発電の経済性の定義
現代のエンジニアリングプロジェクトにおいて、コストは非常に重要です。エンジニアは最も低いコストで目的の結果を達成しなければなりません。発電では、高コストで高効率の設備と低コストで低効率の設備の間で選択することがよくあります。高コストの設備は金利と減価償却費が高くつくものの、エネルギー料金は低くなります。
電気技術者は全体的なプラント支出を最小限に抑えるためにコストをバランスさせる必要があります。発電の経済性を研究することはこのバランスを達成する上で不可欠です。発電の経済性を理解するためには、プラントの年間支出とその影響要因を知る必要があります。総年間支出は以下のいくつかのカテゴリーに分けられます：
固定費用
準固定費用
運転費用
これらはすべて発電の経済性に関連する重要なパラメータであり、以下で詳しく説明します。
固定費用
これらの費用はプラントの設置容量に依存し、エネルギー出力には依存しません。具体的には以下のものが含まれます：
発電プラント、送電・配電網、建物、その他の土木工事などの資本コストに対する利息と減価償却費。プラントの資本コストには建設中の利息、エンジニアや他の従業員の給与、発電所の開発と建設も含まれます。また、設備を現場に搬入し設置するための輸送費、労働費なども含まれ、これらは全体的な発電の経済性に関与しています。
特に原子力発電所では、プラントの資本コストには核燃料の初期費用が含まれますが、その有用寿命終了時の回収価値は控除されます。また、偶発的な故障リスクをカバーする保険料、各種税金も含まれます。建設のために実際に使用されている土地の賃貸料も含まれます。
プラントの起動と停止によるコストも、プラントが1シフトまたは2シフトで運転している場合にこのカテゴリーに含まれます。
運転費用
発電プラントの運転費用は、おそらく発電の経済性を考える上で最も重要なパラメータの一つです。これはプラントの運転時間や発電量に依存します。具体的には以下のコストが含まれます。
プラントに納品された燃料のコストとプラント内の燃料取り扱いコスト。熱電プラントでは石炭が燃料として使用され、ディーゼル発電所ではディーゼルオイルが使用されます。水力発電プラントでは燃料コストはかかりませんが、水は自然からの無料の贈り物です。しかし、水力発電プラントはより高い設置コストが必要で、発電量も熱電プラントと比較して少ないです。
運転とメンテナンスに必要な消耗品のコストと、プラントの運転に従事する監督スタッフの給与。
熱電プラントの場合、発電の経済性にはボイラー用の給水コスト、例えば水処理と調整のコストも含まれます。設備の摩耗度はプラントの使用頻度に依存するため、潤滑油のコストと設備の修理・メンテナンス費用も運転費用に含まれます。
したがって、発電における総年間費用と全体的な発電の経済性は以下の式で表すことができます。
ここで‘a’はプラントの総固定コストを表し、プラントの総出力や運転時間とは関係ありません。
‘b’は主にプラントの総出力に依存する準固定コストを表し、運転時間とは関係ありません。‘b’の単位はkWです。
‘c’はプラントの運転コストを表し、特定のメガワットの電力を生成するためにプラントが運転する時間数に依存します。その単位はkWhです。
