Evaluarea efectelor ecologice si cuantificarea economica a acestora, in cazul alimentarii cu caldura a unei zone urbane - studiu de caz

Evaluarea efectelor ecologice si cuantificarea economica a acestora, in cazul alimentarii cu caldura a unei zone urbane - studiu de caz

1.Obiectivul analizei de caz

Aceastaa reprezinta o abordare complexa a problematicilor de mediu si a reflectarii economice a acestora, in cazul alimentarii cu caldura a unei zone urbane. Poate constitui completarea cu aspecte de mediu a studiului de prefezabilitate efectuat in scopul stabilirii solutiei optime de alimentare cu caldura a unei zone urbane.

Dupa determinarea consumurilor de caldura caracteristice zonei urbane (incalzire si apa calda de consum), s-au stabilit solutiile tehnic posibile de alimentare cu caldura a zonei urbane. Din considerente tehnice si energetice s-au selectat doua solutii alternative de alimentare cu caldura, care vor fi analizate economic si din punct de vedere al impactului asupra mediului:

centrala de cogenerare echipata cu turbine cu gaze - CCG cu TG;

centrala de cogenerare echipata cu motoare cu ardere interna - CCG cu MAI.

Pentru cele doua solutii de cogenerare propuse s-a efectuat:

analiza impactului asupra mediului a celor doua solutii de alimentare cu caldura a zonei urbane si cuantificarea ecologica, pe baza indicatorilor de impact;

cuantificarea economica a impactului asupra mediului (a efectelor ecologice) a solutiilor de cogenerare propuse.

Analiza impactului asupra mediului a solutiilor de cogenerare propuse s-a facut individual, pentru fiecare solutie analizata.

2.Evaluarea impactului asupra mediului - indicatori de impact

Obiectivul realizarii analizei impactului asupra mediului, este furnizarea de elemente necesare evaluarii comparative din punct de vedere al impactului asupra mediului al diferitelor solutii de alimentare cu energie in cogenerare (turbine cu gaze, motoare cu ardere interna), elemente necesare selectarii solutiei optime.

S-au parcurs urmatoarele etape metodologice:

• stabilirea conturului de referinta - zona urbana ;
• stabilirea perioadei de analiza ecologica  - pe intreaga durata de viata (aceeasi ca in cazul analizei tehnico-economice);
• stabilirea ipotezelor aplicarii metodei;
• alcatuirea unei baze de date (caracteristici combustibil, conversie, caracteristici echipamente, emisii specifice);
• determinarea emisiilor totale ;
• stabilirea si calculul indicatorilor de impact;
• analiza indicatorilor de impact determinati;
• cuantificarea economica a efectelor de mediu (pe baza ecotaxelor).

Dupa stabilirea conturului de referinta a analizei - zona urbana, se stabilesc ipotezele avute in vedere in cadrul analizei de impact asupra mediului :

• se considera numai etapa conversiei energiei in cadrul sursei ;
• pentru cele doua filiere   de cogenerare analizate se considera acelasi tip de combustibil, cu aceleasi caracteristici (gazul natural);
• se neglijeaza aspectele de impact asupra mediului a fabricarii instalatiilor de producere a energiei din cadrul centralelor de cogenerare, deoarece impactul materialelor componente  ale acestor instalatii este mult mai scazut decat impactul functionarii acestora;
• randamentele turbomasinilor (TG, MAI), generatoarelor electrice si al cazanelor recuperatoare sunt considerate incluse in randamentul global al sistemelor de cogenerare;
• valorile emisiilor poluante in atmosfera degajate in urma proceselor de ardere, exprimate in mg/Nm³ gaze de ardere (aferente conversiei combustibilului in cadrul centralelor de cogenerare).

Deoarece analiza are drept scop implementarea unei solutii noi de alimentare cu energie, emisiile nu se pot determina prin masuratori (instalatiile analizate nefiind in functiune), ca urmare pentru determinarea emisiilor a fost necesar sa se cunoasca :

- tipul si caracteristicile combustibilului utilizat in cadrul fiecarei solutii analizate;

- consumul de combustibil aferent;

- valorile emisiilor specifice (garantate de furnizorul de echipamente caracteristice fiecarei solutii, sau considerate prin similitudine cu solutii aflate in functiune si in cazul carora s-au putut face determinari);

- aspectele tehnice caracteristice ale fiecarei CCG analizate, prin randamentul global, h_g 

- productiile de energie (electrica, termica);

indicatori tehnici specifici solutiilor de cogenerare.

Principalele etape de calcul sunt sintetizate in schema logica din figura 15.5.

Figura 15.5. Etape de calcul

Valorile emisiilor anuale sunt prezentate in tabelul 15.28.

Emisiile specifice pentru solutiile de cogenerare analizate au fost preluate din determinari efectuate pentru solutii de alimentare similare aflate in functiune.

Tabelul 15.28

Emisii anuale

Avand in vedere emisiile anuale, se poate cuantifica efectul ecologic asupra zonei urbane al implementarii fiecarei solutii de alimentare cu energie propuse(CCG), prin determinarea principalelor tipuri de impact asupra mediului si a indicatorilor de impact aferenti.

Pentru a putea fi comparate din punct de vedere al impactului asupra mediului, a diversele solutii de alimentare cu energie a zonei urbane trebuie sa fie echivalente energetic.

Avand in vedere tipurile de emisii si efectele produse de acestea, se considera semnificative urmatoarele tipuri de impact asupra mediului si indicatorii aferenti:

efectul de sera ;

acidificarea;

emisiile fotooxidante;

Rezultatele calculului indicatorilor de impact sunt prezentate in tabelul 15.29.

Tabelul 15.29

Indicatori de impact

Din punctul de vedere strict al impactului asupra mediului, pe baza indicatorilor considerati, se poate afirma ca solutia de CCG cu TG este mai eficienta ecologic decat solutia CCG cu MAI, in conditiile specifice in care s-a facut analiza.

3. Cuantificarea economica a impactului asupra mediului - aplicarea ecotaxelor

Analiza tehnico-economica, pe baza indicatorilor economici actualizati (VNA) a permis clasificarea solutiilor posibile de alimentare cu energie propuse pentru zona urbana, neluandu-se in consideratie impactul asupra mediului al acestor solutii.

Cuantificarea economica a impactului asupra mediului (considerarea valorilor ecotaxelor in determinarea indicatorilor economici - de exemplu VNA) poate conduce la o noua ierarhizare a solutiilor de alimentare cu energie propuse, avand in vedere si impactul acestora asupra mediului.

Pentru realizarea acestui obiectiv s-a avut in vedere si efectul ecotaxelor asupra costurilor de productie a caldurii si energiei electrice.

S-a considerat taxa pe carbon -taxa de tip calitativ, rolul determinant il are continutul de carbon al combustibilului ars. S-a considerat valoarea ecotaxei de 10 Euro/t_CO2.

Cuantificarea economica a efectelor ecologice a diferitelor filiere de producere a celor doua forme de energie, trebuie sa se reflecte in costurile de producere respectiv preturile celor doua forme de energie, energia electrica si termica.

Aplicarea ecotaxelor influenteaza in sensibil eficienta economica a solutiei de CCG cu MAI .(v. tabelul 15.30.), in conditiile introducerii acesteia solutia devenind nerentabila economic. Efectul se manifesta si in cazul solutiei de CCG cu TG , prin scaderea venitului net actualizat (VNA) cu aproximativ 30 %

Tabelul 15.30.

Efectul ecotaxelor asupra VNA

Principalele etape de calcul pentru determinarea influentei ecotaxelor asupra costurilor de productie sunt:

calculul cheltuielilor cu combustibilul si defalcarea lor pe cele doua forme de energie;

calculul amortismentelor pe cele douaa forme de energie;

calculul cheltuielilor de mentenanta si operare;

determinarea costului de productie a energiei electrice si al caldurii, fara ecotaxe;

defalcarea cheltuielilor suplimentare cu ecotaxele pe cele doua forme de energie;

calculul costului pe cele doua forme de energie cu ecotaxe;

determinarea cresterii procentuale a costului de productie ca urmare a includerii ecotaxelor.

Defalcarea amortizarilor pe cele doua forme de energie se face conform ipotezei in care cotele de amortizare sunt egale pe toata durata de viata a echipamentelor.

In tabelul 15.31. sunt prezentate rezultatele acestui calcul.

Tabelul 15.31

Cresterea costurilor de productie a energiei termice si electrice

15.6.3.4. Concluzii si comentarii

In figurile 15.6 - 15.13 sunt evidentiate grafic concluziile analizei costurilor de productie pentru cele doua solutii alternative de cogenerare considerate, cu turbine cu gaze si motoare fara ecotaxe inglobate, si respectiv cu ecotaxe. Se constata ca ponderea ecotaxelor, in costurile de producere a celor doua forme de energie, variaza intre 10 - 15% pentru solutiile analizate.