无线电电子与电气工程百科全书 沼气技术的经济评价。 无线电电子电气工程百科全书 引进沼气技术的目标 在国家级建设单个沼气厂或引进沼气技术之前,有必要进行经济评估。 在评估沼气项目和单个装置的经济可行性时,重要的是要考虑引入沼气技术的目标。 引进沼气技术可以追求以下目标:
沼气厂的经济评估 确定引进沼气厂的目标后,您可以对其盈利能力进行经济评估。 为此,请考虑:
对个体农场的好处 各个农场可以根据利用废物获得的现金收入与安装成本的比较来评估建设沼气厂的效益。 以下影响应转化为货币形式并计为效益:
个人福利的现金等价物 如果过去的农场通过购买化肥和燃料来满足这些需求,那么对使用沼气厂的个人效益进行经济评估相对容易。 大型沼气厂和大型农场的经济效益也可以相当准确地计算。 对于吉尔吉斯斯坦农村地区的小型设施,计算货币效益更加困难,因为主要使用传统的能源和化肥来源,如木柴、粪便、粪便和干蔬菜废物。 在这种情况下,货币收益是根据传统能源的节省以及生物肥料销售和产量增加的收入来计算的。 能源 经济评估的主要问题是将没有固定市场价格的非商业类型能源转换为货币价值。 但即使在这种情况下,也可以根据不同能源热值的比较数据来确定沼气和化肥的价值。 为此,您需要计算经济中使用的能源数量,并确定使用沼气所节省的成本。 表 23. 沼气(甲烷含量 70%)与其他能源载体的比较
示例:一个 5-6 人的家庭每年使用 12 个丙烷钢瓶(120 公斤或 60 立方米丙烷)和 3 吨煤炭。 那么,如果用沼气替代,则需要2,5*60=1,84立方米沼气和110*3=2500立方米沼气,每年总共需要1,1立方米沼气,或者每天大约2750立方米沼气。 从表中可以看出,用沼气替代丙烷,每年可节省128美元的气瓶采购费用。 用沼气替代2,5吨每公斤0,06美元的煤炭,每年可节省160美元。 液化气和煤炭每年总共可节省 288 美元。 生物肥料 使用生物肥料的经济效益可以通过比较以前使用其他肥料的农场的成本和效益,或通过销售生物肥料的收入来计算。 生产率 不应低估使用生物肥料提高产量的效果。 有证据表明,施用生物肥料后产量增加了 10% 至 30%,但更准确的预测很困难,因为许多其他因素也会影响产量。 表 24. 使用生物肥料增加产量
肥料的比较成本 生物肥料不仅有效,而且价格低廉——从表中可以看出,使用生物肥料代替矿物肥料时,农民每公顷施肥土地可节省0,8美元。 表 25. 生物肥料与其他肥料的比较
生物肥料收益的货币价值 使用生物肥料的好处包括节省以前使用的矿物肥料和提高作物产量。 沼气厂成本 准确计算沼气厂的建设和运营成本对于计算工厂的投资回报、比较替代模型的成本以及收集有关即将到来的财务成本的信息是必要的。 表中给出了“农民”协会的 PF“流体”生产的沼气厂运营的生产指标、成本和年度效益。 计算效益时假设生物肥料的销售价格为每吨 10,7 美元,沼气的价格为每立方米 0,21 美元。 表26
对该表的分析表明,最小的工厂(反应器容积高达 5 m3)只需一年多一点的时间即可收回成本,而反应器容积超过 10 m3 的工厂只需几个月即可收回成本。 成本类别 与引进沼气厂相关的成本主要分为三类:
建筑和材料成本 建设成本包括建设工厂所需的所有成本,例如土地、地基、反应器的准备和安装、气体系统、原材料和肥料的储存和混合罐、储气罐以及工人的劳动力成本。 建筑和材料的成本由以下因素决定:
平均成本 为了粗略估计一个简单沼气厂的典型成本,可以使用以下数字:不包括土地成本的工厂总成本为每立方米反应器 350 - 500 美元。 总成本的 3 - 35% 是金属反应器。 每单位反应器体积的沼气厂的成本随着反应器体积的增加而降低。 但是,当为多个家庭建造大型装置时,燃气管道的必要成本会增加,而反应堆每单位体积的安装成本大致保持不变。 对于吉尔吉斯斯坦的国情来说,供热机组更适合,而且建设更大的机组更划算。 单个价格是根据材料价格、材料供应情况和工资按项目计算的。 当前费用 当前安装的运营和技术支持成本包括材料和工程成本:
运行成本与建造工厂的成本一样重要,通常每年不超过工厂初始成本的 4%。 贷款利息支付 沼气厂的成本取决于用于建设沼气厂的借款的利息和本金支付。 吉尔吉斯斯坦的年利率为 17% 至 40%。 还必须考虑通货膨胀。 安装运行时间 计算折旧时,您需要考虑设备的预期寿命约为 15 年,并定期进行技术支持和维修。 沼气厂的经济效益 为了确定沼气厂的经济效益并比较沼气厂的替代项目,需要计算沼气厂的投资回收期。 将安装成本除以安装的年收入,然后乘以 12,即可确定安装需要多长时间才能收回成本(以月为单位)。 示例:一座反应器容积为 15 m3 的农场沼气厂的成本为 6655 美元(见表 24),而我们在示例中计算的其运营年收入成本仅来自于提高产量和更换煤和液化气,用于沼气加热和烹饪食物 7704 美元。 事实证明,一座 15 立方米沼气厂连续运行 3 个月即可获得回报。 贷款融资 虽然一座反应器容积超过15立方米的中温沼气厂运行不到3年即可收回投资,但吉尔吉斯斯坦农村居民面临的一个大问题是其建设初期所需资金量。 解决方案可能是为工厂提供贷款融资。 为了计算以年利率 12% 的 25 个月贷款融资的工厂的投资回报,我们计算出必须支付的贷款总额为 6655 美元,其中包括贷款利息,为 8324 美元。 现在安装的投资回收期约为13个月。 理论与实践 虽然从前面的例子可以看出,反应堆容积为15立方米的装置的投资回收期不超过3年,但应该意识到,由于多种原因,实际结果可能与理论计算不同。 例如,工厂的建设和调试可能需要更长的时间,工厂可能会晚于种植季节开始运营,从而延迟产量和相关收入的增加。 因此,根据可用的信贷条件,规划 1,5 - 2 年的安装投资回收期更为合理。 在这种情况下,以及当装置以精神模式运行时,可以使用最低年收入法进行经济计算。 最低年收入法 年收益法是指确定装置运行每年必须获得的收入,以便在预定的年限内收回投资。 要应用年收入法,您需要定义以下参数:
年数(T) 年数是根据贷款条款或仅根据您的计划确定的。 您还可以对多个选项进行成本效益分析,然后选择最适合您的一个。 年度成本 (C) 年度成本包括以下成本:
其中大部分成本只能估算。 通常,维护和修理费用不超过每年安装总成本的 4%。 工厂的运营成本取决于其类型,包括更换各种材料,例如清洁剂、沼气净化材料、用于混合原材料的电力。 检查费用产生于压力容器的运行,包括检查费用和年度确认费用。 当装置部件的寿命短于整个装置的寿命时,需要考虑更换装置部件的成本。 初始安装成本 (HC) 总投资包括以下成本:
利率(PS) 隐含利率必须根据具体情况确定。 无论如何,这个比率必须考虑通货膨胀。 使用借入资金时,这是借款人向银行支付的利率,加上所有其他额外付款。 如果使用自有资金,这是农民将钱存入银行可以获得的利率。 对于混合融资,这应该是一定的平均利率。 在吉尔吉斯斯坦,借入资金的年利率为17%至40%,2009年的通货膨胀率为每年10%左右。 示例:计算以中温模式运行的工厂的最低年收入。 该农民申请了三年期贷款,用于建设沼气厂,反应器容量为 3 立方米,配有加热、自动混合和原料注入系统。 这样的安装成本约为 15 美元。 贷款年利率为 3%,按年还款。 我们得到: 年数 T = 3 年, 安装 HC 的初始成本 = 6655 美元, 每年费用 H = HC 的 4% = 266 美元, 利率 PS = 25% + 10% 通货膨胀 = 30% = 0,35。 计算最低年收入 GD \u1d NS * ( (PS * (PS + XNUMX)т) : ((PS + 1)т- 1) ) + Z = 6655 * ( (0,35*(0,35 + 1)3) : ((0,35 + 1)3- 1) ) + 266 = 6655 * 0,59 + 266 = 4192 美元。 因此,农民每年必须获得至少 4192 美元的收入才能支付 3 年期贷款。 他能不能做到这一点,取决于每年的福利金额。 年收入 (B) 年度效益包括沼气厂带来的所有货币效益。 收入来自:
继续示例 上面我们已经计算出了反应器容积为15立方米的沼气厂的年效益为3美元。 也就是说,即使安装推迟7704个月,或者安装容量减半,或者一年只运行6个月,农民也能还清贷款。 年利润(GP) 如果年利润为正,那么该工厂的建设可以认为是绝对意义上的盈利。 如果是负数,那么BSU的建设就无利可图。 年利润计算为GV的年收益与GD的最低要求年收入之间的差额:GP = GV - GD。 在我们的示例中,这是: 7704 - 4192 = 3512 美元。 资金来源 建设和运营沼气厂的成本往往超出农场的财务能力。 因此,工厂的建设需要额外的资金,这些资金可以来自以下来源:
对于每个特定的安装案例,必须考虑所有这些来源。 拨款资助 与许多其他发展中国家一样,吉尔吉斯斯坦也有国际组织分配赠款资金以实现其目标。 吉尔吉斯共和国大约一半的沼气厂部分由全球环境基金/联合国开发计划署资助。 贷款融资 信贷融资提出了责任和债务偿还条件的问题。 借款人必须确保他有能力偿还贷款或必须有政府担保来偿还债务。 贷款支付的计划必须与资金需求相一致。 贷款期限通常也比沼气厂的寿命短得多,例如 3 年,而沼气厂的运营期为 15 至 20 年。 宏观经济评估 宏观经济分析考虑了在全国范围内引进沼气技术的计划。 这意味着国家经济政策应考虑引进沼气技术对整个国家经济的影响。 沼气厂的经济效益 从国家整体角度评价沼气技术的引进,应考虑以下影响:
影响部门 有必要考虑引入沼气技术对能源和农业、环境、医疗保健、就业等领域的影响。 能源和农业 能源 许多发展中国家的能源消耗基于传统能源(木材、农作物残留物、粪便、牲畜力量和体力劳动)。 生物质能源的使用差异很大,从阿根廷的百分之九十到埃塞俄比亚、坦桑尼亚、卢旺达、苏丹和尼泊尔等国家的百分之九十以上。 随着沼气使用量的增加,对传统能源的需求将会下降。 因此,使用沼气的效果将表现为因木柴消耗减少而带来的环境效益增加以及非法采伐的减少。 用沼气替代石油、煤炭和天然气等商业能源会影响政府预算。 一方面,使用沼气的效果表现为替代能源载体的进口以及减少其进口费用。 另一方面,对石油、煤炭和天然气进口的依赖度正在下降,给经济带来相对稳定。 沼气厂的宏观经济效益归因于其效率和可靠性以及分配基础设施和网络成本的降低。 需要肥料 为了使吉尔吉斯斯坦的耕地和干草场能够生产可持续的农作物,每年需要超过400万吨的各种矿物肥料。 此外,由于缺乏财力,吉尔吉斯斯坦国家和农民都无法购买如此大量的化肥。 事实上,只有粪便才能用作肥料。 表27根据每只动物85%水分的最低粪便量及其在农场中积累的百分比计算了吉尔吉斯共和国的年粪便积累量。 表 27. 吉尔吉斯共和国的粪便堆积
按每年每公顷13,3吨的施用量计算,共和国对有机肥的需求量为19万吨。 从表中可以看出,由于畜栏饲养而产生的粪便收集量仅为30%至60%,具体取决于动物的种类。 这使得每年只能收集约 6 万吨粪便,占有机肥料总需求的 31%。 吉尔吉斯斯坦生物肥料的潜力 沼气厂处理一吨粪便可生产一吨液体有机肥,每公顷施用量为1至7吨。 吉尔吉斯斯坦畜禽粪便处理后将获得6吨液体肥料,将很大程度上满足该国农业对肥料的需求。 在生产液体肥料的同时,通过对动物粪便进行厌氧处理,将获得沼气,以满足农村人口的家庭能源需求和汽车燃料的需求。 动物粪便处理带来的总体效益使得工厂运营不到一年就可以收回实施成本。 吉尔吉斯斯坦沼气和节能技术的使用将确保农业生产的有效增长,改善农村人口的生活水平和国家的环境状况。 此外,生物肥料的使用减少了对外部矿物肥料供应的依赖,创造了外部经济。 表 27. 吉尔吉斯共和国沼气厂指标计算
环境 当一个国家面临森林砍伐和土壤退化问题时,沼气技术可以预防这些问题,并在农村地区用沼气完全替代木柴的需求。 一个人每天需要约3公斤木柴,需要2,3立方米沼气来替代。 运作良好的沼气厂可以完全用沼气替代木材和煤炭的消耗。 在宏观经济评估中,使用沼气厂的效果以公顷保存的森林来估计。 货币效益可以根据种植和种植该森林面积的成本来计算。 但这种简单的做法并不完全正确,因为农村人口首先只使用干树枝和树木,然后才使用绿树,森林砍伐的效果缓慢显现,在某些阶段森林可以自我更新。 与此同时,人工种植园并没有恢复该地区固有的生物多样性,在砍伐森林和植树之间往往要经过很长一段时间,在此期间会发生不可逆转的侵蚀过程,动物群和植物群减少。 减少森林砍伐和土地退化是引进沼气技术的主要论点之一。 动物粪便还会对卫生状况产生负面影响,污染水资源。 粪便排水沟是包括病原体在内的各种微生物的重要活动的有利环境,并且还具有高含量的蠕虫卵的特点。 应用沼气技术的一个独特之处是可以同时减少对木柴的需求并改善土地质量,从而显着减少土地退化的威胁,并减少向大气中的温室气体排放,防止气候变化。 医疗保健 沼气厂确保废物和污水的利用,并直接改善整个国家,特别是个体农民的卫生状况。 加工原料时,也不包括露天存放粪便和粪便。 此外,加工过程中致病微生物群被主动破坏。 因此,沼气技术的使用可以延长人们的预期寿命,使人们免受药物和肠道疾病治疗的费用。 减少致病影响 在沼气系统中处理动物和人类排泄物明显改善了工厂主、他们的家庭和整个社会的卫生状况。 在厌氧处理过程中,原料的致病潜力大大降低。 每次新安装都无需建造垃圾坑和厕所坑。 厕所与反应器的直接连接在卫生和卫生健康方面特别有利,并且消除了异味。 减少疾病传播 由于生物肥料不会吸引苍蝇和其他寄生虫,因此可以减少人类和动物之间传染病的传播。 此外,燃烧干粪和木柴可以减少眼睛和呼吸道疾病8。 胃肠道疾病 许多胃肠道疾病是由粪便中的病原体传播的。 感染是由农民自己造成的,他们将粪便撒到田里。 人类、动物排泄物和有机废物的厌氧处理通过消灭大多数致病菌来确保其消毒。 一个成功的例子是中国通过扩建沼气厂控制血吸虫病和绦虫病,这些疾病比引进沼气厂之前分别减少了99%和13%。 降低发病率的经济效果 对于沼气技术的用户来说,减少厨房烟雾对健康的积极影响尤其明显。 只有广泛采用沼气厂,减少胃肠道疾病的效果才会变得明显。 就业机会 随着能源产量的增加和该国农村地区的发展,沼气厂的建设创造了更多的就业和商业机会,从而有助于减少移民和全面改善生活条件。 本地生产的增长 沼气厂的建设为管道的挖掘、基础、建造和安装等施工提供了短期就业机会。 工厂的运营需要长期雇用操作员,并为技术工人提供修理和维护沼气厂、分配肥料和收集原材料的机会。 在中国,沼气厂零部件及其材料的本地生产迅速增长。 迁移 由于发展中国家农场和农村地区建立了沼气厂,创造了就业机会并改善了生活条件,减少农村向城市移民的效果已经显现。 社会 政策 沼气技术不仅支持国家经济和国家生态状况,还为当地人民提供改善生活条件和福祉的机会。 卫生条件和公共卫生正在改善。 农村人口的就业、技能和粮食生产也在改善。 建议为社区和协会安装沼气系统,以消除收入差距。 在吉尔吉斯斯坦实施沼气技术 成功大规模实施沼气技术需要考虑现有气候、社会、经济和环境条件的相互影响,提高公众和政治意识以及政府的支持。 气候条件 沼气技术基本上适用于大多数气候带,但其实施成本随着环境温度的降低而增加,因为在这种情况下,有必要为沼气厂提供额外的加热和隔热。 没有加热和保温的沼气系统在平均气温低于 15°C 时无法表现出令人满意的结果。 少量的季节性和年降水导致转畜放牧规模扩大,而不是摊位放牧。 这减少了粪便的产生量,可供沼气厂处理。 另一方面,强降雨导致地下水位上升,给沼气厂的建设和运营带来问题。 吉尔吉斯斯坦的所有自然特征——景观、土壤、水资源、动植物以及社会和经济生活条件和人口活动都是由山脉决定的。 该国气候的特点是随着海拔的升高,气压和气温下降(平均每0,6米下降100°C),降水量增加。 吉尔吉斯斯坦全境年平均长期气温低于+15°C,没有加热和保温的空气和沼气厂将无法全年为吉尔吉斯斯坦经济提供沼气和生物肥料。 最有效的装置实施方式,在反应器中保持中温或高温温度。 具有反应器隔离但没有加热的工厂,其消化过程在高达 20°C 的温度下进行,将只能产生少量沼气。 没有加热和保温的工厂反应器内的温度通常比地被温度高1-2°C,并且仅在温暖的季节才能工作。 经济状况 在吉尔吉斯斯坦,约65%的人口从事农业,80%以上的农村居民生活在贫困线以下,缺乏必要的财政资源是大规模推广沼气技术的明显障碍。 尽管沼气厂的投资回报和经济效益很快,但社会上的穷人将无力承担建设沼气厂所需的资本投资。 应在努力降低沼气厂建设成本的同时,发展信贷和其他金融体系,以促进沼气厂建设获得资金。 沼气厂的广泛使用不仅为沼气厂业主带来好处,也为整个社会带来好处。 对引入沼气厂盈利能力的宏观经济评估应考虑对能源部门的积极影响、农业产量的增加、健康和环境成本的降低、就业的增加以及用进口天然气和化肥替代进口的天然气和化肥。国内的。 社会条件 沼气技术不仅支持国民经济和环境质量,还为当地人民提供改善生活条件和福祉的机会。 改善卫生条件和公共卫生,以及不使用化学品种植的食品质量。 通过降低供暖成本,学校、图书馆、俱乐部都得到了支持。 农村居民就业和职业素质不断提高。 沼气厂利用废物和废水,直接改善个人用户和整个社会的卫生状况。 加工原料时,也不包括露天存放粪便和粪便。 此外,加工过程中病原微生物群被部分破坏。 因此,沼气技术可以延长人们的预期寿命,降低药品和肠道疾病治疗的成本,提高工作能力。 政治条件 对于吉尔吉斯斯坦来说,大规模生产生物肥料和沼气将减少化石燃料和矿物肥料的进口量。 从宏观经济角度来看,将有机废物转化为该国退化农田的生物肥料以及生产沼气作为能源至关重要。 考虑到该国目前的经济状况以及将沼气技术引入该国农业的好处,政府的财政支持可以被视为一项投资,旨在降低未来进口石油产品和矿物肥料、医疗保健和农业的成本。卫生成本以及与自然资源退化相关的成本。 美洲、欧洲和亚洲国家通过为沼气厂建设和运营提供补贴、优惠融资、培训农民、开设服务中心等方式成功大规模实施沼气厂的例子使我们建议在其他国家采取类似措施。吉尔吉斯共和国。 公众和政治意识 沼气技术的推广应与沼气厂的建设和实施同步进行。 如果吉尔吉斯斯坦人民不了解引进沼气技术的便利性、其使用的好处和局限性,那么在农民层面上引进沼气技术就不可能存在。 与此同时,国家政府内部也需要提高认识。 由于沼气技术的影响和方面与多种政府机构(例如农业、环境、能源、经济)相关,因此有必要在沼气技术的过程中确定并包括所有负责任的政府机构以及民间部门。传播有关沼气技术的信息并提高其地位。 国家支持 为了确保沼气技术的大规模推广,对国家经济产生积极影响,国家可以提供以下支持:
沼气技术的全球环境效益 牲畜粪便的厌氧处理可减少影响气候的温室气体排放。 沼气的使用可以减少汽油、煤炭、木柴等化石燃料的消耗,从而减少二氧化碳排放。 同时,由于收集和利用粪便处理过程中排放的甲烷,第二重要的温室气体甲烷的排放量也减少了。 温室效应 温室效应是由大气中存在的气体引起的,这些气体允许短波长的太阳辐射到达地球,但像温室薄膜一样,捕获来自受热地球的红外辐射。 由于自然温室效应,地球平均温度为15°C,而不是负18°C。 大气中温室气体的增加,主要包括二氧化碳、甲烷和一氧化二氮(笑气),导致地球温度升高、气候变化。 据世界银行专家预测,到20世纪0年代,全球变暖将使海平面上升50厘米,这将导致沿海洪水泛滥、地下水盐碱化和土地面积减少13。 减少二氧化碳排放 沼气厂减少木材消耗,减少森林砍伐,减少土地退化和随后的洪水或荒漠化等自然灾害。 使用1立方米沼气代替3公斤木柴可减少二氧化碳排放量1,3公斤。 通过替代汽油,每2,6立方米可减少二氧化碳排放量约1,6公斤。 沼气与全球碳循环 沼气的自然形成是地球生化碳循环的重要组成部分。 每年,大约有90-880亿吨甲烷通过微生物的作用释放到地球大气中。 大约 90% 的甲烷排放是通过生物质分解产生的,其余则是自然过程造成的。 减少甲烷排放 到目前为止,减少全球变暖的措施主要集中在减少二氧化碳排放,因为二氧化碳在大气中浓度很高,但其他气体的温室效应要强得多。 例如,甲烷仅占大气中温室气体的20%,但其影响气候的潜力却比二氧化碳高23倍。 因此,减少甲烷排放比减少二氧化碳排放更能有效预防气候变化。 农业甲烷排放源 农业产生的甲烷排放量约占全球与人类活动相关的甲烷排放量的 33%。 畜牧业占16%,水稻种植占12%,动物粪便占5%。 虽然反刍动物消化产生的全球甲烷排放量(每年约 16 万吨)不太可能减少,但动物粪便排放的甲烷可以通过沼气厂的厌氧消化收集和使用。 甲烷排放的确切数量取决于动物的类型、饲料和粪便储存系统。 例如,在发达国家,奶牛每公斤干粪便排放甲烷0,32立方米,而在发展中国家仅为3立方米。 利用沼气技术减少甲烷排放的潜力 通过对动物粪便进行厌氧处理并利用甲烷进行能源生产,全球每年可减少甲烷排放13,24万吨。 总体而言,这约占全球人为甲烷排放量的 4%。 减少农业中的一氧化二氮排放 一氧化二氮(笑气)对气候变化的相对潜力是二氧化碳的 320 倍。 笑气的产生是土壤、废水和废物处理系统中硝化和反硝化过程中发生的自然微生物过程。 土壤施肥和特殊的储存条件可以使笑气排放量减少数倍。 研究表明,通过对液体废物进行厌氧处理,笑气排放量可以减少 10%。 这意味着每年减少15,7万吨二氧化碳当量的排放。 减少吉尔吉斯斯坦温室气体排放的潜力 每年处理 6 吨粪便可防止释放 058 Gg 二氧化碳当量 CO2 进入大气中,当化石燃料被沼气替代时,减少化石燃料的消耗将导致二氧化碳排放量的减少。 在吉尔吉斯斯坦经济的工业和农业部门广泛采用沼气技术,加上家用电器的热能和能源生产,将实现有效和可持续地减少对环境的影响。 作者:Vedenev A.G.、Vedenev T.A. 查看其他文章 部分 替代能源. 读和写 有帮助 对这篇文章的评论. 科技、新电子最新动态: 花园疏花机
02.05.2024 先进的红外显微镜
02.05.2024 昆虫空气捕捉器
01.05.2024
其他有趣的新闻: ▪ Himiway 电动自行车 Pony、Rambler 和 Rhino 型号 ▪ 快速海水淡化法 ▪ 环绕地球的轨道环 ▪ 干冰与雾
免费技术图书馆的有趣材料: ▪ 文章 缩短的 160 米波段天线。 无线电电子电气工程百科全书 本页所有语言 www.diagram.com.ua |