Ekonomiczna, środowiskowa analiza optymalizacyjno-porównawcza

Transkrypt

1 1 Ekonomiczna, środowiskowa analiza optymalizacyjno-porównawcza Spis treści: 1. Cel analizy 2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową 3. Dostępne nośniki energii 4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych 5. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej 6. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji 7. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody 8. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii 9. Wskaźniki emisji zanieczyszczeń poszczególnych systemów i nośników energii 10. Emisja zanieczyszczeń poszczególnych systemów w budynku 11. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze emisji zanieczyszczeń (aspekt środowiskowy) 12. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zapotrzebowania na energię 13. Zestawienie użytych cen jednostkowych na poszczególne paliwa 14. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji 15. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody 16. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze dla wybranych systemów zapotrzebowania w energię 17. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię 18. Zestawienie kosztów inwestycyjno - eksploatacyjnych za okres lat

2 1. Cel analizy Przedmiotem analizy jest porównanie ekonomicznych i środowiskowych efektów zastosowania alternatywnego źródła ciepła dla instalacji c.o. i c.w.u. w postaci gazowej absorpcyjnej pompy ciepła z wymiennikiem powietrznym w modernizowanym budynku Ośrodka w Pruszkowie. 2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową 2.1. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu ogrzewania i wentylacji System projektowany Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q H,nd [kwh/rok] 1 Miejscowe wytwarzanie energii w 100, , System alternatywny Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q H,nd [kwh/rok] 1 Miejscowe wytwarzanie energii w 100, , Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu przygotowania ciepłej wody System projektowany Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q W,nd [kwh/rok] 1 Miejscowe wytwarzanie energii w 100, , System alternatywny Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q W,nd [kwh/rok] 1 Miejscowe wytwarzanie energii w 100, ,8 3. Dostępne nośniki energii Paliwa stałe, gaz ziemny, energia elektryczna. 4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych Standardowe, bez konieczności ponoszenia ponadnormatywnych nakładów

3 3 5. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej Lp. Nazwa systemu Wariant projektowany Wariant alternatywny 1 System ogrzewania 2 System wentylacji Źródło 'kotłownia gazowa' o udziale procentowym 100,00 % na gaz ziemny o w H =1,10, typu Kotły gazowe kondensacyjne (70/55 o C) o mocy nominalnej powyżej 50 do 120 kw o sprawności wytwarzania H,g=0,92, Ogrzewanie wodne z grzejn. członow. lub płytow. w przyp. regul. central. i miejsc. z zaworem termost. P-2K o sprawności regulacji H,e=0,88, C.o. z lokal. źródła ciepła usytuow. w ogrzew. budynku z zaizolow. przewodami, armaturą i urządzen. w przestrz. ogrzew. o sprawności przesyłu H,d=0,96, System ogrzewania bez zasobnika ciepła o sprawności akumulacji H,s=1,00. z przewagą wentylacji typu 'Wentylacja grawitacyjna' o strumieniu powietrza Vo=2155,26 m 3 /h. Źródło o udziale procentowym 100,00 % na gaz ziemny, typu Pompy ciepła powietrze/woda absorpcyjne, napędzane gazem (55/45 o C), o sprawności wytwarzania H,g =1,30, Ogrzewanie wodne z grzejn. członow. lub płytow. w przyp. regul. central.i miejsc. z zaworem termost. P-1K o sprawności regulacji H,e=0,89, C.o. z lokal. źródła ciepła usytuow. w ogrzew. budynku z zaizolow. przewodami, armaturą i urządzen. w przestrz. ogrzew. o sprawności przesyłu H,d=0,96, Zasobnik ciepła w systemie ogrzewania o parametrach 55/45 C w przestrzeni ogrzewanej o sprawności akumulacji H,s=0,99. z przewagą wentylacji typu 'Wentylacja grawitacyjna' o strumieniu powietrza Vo=2155,26 m 3 /h. 3 System ciepłej wody Źródło - Gaz ziemny o w W =1,10, typu Kotły kondensacyjne, opalane gazem ziemnym lub olejem opałowym lekkim, o mocy powyżej 50 kw o sprawności wytwarzania W,g=0,88, Centr. podgrz. wody sys. z obiegami cyrkulacyjnymi z ograniczeniem pracy, z pionami instalacyjnymi i przew. rozprowadzającymi izolowanymi o sprawności przesyłu W,d=0,80, Zasobnik ciepłej wody użytkowej wyprodukowany po 2005 r. o sprawności akumulacji W,s =0,85. Źródło - Gaz ziemny, typu Pompa ciepła typu powietrze/woda, absorpcyjna, napędzana gazem o sprawności wytwarzania W,g =1,20, Centr. podgrz. wody sys. z obiegami cyrkulacyjnymi z ograniczeniem pracy, z pionami instalacyjnymi i przew. rozprowadzającymi izolowanymi o sprawności przesyłu W,d=0,80, Zasobnik ciepłej wody użytkowej wyprodukowany po 2005 r. o sprawności akumulacji W,s =0, Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji 6.1. Budynek projektowany Rodzaj paliwa Udział % H,tot H u Jedn. Q K,H [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Miejscowe wytwarzanie energii w 100,0 0,78 9,97 kwh/m ,5 8555,6 m 3 /rok 6.2. Budynek z alternatywnymi źródłami Rodzaj paliwa Udział % H,tot H u Jedn. Q K,H [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Miejscowe wytwarzanie energii w 100,0 1,10 9,97 kwh/m ,5 6047,2 m 3 /rok

4 6.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła alternatywnego Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu ogrzewania i wentylacji 7. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody 7.1. Budynek projektowany Rodzaj paliwa Miejscowe wytwarzanie energii w Udział % W,tot H u Jedn. Q K,W [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. 100,0 0,60 9,97 kwh/m , ,5 m 3 /rok 7.2. Budynek z alternatywnymi źródłami Rodzaj paliwa Udział % W,tot H u Jedn. Q K,W [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Miejscowe wytwarzanie energii w 100,0 0,82 9,97 kwh/m , ,5 m 3 /rok

5 Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła alternatywnego Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu przygotowania ciepłej wody

6 8. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii Wykres zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku projektowanym Wykres zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku ze źródłami

7 7 alternatywnymi Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku

8 9. Wskaźniki emisji zanieczyszczeń poszczególnych systemów i nośników energii 9.1. Budynek projektowany System ogrzewania i wentylacji Rodzaj paliwa Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P Miejscowe wytwarzanie energii w budynku - Gaz ziemny kg/m 3 1, , , , System przygotowania ciepłej wody 15, , , Rodzaj paliwa Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P Miejscowe wytwarzanie energii w budynku - Gaz ziemny kg/m 3 1, , Budynek z alternatywnymi źródłami 0, , , , , System ogrzewania i wentylacji Rodzaj paliwa Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P Miejscowe wytwarzanie energii w budynku - Gaz ziemny kg/m 3 1, , , , System przygotowania ciepłej wody 15, , , Rodzaj paliwa Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P Miejscowe wytwarzanie energii w budynku - Gaz ziemny kg/m 3 1, , , , , , ,000000

9 9 10. Emisja zanieczyszczeń poszczególnych systemów w budynku Budynek projektowany System Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P System ogrzewania i wentylacji kg/rok 16084, ,9109 0, , , ,0000 0,0000 System przygotowania ciepłej wody kg/rok 30067, ,3888 0, , , ,0000 0,0000 Całkowita emisja w budynku Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P kg/rok 46152, ,2998 0, , , ,0000 0, Budynek z alternatywnymi źródłami System Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P System ogrzewania i wentylacji kg/rok 11368, , , , , ,0000 0,0000 System przygotowania ciepłej wody kg/rok 22049, ,1518 0, , , ,0000 0,0000 Całkowita emisja w budynku Jedn. SO 2 NO X CO CO 2 PYŁ SADZA B-a-P kg/rok 33418, ,3424 0, , , ,0000 0,0000

10 11. Bezpośredni efekt ekologiczny Tabela bezpośredniego efektu ekologicznego Emitowane zanieczyszczenie Budynek projektowany [kg/rok] Budynek z alternatywnymi źródłami [kg/rok] Efekt ekologiczny[kg/rok] Redukcja emisji [%] SO , , , ,59 NO X , , , ,59 CO 0, , , CO , , , ,59 PYŁ , , , ,59 SADZA 0, , , B-a-P 0, , , Wykresy bezpośredniego efektu ekologicznego

11 Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię Obliczenia współczynników toksyczności Wartości współczynnika toksyczności zanieczyszczeń obliczono w oparciu o Rozporządzenie Ministerstwa Środowiska z dnia r. w sprawie wartości odniesienia dla niektórych substancji w powietrzu(dz.u. nr 87/2010 poz.16). K SO2 = e SO2 /e t = 20/20 mg/m 3 = 1,00 K NOx = e SO2 /e t = 20/40 mg/m 3 = 0,50 K CO = e SO2 /e t = brak wymagań K CO2 = e SO2 /e t = brak wymagań K PYŁ = e SO2 /e t = 20/40 mg/m 3 = 0,50 K SADZA = e SO2 /e t = 20/8 mg/m 3 = 2,50

12 K B-a-P = e SO2 /e t = 20/0,001 mg/m 3 = 20000, Tabela emisji równoważnej Emitowane zanieczyszczenie Współczynnik toksyczności K Emisja - Budynek projektowany [kg/rok] Emisja - Budynek z alternatywnymi źródłami [kg/rok] Emisja równoważna - Budynek projektowany [kg/rok] Emisja równoważna - Budynek z alternatywnymi źródłami [kg/rok] SO 2 1, , , , , NO X 0, , , , , PYŁ 0, , , , , SADZA 2,50 0, , , , B-a-P 20000,00 0, , , , Wykres emisji równoważnej Łączna emisja równoważna , , Wybór systemu Na podstawie powyższej analizy środowiskowej wariantem optymalnym jest wariant alternatywny. Efekt środowiskowy wyrażony w emisji równoważnej jest o 27,6% ( ,06 kg/rok) korzystniejszym niż wariant projektowany.

13 Zestawienie użytych cen jednostkowych na poszczególne paliwa 13.1 Budynek projektowany Lp. Rodzaj paliwa Cena jedn. Jedn. Uwagi 1 Miejscowe wytwarzanie energii w 2.00 zł/m Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj paliwa Cena jedn. Jedn. Uwagi 1 Miejscowe wytwarzanie energii w 2.00 zł/m Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji Budynek projektowany Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Miejscowe wytwarzanie energii w m 3 /rok Opłaty stałe O m zł/m-c Abonament Ab zł/m-c Koszty inwestycyjne Całkowite koszty eksploatacyjne zł/rok K H,E = 12 O m + 12 Ab + B Cena jedn.= Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 montaż kotła kondensacyjnego Całkowite koszty inwestycyjne K H,I = zł Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Miejscowe wytwarzanie energii w m 3 /rok Opłaty stałe O m zł/m-c Abonament Ab zł/m-c Koszty inwestycyjne Całkowite koszty eksploatacyjne zł/rok K H,E = 12 O m + 12 Ab + B Cena jedn.= Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 montaż gazowej pompy ciepła

14 Całkowite koszty inwestycyjne K H,I = zł Wykres porównawczy kosztów inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji Wykres porównawczy kosztów eksploatacyjnych systemu ogrzewania i wentylacji

15 Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Budynek projektowany Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Miejscowe wytwarzanie energii w m 3 /rok Opłaty stałe O m zł/m-c Abonament Ab zł/m-c Całkowite koszty eksploatacyjne zł/rok K W,E = 12 O m + 12 Ab + B Cena jedn.= Koszty inwestycyjne Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót 1 podłączenie do kotła Uzasadnienie przyjętych kosztów Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Całkowite koszty inwestycyjne K W,I = zł Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Miejscowe wytwarzanie energii w m 3 /rok Opłaty stałe O m zł/m-c Abonament Ab zł/m-c Całkowite koszty eksploatacyjne zł/rok K W,E = 12 O m + 12 Ab + B Cena jedn.= Koszty inwestycyjne Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót 1 podłączenie do gazowej pompy ciepła Uzasadnienie przyjętych kosztów Całkowite koszty inwestycyjne K W,I = zł

16 Wykres porównawczy kosztów inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody Wykres porównawczy kosztów eksploatacyjnych systemu przygotowania ciepłej wody

17 Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze dla wybranych systemów zapotrzebowania w energię Wykres kosztów inwestycyjnych Wykres kosztów eksploatacyjnych

18 17. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię 17.1 Analiza systemu ogrzewania i wentylacji Nazwa Projektowany Alternatywny Koszty eksploatacyjne K H,E zł/rok Procentowe zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych % Koszty inwestycyjne K H,I zł Procentowe zmniejszenie kosztów inwestycyjnych % Koszty eksploatacyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 rok Koszty inwestycyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m Roczne oszczędności kosztów Or zł/rok Prosty czas zwrotu inwestycji w źródła alternatywne SPBT WYNIKI ANALIZY: Zastosowanie źródeł alternatywnych jest korzystne pod względem eksploatacyjnym i nie korzystne pod względem inwestycyjnym 17.2 Analiza systemu przygotowania ciepłej wody Nazwa Projektowany Alternatywny Koszty eksploatacyjne K W,E zł/rok Procentowe zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych % Koszty inwestycyjne K W,I zł Procentowe zmniejszenie kosztów inwestycyjnych % Koszty eksploatacyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 rok Koszty inwestycyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m Roczne oszczędności kosztów Or zł/rok Prosty czas zwrotu inwestycji w źródła alternatywne SPBT WYNIKI ANALIZY: Zastosowanie źródeł alternatywnych jest korzystne pod względem eksploatacyjnym i niekorzystne pod względem inwestycyjnym 17.5 Analiza zbiorcza opłacalności Nazwa Opłacalność SPBT System ogrzewania i wentylacji nie System przygotowania ciepłej wody nie 5.74

19 Zestawienie kosztów inwestycyjno - eksploatacyjnych za okres lat Wykres zestawienia kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych za okres lat Przedział czasowy Wariant projektowany Wariant alternatywny Koszty inwestycyjne [zł] Koszty eksploatacyjne [zł] Koszty inwestycyjne [zł] Koszty eksploatacyjne [zł]