doi: 10,1016 / j.apenergy.2010.09.020.

To Top

Kuinka lainata

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

To Top

Tekijät ja arvioijat

Tämän sivun on kirjoittanut Mostafa Fallahnejad *.

  • [] Tämän sivun on tarkastanut Lukas Kranzl *.

* Energiatalouden ryhmä - TU Wienin energiajärjestelmien ja sähkökäyttöjen instituutti Gusshausstrasse 27-29 / 370 1040 Wien

To Top

lisenssi

Tekijänoikeudet © 2016-2019: Mostafa Fallahnejad

Creative Commons Attribution 4.0 - kansainvälinen lisenssi Tämä teos on lisensoitu Creative Commons CC BY 4.0: n kansainvälisellä lisenssillä.

SPDX-lisenssitunniste: CC-BY-4.0

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

To Top

tunnustus

Haluamme ilmaista syvimmän arvion Horizon 2020 Hotmaps -hankkeelle (avustussopimus nro 723677), joka rahoitti tämän tutkimuksen toteuttamista.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

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

* machine translated