Tartalomjegyzék

Egy pillantással

Ezzel a számítási modullal meghatározhatja a potenciális távfűtési területeket a hőelosztási és átviteli költségek egyszerűsített értékelése alapján. A modul inputjai a hőigény és a bruttó alapterület-sűrűség térképek, a hálózat bővítésének költségei, a hőigény és a csatlakozási arányok alakulása, az amortizációs idő, a kamatláb és az elfogadott hőelosztási költségek küszöbértéke. Ezenkívül kiszámítja a távfűtési területek közötti távvezetékek költségeit.

To Top

Bevezetés

Ez a számítási modul hősűrűség-térképet (HDM) és bruttó alapterület-sűrűség-térképet használ egy GIS-alapú módszer javaslatára a potenciális DH területek meghatározására, különös tekintettel a távfűtés (DH) hálózati költségeire. Az eszközkészletben a felhasználónak lehetősége van az eszköztár által biztosított alapértelmezett adatkészlet használatára, nevezetesen a hőigény sűrűség térképére és a bruttó alapterület sűrűség térképre , vagy ugyanolyan típusú saját rétegekre, amelyek feltöltésre kerülnek a személyes Hotmaps fiókba. A DH területeket a HDM érzékenységi elemzéseinek elvégzésével határozzuk meg, figyelembe véve az átlagos elosztási költségek előre meghatározott felső határát. A megközelítés emellett lehetővé teszi a távvezetékek hosszának és átmérőjének, valamint a hozzájuk kapcsolódó költségek becslését. A kimenetek térinformatikai rétegek, amelyek szemléltetik azokat a területeket, amelyek gazdaságosan életképesek a DH építéséhez, valamint a költségeket minimális átviteli vezetékeket, amelyek ezeket a régiókat összekötik egymással. A számítási modul felhasználható a paraméterek, például a hálózati költségek felső határának és a piaci részesedésnek a potenciálra, valamint a DH rendszerek bővítésére és bővítésére gyakorolt hatásának tanulmányozására.

To Top

Bemenetek és kimenetek

A bemeneti rétegek és paraméterek, valamint a CM kimeneti rétegei és paraméterei a következők.

A beviteli rétegek és paraméterek:

  • Paraméterek:
    • A beruházás első éve
    • A befektetés tavalyi éve: meghatározza, hogy hány év alatt kell elérnie a megcélzott melegfűtési piaci részesedést.
    • Értékcsökkenési idő években : a magasabb értékcsökkenési idő alacsonyabbá teszi az összköltséget, mivel a rendszere tovább fog tartani és többet szolgál
    • Felhalmozott energiamegtakarítás: Az az energia várható aránya, amelyet a beruházás utolsó évében megtakarítanak például az épületek utólagos felszerelése és a beruházás első évének hőigénye. A magasabb felhalmozott energiamegtakarítás alacsonyabb hőigény-sűrűséget jelent, és ez valószínűleg magasabb fajlagos elosztóhálózati költségekhez fog vezetni.
    • A melegvíz-piaci részesedés a befektetési időszak elején: Megjeleníti a kiválasztott terület aktuális állapotát.
    • DH piaci részesedés a befektetési időszak végén: Az a célpiaci részesedés, amelyet el akar érni.
    • Kamatláb
    • A melegvíz-hálózat felső határa EUR / MWh-ban : A potenciális melegvizes területeken az elosztóhálózat költsége nem haladhatja meg ezt a meghatározott elosztásihálózat-költséghatárt.
    • Az építési költségek állandóak euróban / m , valamint az építési költségek együtthatója euróban / m 2
    • Teljes terhelés: a csúcsterhelés kiszámítására szolgál, ami fontos a csövek mérete szempontjából. Itt ezt kizárólag a szállítási rácsra használják.
    • MIPGap: egy optimalizálási megoldó lehetőség, amellyel meghatározhatja, mennyire pontos legyen a válasza. Vegye figyelembe, hogy a kisebb hézagok nagyobb pontossághoz vezetnek, magasabb CPU-idő árán.
  • Rétegek:
    • Hősűrűség-térkép és bruttó alapterület-sűrűség-térkép: az alapértelmezett térképeket az eszköztár tartalmazza; saját feltöltött térképek is használhatók a CM-ben
      • raszteres formátumban (* .tif)
      • 1 hektáros felbontással
      • igénysűrűség MWh / ha-ban és a bruttó alapterület-sűrűség m 2 / ha-ban

A kimeneti rétegek és paraméterek a következők:

  • Paraméterek:
    • Teljes kereslet a kiválasztott régióban a beruházás első évében MWh-ban
    • Teljes kereslet a kiválasztott régióban a beruházás utolsó évében MWh-ban
    • A CŠ-rendszer maximális potenciálja a beruházási időszak alatt MWh-ban
    • Az energiaspecifikus melegfűtési hálózat költségei EUR / MWh-ban
    • Energetikai fajlagos DH elosztóhálózat költségei EUR / MWh-ban
    • Energetikai fajlagos DH átviteli hálózat költségei EUR / MWh-ban
    • A DH elosztórács fajlagos költsége méterenként, EUR / m-ben
    • A DH átviteli hálózat fajlagos költsége méterenként, EUR / m-ben
    • Hálózat összes költsége - járadék EUR / év
    • Teljes elosztási hálózat költségei - járadék EUR / év
    • Teljes átviteli hálózat költségei - járadék EUR / év
    • Az elosztórács árokának teljes hossza km-ben
    • Az átviteli rács árokának teljes hossza km-ben
    • A koherens területek teljes száma
    • A gazdasági koherens területek száma
  • Rétegek:
    • A hőigény sűrűsége a beruházási időszak utolsó évében (figyelembe véve az energiatakarékosságot) raszteres formátumban
    • DH területek (mind gazdasági, mind nem gazdasági jellegűek) shapefile formátumban
    • A távvezetékek és azok kapacitása alakfájl formátumban

To Top

Módszer

Itt egy rövid magyarázatot adunk a módszertanról. A módszertan és a megfogalmazások teljesebb ismertetését lásd a nyílt hozzáférésű dokumentumban, amely erről a számítási modulról jelent meg [ 1 ].

A számítási modul célja olyan régiók megtalálása, ahol a melegfűtési rendszerek kiépíthetők anélkül, hogy túllépnék a felhasználó által meghatározott átlagos fajlagos felső határt EUR / MWh-ban . Ez a következő feltételezések szerint történik:

  • A legmagasabb hőigénnyel rendelkező gazdasági melegvizes területet tekintik az egyetlen rendelkezésre álló hőforrásnak. Hőt termel magának és az összes többi gazdasági összefüggő területnek.
  • két DH terület között a hő egy irányban áramolhat,
  • az éves melegfűtési igény állandónak tekinthető a befektetési időszak utolsó éve után
  • a meghatározott piaci részesedés és a relatív energiamegtakarítás az elemzett terület minden cellájában megegyezik.
  • A modell csak egy csatlakoztatott DH rendszert hoz létre. Két vagy több független hálózat nem lehetséges.
  • A "rácsköltség-felső határ" bemeneti paramétert megszorozzuk ~ 95% -kal, hogy megkapjuk az elosztási rács költségplafonját. Ezt az értéket használják a potenciális DH területek meghatározására.

A gazdasági melegfűtési területek meghatározása három lépésben történik. További részletekért lásd a mellékelt tesztfuttatásokat.

1. LÉPÉS: Az elosztórács költségeinek kiszámítása a hőigény és a telekarány alapján kiválasztott hősűrűség és bruttó padló sűrűség térképek felhasználásával

2. LÉPÉS: A lehetséges DH területek meghatározása

3. LÉPÉS: A gazdasági DH-területek és a távvezeték-kapacitások meghatározása, valamint az ezeknek a területeknek az összekapcsolásához szükséges konfiguráció meghatározása.

Megoldó opciók

Ez a számítási modul Gurobi megoldót használ az optimalizálási probléma megoldására. A számítási modul stabil működésének garantálása érdekében számos lehetőséget vezettünk be az optimalizálási probléma megoldására. Ezek a lehetőségek a következők:

  • Az alsó és felső objektívhatár közötti rést 0,01-re állítjuk (MIPGap = 1e-2).
    • A kisebb rés általában pontosabb választ ad. Ez azonban CPU idő szempontjából nagyon drága lehet.
  • Az elsődleges és a kettős objektív érték relatív különbségét 0,0001-re állítottuk (BarConvTol = 1e-4).
  • A megoldó fókusz 1-re van állítva, hogy megtalálja a megvalósítható megoldásokat. Itt a hangsúly nem optimális, és nem is objektív (MIPFocus = 1).
  • A felhasznált RAM mennyiségét 500 MB-ra korlátoztuk annak érdekében, hogy ne kerüljünk kritikus helyzetekbe különböző felhasználók egyidejű futtatása esetén (NodefileStart = 0,5).

To Top

A számítási modul GitHub-tárháza

Itt kapja meg ennek a számítási modulnak az élvonalbeli fejlesztését.

To Top

Mintafutás

Itt a számítási modult futtatják az ausztriai Bécs esettanulmányához. Először a "Go To Place" sáv segítségével navigáljon Bécsbe, és válassza ki a várost. Kattintson a "RÉTEGEK" gombra a "RÉTEGEK" sáv megnyitásához, majd kattintson a "SZÁMÍTÁSI MODUL" fülre. A számítási modulok listáján válassza a "CM - KERÜLETI FŰTÉSI POTENCIÁL: GAZDASÁGI ÉRTÉKELÉS" lehetőséget.

Test Run: alapértelmezett bemeneti értékek Bécs esettanulmányához

Az eszköztárban megadott alapértelmezett értékek alapvetően alkalmasak Bécsre, vagyis nem biztos, hogy más régióknak megfelelnek, és az esettanulmánytól függően módosítani kell őket. A számítás a 2018 és 2030 közötti időszakra vonatkozik (2018 a 0. év és 2030 a 12. év, a beruházási időszak pedig 12 év lesz). A várhatóan felhalmozott energiamegtakarítási arány a hőigény csökkenését mutatja a beruházási időszak kezdetéhez (2018) képest. A DH piaci részesedése a DH területeken belüli piaci részesedésre vonatkozik. Értéke a befektetési időszak elején (2018. év) a tényleges piaci részesedést mutatja (általában ismert). A várható piaci részesedés a befektetési időszak végén az, amit várhatóan el fog érni. Ez az érték útitervekből, forgatókönyvekből, politikákból stb. Származik. Alapértelmezett esetben az 5 százalékos kamatlábat vesszük figyelembe. A DH hálózati költségplafonját megszorozzuk ~ 95% -kal, hogy megkapjuk az elosztórács költségplafonját. Ennek az értéknek a felhasználásával kapjuk meg a potenciális DH területeket. A potenciális területeken belül az átlagos elosztási hálózat költsége nem haladhatja meg az elosztási hálózat költségének felső határát. A teljes terhelési órák értékét használják a csúcsterhelés becsléséhez és az átviteli rács megfelelő méretének megtalálásához.

Az építési költségállandó és az építési költség-együttható a [ 2, 3 ] hivatkozásból származik. A kapott régiók nagyon érzékenyek ezekre az értékekre. Ezért általános megjegyzésként azt javasoljuk, hogy először ezekkel az értékekkel számoljon, és csak akkor, ha úgy gondolja, hogy ezek az értékek túl vagy alulbecsülik az eredményeit, akkor módosítsa azokat.

Alapértelmezés szerint az eszközkészlet által biztosított hősűrűség-térképet és a bruttó alapterület-sűrűség-térképet használják a számításhoz. Használhatja saját feltöltött rétegeit a számítás futtatásához. Ebben a mintafuttatásban alapértelmezett rétegeket használunk.

Most nyomja meg a "RUN CM" gombot, és várja meg, amíg a számítás befejeződik.

FONTOS MEGJEGYZÉS : Felhívjuk figyelmét, hogy ennek a számítási modulnak néhány percbe telhet a végső megoldás megtalálása. Ha a számítás nagyon hosszú ideig tart (több mint 10 perc), válasszon egy kisebb régiót a számításhoz. Ezenkívül tetszőleges értékek használata hosszú számítási időhöz vezethet. Ezért ellenőrizze, hogy a megadott értékek megfelelnek-e a kiválasztott régiónak.

A következő ábra mutatja az elért eredményeket az adott bemeneti paraméterekre Bécsben. A legfontosabb mutatókat az EREDMÉNYEK ablakban mutatjuk be. Ezenkívül néhány mutatót kaphat, ha megnyomja a térkép minden egyes lehetséges területét.

Figure 1

A kimeneti rétegek a FÓLIA sávban jelennek meg a Számítási modul szakaszban.

To Top

Hivatkozások

[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. A távfűtési rendszerek elosztási és szállítási beruházási költségeinek hatása a távfűtési potenciálra. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2] Persson U., Werner S. A hőelosztás és a távfűtés jövőbeli versenyképessége. 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: Hőelosztási költségek. Energia 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.

To Top

Hogyan lehet idézni

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wiki, CM-távfűtési potenciál-gazdasági értékelés (2020 szeptember)

To Top

Szerzők és lektorok

Ezt az oldalt Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ) írta.

☑ Ezt az oldalt Marcul Hummel ( e-think ) vizsgálta felül.

To Top

Engedély

Copyright © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad

Creative Commons Attribution 4.0 nemzetközi licenc

Ez a munka a Creative Commons CC BY 4.0 nemzetközi licenc alatt van licencelve.

SPDX-licenc-azonosító: CC-BY-4.0

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

To Top

Elismerés

Szeretnénk a legnagyobb elismerést kifejezni a Horizon 2020 Hotmaps projektnek (támogatási szerződés száma 723677), amely támogatást biztosított a jelen vizsgálat elvégzéséhez.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

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

* machine translated