Ekonomiczna analiza optymalizacyjno porównawcza możliwości wykorzystania systemów alternatywnych zaopatrzenia w energię i ciepło Dla budynku Centrum Leczenia Oparzeń Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego porównanie zasilania z elektrociepłowni z systemem hybrydowym: kotłowni olejowej i kolektorów słonecznych Spis treści: 1. Dane budynku 2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową 3. Dostępne nośniki energii 4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych 5. Zestawienie użytych cen jednostkowych na poszczególne paliwa 6. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej 7. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji 8. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody 9. Wykresy porównawcze zużycia nośników energii 10. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji 11. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody 12. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze dla wybranych systemów zapotrzebowania w energię 13. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię 14. Zestawienie kosztów inwestycyjno - eksploatacyjnych za okres 10.00 lat
1. Dane budynku Nazwa obiektu Adres obiektu Całość/ część budynku Nazwa inwestora Adres inwestora Budowa Centrum Leczenia Oparzeń Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego w Gdańsku ul. Dębinki 7, 80-952 Gdańsk Całość budynku Gdański Uniwersytet Medyczny ul. M. Skłodowskiej-Curie 3a, Kod, miejscowość Powierzchnia użytkowa o regulowanej temp. (A f, m 2 ) Powierzchnia zabudowy (A g, m 2 ) 893 80-210 Gdańsk 1769,28 Powierzchnia netto (P n, m 2 ) 1769,28 Powierzchnia użytkowa (P u, m 2 ) 1098,83 Powierzchnia ruchu (P r, m 2 ) 603,26 Powierzchnia usługowa (P g, m 2 ) 66,74 Kubatura budynku (V, m 3 ) 7672,00 2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową 2.1. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu ogrzewania i wentylacji 2.1.1. System projektowany Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q H,nd [kwh/rok] 1 Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny 100,0 367634,9 2.1.2. System alternatywny Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q H,nd [kwh/rok] 1 Paliwo - gaz płynny 100,0 367634,9 2.2. Zestawienie rocznego zapotrzebowania na energię użytkową dla systemu przygotowania ciepłej wody 2.2.1. System projektowany Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q W,nd [kwh/rok] 1 Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny 100,0 105620,7 2.2.2. System alternatywny
Lp. Rodzaj paliwa Udział % Q W,nd [kwh/rok] 1 Paliwo - olej opałowy 60,0 63372,4 2 Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne 40,0 42248,3 3. Dostępne nośniki energii Dostępnymi nośnikami energii jest energia elektryczna, LPG, oraz paliwa stałe: węgiel kamienny, drewno, ekogroszek, biomasa, olej opałowy,energia cieplna, energia słońca, wiatru 4. Warunki przyłączenia do sieci zewnętrznych Istniejące budynki szpitala podłączone sa do sieci ciepłowniczej, wodociągowej, kanalizacji sanitarnej i deszczowej 5. Zestawienie użytych cen jednostkowych na poszczególne paliwa 5.1 Budynek projektowany Lp. Rodzaj paliwa Cena jedn. Jedn. Uwagi 1 Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny 0.07 zł/kwh 5.2 Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj paliwa Cena jedn. Jedn. Uwagi 1 Paliwo - gaz płynny 2.45 zł/m 3 2 Paliwo - olej opałowy 1.51 zł/l 3 Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne 0.00 zł/kwh
6. Opis systemów zapotrzebowania w energię do analizy porównawczej Lp. Nazwa systemu Wariant projektowany Wariant alternatywny 1 2 3 System ogrzewania System wentylacji System ciepłej wody TAK, Źródło 'Istniejący węzeł zasilany z elektrociepłowni Wybrzeże' o udziale procentowym 100,00 % na paliwo Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny o wh=0,80, typu Węzeł cieplny kompaktowy z obudową powyżej 100kW o sprawności wytwarzania ηh,g=0,99, Ogrzewanie wodne z grzejnikami członowymi lub płytowymi z regulacją centralną i miejscową(zakres P-1K) o sprawności regulacji ηh,e=0,97, C.o. wodne z źródłem w budynku, z zaizolowanymi przewodami, armaturą i urządzeniami w pom. ogrzewanych o sprawności przesyłu ηh,d=0,97, Bufor w systemie grzewczym o parametrach 55/45 o C wewnątrz osłony termicznej budynku o sprawności akumulacji ηh,s=0,97. TAK; wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna działająca okresowo o strumieniach powietrza Vve1=38589,88 m 3 /h, Vve2=208,20 m 3 /h, Vve3=0,00 m 3 /h, Vve4=390,38 m 3 /h. TAK, Źródło 'Istniejący węzeł zasilany z elektrociepłowni Wybrzeże' o udziale procentowym 100,00 % na paliwo Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny o ww=0,80, typu Węzeł cieplny kompaktowy z obudową (ogrzewanie i ciepła woda) o sprawności wytwarzania ηw,g=0,96, Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηw,d=0,60, Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηw,s=0,84. TAK, Źródło o udziale procentowym 100,00 % na paliwo Paliwo - olej opałowy, typu Kotły niskotemperaturowe gazowe lub olejowe z zamkniętą komorą spalania i palnikiem modulowanym do 120-1200kW o sprawności wytwarzania ηh,g=0,96, Ogrzewanie wodne z grzejnikami członowymi lub płytowymi z regulacją centralną i miejscową(zakres P-2K) o sprawności regulacji ηh,e=0,93, C.o. wodne z źródłem w budynku, z zaizolowanymi przewodami, armaturą i urządzeniami w pom. ogrzewanych o sprawności przesyłu ηh,d=0,97, Bufor w systemie grzewczym o parametrach 55/45 o C wewnątrz osłony termicznej budynku o sprawności akumulacji ηh,s=0,97. TAK; wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna działająca okresowo o strumieniach powietrza Vve1=38589,88 m 3 /h, Vve2=208,20 m 3 /h, Vve3=0,00 m 3 /h, Vve4=390,38 m 3 /h. TAK, Źródło o udziale procentowym 60,00 % na paliwo Paliwo - olej opałowy, typu Kotły niskotemperaturowe o mocy ponad 50 kw o sprawności wytwarzania ηw,g=0,90, Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηw,d=0,60, Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηw,s=0,84, Źródło o udziale procentowym 40,00 % na paliwo Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne, typu Kolektory słoneczne o sprawności wytwarzania ηw,g=1,00, Centralne przygotowanie c.w.u., instalacja z cyrkulacją i pełną izolacją przewodów o sprawności przesyłu ηw,d=0,60, Zasobnik w systemie wg standardu budynku niskoenergetycznego o sprawności akumulacji ηw,s=0,84.
7. Charakterystyka źródeł energii systemu ogrzewania i wentylacji 7.1. Budynek projektowany Rodzaj paliwa Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny Udział % η H,tot H u Jedn. Q K,H [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. 100,0 0,90 1,00 kwh/kwh 406880,0 406880,0 kwh/rok 7.2. Budynek z alternatywnymi źródłami energii Rodzaj paliwa Udział % η H,tot H u Jedn. Q K,H [kwh/rok] Zużycie paliwa B Jedn. Paliwo - gaz płynny 100,0 0,84 6,65 kwh/m 3 437642,1 65810,8 m 3 /rok 7.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła alternatywnego Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu ogrzewania i wentylacji 8. Charakterystyka źródeł energii systemu przygotowania ciepłej wody 8.1. Budynek projektowany Rodzaj paliwa Udział η W,tot H u Jedn. Q K,W Zużycie Jedn.
% [kwh/rok] paliwa B Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny 100,0 0,48 1,00 kwh/kwh 218296,8 218296,8 kwh/rok 8.2. Budynek z alternatywnymi źródłami energii Rodzaj paliwa Udział % η W,tot H u Jedn. Q K,W [kwh/rok] Zużycie paliwa B Paliwo - olej opałowy 60,0 0,45 10,08 kwh/l 139710,0 13860,1 l/rok Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne Jedn. 40,0 0,50 1,00 kwh/kwh 83826,0 83826,0 kwh/rok 8.3. Porównanie zużycia nośników energii dla budynku projektowanego i źródła alternatywnego Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla systemu przygotowania ciepłej wody 9. 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 alternatywnymi
Wykres porównawczy zużycia nośników energii dla wszystkich systemów w budynku
10. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji Koszty eksploatacyjne Budynek projektowany Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny Koszty inwestycyjne Całkowite koszty eksploatacyjne K H,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 406880.01 kwh/rok 28807.10 zł/rok 28807.10 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 Wykonanie sieci wewnętrznej szpitala z istniejącego węzła cieplnego do nowoprojektowanego budynku 1.0 86500.00 106395.00 Dodatkowe informacje:... Koszty eksploatacyjne Całkowite koszty inwestycyjne K H,I= zł 106395.00 Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Paliwo - gaz płynny 65810.84 m 3 /rok 161236.57 Koszty inwestycyjne Całkowite koszty eksploatacyjne K H,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= zł/rok 161236.57 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót 1 Wykonanie kotłowni olejowej o mocy 500 kw wraz z pomieszczeniem na zbiorniki i kolektorami słonecznymi 1.0 362000.00 445260.00 Całkowite koszty inwestycyjne K H,I= zł 445260.00 Uzasadnienie przyjętych kosztów
Wykres porównawczy kosztów inwestycyjnych systemu ogrzewania i wentylacji Wykres porównawczy kosztów eksploatacyjnych systemu ogrzewania i wentylacji
11. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze kosztów eksploatacyjnych i inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody Koszty eksploatacyjne Budynek projektowany Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Ciepło z kogeneracji - węgiel kamienny Koszty inwestycyjne Całkowite koszty eksploatacyjne K W,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 218296.82 kwh/rok 15455.42 zł/rok 15455.42 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót 1 Dodatkowe informacje:... Wykonanie sieci wewnętrznej spzitala z istniejącego węzła cieplnego do nowoprojektowanego budynku Koszty eksploatacyjne 1.0 66500.00 81795.00 Całkowite koszty inwestycyjne K W,I= zł 81795.00 Budynek z alternatywnymi źródłami energii Lp. Rodzaj robót Zużycie paliwa Jedn. Koszty Uwagi 1 Paliwo - olej opałowy 13860.12 l/rok 20984.22 Uzasadnienie przyjętych kosztów 2 Paliwo - Kolektory słoneczne termiczne Koszty inwestycyjne Całkowite koszty eksploatacyjne K W,E= 12 O m + 12 Ab + ΣB Cena jedn.= 83825.98 kwh/rok 0.00 zł/rok 20984.22 Lp. Rodzaj robót Ilość robót Cena jedn. Koszty robót Uzasadnienie przyjętych kosztów 1 Wykonanie instalacji kolektorów solarnych wraz ze zbiornikami buforowymi, podrzewaczami biwalentnymi 1.0 120000.00 147600.00 Całkowite koszty inwestycyjne K W,I= zł 147600.00
Wykres porównawczy kosztów inwestycyjnych systemu przygotowania ciepłej wody Wykres porównawczy kosztów eksploatacyjnych systemu przygotowania ciepłej wody
12. Obliczenia optymalizacyjno-porównawcze dla wybranych systemów zapotrzebowania w energię Wykres kosztów inwestycyjnych Wykres kosztów eksploatacyjnych
13. Wyniki analizy porównawczej i wybór systemu zaopatrzenia w energię 13.1 Analiza systemu ogrzewania i wentylacji Nazwa Projektowany Alternatywny Koszty eksploatacyjne K H,E zł/rok 28807.10 161236.57 Procentowe zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych % - -459.71 Koszty inwestycyjne K H,I zł 106395.00 445260.00 Procentowe zmniejszenie kosztów inwestycyjnych % - -318.50 Koszty eksploatacyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 rok 16.59 92.88 Koszty inwestycyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 61.29 256.49 Roczne oszczędności kosztów Or zł/rok - -132429.46 Prosty czas zwrotu inwestycji w źródła alternatywne SPBT - -2.56 WYNIKI ANALIZY: Zastosowanie źródeł alternatywnych jest nie korzystne pod względem eksploatacyjnym i nie korzystne pod względem inwestycyjnym 13.2 Analiza systemu przygotowania ciepłej wody Nazwa Projektowany Alternatywny Koszty eksploatacyjne K W,E zł/rok 15455.42 20984.22 Procentowe zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych % - -35.77 Koszty inwestycyjne K W,I zł 81795.00 147600.00 Procentowe zmniejszenie kosztów inwestycyjnych % - -80.45 Koszty eksploatacyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 rok 8.90 12.09 Koszty inwestycyjne w przeliczeniu na powierzchnie zł/m 2 47.12 85.02 Roczne oszczędności kosztów Or zł/rok - -5528.80 Prosty czas zwrotu inwestycji w źródła alternatywne SPBT - -11.90 WYNIKI ANALIZY: Zastosowanie źródeł alternatywnych jest nie korzystne pod względem eksploatacyjnym i nie korzystne pod względem inwestycyjnym 13.5 Analiza zbiorcza opłacalności Nazwa Opłacalność SPBT System ogrzewania i wentylacji nie -2.56 System przygotowania ciepłej wody nie -11.90
14. Zestawienie kosztów inwestycyjno - eksploatacyjnych za okres 10.00 lat Wykres zestawienia kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych za okres 10.00 lat Przedział czasowy Wariant projektowany Koszty inwestycyjne [zł] Koszty eksploatacyjne [zł] Wariant alternatywny Koszty inwestycyjne [zł] Koszty eksploatacyjne [zł] 0 188190.00-592860.00-1 188190.00 88525.04 592860.00 364441.56 2 188190.00 132787.56 592860.00 546662.35 3 188190.00 177050.08 592860.00 728883.13 4 188190.00 221312.60 592860.00 911103.91 5 188190.00 265575.12 592860.00 1093324.69 6 188190.00 309837.64 592860.00 1275545.47 7 188190.00 354100.16 592860.00 1457766.25 8 188190.00 398362.68 592860.00 1639987.04 9 188190.00 442625.20 592860.00 1822207.82 10 188190.00 486887.72 592860.00 2004428.60
Ekonomiczna analiza została wykonana w sposób szacunkowy, bez wykonania dodatkowego projektu instalacji alternatywnej, w której przyjęto ceny katalogowe najważniejszych urządzeń opierając się na konkretnym producencie, nie na podstawie wartości kosztorysowej z KNR. W analizie nie uwzględniono kosztów inwestycyjnych dla systemu oświetlenia i chłodzenia, ponieważ założono, iż w obydwu przypadkach będą jednakowe. Zastosowanie źródeł alternatywnych jest nie korzystne pod względem eksploatacyjnym i nie korzystne pod względem inwestycyjnym jest to spowodowane faktem iż nowoprojektowany budynek zasilany będzie z istniejącego węzła cieplnego i analiza uwzględniła tylko koszty sieci ciepłowniczej wewnątrz szpitalnej, które są znacznie niższe niż budowa nowej kotłowni.