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对地热分区供暖系统的经济评估:土耳其Balcova–Narlidere地区的专题研究 Berkan Erdogmus a, Macit Toksoy a, Baris Ozerdem a,Niyazi Aksoy b

摘要：在土耳其，地热是一种重要可再生能源。本研究的目标是从经济方面评估Balcova-Narlidere地区的地热区域供暖系统。 该系统在热容量方面是土耳其伊兹密尔地区最大的一个。尽管Balcova-Narlidere地热分区供暖系统从未进行有关于能量和放射本能分析的评估，但通过使用内部收益率方法，评估了七百八十个不同的投资情景。在2002年营业成本减少或者增加，估计剩余的项目中潜在的现金流动，月度能量运用价格在17和72美元之间改变，二者择一地，在5%和30%之间按5%增加。 考虑在这种投资中的社会和环境问题，建议能量运用价格根据所有情景的零IRR值确定。研究发现，当在2002的营业成本和热容量保持恒定时，一个100m2家庭的平均月度能量运用价格是55.5美元。 关键词：地热分区供暖，内部收益率， 经济评估 1. 介绍

地热被认为是适应世界对能源增长的需求的一种重要的可再生能源。地热系统由三个主要单元做成： 热源、水库和流体。 在地热系统，热量来自于地下岩层的地热水，在大气降水的帮助下，水通过岩层的裂缝和毛孔流下来补充到地下形成循环，水又吸收热量升高温度并且再次回到地表。由于其对环境的负面影响最小，运行成本低，分散生产的优势，和技术简单，地热能源利用申请最近已受到越来越多的关注。地热能的利用根据温度可以分为两种：地热发电和地热直接利用。室内供暖、生活热水、温室供暖、二氧化碳和干冰生产和地热温泉都是众所周知的直接利用。一般来说，低温地热水用来直接利用。温度在90和150 C之间的地热水可通过网络管道从中心站对街区的各类建筑进行分区供暖。温度在150 C以上的地热水主要被用于发电。

土耳其的化石能源匮乏而地热能、太阳能、生物能、风能和水力资源丰富。广泛的火山分布表明土耳其存在巨大的地热资源。在土耳其位于地中海-喜马拉雅山带的地区发现了一百七十个地热田和温度在40-242 8C的温泉。这土地非常活跃伴随着地壳运动、岩层的构造运动和火山运动。根据土耳其的矿物研究和探险董事会的资源评估，位于北部安纳托利亚断层带的地热资源主要是中低温的，而位于西安纳托利亚地堑结构带的是高温地热资源。

目前，在土耳其有38个地热区域供暖系统。然而，其中只有11个是城市地热区域供热系统。这11个城市使用能源生产网络的供热系统的总容量为253.1兆瓦。表1显示了城市集中供热的地热与它们目前的质量流量，入口和主换热器在地热流体出口温度的系统。由表1可见，Balcova – Narlidere地区的地热供热系统是土耳其最大地热供热系统之一。在本研究中，它是从经济角度研究Balcova – Narlidere地区地热集中供暖系统的投资是否可行的依据。

2 对Balcova – Narlidere地区地热供暖系统的介绍

Balcova地区的地热田位于伊兹密尔市中心和伊兹密尔-切什梅高速公路之间。它坐落在距离市中心以西7公里，高速公路以南1公里处。这个地热田沿着阿伽门农活动断层占地约3.5平方公里。热泉在地热田开发之前就存在于该断层。Balcova地热田的热流量比地球的110 MW/m2正常的热流量还高。

地质和水文领域的研究开始于1962年。至1981年,已经钻成了大约50个不同深度的地热井。1981年，由于地热流体的结垢问题，井下换热器被应用到地热利用中。

伊兹密尔地区的地热井按顺序主要和轻质砂岩层，粘土层和砂岩层相交。按这个顺序估计厚度将超过2000米，在有些地方可能会高达4000米。深井循环水被不明热源加热，然后通过阿伽门农断层上升。图1显示了Balcova地热田水文地质模型。井深在45至1100米这一范围，在2000-2001年期间记录的数据显示，采暖期的所有生产井总流量为135 kg/s。图 2说明了Balcova地热田和井位。

生产井供热能力根据回灌温度60 8C计算。然而，这些井根据图2所示当前未使用。这些井的体积流量，温度，供热热能力如表2所示。

由于对地热技术的改进，Balcova地热田集中供热系统的投资已被审议了。Balcova - Narlidere地热区域供热系统的建设始于1996年。Balcova的部分系统在1996年年底已开始运营。Narlidere的部分系统自1998年以来一直运作着。2002年，新的投资使得供暖能力扩展到向115万平方米家庭供暖。到2003年底，生产井的总供热能力已达到72兆瓦。

在Balcova - Narlidere地热供暖系统地区有三个管道网络：能源生产，能源配送和能源消耗。能源生产网络由井和两个平行的管道系统组成。长轴泵安装在生产井中，以便向地表提取地热水。使用频率从零到最大价值的变频器控制每口井的流量。地热流体被输送至一个混合室与回注液混合，然后通过管道被传送到八个不同的换热站。地热流体因为它的腐蚀性不能直接通入供暖系统。热量经由板式换热器转移到热量分配网络。为了防止腐蚀问题，板材选用钛材。此外，被称为抑制剂动一种特殊化学品被注入到系统内。

传送完能量后的地热流体被传送到回灌井，在伊兹密尔这种处理方法延长了资源的使用寿命。自来水是在能源配送网络内循环，约80公里长。尽量减少输水过程中的热损失的预隔热管道也用于配送网络。这个网络管道的直径从25到350毫米变化。碳钢管道被用于地热输配网络。二次换热器是用来转换热自来水和热量配送网络循环水的热量，这些换热器安装在连接到系统的每座建筑物的地下室。在建筑物网络内，被加热的城市供水通入用户的散热器或风机盘管内。除了这个，地热能源也用于提供生活热水。该区域供热系统流程图见图 3。

3 经济评估

当地热资源的温度和流量方面证明被有效，主要考虑因素成为区内的地热供暖系统的经济可行性。一个地热直接利用应用成本是受以下特点影响：资源的深度，地热站和应用网站之间的距离，出井流率，地热水的温度，热损失，负荷因子，流体组成，是否易于处理和地热能使用寿命。建设费用根据在地热供暖系统区域经济风险的投资可分为地表和地下的费用。地表费用可根据相同要求的通民事工程预测。因此，地表的投资风险相对较小。

在提交的成本计算系统表面根据施工费用和施工后的额外费用。期间Balcova - Narlidere地热集中供热系统建设，建设费用支付给承包商1996年至1999年，由当地政府拨款应计费用。由于容量的增加，需要额外投资在2001年和2002.The额外的投资成本是由权益资本融资，它被分为两类：辅助设备费用，以及新的连接线。对Balcova - Narlidere地热区域供热系统的投资成本很高地下和长期支付。钻井成本的确定与本单位的成本，这是美国二百三十五点七○美元/ 2002年[12]米规定。除了这个，经营和未来的投资成本，税收和折旧是考虑到在评估投资的成果。

营运成本是分为七组：人员，电力，自来水，化工产品（抑制剂，用于防止腐蚀和清洗热交换器其他化学品），维修，销售和设施的租金。

在Balcova - Narlidere地热区域供热系统的主要收入是订阅费（接驳费），每月取暖费（固定费用）和银行在剩余的兴趣。

在经济评估采用的主要方法有净现值（NPV）和报酬（IRR）的内部收益率。内部收益率衡量的是投资回报率，反之，净现值衡量的回报的大小。在此研究中，内部收益率法来计算的能源使用费，从而使接受投资的。货币时间价值考虑使用内部收益率的方法。该项目寿命假设为25年。内部收益率是一个假设的折现率等同于现金流入现金流出[16]。它可以通过试错法。内部收益率的方法可以概括为出现在情商。 （1）。由于该项目的社会效益，能源利用价格的内部回报率等于零值是在本次评估确定。

(1)

其中n是年数，新论坛在第n年的净现金流量，n为投资生活，R是贴现率。

与建筑成本的钱是假设截至日期支付，而应计营运成本和收入在整个分析结束一个月支付。的收入均假定截至一月底，在计算收入。利用每天的利息率，每个月的应计值的末尾进行了计算。然后，今年底值计算采用按月利率。一年结束时开始计算，与1996年发现的值的末尾。这些重复计算，直至2003年。过去所有现金流量的未来值计算通过使用土耳其共和国中央银行利率。未来的货币价值（FV）的有关利率（i）和现值（PV），由公式计算。 （2）。

其中n是对应的总期数。

装修的费用也考虑到整个生命周期成本分析。在管网改造预期由于腐蚀和泄漏的能量分布的网络问题。有人认为75％的管网将改为5年后，其余将在10年后取代。有人认为，玻璃纤维增强聚酯聚氨酯具有热隔离和玻璃纤维增强塑料盖将代替碳素钢复合管管道安装。会议还同意，将改变水泵经过10余年的管道寿命为15在未来的装修折旧年承担。对设备的残值被视为在其生命最后的收入。在2002年年度缴纳税款是用来确定为与纯收入比例未来的税负。在计算折旧，设备的价值作为对自己被分配折旧费用。双倍余额递减折旧法，采用这样的评价。运用这种方法涉及到对未折旧的平衡，被命名为帐面价值，而不是原来的成本[17,18]，一个折旧率。

首先，以固定回报率每年经营成本价值确定本研究。然后，针对不同情况进行了调查，而月费的经营成本是不变的参数。五十六个不同的定价，其中每月的能源利用价格，改为由17美元至72方案都考虑到在这个阶段。另一方面，变能源利用价格方面进行了研究，最后的平均增长速度，其中16％和39％，分别为。这些方案被命名为A1 - A4纸。在A1和A2情景，能源利用的价格增加了16％，每年高达2011。那么，价格是采取恒定的上升到最终的投资生活。在A2情景下，机构能源开发利用方案中格A1考虑收费增加了50％。在方案A3中，能源利用的价格增加了39％，到2005年，16％，从2006年至2010年。在方案A4纸，能源利用的价格增加了39％到2006年，16％，从2007年至2010年。所有的价格是2010年后仍然在不断的A3和A4的情景。随后，内部收益率计算，做了13个不同的归因于未来营运成本[19]每年的成本的不确定性。一年中在2002年经营成本明显降低，值的末尾增加，另外，由5％的5％至30％的每一步。每个运营成本的情况已按方案分能源利用价格。因此，创造了780不同的场景和内部收益率值分别为这些场景计算。 4。结果和结论

地热能源的发展应不仅取决于地质因素，而是由社会，经济的以及。经济评估是一个显着艰巨的任务，特别是在一个地热区域供热的投资开始阶段。地热集中供热系统投资的特点是高资本和相对低运行和维护费用。

2003年所有现金流量值列于表3受热面积地热能源是本研究一百十五点○万平方米。 2002年的能源需求是176664816千瓦。因此，它是发现，一个家庭需要在2002年154 kW/m2单位能量。该区域供热系统的投资和运营成本是20.5和0.98美元每平方米的家庭$分别。经营Balcova - Narlidere地热集中供热系统的成本如图。 4。

在这个研究，经济评估结论与能源利用价格计算。由于社会的关注，Balcova - Narlidere地热区域供热系统被接受为公共投资。该项目的社会效益比赚钱更重要。因此，能源利用价格计算的折现率，使所有的净现金流量现值为零。在潜在的营运成本和收入变化对内部收益率值的影响是证明。能源价格的建议在表4种不同的运营成本。图。 5显示了与能源利用

价格和每年的经营成本的回报率值。

由于它是从图。 6，该方案A1和A2是可以接受的，如果经营成本下降30％和25％，分别为。 A3和A4的情景也可为目前的经营成本可以接受的。

结果表明，如果能源利用率的价格是每100平方米的家庭$ 55.5，是社会的投资与2002年的经营成本是可行的。对于能源利用率的价格比这个值低，投资需要由当地政府补贴。为了防止这种补贴，上述能源利用价格应适用或应降低经营成本，显着。

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