EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ

Transkrypt

1 POLITECHNIKA WROCŁAWSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA KATEDRA KLIMATYZACJI, OGRZEWNICTWA, GAZOWNICTWA i OCHRONY POWIETRZA EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ MATERIAŁY POMOCNICZE DO ZAJĘĆ Autorka opracowania: dr inż. Małgorzata Szulgowska-Zgrzywa

2 SPIS TREŚCI Metody analizy ekonomicznej - SPBT 3 Przykład 1 opłacalność dodatkowej izolacji cieplnej budynku 4 Przykład 2_1 Wybór źródła ciepła dla domu jednorodzinnego 5 1. Podsumowanie obliczeń: 5 2. Identyfikacja projektu: 5 3. Analiza energetyczna poszczególnych rozwiązań Roczne zapotrzebowanie energii użytkowej do ogrzewania i przygotowania c.w.u Sprawność systemu ogrzewania Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania Sprawność systemu przygotowania c.w.u Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową do przygotowania c.w.u Analiza finansowa Roczne koszty eksploatacji systemu wentylacji mechanicznej Roczne koszty eksploatacji Nakłady inwestycyjne 7 5. Analiza kosztów i korzyści Koszty inwestycji i eksploatacji Koszty skumulowane Ocena wykonalności rozwiązań (ocena zgodności z WT) 10 Metody analizy ekonomicznej NPV, IRR, analiza wrażliwości 11 Przykład 3 Wybór źródła ciepła dla hotelu 12 Przykład 2_2 Wybór źródła ciepła dla domu jednorodzinnego Ocena wskaźnika NPV Analiza środowiskowa 15 Przykład 3 - Audyt Energetyczny Dane wejściowe Liczba stopniodni Bilans ciepła budynku w stanie istniejącym Optymalizacje OKREŚLENIE OPTYMALNEGO USPRAWNIENIA DOTYCZĄCEGO OCIEPLENIA ŚCIAN ZEWNĘTRZNYCH OKREŚLENIE OPTYMALNEGO USPRAWNIENIA DOTYCZĄCEGO OKIEN ZESTAWIENIE USPRAWNIEŃ OPTYMALNYCH Tabela obligatoryjna i podsumowanie audytu 22 Przykład 4 - obliczenia efektywności ekonomicznej montażu ogniw PV (dla domu jednorodzinnego) Dane wejściowe SPBT NPV 25

3 Metody analizy ekonomicznej - SPBT Materiały pomocnicze do zajęć EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ W teorii i w praktyce wyróżnić można wiele kryteriów klasyfikacji metod rachunku inwestycji. Najbardziej znanym jest ich podział ze względu na wpływ czynnika czasu. Kryterium to pozwala wyróżnić następujące grupy metod: metody statyczne, metody dynamiczne. Metody statyczne są najczęściej wykorzystywane we wstępnych etapach oceny projektów - stanowią podstawę pozwalającą się zorientować o ich opłacalności. Cechą charakterystyczną jest nieuwzględnianie w rachunku czynnika czasu. Oznacza to, że jednakowo traktowane są przepływy strumieni pieniężnych pojawiające się w różnym czasie. Do stosowania tych metod skłania prostota ich użycia oraz łatwa interpretacja uzyskiwanych wyników. Metody dynamiczne są to metody, które w sposób całościowy ujmują czynnik czasu a tym samym rozkład wpływów i wydatków związanych z projektem inwestycyjnym. Cechą charakterystyczną jest uwzględnianie w rachunku wpływu czasu na wartość pieniądza. Podstawową metodą statyczną jest prosty okres zwrotu nakładów inwestycyjnych SPBT (Simple Pay Back Time). Okres zwrotu to czas, który musi upłynąć od momentu rozpoczęcia inwestycji do chwili odzyskania początkowych nakładów przez osiągane w kolejnych latach nadwyżki finansowe. Korzystniejszym rozwiązaniem jest oczywiście wariant inwestycji o krótszym okresie zwrotu. Dla różnych strumieni pieniężnych w kolejnych latach wartość SPBT można obliczyć na podstawie zależności: gdzie: SPBT = t + CF t / CF (t+1) SPBT - okres zwrotu t - ostatni rok, na koniec którego nakłady pozostają nie zwrócone CF t - nakłady nie zwrócone na koniec roku t CF (t+1) przepływ finansowy w roku następnym Dla jednakowych strumieni pieniężnych w kolejnych latach obliczenie SPBT upraszcza się do zastosowania zależności: gdzie: SPBT = N inw / O rok SPBT - Okres zwrotu N inw nakłady inwestycyjne O rok roczna oszczędność kosztów wynikająca ze zrealizowania inwestycji

4 Przykład 1 opłacalność dodatkowej izolacji cieplnej budynku Za pomocą wskaźnika SPBT należy ocenić czy zastosowanie izolacji o grubości 20cm w miejsce izolacji o grubości 12cm jest inwestycją opłacalną. Założenia do obliczeń: Wariant bazowy ściany: ścian nośna o grubości 25cm (współczynnik przewodzenia ciepła λ=0,4w/(mk)) zaizolowana 12cm styropianu (współczynnik przewodzenia ciepła λ=0,032(w/mk)). Wariant alternatywny ściany: ścian nośna o grubości 25cm (współczynnik przewodzenia ciepła λ=0,4w/(mk)) zaizolowana 20cm styropianu (współczynnik przewodzenia ciepła λ=0,032 (W/mK)). Powierzchnia ściany A SZ =350m 2. Liczba stopniodni sezonu grzewczego: Std = 3707dK/rok (lokalizacja - Wrocław). Całkowity koszt energii cieplnej (odniesiony do energii użytkowej) wynosi 35 groszy za kwh.

5 Przykład 2_1 Wybór źródła ciepła dla domu jednorodzinnego 1. Podsumowanie obliczeń: Celem obliczeń jest wyznaczenie wskaźników ekonomicznych i ekologicznych wspomagających wybór źródła ciepła dla domu jednorodzinnego. W pierwszym etapie obliczono wartość wskaźnika SPBT dla wyeliminowania inwestycji nieopłacanych. Następnie obliczono wartość wskaźnik EP aby ocenić możliwość wykonania danego rozwiązania (tj. zgodność projektu budynku z Warunkami Technicznymi). W kolejnym etapie sprawdzono wartości wskaźnika NPV oraz wartości wskaźnika DGC. Wyniki tych analiz sugerują, iż dla analizowanego projektu najlepszym rozwiązaniem będzie system grzewczy zasilany z kotła kondensacyjnego uzupełniony instalacją ogniw PV (o powierzchni minimum 10m 2 ) w celu uzyskania zgodności z wymaganiami WT. Podkreślić należy, iż wyniki obliczeń bardzo mocno związany są z kosztami inwestycji. Niewielka zmiana w kosztach inwestycyjnych poszczególnych źródeł ciepła będzie miała istotny wpływ na wyniki analizy ekonomicznej. 2. Identyfikacja projektu: Dom jednorodzinny o projektowym obciążeniu cieplnym: Q c.o. = 6,5 kw Zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania: Q h,nd = kwh/rok Powierzchnia ogrzewana budynku: Af = 170m 2 Liczba mieszkańców: 4 osoby Stosowany system wentylacji: wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła Proponowane źródła ciepła: - pompa ciepła powietrze-woda (PCP) - pompa ciepła solanka-woda (PCG) - kocioł gazowy, kondensacyjny (KG) - kocioł na paliwo stałe ( ekogroszek ) (KW) - kocioł opalany biomasą (pellet) (KB) 3. Analiza energetyczna poszczególnych rozwiązań 3.1. Roczne zapotrzebowanie energii użytkowej do ogrzewania i przygotowania c.w.u. Zapotrzebowanie na energię użytkową do c.o.: Q h,nd = kwh/rok Zapotrzebowanie na energię użytkową do c.w.u.: Qw,nd = n * qj * 4,19 * 1 * (55-10) * 0,9 * 365 / 3600 = 4 * 60 * 4,19 * 1 * (55-10) * 0,9 * 365 / 3600 Qw,nd = kwh/rok n liczba osób qj zużycie jednostkowe osoba * l / (doba * osoba ) * kj / (kg * K) * kg/l * K * d 3.2. Sprawność systemu ogrzewania Przyjęto sprawności w oparciu o Rozporządzenie w sprawie CE.

6 Sprawność wytwarzania Sprawność regulacji Sprawność przesyłu Sprawność magazynowania Sprawność całkowita PCP 3,0 0, * 0,89 * 1 * 1 = 2,67 PCG 4,0 0, ,0 * 0,89 * 1 * 1 = 3,56 KG 0,94 0, ,84 KB 0,7 0,89 1 0,95 0,59 KW 0,82 0,89 1 0,95 0, Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową do ogrzewania Q h,nd = kwh/rok Q K,H = Q h,nd / η H.tot Ekogroszek: w d = kj/kg; cena 859 /tonę Pellet: w d = kj/kg; cena 900 /tona Energia użytkowa kwh/rok Energia końcowa kwh/rok Nośnik energii końcowej Koszty paliwa, /rok PCP / 2,67 = En.el * 0, ,07 * 12 = /rok PCG / 3,56 = En.el * 0, ,07 * 12 = /rok KG / 0,84 = Gaz 0,18387 * ,8 *12 = /rok KB / 0,59 = Pellet 0,22 * = KW / 0,69 = Ekogroszek 0,13 * = Sprawność systemu przygotowania c.w.u. Sprawność wytwarzania Sprawność regulacji Sprawność przesyłu Sprawność magazynowania PCP 2,6 1 0,85 0,85 1,88 PCG 3,0 1 0,85 0,85 2,17 KG 0,85 1 0,85 0,85 0,61 KB 0,65 1 0,85 0,85 0,47 KW 0,77 1 0,85 0,85 0,56 Sprawność całkowita 3.5. Obliczenie zapotrzebowania na energię końcową do przygotowania c.w.u.

7 Energia użytkowa kwh/rok PCP PCG KG KB KW Energia końcowa kwh/rok 4 129/2,17 = /0,61 = /0,47 = /0,56 = /2,17 = Nośnik energii końcowej Koszty paliwa, /rok En.el. 0,5224 * = 993 Gaz 0,18387 * 6769 = 1244 Pellet 0,22 * = Ekogroszek 0,13 * = 958 En.el. 0,5224 * = Analiza finansowa 4.1. Roczne koszty eksploatacji systemu wentylacji mechanicznej 60 W * 365 dni * 24 h / 1000 = 525,6 kwh /rok 250 kwh / rok zabezpieczenie przed szronieniem wymiennika do odzysku ciepła Q el = 525, = 775,6 kwh/rok => 775,6 * 0,5224 = 405 /rok 4.2. Roczne koszty eksploatacji ogrzewanie ciepła woda wentylacja koszty całkowite, /rok PCP PCG KG KB KW Nakłady inwestycyjne 6,5 kw projektowe obciążenie cieplne budynku Q PCG = 6,5 kw i COP = 4,0 => Q Dź = Qgrz * (1-1/COP) = 6,5 * (1 ¼ ) = 0,75 * 6,5 = 4,87kW Q el = Q grz /COP, Q DŻ + Q el = Q grz L odwiertów = 4,87 * 1000 / 40 W/mb = 121 mb (2 odwierty) + strefa martwa (około 15mb) * 2 = 151 mb Koszt jednostkowy /mb => 85 * 151 =

8 PCP PCG KG KB KW Źródło ciepła Bufor c.o Zasobnik c.w.u Inst. c.o Montaż kotłowni odwierty komin fundament RAZEM Analiza kosztów i korzyści 5.1. Koszty inwestycji i eksploatacji PCP PCG KG KB KW Nakłady Eksploatacja Różnica w inwest. Różnica w eksp. SPBT = = / 308 = = = / 751 = nie zwraca się / 737 = 3 KG inwestycja bazowa (najniższe koszty inwestycyjne) Najszybciej zwraca się kocioł na ekogroszek. Pompy ciepła mają długie okresy zwrotu.

9 5.2. Koszty skumulowane PCP PCG KG KB KW

10 5.3. Ocena wykonalności rozwiązań (ocena zgodności z WT) Materiały pomocnicze do zajęć EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ Nie wszystkie z proponowanych rozwiązań spełniają wymagania Warunków Technicznych w zakresie maksymalnej dopuszczalnej wartości wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną nieodnawialną. Maksymalna wartość wskaźnika EP wynosi 95 kwh/(m 2 rok) PCP PCG KG KB KW Q K,H wskaźnik w H 3,0 3,0 1,1 0,2 1,1 Q K,W wskaźnik w w 3,0 3,0 1,1 0,2 1,1 E pom wskaźnik w el 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Q P EP 82,5 66,4 94,7 23,5 109,7 Uwaga: założono montaż około 10m 2 ogniw PV. Pozwala to na wyprodukowanie energii elektrycznej w ilości koniecznej do zasilenia systemów pomocniczych ( E pom =1336 kwh/rok ). Energia produkowana przez ogniwa PV ma wartość współczynnika nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej wynoszącą 0. Przy takim założeniu: dom z PCP, PCG, KG, KB spełnia wymagania. KW nie spełnia wymagań. Pomimo, że wyszedł najbardziej ekonomicznie opłacalny nie może zostać zrealizowany.

11 Metody analizy ekonomicznej NPV, IRR, analiza wrażliwości NPV Podstawową metodą dynamiczną służącą analizie ekonomicznej inwestycji jest NPV (wartość zaktualizowana netto). NPV określa się jako sumę zdyskontowanych oddzielnie dla każdego roku przepływów pieniężnych netto (NCF), zrealizowanych w całym okresie objętym rachunkiem, przy stałym poziomie stopy dyskontowej. Badane przedsięwzięcie jest opłacalne, gdy: NPV > 0 gdzie: IRR NPV= NCF 0 * CO 0 + NCF 1 * CO NCF n * CO n NPV - wartość zaktualizowana netto, NCF t - przepływy pieniężne netto w kolejnych latach okresu obliczeniowego, CO t - współczynnik dyskontowy dla kolejnych lat okresu obliczeniowego, T = 0, 1, 2,. n - kolejny rok okresu obliczeniowego. Bardzo często stosowanym wskaźnikiem ekonomicznym jest IRR (wewnętrzna stopa zwrotu). IRR to stopa procentowa, przy której obecna (zaktualizowana) wartość strumieni wydatków pieniężnych jest równa obecnej wartości strumieni wpływów pieniężnych. W praktyce, jest to wiec taka stopa procentowa, przy której wartość zaktualizowana netto ocenianego przedsięwzięcia jest równa zero (NPV=0). Pojedyncze przedsięwzięcie rozwojowe jest opłacalne wówczas, gdy jego wewnętrzna stopa zwrotu jest wyższa (w skrajnym przypadku równa) od stopy granicznej, będącej najniższą możliwą do zaakceptowania przez inwestora stopą rentowności. Analiza wrażliwości inwestycji Analiza wrażliwości jest jednym z etapów podejmowania decyzji. Polega ona na badaniu wpływu zmian wartości parametrów projektu na wartość wskaźników ekonomicznych inwestycji. U podstaw stosowania tej metody leży założenie, że w trakcie budowy, wdrażania, a następnie fazie eksploatacji inwestycji może dojść do odchyleń pomiędzy założonymi w trakcie planowania wartościami parametrów, a rzeczywistymi. Analiza wrażliwości pozwala ocenić, które z parametrów mają krytyczne znaczenia dla procesu inwestowania, tj. ich zmiana znacząco zmieni wyniki analizy ekonomicznej. Analizy wrażliwości dokonuje się poprzez identyfikację zmiennych krytycznych w drodze zmiany pojedynczych zmiennych o określoną procentowo wartość i obserwowanie występujących w rezultacie wahań w finansowych i ekonomicznych wskaźnikach efektywności. Jednorazowo zmianie poddawana powinna być tylko jedna zmienna, podczas gdy inne parametry powinny pozostać niezmienione. Według wytycznych UE za krytyczne uznaje się te zmienne, w przypadku których zmiana ich wartości o +/- 1% powoduje odpowiednią zmianę wartości bazowej NPV o +/- 5%. Możliwe jest jednak przyjęcie innych kryteriów wyznaczenia zmiennych krytycznych.

12 Przykład 3 Wybór źródła ciepła dla hotelu Materiały pomocnicze do zajęć EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ Należy dokonać wyboru źródła ciepła dla małego hotelu stosując zestaw metod NPV, IRR. Należy sprawdzić wrażliwość inwestycji na zmianę kosztów inwestycyjnych, eksploatacyjnych oraz stopy dyskonta. - Charakterystyka energetyczna obiektu: Q c.o. =25 kw, Q h,nd = kwh/rok, Q w,nd = kwh/rok. - Inwestor rozważa montaż kotła kondensacyjnego lub pompy ciepła solanka-woda. - Wycena systemu z kotłem gazowy: Wycena systemu z pompą gruntową to Dotacja do pompy ciepła wynosi 50%. - Koszty eksploatacji: gaz = 0,20 gr/kwh; energia elektryczna = 0,55 gr/kwh. Inwestycja bazowa: kocioł gazowy Obliczenie wartości NPV inwestycji w pompę ciepła gruntową rok NCF CO t NPVt , , , , , , , , , , , NPV = 8447 IRR = 20% Dla założonego okresu czasu (10 lat) inwestycja w pompę ciepła jest opłacalna bo wartość NPV > 0. Inwestycja ma korzystną wartość IRR wynoszącą 20% co czyni ją inwestycją relatywnie bezpieczną.

13 NPV Materiały pomocnicze do zajęć EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ Analiza wrażliwości W poniższej tabeli zamieszczono wartości parametrów do analizy: parametry do zmiany 90% 100% 110% koszty inwestycji oszczędności w eksploatacji stopa dyskonta 0,045 0,05 0,055 W poniższej tabeli zamieszczono wartości NPV po zmianie parametrów analizy: parametry do zmiany 90% 100% 110% koszty inwestycji oszczędności w eksploatacji stopa dyskonta Wyniki uzyskane w trakcie obliczeń zobrazowano na poniższym wykresie. Wartości NPV pomimo zmian parametrów o +/- 10% nadal przyjmują wartości dodatnie. Na zmianę stopy dyskonta inwestycja jest bardzo mało wrażliwa. Koszty inwestycji i koszty eksploatacji powodują większą zmianę wartości NPV, nie powodują jednak jej spadku poniżej wartości 0, co jest pozytywną przesłanka do realizacji inwestycji koszty inwestycji oszczędności w eksploatacji stopa dyskonta % 90% 100% 110% 120%

14 Przykład 2_2 Wybór źródła ciepła dla domu jednorodzinnego 6. Ocena wskaźnika NPV Obliczenia NPV wykonano dla PCP i PCG w odniesieniu do wariantu bazowego, KG. Są to obliczenia (w tym przypadku) właściwie zbędne gdyż w przypadku SPBT wynoszącego ponad 20 lat nie ma możliwości aby NVP w założonym okresie czasu (20 lat) przyjęło wartość dodatnią. Obliczenia są więc tylko przykładowe. Nie jest możliwe obliczenie wartości IRR. Byłaby ona co najwyżej niższa niż przyjęta stopa dyskonta, wynosząca i=5%. PCP PCG rok CO t CF NPVt CF NPVt 0 1, , , ,00 1 0,95 308,00 293, ,24 2 0,91 308,00 279, ,18 3 0,86 308,00 266, ,74 4 0,82 308,00 253, ,85 5 0,78 308,00 241, ,43 6 0,75 308,00 229, ,41 7 0,71 308,00 218, ,72 8 0,68 308,00 208, ,31 9 0,64 308,00 198, , ,61 308,00 189, , ,58 308,00 180, , ,56 308,00 171, , ,53 308,00 163, , ,51 308,00 155, , ,48 308,00 148, , ,46 308,00 141, , ,44 308,00 134, , ,42 308,00 127, , ,40 308,00 121, , ,38 308,00 116, ,04 NPV = -3161,64 NPV = -9975,88 IRR= - IRR= -

15 7. Analiza środowiskowa Wskaźniki emisji przyjęto wg KOBIZE. Dla energii elektrycznej pomocniczej (E pom ) emisja wynosi 0 ze względu na produkcję tej energii w ogniwach PV. PCP PCG KG KB KW Q K,H, kwh/rok wskaźnik emisji 0,812 0,812 0, ,351 Q K,W kwh/rok wskaźnik emisji 0,812 0,812 0, ,351 E pom kwh/rok wskaźnik emisji Emisja CO Emisja uniknięta, % 36% 49% 50% 100% -

16 PCP Koszty całkowite Efekt ekologiczny kg CO 2/rok Czynnik dyskontujący Koszty zdyskontowane Efekt zdyskontowany , ,00 0, ,05 408, , ,10 389, , ,16 370, , ,22 352, , ,28 336, , ,34 320, , ,41 304, , ,48 290, , ,55 276, , ,63 263, , ,71 250, , ,80 238, , ,89 227, , ,98 216, , ,08 206, , ,18 196,53 991, ,29 187,17 944, ,41 178,26 899, ,53 169,77 856, ,65 161,69 815, DGC = 0,37

17 PCG Koszty całkowite Efekt ekologiczny Czynnik dyskontujący kg CO 2/rok Koszty zdyskontowane Efekt zdyskontowany , ,00 0, ,05-13, , ,10-12, , ,16-12, , ,22-11, , ,28-10, , ,34-10, , ,41-9, , ,48-9, , ,55-9, , ,63-8, , ,71-8, , ,80-7, , ,89-7, , ,98-7, , ,08-6, , ,18-6, , ,29-6, , ,41-5, , ,53-5, , ,65-5, , DGC = 0,46

18 PCG Koszty całkowite Efekt ekologiczny Czynnik dyskontujący kg CO 2/rok Koszty zdyskontowane Efekt zdyskontowany , ,00 0, ,05-13, , ,10-12, , ,16-12, , ,22-11, , ,28-10, , ,34-10, , ,41-9, , ,48-9, , ,55-9, , ,63-8, , ,71-8, , ,80-7, , ,89-7, , ,98-7, , ,08-6, , ,18-6, , ,29-6, , ,41-5, , ,53-5, , ,65-5, , DGC = 0,46

19 Przykład 3 - Audyt Energetyczny 1. Dane wejściowe Materiały pomocnicze do zajęć EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ Powierzchnia ogrzewana domu jednorodzinnego: A = 160 m 2 Obliczeniowa temperatura zewnętrzna: t zew = -18 o C Obliczeniowa temperatura pomieszczeń: t pom = 20 o C Całkowita sprawność systemu grzewczego: 0,83 Zapotrzebowanie na energię końcową do przygotowania c.w.u.: Q K,W = kwh/rok Współczynniki przenikania ciepła przegród w stanie istniejącym: Ściany zewnętrzne: U sz =1,03 W/(m 2 K) A sz =350m 2 Dach / PG: U D =0,20 W/(m 2 K) A D =120m 2 Okna: U OK =2,6W/(m 2 K) A OK =30m 2 Taryfa za gaz: Opłata zmienna: Opłata za paliwo gazowe: Opłata stała: Abonament: 0,06659 /kwh 0, /kwh 4,69 /m-c 4,50 /m-c Opłata za moc : O 0u =O 1u = - /MW za m-c Opłata za zużycie : O 0m =O 1m = 0, ,142877=0, /kwh*39,5 / 35,0 = 0,236 /kwh = 65,5 /GJ Abonament: Ab 0 =Ab 1 = 4,69 + 4,50 = 9,19 /m-c 2. Liczba stopniodni Liczba Std dla Wrocławia, t wo =20 o C m-c t e (m) Ld(m) Std - o C dni d * K / miesiąc I -1, * ( ,9) = 679 II -0, III 2, IV 7, V 12, IX 13, X 8, XI 4, XII 0, Std = d * K / rok

20 3. Bilans ciepła budynku w stanie istniejącym Projektowe obciążenie cieplne: 25,5 kw (wg PN-EN 12831) Zapotrzebowanie na energię użytkową do ogrzewania: kwh/rok (wg PN-EN 13790, RMI w sp. certyfikacji) 4. Optymalizacje 4.1. OKREŚLENIE OPTYMALNEGO USPRAWNIENIA DOTYCZĄCEGO OCIEPLENIA ŚCIAN ZEWNĘTRZNYCH A SZ = 350 m 2 U = 1,03 W/(m 2 K) => R = 1/1,03 = 0,97 m 2 K/W Styropian; 0,032 W/(mK) Minimalna grubość izolacji WT 2017 Umax = 0,23 W/(m2K) => Rmin = 1/0,23 = 4,35 dmin = (4,35 0,97) * 0,032 = 0,108 => 0,11 Stan Warianty p. Opis Jednostka istniejący grubość izolacji, d m - 0,11 0,12 0,13 0,14 2 zwiększenie oporu, R m 2 K/W - 3,44 3,75 4,06 4,38 3 opór cieplny przegrody, R m 2 K/W 0,97 4,41 4,72 5,03 5,35 4 Zapotrzebowanie na energię, Q 0, Q 1 GJ/a 115,46 25,78 23,7 22,3 21,0 5 Zapotrzebowanie na moc, q 0,q 1 MW - - 0, , , Roczna oszczędność kosztów energii O r /a , Koszt jednostkowy ocieplenia, N j /m 2-120* Koszt realizacji usprawnienia, N inw SPBT= N inw / O r lata - 7,15 7,1 7,1 7,1 10 Współczynnik przenikania ciepła W/(m 2 K) 0,23 0,21 0,20 0,19 R = 0,11 / 0,032 = R = 0,97 + 3,44 = Przed Q 0 = 8,64*10-5 *Std*A ok *U = 8,64 * 10-5 * 3707 * 350 * 1,03 = Po Q 1 = 8,64 * 10-5 * 3707 * 350 * 0,23 = q 0 = 10-6 *A ok *(t wew -t zew )*U [MW]; nie potrzebujemy liczyć bo nie ma opłat stałych w /MW (dotyczy to tez q 1 ) O r = (Q 0 Q 1 ) * O m + (q 0 - q 1 ) * O u * 12 + ( Ab 0 - Ab 1 ) = (115,46-25,78) * 65,5 = 5874,04 /rok *koszt obejmuje izolację, montaż i tynkowanie! N inw = 350 * 120 = SPBT= N inw / O r = / 5 874,04 = 7,15 Wybrano wariant 1: d iz = 11cm; SPBT = 7,1; N inw =

21 4.2. OKREŚLENIE OPTYMALNEGO USPRAWNIENIA DOTYCZĄCEGO OKIEN Aok = 30m 2 Uok = 2,6 W/(m2K) => min. WT 2017 U = 1,3 W/(m2K) Vnom. = (norma 03430) = 200 m 3 /h (kuchnia (70) + 2 łazienki (po 50) + garderoba i schowek (po 15)) stan Warianty Lp. Opis / wyszczególnienie jednostki istniejący Powierzchnia okien/drzwi m Współczynnik przenikania W/(m 2 K) 2,6 1,3 1,0 0,8 3 Współczynniki korekcyjne Cr - 1,3 0,85 0,85 0,85 Cm - 1, Cw ,64*10-5 *Std*A ok *U GJ/a 25,0 12,5 9,6 7, *10-5 *c r *c w *V nom *Std GJ/a 28,3 18,5 18,5 18,5 6 Q 0,Q 1 = poz.4 + poz.5 GJ/a 53,3 31,0 28,1 26, *A ok *(t wew -t zew )*U MW 8 3,4*10-7 *c m *V nom *(t wew -t zew ) MW 9 q 0,q 1 = poz.7 + poz.8 MW Nie obliczamy bo w tym przypadku nie ma kosztów stałych wyrażonych w /MW 10 O r /rok Cena jednostkowa wym. okien /m koszt wymiany okien N inw SPBT=N inw / Or ,3 12,7 15,2 Q o = 8,64*10-5 *Std*A ok *U *10-5 *c r *c w *V nom *Std = 8,64 * 10-5 * 3707 * 30 * 2,6 + 2,94 * 10-5 * 1,3* 1 * 200 * 3707 = 53,3 Q 1 = 8,64*10-5 *Std*A ok *U *10-5 *c r *c w *V nom *Std = 8,64 * 10-5 * 3707 * 30 * 1,3 + 2,94 * 10-5 * 0,85 * 1 * 200 * 3707 = 31,04 O r = (Q 0 Q 1 ) * O m + (q 0 - q 1 ) * O u * 12 + ( Ab 0 - Ab 1 ) = ( 53,3-31,04 ) * 65,5 = 1 458,03 /rok Wybrany wariant: 1; U=1,3; SPBT = 10,3; N inw =

22 4.3. ZESTAWIENIE USPRAWNIEŃ OPTYMALNYCH Materiały pomocnicze do zajęć EKONOMIKA GOSPODARKI CIEPLNEJ WYBRANE I ZOPTYMALIZOWANE USPRAWNIENIE TERMOMODERNIZACYJNE ZMIERZAJĄCE DO ZMNIEJSZENIA ZAPOTRZEBOWANIA NA CIEPŁO W WYNIKU ZMNIEJSZENIA STRAT CIEPŁA PRZEZ PRZENIKANIE PRZEZ PRZEGRODY BUDOWLANE ORAZ WARIANTY PRZEDSIĘWZIĘĆ TERMOMODERNIZACYJNYCH DOTYCZĄCYCH MODERNIZACJI SYSTEMU WENTYLACJI I SYSTEMU PRZYGOTOWANIA CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ, USZEREGOWANE WEDŁUG ROSNĄCEJ WARTOŚCI SPBT Opis Oznaczenie Nakłady łączne SPBT - - lat Ocieplenie SZ U ,1 Wymiana okien U ,3 Moc, kw (wg EN ) Energia, kwh/a (wg EN ) Stan aktualny 25, U1+U2 10, U1 12, Tabela obligatoryjna i podsumowanie audytu LP Wariant przedsięwzięcia termomodernizacyjnego Planowane koszty całkowite Roczna oszczędność kosztów energii Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię Optymalna kwota kredytu Premia termomodernizacyjna - /rok % % 20% 16% kredytu inwestycji 2 x ΔO r U1+U , U , U1+U2 = = Or = [ ( / 0, ) ( / 0, ) ] * 0,236 / kwh = ,25 / rok Q K,0 = / 0, = Q K,1 = / 0, = / Q K,1 = / 0, = Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię = ( ) / = 67,6% Procentowa oszczędność zapotrzebowania na energię = ( ) / = 59,6% Jako optymalny wariant termomodernizacji wybrano U1 i U2. Możliwa premia wynosi 9 120

23 Przykład 4 - obliczenia efektywności ekonomicznej montażu ogniw PV (dla domu jednorodzinnego) 1. Dane wejściowe Znamionowa moc instalacji PV: 3 kwp 1 kwp to około 7m 2 ogniw PV Powierzchnia łączna instalacji PV to około 21 m 2 Szacunkowa ilość energii elektrycznej z 3 kwp: 3 * 7m 2 * 1000 kwh/rok * 0,14 (sprawność PV) = 3 * 980 kwh / rok = kwh / rok Taryfa za energię elektryczną: Składnik taryfy koszty; netto Koszty; brutto Energia czynna 0,25470 /kwh 0,31328 /kwh Opłata dystrybucyjna zmienna 0,18670 /kwh 0,22964 /kwh Opłata przejściowa 2,44 /m-c 3,00 /m-c Opłata dystrybucyjna stała 3,67 /m-c 4,51 /m-c Opłata abonamentowa 4,80 /m-c 5,90 /m-c Koszt jednostkowy wykonania instalacji PV: / kwp Dotacja: 80% Inwestycja jest kredytowana: oprocentowanie kredytu 7% Prowizja od kredytu: 3% Okres kredytowania: 5 lat Okres analizy: 5 lat Współczynnik dyskonta: 5% Coroczny wzrost cen energii elektrycznej: 1% Roczny spadek produktywności ogniw PV: 0,5% Roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną: 3000 kwh (dom jednorodzinny) Koszt serwisu PV: 50 /rok Udział auto-konsumpcji : 30% Zakres zadania: (1) obliczyć SPBT inwestycji z uwzględnieniem: kosztów inwestycji, dotacji, kosztów eksploatacji; (2) obliczyć NPV z uwzględnieniem wszystkich założonych parametrów.

24 2. SPBT Moc instalacji: 3 kwp Koszt energii elektrycznej dla domu bez PV: kwh / rok * 0,55 /kwh = /rok Bilans energii elektrycznej dla domu z PV: produkcja z PV: 980 kwh/kwp * 3 kwp = kwh / rok udział auto-konsumpcji: 30% => potrzeby energetyczne 3000 kwh => 0,3 * 3000 = 900 kwh/rok 900 kwh: energia elektryczna z PV do domu = kwh: energia elektryczna z PV do sieci Zgodnie z aktualnym sposobem rozliczania możliwe jest pobranie za darmo z sieci następującej ilości energii (w ciągu 365 dni od daty jej dostarczenia do sieci): 0,8 * = kwh = kwh: całkowita ilość energii jaka musi zostać pobrana z sieci do domu Bilans na liczniku: = 468 kwh (do dopłaty) Koszt energii elektrycznej dla domu z PV: 468 kwh * 0,55 /kwh = 257 / rok Korzyści ekonomiczne (obniżenie kosztów energii elektrycznej): Roczne oszczędności: = Koszty inwestycyjne: Koszt jednostkowy: / kwp Koszt inwestycji: Dotacja: 80% * = Koszty dla inwestora: Wkład własny (0%): - Kredyt (100%): SPBT = / = 3,0

25 3. NPV Wyniki analizy dla dotacji 80% (zgodnie z założeniami zadania): rok wartość kredytu Prowizja KE całość /kwh produkcja energii kwh/rok Energia na liczniku kwh/rok Koszty energii /rok korzyści finansowe /rok kredyt i inwestycja inne koszty CF COt - NPVt , , , , , , , , , , , , NPV = 2745 Wyniki analizy dla dotacji 50%. Pozostałe założenia bez zmian: rok wartość kredytu Prowizja KE całość /kwh produkcja energii kwh/rok Energia na liczniku kwh/rok Koszty energii /rok korzyści finansowe /rok kredyt i inwestycja inne koszty CF COt - NPVt , , , , , , , , , , , , NPV = -4082