Стаття

Врахування кліматичних умов в процесі порівняльної еколого-економічної оцінки енергоносіїв

Юрій Коваленко, Ольга Хандогіна
Анотація

Стаття присвячена визначенню та дослідженню еколого-економічних критеріїв оцінки енергоносіїв, які використовуються для теплопостачання будинків, на основі кількості тепла та емісії забруднюючих речовин в атмосферу. Розглянуто різні варіанти застосування енергоносіїв та відповідні конструктивні схеми опалювальних систем, які найчастіше використовуються в житлових будинках. Проведено розрахунки вартості теплової енергії, що надійшла для обігріву будівлі для поширених видів палива (кам'яного вугілля, дров, пелет), електроенергії, централізованого теплопостачання. Також за усередненими показниками проведено порівняльну оцінку питомих викидів забруднюючих речовин для котлів, що працюють на природному газі, кам'яному вугіллі, дровах, пелетах. Встановлено, що мінімальна вартість одиниці тепла досягається при спалюванні пелет, дров, проте використання таких енергетичних джерел призводить до додаткових трудовитрат, а найкомфортнішим і найменш трудомістким є користування послугами центрального теплопостачання, газовий або електричний котел із системою водяного опалення. Визначено, що з точки зору несприятливого впливу на навколишнє середовище в місці розташування опалюваного об'єкта, найбільш безпечними є котел, що працює на природному газі, централізоване теплопостачання, електрокотел Запропоновано шляхи зниження вартості одиниці теплової енергії, поданої в будівлю шляхом використання теплових насосів. Проведено оцінку вартості теплової енергії, поданої в будівлю із застосуванням теплового насоса, яка показала суттєве зниження вартості теплової енергії, поданої в будівлю в разі застосування теплового насоса в різних варіантах конструктивних особливостей системи опалення в залежності від кліматичних умов у порівнянні з варіантами без застосування теплового насоса

Завантажити статтю

Отримано 11.07.2022

Доопрацьовано 07.11.2022

Прийнято 28.11.2022

https://doi.org/10.31471/2415-3184-2022-2(26)-111-121
Сторінки 111-121

ЦИТУВАТИ

Kovalenko, Yu., & Khandogina, O. (2022). Consideration of climate conditions in comparative environmental and economic assessment of energy carriers. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 13(2), 111-121. https://doi.org/10.31471/2415-3184-2022-2(26)-111-121

Використані джерела

[1] Heletukha, H. (2021). How to decarbonise the heating sector. Retrieved from https://ecopolitic.com.ua/ua/comments/yak-dekarbonizuvati-sektor-teplopostachannya/.

[2] Predun, K. (2017). Improving the energy efficiency of the existing housing stock in Ukraine. Urban Development and Spatial Planning, 65, 462-466.

[3] Maksymov , A., & Halinskyi , O. (2020). Features of the organization of thermomodernization projects. Management of Development of Complex Systems, 44, 159-165. doi: 10.32347/2412-9933.2020.44.159-165.

[4] Foshch, А. (2016). Thermo-modernization of buildings – resource energy conversation in Ukraine. Modern Construction and Architecture, 65, 137-141.

[5] D’Agostino, D., Parker, D., & Melià, P. (2019). Environmental and economic implications of energy efficiency in new residential buildings: A multi-criteria selection approach. Energy Strategy Reviews, 26. doi: 10.1016/j.esr.2019.100412.

[6] Di Foggia, G. (2018). Energy efficiency measures in buildings for achieving sustainable development goal. Heliyon, 4, 1-21. doi: 10.1016/j.heliyon.2018.e00953.

[7] Basok, B., Bazyeev, Ye., & Kuraieva, І. (2021). Adaptation of municipal heat energy to climate change. Visnyk of the National Academy of Sciences of Ukraine, 4, 60-75. doi: 10.15407/visn2021.04.060.

[8] Tarasevych, D., & Bogdan, O. (2021). Changes in climatic indicators of Ukraine and their impact on the choice of architectural and planning solutions. Problems of the Theory and History of Architecture of Ukraine, 21, 232-242. doi: 10.31650/2519-4208-2021-21-232-241.

[9] Gaterell, M.R., & McEvoy, M.E. (2005). The impact of climate change uncertainties on the performance of energy efficiency measures applied to dwellings. Energy and Buildings, 37(9), 982-995. doi: 10.1016/j.enbuild.2004.12.015.

[10] Clarke, L., Eom, J., Marten, E.H., Horowitz, R., Kyle, P., Link, R., Mignone, B.K., Mundra, A., & Zhou, Y. (2018). Effects of long-term climate change on global building energy expenditures. Energy Economics, 72, 667-677. doi: 10.1016/j.eneco.2018.01.003.

[11] Yukhymchuk, K.V., & Petrus, V.V. (2019). Comparative analysis of the use of heat pumps and gas boilers for heat supply of a multi-storey residential building. In Proceedings of the XLVIII scientific and technical conference of VNTU departments (pp. 2053-2056). Vinnytsia: Vinnytsia National Technical University.

[12] Zamytskyi, O.V., & Kalinichenko, A.A. (2019). Principles of the use of alternative energy sources at heat supply facilities of communal services and production. Herald of the Kryvyi Rih National University, 48, 148-154. doi: 10.31721/2306-5451-2019-1-48-148-154.

[13] Seregin, A., Osmak, A., & Bashta, A. (2014). Physico-chemical principles of designing equipment for thermochemical conversion of mixtures of biotechnological waste. Bulletin of the National Technical University “KhPI”. Series: Chemistry, Chemical Technology and Ecology, 52, 124-130.

[14] Electricity tariffs for households. (2022). Retrieved from https://www.prostobank.ua/spravochniki/indikatory_rynka/electric_tariff.

[15] Kharkiv Heating Networks Municipal Enterprise. (n.d.). Retrieved from https://www.hts.kharkov.ua/KPHTS_v2_public_info_tarify.php.

[16] Gas tariffs for households. (2022). Retrieved from https://index.minfin.com.ua/tariff/gas/harkov/.

[17] Naftogas. (2021). Retrieved from https://www.naftogaz.com/.

[18] Bosch gas boiler Gaz 7000 W ZWC 35-3MFA. (n.d.). Retrieved from https://vencon.ua/products/gazovyy-kotyel-bosch-gaz-7000-w-zwc-35-3mfa.

[19] Glaser, L., Zayats, Y., & Chudakov, P. (1975). Reference book on masses of aircraft and other materials (weight characteristics). Non-metallic materials. Applications. Moscow: Mashinostroenie.

[20] Firewood price. (n.d.). Retrieved from http://xn--80aaecg3byaeme7c0e.xn--j1amh/.

[21] Extra-long burning coal boiler. (n.d.). Retrieved from https://prom.ua/ua/p870982721-ugolnyj-kotel-sverhdlitelnogo.html.

[22] GKD 34.02.305-2002. (2002). Emissions of pollutants into the atmosphere from power plants. Method of determination. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=51507.

[23] Vdovchenko, V. (1991). Energy fuel of the USSR: Fossil coals, oil shale, peat, fuel oil and combustible natural gas. Moscow: Energoatomizdat.

[24] Calorific value of wood. (n.d.). Retrieved from https://tehnopost.kiev.ua/drova/13-teplotvornost-drevesiny.html#rashet_teplotvornost.

[25] Galperina, L., & Lukianenko, L. (2015). Pricing in the market of fuel agri-pellet in the system of the sustainable development. European Researcher. Series A, 101(12), 762-774. doi: 10.13187/er.2015.101.762.

[26] Dolacis, J., Tomsons, E., & Hrols, J. (2003). Fuelwood comparison with other kinds of fuel. In Environment. Technologies. Resources. Proceedings of the 4th international scientific and practical conference (pp. 67-72). Rezekne: Rezekne Higher Education Institution. doi: 10.17770/etr2003vol1.1982.

[27] Sycheva, N., Khmyzov, I., Molchan, A., Beloded, T., & Solov’yeva, T. (2015). Development of modification technology of wood raw material in production of solid biofuel. Proceedings of BSTU, 4(177), 175-178.

[28] A methodology for calculating emissions of pollutants and greenhouse gases into the air from the use of fuel for household needs in households. (2011). Retrieved from https://ukrstat.gov.ua/metod_polog/metod_doc/2011/98/metod.htm.

[29] Regarding the calculation of emissions of pollutants into the air from stationary sources of pollution for filling in form No. 2-TP (air) (annual) “Report on atmospheric air protection”. (2015). Retrieved from https://ukrstat.gov.ua/druk/coment/answer/19_16.htm.

[30] Emissions of pollutants into the atmosphere from municipal boilers with a capacity of less than 50 mW. Methodology for determination. (2005).

[31] Forest biomass and air emissions. (2010). Retrieved from https://www.eesi.org/files/em_forest_biomass_and_air_emissions_factsheet_8.pdf.

[32] Khudolieieva, L., Kutsokon, N., Rashydov, N., & Dugan, O. (2016). Quantitative and qualitative evaluations of environmentally dangerous wastes emission from burning wood comparing to natural gas and coal. Studia Biologica, 3-4, 61-70. doi: 10.30970/sbi.1003.491.

[33] EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook 2019. (2019). Retrieved from https://www.eea.europa.eu/publications/emep-eea-guidebook-2019.

[34] Assad, M., & Peniazkov, O. (2010). Combustion products of liquid and gaseous fuels: Education, calculation, experiment. Minsk: Belorusskaia nauka.

[35] Chirillini, V., Sychev, V., & Sheindlin, A. (1979). Technical thermodynamics. Moscow: MPEI Publishing House.

[36] Understanding COP: Coefficient of performance of heat pumps. (n.d.). Retrieved from https://learnmetrics.com/coefficient-of-performance/.

[37] Bezrodny, M., & Misiura, T. (2020). Heat pump system for air heating and ventilation of an industrial building with excessive moisture. KPI Science News, 2, 7-16. doi: 10.20535/kpi-sn.2020.2.205111.

[38] Kudelya, P., & Dubovskyi,  S. (2022). Energy and exergy analysis of typical heating systems. Power Engineering: Economics, Technique, Ecology, 2, 25-34. doi: 10.20535/1813-5420.2.2022.261364.

[39] Shapoval, O., Chepurna, N., & Kirichenko, M. (2021). An analysis of effectiveness of air heat pump operation dependent on change of external air temperature. Ventilation, Illumination and Heat Gas Supply, 37, 24-30. doi: 10.32347/2409-2606.2021.37.24-30.

[40] Bezrodnyi, M.K., & Prytula, N.O. (2013). Thermodynamics efficiency of heat pump charts of heat supply. Visnyk of Vinnytsia Polytechnical Institute, 3, 39-45.

[41] Technical documentation. (n.d.). Retrieved from https://www.buderus.com/ua/uk/%D0%B4%D0%BB%D1%8F-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B5%D1%81%D1%96%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%96%D0%B2/.