Obliczenia gospodarcze w elektroenergetyce

1. Metodyka całkowitych kosztów rocznych

Projektowanie elektroenergetycznych urządzeń zasilających czy to zakłady produkcyjne, czy to odbiorców prywatnych, powinno umożliwiać wybór pomiędzy rozwiązaniami równorzędnymi pod względem technicznym. Czynnikiem decydującym o wyborze staje się ocena ekonomiczna poszczególnych wariantów. Wybór najlepszego z punktu widzenia ekonomii rozwiązania oznacza wyselekcjonowanie projektu zapewniającego osiągnięcie zamierzonego celu: przesyłania, przetwarzania i zamiany energii elektrycznej na pracę przy jak najmniejszych kosztach. Obliczenia całkowitych kosztów rocznych stanowią podstawę rachunku gospodarczego stosowanego w elektroenergetyce, którego to zasady zostaną przedstawione w niniejszym opracowaniu.

2. Zasady obliczeń gospodarczych w elektroenergetyce

2.1 Ogólne zasady analizy ekonomicznej – rachunek dyskonta

Z gospodarczego punktu widzenia można wyróżnić dwa następujące etapy: budowy urządzenia, oraz jego eksploatacji. Z etapami tymi wiążą się ściśle dwa rodzaje nakładów finansowych:

1) nakłady inwestycyjne, czyli wydatki na budowę;

2) nakłady eksploatacyjne związane z użytkowaniem urządzenia.

Pierwsze z nich ponoszone są przed rozpoczęciem użytkowania i muszą być pokrywane z zasobów uzyskanych w jakiś inny sposób niż przychody będące wynikiem eksploatacji. Drugi rodzaj wydatków powstaje w okresie użytkowania urządzenia i pokrywany jest ze środków uzyskanych dzięki wykorzystywaniu obiektu. Po zakończeniu budowy w początkowej fazie eksploatacji konieczne jest pozyskanie środków na pokrycie bieżących kosztów użytkowania powstałych przed rozliczeniem za uzyskane efekty gospodarcze. Środki noszą nazwę środków obrotowych i są wydatkami jednorazowymi. Przy prawidłowej rotacji środków obrotowych, czyli przy małych zapasach magazynowych i szybkich rozliczeniach efektów użytkowych, wartość środków obrotowych w porównaniu z innymi kosztami jest bardzo mała a ich wpływ na obliczenia gospodarcze w elektroenergetyce, pomijalnie mały.

Wymienione wcześniej okresy: budowy i eksploatacji rozciągnięte są w czasie. Dlatego w celu obliczenia całkowitych poniesionych wydatków należałoby je zsumować. Tak uzyskana kwota nie może być podstawą oceny ekonomicznej, służącej jako kryterium optymalnego wyboru. Oczywiste jest, że różna powinna być ocena budowy takiego same obiektu, kosztującego np. milion złotych, jeżeli:

a) budowa trwa pięć lat a wydatki ponoszone są w następujący sposób: w pierwszym roku wydano 600 tys., a w następnych czterech latach po    100 tys.

b) budowa trwa dwa lata, a koszty inwestycyjne rozkładają się równomiernie w każdym roku po 500 tys.

W pierwszym przypadku na oczekiwane efekty finansowe należy czekać aż sześć lat, a w drugim tylko trzy. Ponieważ zyski uzyskiwane są tylko podczas użytkowania, a oczekiwanie na rozpoczęcie eksploatacji przy poniesionych wydatkach, powinno być z punktu widzenia ekonomii traktowane jako straty.

Dlatego też, niezbędne jest uwzględnienie w obliczeniach gospodarczych czynnika czasu, w tym, celu należy posłużyć się rachunkiem dyskonta. W czasie inwestowania i eksploatacji koszty ponoszone są na bieżąco, a w rachunku dyskonta zakłada się, że nakłady ponoszone są jednorazowo w ciągu roku, czyli koszty inwestycji występują jednorazowo na końcu roku inwestycji, a koszty eksploatacyjne na koniec roku eksploatacji.

W celu umożliwienia porównywania pod względem gospodarczym równorzędnych rozwiązań technicznych, zachodzi potrzeba przeliczenia wszelkich nakładów na wartość równoważną sprowadzoną do tzw. roku zerowego, czyli do roku poprzedzającego eksploatację.

Rozwój gospodarczy możliwy jest, gdy wartość środków, jakimi dysponujemy będzie cały czas wzrastać. Stosunek przyrostu (DE) środków w ciągu jednego roku, do wartości tych środków na początku roku (E) nazywamy stopą rozwoju lub stopą odpisu akumulacyjnego i oznaczamy symbolem p. W rachunku dyskonta wielkość ta nazywana jest stopą dyskontową.

Podstawową zależnością rachunku dyskonta [3] jest wyrażenie:

                                                                                                                                 (2.1)

                                                                                                                                 (2.2)

oznaczające, że wartość E po okresie N lat, przy stopie dyskonta p osiągnie wartość F. Na podstawie powyższych założeń i zależności dokonujemy sprowadzenia kosztów inwestycyjnych do wartości równoważnej w roku zerowym. Natomiast rozkład kosztów w czasie nazywamy charakterystyką czasową kosztów.

              Załóżmy przykładową charakterystykę czasową kosztów:

Sprowadzając koszty inwestycyjne poniesione w poszczególnych latach do roku zerowego, otrzymamy, zgodnie z wzorami (2.1) i (2.2) wartości równoważne tych nakładów

                                                                            (2.3)

Całkowite koszty inwestycyjne zdyskontowane na rok zerowy będą sumą nakładów ze wszystkich lat.

                                             (2.4)

W przypadku, gdy nakłady inwestycyjne ponoszone są jedynie do roku zerowego i są każdego roku takie same, czyli Kn(-j) =const wtedy wzór (2.4) przybiera postać:

                               (2.5)

2.2 Metoda całkowitych kosztów rocznych

Koszty to wydatki pieniężne, jakie musimy ponieść w celu uzyskania określonych zasobów (najczęściej finansowych). Całkowite koszty roczne w elektroenergetyce to suma kosztów reprodukcji rozszerzonej i kosztów eksploatacyjnych.

                                                                                        (2.6)

gdzie: Krr – koszty reprodukcji rozszerzonej,

Ke – koszty eksploatacyjne.

2.2.1 Koszty reprodukcji rozszerzonej

Koszty reprodukcji rozszerzonej stanowią sumę kosztów akumulacji Kak i kosztów amortyzacji Kam [3].

                                                                                       (2.7)

Koszty akumulacji są to nakłady przeznaczane na rozwój środków produkcji i określone są zależnością:

                                                                                                     (2.8)

gdzie: p – stopa dyskonta,

              Knd – nakłady inwestycyjne zdyskontowane na rok zerowy.

              Czas akumulacji przyjmuje się dla stacji elektroenergetycznych najwyższych napięć na okres 35 lat, zaś dla stacji średnich napięć na okres 25 lat [1].

              Koszty amortyzacji są częścią wartości obiektu, jaką trzeba odkładać, co roku, aby po okresie eksploatacji otrzymać równowartość obiektu na początku jego użytkowania. Czas amortyzacji przyjmujemy taki sam jak czas akumulacji. Poniższa zależność przedstawia sposób obliczania kosztów amortyzacji:

                                                                                                                                               (2.9)

gdzie: ar – stawka amortyzacji,

              Knd - nakłady inwestycyjne zdyskontowane na rok zerowy.

Zgodnie ze wzorem (2.1) wartość kosztów amortyzacji w N roku eksploatacji, czyli po N-1 latach użytkowania wyniesie:

                                                                                                                  (2.10)

              Wartość kosztu amortyzacji w dowolnym roku eksploatacji wyniesie:

                                                                                                                  (2.11)

gdzie: i – dowolny rok,

              czyli po N latach eksploatacji całkowita suma kosztów amortyzacji powinna być równa sumie nakładów inwestycyjnych zdyskontowanych na rok zerowy:

                                                                                                                                (2.12)

                                                                                                                  (2.13)

              Wyrażenie  jest sumą ciągu geometrycznego o ilorazie , dzięki czemu otrzymamy zależność:

                                                                                                                                (2.14)

              Zależność (2.7) możemy przedstawić w postaci:

                                                                                                                  (2.15)

              Wykorzystując zależność (2.14) otrzymamy następujący wzór określający wartość kosztów reprodukcji rozszerzonej:

                                          ...