Mô hình bài toán qui hoạch phát triển hệ thống năng lượng

Mô hình bài toán qui hoạch phát triển hệ thống năng lượng

Bài tập lớn MÔ HÌNH BÀI TOÁN QUI HOẠCH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG GVHD: NGUYỄN THỊ LAN NHÓM 1 MỤC LỤC PHẦN : THU THẬP SỐ LIỆU Hệ số phát thải 1.1 Định nghĩa Hệ số phát thải: tỉ lệ phát thải trung bình chất gây ô nhiễm từ nguồn định liên quan đến cường độ hoạt động cụ thể Hệ số phát thải nhiên liệu sử dụng để lấy ước tính chất gay ô nhiễm không khí khí gây hiệu ứng nhà kính dựa lượng nhiên liệu đốt Theo IPCC 2006, cách để xác định hệ số phát thải sau Lượng khí thải phát từ trình đốt cháy nhiên liệu Lượng phát thải GHG, nhiên liệu = Lượng nhiên liệu đốt cháy Hệ số phát thải nhiên liệu tương ứng Khi đó, tổng lượng khí thải phát Tổng lượng khí phát thải = Tổng lượng khí phát thải dạng nhiên liệu Trong đó: hệ số phát thải - Kg/TJ ( mặc định theo IPCC ) Tuy nhiên mức độ chắc kết tính toán phụ thuộc dáng kể vào loại nguồn chất gây ô nhiễm: • Carbon dioxide ( CO2 ) phát thải từ trình cháy nhiên liệu ước tính với mức độ chắn cao nhiên liệu sử dụng khí thải phụ thuộc hoàn toàn vào đặc trưng nhiên liệu Điều cho sulfur dioxide (SO 2.) Cả hai cacbon lưu huỳnh gần bị oxy hóa hoàn toàn trình đốt cháy tất nguyên tử cacbon lưu huỳnh nhiên liệu có mặt khí thải CO SO tương ứng • Ngược lại, mức độ chất ô nhiễm không khí khác không CO phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ trình đốt cháy phụ thuộc vào công nghệ xác áp dụng nhiên liệu đốt Những khí thải gây trình đốt cháy không hoàn toàn phần nhỏ nhiên liệu ( carbon monoxide , khí metan , không khí mê-tan hữu dễ bay hợp chất ) hóa chất phức tạp trình vật lý trình đốt cháy ngăn xếp khói ống xả Ví dụ hạt bụi , NO x, hỗn hợp oxit nitric , NO, nitrogen dioxide , NO 2) • Nitơ oxit (N O) phát thải từ đất nông nghiệp khó để tính toán họ phụ thuộc nhiều vào hai điều kiện xác đất, ứng dụng phân bón điều kiện khí tượng Ta có bảng hệ số phát thải sau: Purpose Fuel type Descripti on Stationa ry Combus tion COKE GASE U Coal Natural gas CO2 emisson Fuel Anthracite Bituminous Sub-bituminous Lignite Electric Power Sector Industrial Coking Other Industrial Residential/Com mercial Pipeline Natural Gas HHV of 975 1000 Btu/scf HHV of 1000 1025 Btu/scf HHV of 1025 1050 Btu/scf HHV of 1050 1075 Btu/scf1 HHV of 1075 1100 Btu/scf Weighted National Average (1029 Btu/scf) (Mtons/ PJ) 103.62 93.46 97.09 96.43 95.26 93.98 94.38 95.48 54.01 52.91 53.06 53.46 53.72 53.06 Methan emisson Nitrous Oxide emission (thousand tons/PJ) KER Transpo rtation Fuels Flared Natural Gas Middle Distillate Fuels (No 1, No 2, No fuel oil, diesel, home heating oil) Jet Fuel ( Jet A, JP-8) Kerosene Heavy Fuel Oil Petroleu (No 5, fuel m Fuel oil), bunker fuel Ethane Propane Isobutane n-Butane Unspecified LPG Refinery (Still) Gas Crude Oil Petroleum Coke Tires/Tire Derived Fuel3 Waste Oil Blended with Residual Fuel Oil4 Other Fuels Waste Oil Blended with Distillate Fuel Oil4 Municipal Solid Waste (MSW)6,7 -B100 -B20 Biodiesel -B10 -B5 -B2 Diesel No and No Fuel 54.71 73.15 70.88 72.31 78.80 59.58 63.10 65.08 64.97 62.33 64.20 74.43 102.12 85.97 66.53 71.28 41.14 59.44 66.35 69.76 71.8 73.15 Ethanol/E thanol Blends Methanol /Methano l Blends Motor Gasoline Jet Fuel, Kerosene Natural Gas Propane Residual Fuel (No and No Fuel Oil) Coal Stationa ry Fuel Combus tion Petroleu m Natural Gas Wood 1.2 E100 E85 E10 (Gasohol) 14.71 65.94 -M85 64.01 70.88 70.88 53.06 63.10 78.80 Residential Commercial Industry Electricity Generation Residential Commercial Industry Electricity Generation Residential Commercial Industry Electricity Generation Residential Commercial Industry Electricity Generation Tác hại khí nhà kính 301 10 10 1.5 1.5 1.5 10 10 1.5 0.6 0.6 0.6 5 0.6 0.1 0.1 0.1 253 253 25 0.1 3.2 3.2 3.2 25 3.2 • • • • Tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu Tăng nhiệt độ đại dương Tăng số lượng mây bao phủ xung quanh trái đất Nhiệt độ trái đất làm tan băng dâng cao mực nước biển nhiều vùng sản xuất lương thực trù phú , khu đông dân cư ,các đồng lớn , nhiều đảo thấp bị chìm mặt nước biển • Sự nóng lên trái đất làm thay đổi điều kiện sống sinh vật trái đất Một số loài thích nghi với điều kiện thuận lợi triển , ngược lại số loài bị tiêu diệt • Khí hậu trái đất bị biến đổi sâu xắc, đới khí hậu có xu hướng thay đổi toàn điều kiện sống quốc gia bị xáo động hoạt động sản xuất lâm ngư nghiệp , thuỷ hải sản bị ảnh hưởng nghiêm trọng • Nhiều loại bệnh tật người xuất Các dạng tài nguyên lượng 2.1 Đánh giá trữ lượng tiềm Việt Nam Nằm khu vực Đông Nam Châu Á, Việt Nam nước có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, đa dạng, nguồn nguyên liệu, tiềm quí quốc gia Qua kết điều tra địa chất, thăm dò khoáng sản phát gần 5.000 mỏ điểm quặng với 60 loại khoáng sản khác Công nghiệp khai thác khoáng sản Việt Nam phát triển, đóng góp phần quan trọng nghiệp phát triển kinh tế- xã hội đất nước, góp phần đẩy nhanh trình công nghiệp hoá, đại hoá đất nước 2.1.1 Dầu khí Dầu khí phát Việt Nam từ năm 1970, sau năm 1984, ngành công nghiệp dầu khí thực có bước vững chắc, ngày góp nhiều vào việc tăng trưởng xuất nước Dầu khí tập trung bể trầm tích Sông Hồng, Cửu Long, Nam Côn Sơn, Malay, Thổ Chu, Phú Khánh, Tư Chính, Vũng Mây, Trường Sa Đến nay, có 85hợp đồng hợp tác kinh doanh ký kết Petro Vietnam đối tác nước nhằm thăm dò, khai thác dầu khí thềm lục địa Việt Nam Tổng diện tích lô ký hợp đồng thăm dò vào khoảng 250.000 km2, chiếm 50% tổng diện tích thềm lục địa Việt Nam Qua kết thăm dò cho thấy: Bể Sông Hồng chủ yếu khí Bể Cửu Long chủ yếu phát dầu Hai bể lại Nam Côn Sơn Malay- Thổ Chu phát dầu khí Bể Phú Khánh Tư Chính- Vũng Mây dự báo triển vọng sở nghiên cứu cấu trúc địa chất Khoáng sản dầu khí thăm dò với cường độ cao Trữ lượng dầu phát vào khoảng 1,7 tỷ khí đốt vào khoảng 835 tỷ m3 Trữ lượng dầu dự báo vào khoảng tỷ trữ lượng khí vào khoảng 4.000 tỷ m3 Trong năm gần đây, sản lượng khai thác dầu khí tăng cao, năm 1999 khai thác 15,2 triệu dầu 1.439 triệu m3 khí Tính đến cuối năm 1999 khai thác 82 triệu dầu 3.900 triệu m3 khí 100% số dầu khai thác dùng để xuất Tháng năm 2000, Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam thông qua Luật Dầu khí sửa đổi Cùng với Luật Đầu tư nước thông qua vào thời gian với điều kiện địa chất thuận lợi, Việt Nam bắt đầu có vị trí xứng đáng thu hút ý công ty dầu khí lớn giới để hợp tác phát triển mở rộng hoạt động Giai đoạn 2010 – 2025, ngành công nghiệp dầu mỏ có tiến vượt bậc công nghệ , giúp cho việc khai thác trở nên dễ dàng với chi phí rẻ Ngành công nghiệp hóa chất có bước phát triển mạnh mẽ, khiến cho chi phí để sản xuất xăng ngày rẻ Tuy nhiên, khan vê nhiên liệu nhu cầu sử dụng giá xăng dầu tăng cao khiến chi phí nhiên liệu ngày trở nên đắt đỏ Bởi giá xăng dầu bị ảnh hưởng yếu tố nên việc dự báo giá giai đoạn trở nên vô khó khăn Vì để đơn giản, ta giả sử tốc độ giảm giá bị ảnh hưởng yếu tố công nghệ tốc độ tăng giá nhu cầu nhua Như vậy, qua thời kì, tỉ số giá xăng/ giá dầu ko đổi Năm 2011, kim ngạch xuất dầu thô Việt Nam 8,24 triệu tấn, đạt trị giá 7,24 tỷ USD Như giá trung bình cho dầu thô 878,6 USD / dâu Trong đ, kim ngạch nhập xăng năm 2011 10,7 triệu tấn, đạt trị giá 9,9 tỷ USD tương đương với 925,2$/tấn ( nguồn tổng cục thống kê ) Như ta có tỷ số giá xăng/ giá dầu 1.06 Dựa vào bảng giá dầu dự báo trên, ta có giá xăng dự báo cho năm là: Giá dầu xăng nhập ( VND/ PJ ) 2010 2015 n/a 349 800 2020 401 700 2025 427 100 2.1.2 Than Than Việt Nam hình thành thời kỳ khác nhau: Kỷ Devon muộn; Kỷ Carbon sớm giữa; Permi muộn; Trias giữa; Trias muộn; Jura sớm; Neogen Đệ tứ Chỉ có than hình thành Trias muộn Neogen có giá trị kinh tế cao Than có giá trị kinh tế tập trung Triasic muộn tập trung chủ yếu bể than Quảng Ninh thành vùng như: Cẩm Phả, Dương Huy, Hòn Gai, Uông Bí, Bảo Đài chiếm 90% trữ lượng, bể than Sông Đà miền Bắc bể than Nông Sơn miền Trung Việt Nam Tổng trữ lượng ước tính than Triasic muộn 6,6 tỷ Nguồn tài nguyên than nâu vùng châu thổ Bắc Bộ với trữ lượng dự báo gần 200 tỷ tấn, khó khăn cho thăm dò khai thác độ sâu từ 200 đến 4.000m đồng 2.1.3 Năng lượng tái tạo Việt Nam nước có tiềm lớn lượng tái tạo Trong đó, có khoảng 10 nguồn lượng tái tạo khai thác như: Thủy điện nhỏ, phong điện, lượng sinh khối, khí sinh học, lượng mặt trời, địa nhiệt… Nằm vùng nhiệt đới, Việt Nam có số nắng trung bình khoảng 2.000- 2.500 giờ/năm, mức độ xạ nhiệt vào mùa đông đạt từ - 4,5 kWh/m2/ngày 4,5 - 6,5 kWh/m2/ngày vào mùa hè Việt Nam có đường bờ biển trải dài, khiến lưu lượng gió lớn: hải đảo 860 – 1.410 kWh/m2/năm; khu vực duyên hải 800 - 1.000 kWh/m2/năm; số khu vực nội địa: 500 – 800 kWh/m2/năm Hiện tại, thủy điện nhỏ đánh giá nguồn lượng tái tạo khả thi kinh tế tài Việt Nam, với 1.000 địa điểm xác định có tiềm phát triển Các vị trí tập trung chủ yếu vùng núi phía Bắc, Nam Trung Tây Nguyên, quy mô từ 100 kW tới 30 MW, tổng công suất ước tính đạt 7.000 MW Cùng với đó, nước nông nghiệp nên Việt Nam có tiềm lớn nguồn lượng sinh khối Trong đó, loại sinh khối gỗ lượng, phế thải phụ phẩm từ trồng, chất thải chăn nuôi, rác thải… Đơn cử như, với nguồn trấu thải từ hàng nghìn nhà máy xay xát lúa, gạo, xây dựng nhà máy điện chạy vỏ trấu với tổng công suất lên tới 70MW; bã mía nhà máy đường thải thể cung cấp để sản sinh điện với tổng công suất khoảng 250MW 2.2 Tình hình xuất nhập dạng lượng Việt Nam có tiềm khoáng sản lượng vô lớn Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ lượng tăng cao trình công nghiệp hóa đại hóa đất nước, đạt mục tiêu trở thành nước công nghiệp vào năm 2020, ngành khai khoáng nước ta đạt nhiều thành tựu vượt bậc Năm 2011, lượng dầu thô xuất đạt 8,24 triệu tấn, tăng 3,3% trị giá đạt 7,24 tỷ USD, tăng 46,1% so với năm 2010 Đơn giá xuất bình quân đạt 879 USD/tấn (khoảng 115 USD/thùng), tăng 41,4% so với năm trước Lượng than xuất Việt Nam năm 2011 17,2 triệu tấn, trị giá đạt 1,63 tỷ USD Tuy nhiên, nhu cầu tiêu thụ nguyên liệu sơ cấp liên tục tăng cao theo năm, hạn chế công nghệ chế biến, nên buộc phải xuất sản phẩm thô nhập sản phẩm dầu hay than chất lượng cao Qua đồ thị trên, ta thấy cân nguồn cung nhu cầu tiêu thụ Việt Nam, từ hiểu thêm tình trạng xuất nhập dạng lượng qua năm qua ( Xem bảng phụ lục kèm ) 10 Khả khai thác cực đại: - PJ/năm Chi phí khai thác( VND/ PJ) Giá than nhập khẩu( VND/ PJ) Giá than xuất ( VND/ PJ) 0.98 1276 1430 1540 68 000 90 000 98 000 68 000 90 000 98 000 68 000 90 000 98 000 68 000 90 000 98 000 Lấy nhiệt trị than 5500kcal/kg Chi phí khai thác than năm 2010 công ty TNHH khai thác khoáng sản MTV 1,5 triệu đồng/tấn than, tương đương 68 tỷ đồng/PJ Do nguồn cung than chủ yếu nước ta chủ yếu tập trung Quảng Ninh, với hình thức khác thác lộ thiên chính, phí khai thác than không đổi giữ nguyên mức 68 000 x 106/PJ năm 2025 Dự báo giá loại nhiên liệu công việc vô khó khăn, với dự đa dạng nguồn nguyên liệu than ( than đá, than cốc, than bùn, than lignit … ) chi phái khai thác, sản xuất, giá xuất nhập khác Vì thế, để đơn giản hóa mô hình, nên chúng em xin chọn giá than nhập 100$/tấn than tương đương với 90 000 x 106 VND/ PJ cho giai đoạn từ năm 2010 đến 2015 Số liệu dầu thô 4.1 Quá trình lọc dầu chưng cất Năm 2011, dự án nhà máy lọc dầu dung quất với tổng vốn đầu tư lên tới tỷ USD thức đưa vào hoạt động, với công suất dự kiến 6,5 triệu dầu thô/năm tương đương 260PJ/năm, đến năm 2015 nâng cấp lên 10 triệu / năm Cùng với đó, theo tập đoàn dầu khí Việt Nam, đến năm 2013, nhà máy lọc dầu Nghi Sơn với công suất thiết kế 8.4 triệu dầu năm Như đến năm 2015, nước ta có khả lọc 18,4 triệu dầu /năm Năm 2020, dự án Nghi Sơn bước vào giai đoạn 2, công suất nhà máy nâng cấp lên thành 10 triệu dầu/ năm Đến năm 2025, nước ta ko có thêm dự án lọc dầu bổ sung Như giai đoạn 2020 – 2025, khả lọc dầu nước ta 20 triệu dầu thô / năm Dự báo giá dầu số tổ chức giới: 14 Dự báo dài hạn giá dầu giới Tài liệu tham khảo 2015 2020 2025 2030 $ 144,72 $ $ $ Kịch cao 185,51 196,51 203,90 2010 U.S EIA AEO – $ $ $ $ Tài liệu tham khảo 108,28 115,09 123,50 94,52 Kịch thấp $ $ $ $ 51,90 52,02 51,90 51,48 $ $ 116,98 Kịch cao 121,16 NEB – Tài liệu tham $ $ N/A N/A khảo 89,60 85,30 Kịch thấp $ $ 61,16 56,98 Deutsche Bank - tham $ $ $ $ khảo 93,18 105,81 114,65 121,16 INFORUM - tham $ $ $ $ khảo 92,50 107,98 109,74 116,81 $ $ $ $ IEA - tham khảo 86,67 100.00 107,50 115,00 $ $ $ $ IEA 450 Kịch 86,67 90.00 90.00 90.00 IHS Global Insight $ $ $ $ Tham khảo 85,07 81,93 74,86 77,27 Phân tích lượng $ $ $ $ liên doanh - tham 80,35 84,45 90,98 100,45 khảo Energy SEER - tham $ $ $ $ khảo 79,20 74,31 69,73 65,43 Ẻnergy SEER - Multi$ $ $ $ Dimensional 99,03 101,52 105,81 113,19 Tham khảo trường $ $ $ $ hợp trung bình 87,27 94,10 96,57 101,20 Nguồn: Thông tin Năng lượng Mỹ Tài nguyên 15 Canada Trên giá dự báo dầu giới tổ chức dầu thô giới quy năm 2008 Do dầu thô mặt hàng mang tính quốc tế, nên lấy giá dầu thô quốc tế làm giá nhập cho Việt Nam Như vậy, ta lấy giá dầu thô dự báo tổ chức quốc tế EIA AIO cho mô hình Ta có năm 2015, giá dầu 94,52$/thùng, tương đương khoảng 330 000 x 106/PJ Nhà máy lọc dầu Dung Quất có công suất thiết kế 6.5 triệu dầu/ năm, ngày sản xuất 5500 – 7800 xăng ngày, bao gồm A90 A92/95 ( nguồn Wikipedia ) phân xưởng chưng cất chiếm 65 - 75% sản phẩm xăng toàn nhà máy Đặt giả thiết, lực cracking 70% lực lọc dầu nhà máy Do nhà máy Nghi Sơn có công suất tương đương với nhà máy Dung Quất, nên ta coi nhà máy lọc dầu có công nghệ khả tương đương Giá dầu mỏ nhập ( VND/ PJ ) Năng lực lọc dầu năm 2010 làm việc năm t (CDIt):  PJ/năm Năng lực Cracking năm 2010 làm việc năm t (CCRt):  PJ/năm 2010 2015 2020 2025 n/a 330 000 379 000 403 000 260 736 182 514.2 800 800 560 560 4.2 Quá trình khai thác Giả sử giá dầu nhập bao gồm thành phần giá dầu khia thác chi phí vận chuyển Theo Wikipedia, giá vận chuyển trung bình cent cho gallon dầu Như chi phí để vẩn chuyển cho dầu vào khoản 9$/tấn dầu tương đương với 4500x106VND/PJ Giả sử chi phí vận chuyển giai đoạn 2010 – 2025 không đổi 16 Công nghệ dầu mỏ ngành có tính độc quyền tự nhiên có tỉ suất lợi nhuận cao Giả sử tỉ suất lợi nhuận mong muốn ngành dầu mỏ 20%, ta có giá chi phí khai thác x120% = giá dầu xuất Như phần 2.1 trình bày lực khai thác dầu mỏ, ta có bảng sau: Khả khai thác cực đại: - PJ/năm 2010 n/a Giá dầu xuất ( VND/ PJ) Chi phí khai thác 2015 255 2020 305 2025 310 325 500 271 000 374 500 312 000 398 500 332 000 4.3 Hiệu suất biến đổi Công suất nhà máy lọc dầu Dung Quất là: sản phẩm khí hóa lỏng (gas) LPG (9001.000 tấn/ngày) xăng A90 (2.900-5.100 tấn/ngày) A92-95 (2.600-2.700 tấn/ngày), dầu Diesel (7.000-9.000 tấn/ngày), LPG sản phẩm khác Propylene (320-460 tấn/ngày), xăng máy bay Jet-A1 nhiên liệu cho động phản lực (650-1.250 tấn/ngày) dầu đốt lò F.O (1.000-1.100 tấn/ngày) Như tỷ lệ sản phẩm nhiên liệu lỏng tổng sản phẩm sản xuất 0.95 Coi tỷ lệ Cracking tỷ lệ chưng cất tương đương Hệ số sử dụng tỷ số tổng khối lượng đầu cho tổng khối lượng đầu vào Theo thiết kế, tổng sản phẩm đầu cho ngày nhà máy hoạt động 100% công suất 20 196 / ngày, tổng lượng dầu đầu vào khoảng 18 000 / ngày Như hệ số sử dụng 1.12 Tỷ lệ chưng cất Tỷ lệ Cracking Nhiên liệu lỏng 0.95 0.95 Các sản phẩm khác 0.05 0.05 Hệ số sử dụng 1.12 1.12 4.4 Chi phí đầu tư Nhà máy lọc dầu Dung Quất có vốn đầu tư tỷ USD cho công suất 6.5 triệu tấn/ năm Coi nhà mày lọc dầu gồm thành phần phân xưởng cracking phân xưởng chứng cất, vốn đầu tư tương ứng tỉ lệ với công suất thiết kế Như chi phí đầu tư cho hệ thống chưng cất cracking x 106 VND/ tấn.năm Chi phi đầu tư (bao gồm chi phí khai thác cố định) 17 Chưng cất Cracking VND/ PJ/năm 225 000 225 000 4.5 Tuổi thọ thiết bị Tuổi thọ trung bình nhà máy lọc dầu vào khoảng 30 năm ( tham khảo ý kiến giáo viên ) Số liệu điện 5.1 Công suất phát hệ thống điện Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2006 - 2015 có xét đến năm 2025, ta có phát triển nguồn cho theo bảng sau: 2010 Năng lực nhà máy NĐ than năm 2010 lại năm t tính MW(CTCt) Năng lực nhà máy thủy điện năm 2010 lại năm t tính MW(CTUt) 2015 3160 25860 (0.00002586P J/s) 7913 9200 (0.0000092 PJ/s) 2020 2025 Tuổi thọ 36000 106000 30 17400 30 5.2 Các số liệu kinh tế Giả sử, để giảm thiểu chi phí vận hành toàn hệ thống, ta cho toàn nhà máy nhiệt điện than vận hành phần phụ tải, nhà máy thủy điện hoạt động phần đỉnh đồ thị Do hệ số phụ tải nhà máy nhiệt điện Còn hệ số phụ tải nhà máy thủy điện giả thiết 0.6 Ta có Chi phí đầu tư (*) VND/ /PJ Thủy điện 18 600 000 Nhiệt điện than 12 400 000 Chi phí vận hành VND/ /PJ/s 400 000 000 1,6x109 18 Hệ số phụ tải 0.6 Theo quy hoạch điện 7, hệ số tổn thất truyền tải phân phối điện năm 2010 … 9.5.% giảm xuống 7.5% năm 2020 Dự báo nhu cầu Dự báo nhu cầu than chuyên dùng lấy từ số liệu dự báo APEC Nhu cầu than chuyên dùng (PJ) Nhu cầu dầu chuyên dùng (PJ) Nhu cầu điện chuyên dùng - PJ Nhu cầu xăng chuyên dùng (PJ) Tên biến SPCHt SPCAt SPELt 2010 2015 2020 2025 120 672 176 144 940 252 172 1276 356 1576 446 92.44 249.12 349.41 490.06 Biểu đồ 1: Nhu cầu than, dầu, điện chuyên dùng Biểu đồ 2: Biểu đồ nhu cầu xăng chuyên dùng Xét nhu cầu tiêu thụ than Dựa vào biểu đồ ta thấy hàm nhu cầu dầu chuyên dùng có dạng gần đường thẳng tuyến tính Sử dụng phương pháp dự báo chuyên gia, ta thấy sau năm, nhu cầu dầu chuyên dùng tăng khoảng 300 PJ Như vậy, nhu cầu dầu chuyên dùng năm 2025 1576 PJ Sử dụng phương pháp dự báo trên, tương tự, ta có nhu cầu điện than chuyên dùng 446 PJ 198 PJ Các thiết bị tiêu thụ lượng Giả sử toàn lượng chuyên dùng phục vụ cho việc sinh hoạt dân dụng bao gồm thiết bị sau: bếp than, xe máy, bóng đèn, bình nóng lạnh Theo khảo sát thực tế quanh khu vực dân cư lân cận với quy mô 30 hộ gia đình tương đương khoảng 135 người Trong 30 hộ khảo sát có 15 hộ diện giả, hộ diện giàu hộ diện khó khăn thu kết sau : 19 Thiết bị Bếp than ( CUCt) Xe máy ( CUFt ) Bình nước nóng ( CUEt ) Bóng đèn ( CUEt ) Khá giả ( hộ ) 21 Trung bình ( 15 hộ ) 19 Khó khăn ( hộ ) 16 105 15 150 45 Trên kết khảo sát thiết bị sử dụng than, dầu điện khu vực dân dụng Ta có số lập luận sau : - - - - Với bếp than ngày trung bình sử dụng viên than tổ ong có trọng lượng 0.8 kg có nhiệt trị 5500klcal/kg Như 30 hộ gia đình năm tiêu tốn nhiệt lượng : 3x10-4 PJ Với xe máy giả có bình xăng trung bình 3.5l ( xe wave Honda ), tháng trung bình xe đổ xăng lần Tức năm 30 hộ gia đình tiêu thụ lượng nhiệt lượng : 1,74x10-4PJ với nhiệt trị xăng A92 42000kJ/kg Với bình nước nóng giả sử sử dụng vào thời tiết lạnh ( tháng 10 đến tháng 4) tháng với thời gian sử dụng trung bình 2h/ngày Như năm 30 hộ gia đình tiêu thụ nhiệt lượng : 5.2x10-6 với bình nước nóng hiệu ferroli dòng aquastore dung tích từ 10l đến 30l có công suất 2kW/h Với bóng đèn sử dụng hộ gia đình thường loại 30W/h với số chiếu sáng 5h/ngày năm 30 hộ tiêu thụ nhiệt lượng : 5.6x10-5PJ Vậy nước ta với dân số 88 000 000 dân tiêu tốn nhiệt lượng cho sinh hoạt dân dụng năm cho : - CUC 195.55PJ CUF 113.422PJ CUE 7.04PJ Giả sử nhu cầu lượng chuyên dùng tăng theo quy mô dân số Ta có, tỉ lệ gia tăng dân số trung bình Việt Nam 1.12%, vậy, nhu cầu lượng chuyên dùng theo năm có bảng sau: Năng lực thiết bị (-năm) Thiết bị than(CUCt) 2010 195.55 2015 2020 2025 206.7 218.6 231 20 Hiệu suất Chi phí đầu tư VND/ PJ 0.15 Thiết bị dầu (CUFt) Thiết bị điện (CUEt) 113.422 7.04 119.9 126.7 7.4 7.8 134 8.2 0.8 PHẦN 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN CHO NĂM 2015 Sơ đồ Res cho toán : Năng Nănglượng lượng sơ sơ cấp cấp Các công nghệ biến đổi Công nghệ sử dụng cuối Năng lượng cuối Khai thác : +Than +Dầu thô Nhập : +Than +Dầu thô Xuất : +Than Năng lượng hữu ích Quá trình biến đổi nhiên liệu : Giao thông vận tải : +Chưng cất +Xe máy dùng xăng +Cracking Dân dụng : Quá trình sản xuất điện : +Bếp than +Các nhà máy điện truyền thống ( than, thuỷ điện ) +Bình nước nóng Thương mại dịch vụ : +Dầu thô +Bóng đèn tuýp Nhu cầu dịch vụ lượng Giao thông vận tải : +Di chuyển cá nhân Dân dụng +Nhiệt đun nấu +Nước nóng để tắm Thương mại dịch vụ : +Chiếu sáng 21 Ràng buộc giới hạn khả khai thác: TKT: lượng than khai thác (PJ) TNK: lượng than nhập TXK : lượng than xuất TKT = 252 Nhu cầu dầu chuyên dùng: DKT + DNK - DXK - CCI >=940 Nhu cầu than chuyên dùng: TKT+TNK-TXK-NDT/.3>=144 Ràng buộc chi phí Y: lượng thiếu hụt công suất phân xưởng chưng cất Y= 23 X: lượng thiếu hụt công suất phân xưởng xracking X= K: lượng thiếu hụt công suất nhà máy thủy điện Z: lượng thiếu hụt công suất nhà máy nhiệt điện than Nhu cầu quốc gia ngày lớn Sẽ có thời điểm công suất nhà máy không đáp ứng đủ nhu cầu quốc gia Do đó, nhà máy phải đầu tư thêm để bù vào lượng thiếu hụt Chi phí đầu tư thêm tính sau: + Chi phí đầu tư thêm cho đơn vị chưng cất cracking 225000 (triệu đồng) Tổng chi phí đầu tư thêm là: 225000(X+Y)= 102192153.3 - 410212.5615XCRO = T +Chi phí đầu tư thêm cho nhà máy thủy điện : 12400000K +Chi phí đầu tư thêm cho nhà máy nhiệt điện là: 18600000Z +Chi phí cho nhập than : 90000TNK +Chi phí cho nhập dầu là: 330000DNK +Chi phí cho khai thác than : 68000TKT +Chi phí khai thác dầu : 325500DKT Chi phí vận hành: +Nhà máy thủy điện : 400000000TD +Nhà máy nhiệt điện than: 1600000000NDT Hàm mục tiêu: Hàm mục tiêu tổng tất chi phí phần ràng buộc chi phí Yêu cầu hàm mục tiêu tổng chi phí đạt giá trị nhỏ 325500DKT+90000TNK+330000DNK+68000TKT+12400000Z+18600000K+T+ 400000000TD+1600000000NDT  MIN Các ràng buộc thể LINDO: 24 ST TKT = 940 CCO - 1.12CCI = CRI - 1.064 CCI = CRO - 1.12CRI = XCRO - 0.95CRO = XCRO+XNK>=249.12 ! Rang buoc ve dien 0.905TD+0.905NDT>=252 NDT [...]... Thiết bị điện (CUEt) 113.422 7.04 119.9 126.7 7.4 7.8 134 8.2 0.8 PHẦN 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH BÀI TOÁN CHO NĂM 2015 1 Sơ đồ Res cho bài toán : Năng Nănglượng lượng sơ sơ cấp cấp Các công nghệ biến đổi Công nghệ sử dụng cuối cùng Năng lượng cuối cùng Khai thác : +Than +Dầu thô Nhập khẩu : +Than +Dầu thô Xuất khẩu : +Than Năng lượng hữu ích Quá trình biến đổi nhiên liệu : Giao thông vận tải : +Chưng cất +Xe...11 PHẦN 2: MÔ HÌNH HÓA BÀI TOÁN QUY HOẠCH NĂNG LƯỢNG 1 Các giả thiết • • • • • • Giả thiết nguồn năng lượng chỉ có 2 nguồn sơ cấp: Than đá và dầu mỏ Nguồn than đá cũng chỉ có một trữ lượng hạn chế Nhập khẩu năng lượng được tiến hành với 2 loại năng lượng là than và dầu Xu hướng biến động về giá than và dầu mỏ diễn ra rất khác nhau... Như vậy chi phí đầu tư cho hệ thống chưng cất và cracking là 9 x 106 VND/ tấn.năm Chi phi đầu tư (bao gồm cả chi phí khai thác cố định) 17 Chưng cất Cracking VND/ PJ/năm 225 000 225 000 4.5 Tuổi thọ thiết bị Tuổi thọ trung bình của một nhà máy lọc dầu vào khoảng 30 năm ( tham khảo ý kiến giáo viên ) 5 Số liệu về điện 5.1 Công suất phát của hệ thống điện Theo Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai... dầu 2 Điều kiện ràng buộc về chính sách năng lượng 2.1 Ràng buộc về dầu mỏ Dầu mỏ là một ngành công nghiệp quan trọng của nước đóng góp từ 20 – 25% GDP của cả nước Tuy nhiên, trong tình hình mà sản lượng dầu thô khai thác liên tục sụt giảm, nhu cầu sử dụng xăng dầu tăng cao, nhà nước buộc phải hạn ngạnh khả năng xuất nhập khẩu dầu thô dưới dạng hệ số độc lập năng lượng Theo dự đoán của APEC, nhu cầu dầu... máy điện truyền thống ( than, thuỷ điện ) +Bình nước nóng Thương mại dịch vụ : +Dầu thô +Bóng đèn tuýp Nhu cầu dịch vụ năng lượng Giao thông vận tải : +Di chuyển cá nhân Dân dụng +Nhiệt đun nấu +Nước nóng để tắm Thương mại dịch vụ : +Chiếu sáng 21 2 Ràng buộc giới hạn khả năng khai thác: TKT: lượng than khai thác (PJ) TNK: lượng than nhập khẩu TXK : lượng than xuất khẩu TKT