Окупаемость

Каждый, кто принимает решение о приобретении собственной газопоршневой электростанции, сталкивается с необходимостью оценить экономическую составляющую владения данным оборудованием. Перед приобретением необходимо оценить окупаемость проекта и экономическую эффективность. Рассмотрим данные понятия и определения более подробно.

Срок окупаемости - это промежуток времени, по прошествии которого сумма вложенных средств сравняется с суммой полученных доходов. Тот момент, когда сумма накопленной с начала реализации проекта прибыли превысит сумму стартовых вложений - наступит окупаемость проекта.

Себестоимость

Себестоимость продукции - это стоимостная оценка природных ресурсов, сырья материалов, топлива, энергии, основных средств, трудовых ресурсов, используемых в процессе производства электроэнергии, а также других затрат на ее производство и реализацию.

При проведении анализа финансово-хозяйственной деятель­ности сопоставляются плановые и фактические показатели себестоимости энергетической продукции. Себестоимость вырабатываемой мини-ТЭЦ электроэнергии зависит от региона (стоимости газа). В данную стоимость входит: стоимость газа, стоимость регулярных ТО, стоимость запчастей необходимых для ТО, стоимость замены масла.

Издержки / затраты

Для анализа себестоимости продукции (тепловой и электрической энергии) текущие затраты делятся на условно-постоянные и условно-переменные (постоянные и переменные).

Рисунок  1. Зависимость постоянных и переменных затрат от объема производства  электроэнергии
Рисунок 1. Зависимость постоянных и переменных
затрат от объема произ­водства электроэнергии

Постоянные и переменные издержки – это затраты, которые несет компания.
К условно постоянным затратам относятся все эксплуатационные расходы, которые практически не зависят от количества производимой энергии: амортизационные отчисления (отчисления части стоимости основных фондов для возмещения их износа), затраты на заработную плату и начисления на нее, ремонтные затраты, прочие текущие расходы. Размер переменных затрат зависит от объема производства электроэнергии и теплоты, например, топливные издержки, определяемые расходом топлива, затраченного на их производство.

Зависимость постоянных и переменных затрат от объема произ­водства электроэнергии показана на рисунке 1. При увеличении объема производства переменные затраты Зпер растут пропорционально ему, а постоянные Зпост остаются неизменными. Полные затраты: З=Зпост+Зпер. Полные затраты/издержки – совокупность постоянных и переменных затрат/издержек.

Рассмотрим реальные статьи затрат для оценки себестоимости электроэнергии, вырабатываемой газопоршневой электростанцией.

Основные статьи затрат:

Топливо. Топливо относится к условно постоянным затратам, ввиду зависимости его расхода от нагрузки газопоршневой электростанции. Однако при оценке потребления установки следует обратить внимание на тот факт, что некоторые поставщики оборудования указывают потребление топлива в м3, что является не совсем корректным представлением информации ввиду различной калорийности газа, а потребление газа с различной калорийностью не будет одинаковым. Для расчета номинального потребления топлива необходимо знать теплотворную способность топлива и объем энергии, потребляемой двигателем для выработки номинальной мощности.

Рассмотрим пример расчета потребления газовой электростанции: Теплотворная способность 1 м3 природного газа равна примерно 8000 ккал или около 33,5 МДж (33,494 МДж), или 9,304 кВт. Пусть для выработки номинальной мощности к электростанции необходимо подвести энергию, равную 2575 кВт.

Расчет производится по формуле:
Z = X / (Y / 3,6), где:
X - потребляемая энергия топлива, в Вт,
Y - теплотворная способность топлива в МДж,
Z - потребляемый объем газа, в м3,
3,6 - коэффициент пересчета Дж в Вт.

Для конкретного примера получаем:
Z = 2575 кВт / (33,494 МДж / 3,6) = 2575 кВт / 9,304 кВт = 276,7 м3

Как видно из данного примера, в случае использования газа другой калорийности или необходимости выработки мощности ниже номинальной (КПДэлектрич ниже номинального) величина объема потребления газа будет иная.

Масло. Затраты на масло для газопоршневой электростанции можно разделить на две составляющие: это регулярная замена масла и угар масла. Рассмотрим каждую по отдельности.

Регулярная замена масла является условно постоянной статьей затрат, так как загруженность машины несущественно влияет на интервал обслуживания. Особое внимание следует обратить, что в газопоршневых установках Siemens замена масла производится с интервалом в 2500 часов в объеме масляного картера, что является несомненным преимуществом ввиду меньшего объема заменяемого масла относительно конкурентов. Масляный бак в машинах Siemens является не циркуляционным, а расходным, что значит, что посредством его производятся только пополнение масла.

Угар масла следует относить к условно переменным затратам, так как количество сгоревшего масла напрямую зависит от режима эксплуатации двигателя. Электростанции Siemens допускают использование различных марок масел, низкий угар которых в совокупности с их доступностью, позволяет снизить затраты на эксплуатацию. В двигателях Siemens применяются только одобренные экспертами Siemens масла:

Поставщик Наименование масла
Масло SIEMENS ENGINES OIL 3040 PLUS SIEMENS ENGINES OIL 3040 PLUS
Масло MOBIL PEGASUS 710 MOBIL PEGASUS 710
Масло SHELL MYSELLA S5 N 40 SHELL MYSELLA S5 N 40
Масло SENTRON LD 5000 SENTRON LD 5000

Основной статьей расхода также является техническое обслуживание оборудования. Siemens ответственно подходит к данному вопросу, предоставляя клиентам экономичное и качественное обслуживание по всему миру. Сервисные программы, рассчитанные на самые сложные условия работы, могут быть расширены с учетом индивидуальных условий эксплуатации конкретного объекта. Кроме того, Siemens предоставляет возможность специалистами заказчика обслуживать оборудование, при прохождении ими соответствующего обучения. Компоновка оборудования уникальна, а 90% запасных частей взаимозаменяемы, ввиду постоянного наличия на складе необходимых материалов. В случае отсутствия материалов на складе, экстренный срок готовности запасных частей на заводе составляет ориентировочно 48 часов.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания требует регулярного обслуживания и замены ряда основных трущихся (поршневая группа), загрязняющихся (фильтра и масло) и изнашивающихся (свечи) частей.

Средняя периодичность обслуживания оборудования серии SL приведена в таблице:

Каждые 2500-3000 часов Проверка масла, замена по необходимости; замена свечей зажигания.
Каждые 5000-6000 часов Замена фильтров; замена прокладок; замена хладагента.
Каждые 10000-15000 часов Проверка основных агрегатов и частей, чистка и смазка при необходимости.
Каждые 30000 часов Замена трущихся частей.
Каждые 60000 часов Капитальный ремонт двигателя.

Как видно из таблицы, срок работы электростанции до капитального ремонта составляет 60000 часов. После проведения капитального ремонта ресурс полностью обновляется.

Пока для оборудования выпускаются комплектующие (расходные материалы и запасные части), количество капитальных ремонтов не ограничено. Обычно серьезные европейские производители обеспечивают поддержку выпущенного оборудования запасными частями минимум до 3х капитальных ремонтов. Это 240000 часов работы, 30 лет.

Также при расчете себестоимости электроэнергии включаются расходы на персонал. Газопоршневая установка не требует постоянного присутствия персонала, но необходимо предусмотреть возможность найма дополнительного персонала в случае потребности/желания заказчика.

Рисунок 2. Выработка тепла и электроэнергии
Рисунок 2. Выработка тепла и электроэнергии

Особое внимание следует уделить снижению себестоимости электроэнергии за счет тепла. Газопоршневая электростанция позволяет вырабатывать тепловую энергию, которая в свою очередь способствует снижению расходов на теплоэнергию. Выработка тепла находится в прямой зависимости от выработки электрической энергии, но не прямо пропорционально. Данная зависимость представлена на рисунке 2.

Рассмотрим способы снятия тепла с газопоршневой электростанции. Первым по актуальности является снятие тепла с основного контура, с рубашки охлаждения двигателя. Температура, которую можно снять с контура достигает порядка 90 °С. Далее по актуальности следует снятие тепла с контура выхлопных газов, на данном контуре можно получить температуру до 95 °С. На третьем месте стоит снятие тепла со вторичного/вспомогательного контура охлаждения, на данном контре происходит съем тепла через масло. Температура на данном контуре невысока и составляет порядка 55 °С. Тариф на замещаемую тепловую энергию (с НДС) различается в зависимости от предприятия, но в среднем варьируется от 1500 до 2000 руб/Гкал, при расчете данная величина принимается чуть меньше нижней границы, порядка 1168 руб/Гкал.

Рентабельность

Рентабельность – относительный показатель экономической эффективности, комплексно отражает степень эффективности использования ресурсов.

Окупаемость

Окупаемость – это период, в течение которого восстанавливается первоначальная стоимость проекта независимо от временной стоимости денег. В данном случае таким проектом является газопоршневая электростанция.

Окупаемость зависит от: режима работы станции – при большей выработке электроэнергии, период окупаемости уменьшается; тарифов сетевой организации – чем выше разница в стоимости сетевой и собственной электроэнергии, тем меньше период окупаемости; от полного использования утилизируемого тепла – чем больше утилизируемого тепла применяется для нужд объекта, тем меньше период окупаемости.

Сначала необходимо рассчитать себестоимость электроэнергии. Исходными данными для расчета являются номинальные параметры установки, такие как потребление топлива, угар масла, интервал замены масла и т.д. На основании этой информации можно рассчитать выработку тепловой и электрической энергии за период (например, за год), экономию на тепловую энергию за период, затраты на топливо, масло и персонал за период. На основании расчетных и исходных данных рассчитываем себестоимость кВт*ч без утилизации тепла, учитывая затраты на топливо, масло, сервис (затраты + работы), на персонал, далее рассчитываем экономию за счет утилизации тепла, получаем итоговую себестоимость за первый год эксплуатации, первые три года и за период до капитального ремонта.

Основываясь на уже рассчитанных данных, можем рассчитать стоимость одной электростанции, если их несколько, итоговую стоимость оборудования. Рассчитываем затраты на строительство энергоцентра в зависимости от исполнения установки: открытая/контейнерная компоновка. Рассчитываем ежегодную выработку электроэнергии энергоцентром и экономию с учетом утилизации. Окупаемость в годах получаем как отношение затрат на строительство энергоцентра к экономии в год.

Амортизация

Особое внимание следует уделить понятию амортизации. Амортиза́ция  - это процесс переноса по частям стоимости основных средств и нематериальных активов по мере их физического или морального износа на себестоимость производимой продукции (работ, услуг).
При расчете срока окупаемости можно идти двумя путями: первый – рассчитать затраты на капитальный ремонт (для машин SL капитальный ремонт должен проводиться каждые 60 000 моточасов), пример такого расчета приведен далее в разделе «пример расчета экономической эффективности SGE-56SL» второй - рассчитывать амортизационные отчисления, т.е. полагать, что по прошествии 60 000 моточасов машина типа SL подлежит замене, а не капитальному ремонту, и при расчете стоимость покупки новой газопоршневой электростанции будет распределяться по себестоимости производимой энергии за данный временной промежуток.

Пример расчета экономической эффективности SGE-56SL

Соберем необходимые исходные данные для проведения расчета:

Обозначение: Модель генераторной установки SGE-56SL
Рэл.ном Номинальная эл. мощность, кВт 1001
Ртепл.ном Номинальная тепловая мощность 1357
КПДэл Электрический КПД, % 38,87
КПДтепл Полный тепловой КПД, % 52,7
КПДсумм Суммарный КПД электростанции, % 91,57
Потр Потребление топлива*, м3/ч 276,790
Тепл.спос. Рассчет для 100% нагрузки при теплотворной
способности газа (кВт*ч/м3)
9,304
Потруд Потребление топлива на 1 кВт*ч 0,277
Угар Угар масла, гр/кВт*ч 0,2
Vмасл.сист Объем масляной системы (для замены), л 273
Инт Интервал замены масла 2500
Vсист.охл Объем системы охлаждения, л 1200
Стгаз Стоимость природного газа, руб. с НДС 5,50 ₽
Стмасл Стоимость масла, руб./л с НДС 160 ₽
Тээ Тариф на покупаемую электроэнергию (с НДС), руб./кВт*ч 6,00 ₽
Тмот Моточасы в году (исключая сервисное обслуживание) 8000
Кзагр Коэффициент средней загрузки мини-ТЭС
в течение года (от 0,0 до 1,0)
0,8
Кисп Коэффициент использования утилизации тепла (от 0,0 до 1,0) 0,5
Ттэ Тариф на замещаемую тепловую энергию (с НДС) руб/Гкал 1 168 ₽
Ч Количество обслуживающего персонала, человек 2
Зп Заработная плата обслуживающего персонала 40 000 ₽
Курс Курс Евро 75,00 ₽

Далее рассчитаем затраты:

Выработка электроэнергии в год, кВт*ч 6 406 400 Вэл=Рэл.ном*Тмот*Кзагр
Выработка тепловой энергии в год, кВт*ч 5 428 000 Втепл=Ртепл.ном*Тмот*Кзагр
Экономия на тепловой энергии в год, руб. 5 451 336 ₽ Эктепл=Вэл*Втепл
Потребление топлива в год, м3 1 771 454 Потргод=Потр*Тмот*Кзагр
Затраты на топливо в год, руб. 9 742 995 ₽ Зтопл=Потр*Стгаз
Затраты на угар масла, в год, руб. 205 005 ₽ Зугар=Вэл*Эктепл*Стмасл/1000
Количество смен масла в год, руб. 3,20 Кол-восмен=Тмот/Инт
Затраты на смену масла в год, руб. 139 776 ₽ Зсменамасла=Кол-восмен*Vмасл.сист*Стмасл
Итого затраты на масло в год, руб. 344 781 ₽ Змасло=Зугар+Зсменамасла
Затраты на персонал в год, руб. 960 000 ₽ Зперсонал=Ч*Зп*12

Далее рассчитаем себестоимость электроэнергии:

Удельные затраты Первый год Первые три года До кап. ремонта
Затраты на топливо 1,52 ₽ 1,52 ₽ 1,52 ₽
Затраты на масло (замена + угар) 0,05 ₽ 0,05 ₽ 0,05 ₽
Затраты на сервис (запчасти+ работы) 0,16 ₽ 0,28 ₽ 0,41 ₽
Затраты на персонал 0,15 ₽ 0,15 ₽ 0,15 ₽
Себестоимость кВт*ч без утилизации 1,88 ₽ 2,01 ₽ 2,14 ₽
Экономия за счет утилизации тепла - 0,85 ₽ - 0,85 ₽ - 0,85 ₽
Итоговая себестоимость кВт*ч 1,03 ₽ 1,16 ₽ 1,29 ₽
Удельные затраты Первый год Первые три года До кап. ремонта
Затраты на топливо Зтопл/Вэл Зтопл/Вэл Зтопл/Вэл
Затраты на масло (замена + угар) Змасло/Вэл Змасло/Вэл Змасло/Вэл
Затраты на сервис (запчасти+ работы) (М1+Р1)*Курс/Вэл (М3+Р3)*Курс/(Вэл*3) (Мж+Рж)*Курс/(Вэл*7,5)
Затраты на персонал Зперсонал/Вэл Зперсонал/Вэл Зперсонал/Вэл
Себестоимость кВт*ч без утилизации Себ1 Себ3 Себкр
Экономия за счет утилизации тепла Э1=Эктепл/(-Вэл) Э3=Эктепл/(-Вэл) Экр=Эктепл/(-Вэл)
Итоговая себестоимость кВт*ч Себи1=Себ1+Э1 Себи3=Себ3+Э3 Себикр=Себкр+Экр

Программа сервисного обслуживания


Стоимость материалов Стоимость работ
Первый год работы М1 Р1
Первые 3 года работы М3 Р3
Жизненный цикл Мж Рж

На основании произведенных расчетов можем рассчитать энергоцентр:

Стоимость одной электростанции 40 000 000 ₽
Количество устанавливаемых ГПУ 2
Итоговая стоимость оборудования 80 000 000 ₽ Итог=40 000 000*2
Доля основного оборудования в общей стоимости Энергоцентра "под ключ", % 0,90 Доля
0,90 - для контейнерной компоновки, 0,65 для открытой компоновки в здании 
Итого затрат на строительство энергоцентра 88 888 889 ₽ Зитого=Итог/Доля
Ежегодная выработка электроэнергии одной ГПУ, кВт*ч 6 406 400 Вэл
Ежегодная выработка электроэнергии энергоцентром, кВт*ч 12 812 800 Вэл2=Вэл*2
Экономия на 1 кВт*ч с учетом утилизации (в расчете применена себестоимость кВт*ч с учетом обслуживания за первые три года) 4,84 ₽ Эк=Тээ-Себи3
Экономия в год 62 041 896 ₽ Экгод=Вэл2*Эк
Окупаемость, лет 1,43 Экгод/Зитого

По итогам расчета затраты на строительство энергоцентра составили 88 888 889 ₽, экономия в год составит 62 041 896 ₽, а вложения в энергоцентр окупятся в срок 1,43 года.

Возврат к списку