A new Approach to Annual Costs in Industrial Combined Heat and Power Generating Plants as a Supporting Tool for Quick Estimation of their Modernization Necessary Costs

• Autorzy: Kamrat Waldemar

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2024.3.4

Warianty tytułu

PL

Nowe podejście do kosztów rocznych elektrociepłowni przemysłowych jako narzędzie wspomagające szybkie szacowanie niezbędnych kosztów ich modernizacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of research investment expenditures for the construction or modernization of industrial heat and power plants are presented. The modernization of these cogeneration power plants (usually low or medium power and fired with coal or other non-ecological fuels) is necessary due to the development of heat and electricity production in cogeneration. This will make it possible to meet the recommendations set out in the Green Deal, especially in the European Union’s Medium Combustion Plants Directive. The goal of the paper is to present a new approach to the annual cost in industrial cogeneration plants as a tool supporting the quick estimation of the costs of their modernization. The novelty of this approach is that it proposes a multidimensional estimation of the cost of risk when making the initial modernization decision. The proposed model can be used to quickly assess the level of investment expenditures necessary to decide on the stage of planned cogeneration plants modernization. Additionally, on the example of typical heat and power plants in the chemical industry, a simplified analysis of the impact of the increase in steam parameters on investment expenditures was carried out. Using the techniques of econometric modelling and computer applications, formulas were derived to roughly define the dependence of investment expenditures in cogeneration plants on steam parameters and power of the plant. This can be useful for decision-makers in the industrial cogeneration plants rational modernization planning process.

PL

Przedstawiono wyniki badań nakładów inwestycyjnych na budowę lub modernizację elektrociepłowni przemysłowych. Modernizacja tych elektrowni kogeneracyjnych (najczęściej małej lub średniej mocy, opalanych węglem lub innymi paliwami nieekologicznymi) jest konieczna ze względu na rozwój wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w kogeneracji. Dzięki temu możliwe będzie spełnienie zaleceń zawartych w Zielonym Ładzie, w szczególności w unijnej dyrektywie w sprawie średnich obiektów energetycznego spalania. Celem artykułu jest przedstawienie nowego podejścia do kosztów rocznych w elektrociepłowniach przemysłowych jako narzędzia wspomagającego szybkie szacowanie kosztów ich modernizacji. Nowością tego podejścia jest zaproponowanie wielowymiarowego oszacowania kosztu ryzyka przy podejmowaniu wstępnej decyzji modernizacyjnej. Zaproponowany model pozwala na szybką ocenę poziomu nakładów inwestycyjnych niezbędnych do podjęcia decyzji o etapie planowanej modernizacji elektrociepłowni. Dodatkowo na przykładzie typowych elektrociepłowni przemysłu chemicznego przeprowadzono uproszczoną analizę wpływu wzrostu parametrów pary na nakłady inwestycyjne. Wykorzystując techniki modelowania ekonometrycznego oraz zastosowania komputerowe wyprowadzono wzory umożliwiające zgrubne określenie zależności nakładów inwestycyjnych w elektrociepłowniach od parametrów pary i mocy elektrowni. Może to być przydatne dla decydentów w procesie racjonalnego planowania modernizacji przemysłowych elektrociepłowni.

Słowa kluczowe

EN

cogeneration; costs calculation; industrial combined heat and power plants; investment expenditures; energy conservation; clean energy production

PL

kogeneracja; kalkulacja kosztów; elektrociepłownie przemysłowe; nakłady inwestycyjne; poszanowanie energii; produkcja czystej energii

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 3
• Strony: 33--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kamrat Waldemar

• Department of Electrical Power Engineering, Faculty of Electrical and Control Engineering, Gdansk University of Technology, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• [1] Bućko P., "Cogeneration gas units under new circumstances after implementation of European cogeneration directive", Rynek Energii nr 4, Poland 2007 (in Polish).
• [2] Directive on industrial emissions (integrated pollution prevention and control), IED 2010/75/UE, Bruxels, 2010.
• [3] Directive on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from medium combustion plants, MCP 2015/2193, Bruxels, 2015.
• [4] IEA OECD, "Projected Costs of Generating Electricity", 2010 Edition, Paris, 2010.
• [5] Kamrat W., "Selected problems of decision making modelling in power engineering", Sustainable Energy Technologies and Assessment, no. 101054, 2021.
• [6] Kamrat W., Power Engineering Department Report, University of Technology, Gdansk, Poland 2018 (in Polish).
• [7] Kolenda M., "Numerical taxonomy", Wroclaw University of Economics Publishing(in Polish), Wroclaw, Poland, 2006.
• [8] Moradi-Dalvand M., et al., "A two-stage mathematical programming approach for the solution of combined heat and power economic dispatch", IEEE Systems Journal, vol.14, no.2, pp.: 2873-2881, 2020. DOI: 10.1109/JSYST.2019.2958179.
• [9] Paska J., "Rozproszone źródła energii", Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, Poland 2017 (in Polish).
• [10] Paska J.,et al., "Hybrid power systems - An effective way of utilizing primary energy sources", Renewable Energy. Vol. 34, No. 11, Nov. 2009. DOI: 10.1016/j.renene.2009.02.018.
• [11] Polish Central Statistical Office, "Statistical Year 2018", Warsaw, Poland, 2019.
• [12] Roulstone T. and Guan Z., "Economics of Scale v Economies of Volume - LWRs", Nuclear Institute SMR Conference, September 2014.
• [13] Sadowska I., "Energy Intensity in industry", Ph.D. dissertation, Faculty of Electrical and Control Engineering, Gdansk University of Technology, Gdansk, Poland 2014 (in Polish).
• [14] Schmickl T. and Hamann H., "Derivation of the Algorithm, analysis by Mathematical Models, and Implementation on a robot Swarm", chap. 5, CRC Press, Taylor and Francis Group, 2011.
• [15] Suwała W., Wyrwa A., Tokarski St., "Uśrednione koszty energii elektrycznej dla technologii klasycznych", Nowa Energia, vol. 4, Poland 2020 (in Polish).
• [16] The Energy Market Agency, "Polish power sector statistics 2017", Warsaw, Poland, 2018.
• [17] Wood A. J.,Wollenberg B. F., Sheble G. B., "Power generation, operation, and control", John Wiley&Sons, 2013.