Fotovoltaická elektrárna zadání

Transkript

1 Fotovoltaická elektrárna zadání Ing. Jiří Beranovský, Ph.D., MBA, EkoWATT, o.s. ČVUT, Fakulta elektrotechnická, Katedra ekonomických a humanitních věd EkoWATT, o. s., Centrum pro obnovitelné zdroje a úspory energie Teze a podkladové materiály k přednáškám z předmětu Ekonomika a užití energie (X16EUE)

2 Metodika rozhodování Okrajovépodmínky výpočtu investiční náklady (výdaje) provozní náklady (výdaje) vývoj ceny paliv (odborný odhad) cena peněz (diskont) způsob financování(možnost dotace)

3 Metodika rozhodování Výstupy ekonomického hodnocení: Čistásoučasnáhodnota = NPV [Kč] Vnitřní výnosové procento = IRR [%] Prostádoba návratnosti = Ts[roky] Diskontovaná doba návrat. = Tsd[roky] Tok hotovosti (Cash flow) = graf Ekonomika podle metodiky auditu: bez dotací, bez úvěru

4 Ekonomické hodnocení Reálná diskontní míra x nominální diskontní míra Diskontní míra je očekávaná nebo požadovaná míra výnosnosti investic, která je ovlivněna třemi faktory: výnosem, rizikem a likviditou. Vyjadřuje cenu ušlépříležitosti(tzv. OpportunityCosts), cožje cena kapitálu. Požadovaný výnos je většinou stejný pokud jednotlivé varianty mají stejná rizika. U varianty svyššímírou rizika racionálnírozhodovatelpožaduje vyššímíru výnosu (prémii za riziko). U energetických projektů s delší dobou návratnosti znamená likvidita schopnost dostát závazkům vyplývajícím zrealizace investice, jako jsou např. splátky úvěrů. r = ( 1+ ) (1 + α n r ) 1 r n je nominální diskontní míra (včetně inflace) [%] r r je reálná diskontní míra (bez inflace) [%] α je míra inflace [%]

5 Ekonomické hodnocení Průměrná vážená cena kapitálu (weighted average costofcapital, WACC) míra výnosnosti stanovená z ceny všech finančních zdrojů podniku (dluhopisy, prioritníakcie, obyčejnéakcie, apod.) pomocí váženého průměru WACC E = re + rd (1 td ) C r E je výnos vlastního kapitálu (po zdanění) [%] r D je úroková míra úvěrů, obligací (výnos cizího kapitálu před zdaněním) [%] t d je daň z úrokových výnosů [%] E D C D C je vlastní kapitál (Equity) je cizí kapitál (Debt) je celkový kapitál, potřebný k financování projektu

6 Ekonomické hodnocení čistásoučasnáhodnota, NPV (NetPresentValue), ~ diskontovaný tok hotovosti, DCF (Discount Cash Flow) ~ minimálnícena produkce energiec PEmin se zpohledu investora vypočítá z podmínky NPV = 0 zaručuje očekávaný výnos vloženého kapitálu NPV T = DCF = CF (1 + r) Tž Tž t t= 1 CF t je tok hotovosti [CZK] r je diskontní sazba [CZK] (1 + r) -t odúročitel T ž (T h ) je doba životnosti (případně hodnocení) projektu [r] ž t

7 Finančnípáka efekt zvyšovánírentability vlastního kapitálu použitím cizího kapitálu v kapitálové struktuře podniku: Je-li úroková míra nižší než výnosnost aktiv, potom použití cizího kapitálu zvyšuje výnosnost vlastního kapitálu. Příklad [Synek M. -Manažerskáekonomika]: Mějme dva podniky, oba majívýnosnost aktiv 20% a úrokovámíra je 8%, zdanění pro jednoduchost neuvažujme (viz daňový efekt). Kdyby byla úrokovámíra vyššínežvýnosnost aktiv, pak by naopak použitícizího kapitálu snižovalo výnosnost vlastního kapitálu. Podnik Kapitál Vlastní kapitál Cizí kapitál Výnos 20% Úroky 8% Zisk Výnosnost vlastního kapitálu A % B %

8 Daňový štít "daňový efekt" efekt zvyšovánírentability vlastního kapitálu použitím cizího kapitálu v kapitálovéstruktuře podniku: Úroky z cizího kapitálu jako součást nákladůsnižujízisk, ze kterého se platídaň, a tím snižujídaňovézatíženípodniku. Výslednávýnosnost vlastního kapitálu se zvýší. Příklad [Synek M. -Manažerskáekonomika]: Mějme dva podniky, oba majívýnosnost aktiv 20% a úrokovámíra je 8%, zdanění je 40%. náklady na cizíkapitál = úrokovámíra (1 -sazba daně) Vlastní kapitál Cizí kapitál Výnos 20% Úroky 8% Zisk nezdaněný Daň 40% Zisk zdaněný Výnosnost vlastního kapitálu A % B ,2%

9 Investičnínáklady drobnéinstalace -střechy: 90 až110 Kč/Wp (bez DPH) velkéinstalace -na ploše: 60 až90 Kč/Wp (bez DPH)

10 Investiční náklady pozor na kombinaci panely + střídače shánění panelů na poslední chvíli

11 Investiční náklady amorfní monokrystalické polykrystalické

12 Investičnínáklady pozemek panely měniče nosnákonstrukce řídícía měřícísystém kabeláž, elektrosoučásti zabezpečeníareálu (oplocení, sledování) připojeník síti (trafostanice, vedeníaj.) stavebnía montážnípráce, doprava projekt, režie, atd. rezerva

13 Investičnínáklady Vliv investičních nákladů na NPV a IRR ,00% 90,00% 80,00% NPV (tis. Kč) % 68% 76% 84% 92% 100% 108%116% 124%132%140% 148% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% IRR (%) % z výchozí hodnoty 0,00% NPV IRR Diskontní sazba

14 Provoznínáklady elektřina pro vlastníspotřebu (řídícía monitorovacísystém, osvětlení, noční spotřeba konvertorů, napájení zabezpečovacích systémů) pronájem pozemku obsluha, údržba zeleně, údržba nosnékonstrukce, údržba areálu ostraha (PCO) pojištěnímajetku (0,2 až0,4 %) poškození, krádež, zásah bleskem aj. pojištění provozu ušlý zisk při nedodávce elektřiny servisní smlouva (revize elektro, běžný servis zařízení servisní smlouva na konvertory, ev. trackery ostatní

15 Provoznínáklady Vliv provozních nákladů na NPV a IRR NPV (tis. Kč) % 60% 70% 80% 90% 100% 110% 120% 130% 140% 150% 160% % z výchozí hodnoty 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% IRR (%) NPV IRR Diskontní sazba

16 Výkupníceny PVE CenovérozhodnutíEnergetického regulačního úřadu č. 5/2009 ze dne 23. listopadu 2009

17 Analýza rizik Citlivostní analýza odhalí dopady možných výkyvů výroby elektřiny na ekonomiku projektu Změna investičních nákladů Změna provozních nákladů Změna kurzu Kčk či $ Riziko poruchy panelů, měničů napětí, Pokles produkce Věrohodnost dodavatele Počasí Klima Výše úvěru / dotace Zdržení výstavby = změna výkupní ceny

18 Rizika investice Vliv produkce na NPV a IRR ,00% ,00% NPV (tis. Kč) % 80% 85% 90% 95% 100% 105% 110% 115% 120% 125% 130% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% IRR (%) ,00% ,00% % z výchozí hodnoty produkce NPV IRR

19 Kde PVE postavit? 950 až1100 kwh/m 2.rok kwh/m 2.rok

20 Výpočetnímodely Photovoltaic Geographical Information System(PVGIS) Roční suma globálního zářenídle PVGIS ( Meteonorm Roční suma globálního záření dle Atlasu podnebí ČR ( EkoWATT kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m 2

21 Modely slunečního záření PVGIS satelitní data + pozemní stanice ztráty dle venkovní teploty Porovnání modelů Meteonorm PVGIS EkoWATT EkoWATT Meteonorm 6.1 satelitnídata + 8 poz. stanic v ČR různé modely pro difuzní záření průměr z let EkoWATT 22pozemních stanic v ČR dlouhodobý -průměr z let krátkodobý - průměr z let dopadající energie [KWhm2.rok] Praha Plzeň Mohelnice

22 Výpočet produkce dopadající solární energie elektřina do sítě ostatní ztráty ztráty na střídači ztráty na panelech

23 Ztráty stíněním Sníženíprodukce v zimních měsících ažo 30 %

24 Ztráty stíněním

25 Měrná produkce předpoklad ERÚ: (vyhl. 475/2005 Sb.) 935 kwh/kw p reálnáprodukce velképve (na zelenélouce): 850 až950 kwh/kw p výjimečněnad 1000 kwh/kw p reálnáprodukce malépve (na budovách): 856 až1008 kwh/kw p fasádnísystémy cca 550 kwh/kw p

26 Případovástudie: Fotovoltaická elektrárna Fotovoltaicky panel KYOCERA, typ KC200GHT-2 vertikální úhel nastavení panelů - 35 odchylka od jižního směru - 0 celkový počet panelů ks 24 celková plocha PVE m 2 34 max. výkon panelu W p 200 účinnost panelů % 14,00% účinnost konvertoru % 93,50% celkem instalovaný výkon kw p 4,5

27 Instalovaný výkon 4,5 kwp Ročnívýroba 4922 kwh Investiční náklady: Kč včetně DPH Provozní náklady 700 Kč/rok včetně DPH Zelený bonus => výnos Kč/rok Bez zeleného bonusu nenávratné! Případovástudie: Fotovoltaická elektrárna Hodnotící kritéria Čistá současná hodnota 247,11 tis. Kč NPV Vnitřní výnosové procento 11,10% IRR Doba splacení (prostá) 10 let Ts Doba splacení (diskontovaná) 14 let Tsd Rok hodnocení 2007 Doba životnosti (hodnocení) 25 let Diskont 7,00 %

28 Případovástudie Praha Záměr výstavby FVE kw p V 1: stacionární konstrukce (sklon 33, azimut 0 ), V 2: stacionárníkonstrukce (sklon 25, azimut 0 ) s panely Hyundai HIS-M203SF, typ technologie: polykrystal. Celkový počet panelůčiní7 938, kde výpočtováúčinnost panelu je 14,00 % a plocha jednoho panelu 1,45 m 2. měničnapětítyp SMA SMC 11000TL s výpočtovou účinností97,50 %. Zadavatelem udanáplocha pozemku činí m 2. Velikost pozemku nesplňuje požadavek plochy, kterou vyžaduje instalace FVE bez vlivu vzájemného stínění panelů pro sklon 33, azimut 0. Proto bude ve výpočtech tento vliv zahrnut.

29 Případovástudie Praha

30 Případovástudie Praha Solárníenergie dopadajícína panely se sklonem 30 a 25, azimut 0. Údaje jsou EkoWATT Meteonorm EkoWATT PVGIS kwh/m leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec celkem % 103% 100% 109% Údaje jsou EkoWATT Meteonorm EkoWATT kwh/m PVGIS leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec celkem % 105% 100% 110%

31 Případovástudie Praha sklo sklon , azimut kwh/m 2 Solární energie dopadající na panely - srovnání modelů leden únor duben sklon 33, azimut 0 srpen listopad prosinec Solárníenergie dopadajícína panely se sklonem 30 a 25, azimut 0. EkoWATT - krátkodobý průměr PVGIS Meteonorm EkoWATT - dlouhodobý průměr kwh/m Solární energie dopadající na panely - srovnání modelů leden únor duben sklon 25, azimut 0 srpen listopad pr osinec EkoWATT - krátkodobý průměr Meteonorm EkoWATT, Centrum pro obnovitelné zdroje a efektivní využívání PVGIS energie -The RES & EE Centre EkoWATT - dlouhodobý průměr

32 Případovástudie Praha kwh/m , , , , , , , , ,00 980,00 960,00 Porovnání modelů pro stanovení solární energie v kwh/m 2. rok sklon 33, azimut 0 sklon 25, azimut 0 EkoWATT - krátkodobý průměr Meteonorm EkoWATT - dlouhodobý průměr PVGIS Poměr produkce vzhledem k Graf I. EkoWATT - krátkodobý průměr Meteonorm EkoWATT - dlouhodobý průměr PVGIS I. Graf - sklon 33, azimut 0 100,00% 100,00% 100,00% 100,00% II. Graf - sklon 25, azimut 0 98,68% 99,89% 98,73% 99,20% Tabulka 1: Rozdíly dopadajícího záření mezi sklonem 33 a 25.

33 Případovástudie Praha Porovnánídlouhodobého průměru solárníenergie s hodnotami z posledních let Praha, Ruzyně solární energie v posledních letech dopadající energie za rok [kwh/m 2 ]

34 Uvažované ztráty produkce Případovástudie Praha Popis Ztráta (%) Ztráty v trafostanici 3,0% Ztráty v kabelech 3,0% Snižující faktory záření Znečištění vzduchu 0,6% Snižující faktory solárních modulů Odchylky reálného provozu od specifikačního listu (ztráty reflexe, spektrální ztráty, celoroční účinnost, atd. ) 3,0% Ztráty z úprav (ztráty mis-match) 0,9% Ztráty na základě znečištění 0,6% Snižující faktory střídače Odchylky reálného provozu od specifikačního listu 0,9% Celkem ostatní ztráty 12,0% Parametry FVE Varianta 1, sklon 33, azimut 0 Varianta 2, sklon 25, azimut 0 Celkový počet panelů Celková plocha FVE Max. výkon panelu Účinnost panelů Účinnost konvertoru Ostatní ztráty Celkem instalovaný výkon ks m 2 W p % % % kw p ,0% 97,5% 12,0% ,0% 97,5% 12,0% 1 611

35 Případovástudie Praha Stínění Tak jak postupuje stín po sekci, snižuje se napětína zastíněných panelech a v určitý moment toto napětípodkročímez nastavenou na měniči. Pak dojde k výpadku celésekce. Jelikož je výroba v zimních měsících velmi malá, částečné stínění příliš nevadí. Měsíc Varianta 1 Varianta 2 leden 21% 11% únor 0% 0% březen 0% 0% duben 0% 0% květen 0% 0% červen 0% 0% červenec 0% 0% srpen 0% 0% září 0% 0% říjen 0% 0% listopad 21% 11% prosinec 30% 20%

36 Výroba a vlastní spotřeba Variant Případovástudie Praha Výroba elektřiny [kwh] Cena prodané elektřiny [Kč] Tržby z prodeje [Kč] Varianta 1, sklon 33, azimut 0, polykrystal , Varianta 2, sklon 25, azimut 0, polykrystal , Vlastní spotřeba Příkon Doba provozu Spotřeba Náklady [W] [h/rok] [kwh] [Kč] řídící a monitorovací systém osvětlení ostatní CELKEM

37 Případovástudie Praha Základní vstupní ekonomické parametry Diskont 7,00% Výkupní cena vyrobené energie 12,15 Kč/kWh Průměrný růst výkupní ceny 0% Průměrný růst provozních nákladů 0% Doba hodnocení 20 let Daň z příjmu 19% Osvobození od placení daně z příjmu 5 let Rok uvedení do provozu 2010 Výroba ve variantě 1 Výroba ve variantě ,7 MWh 1 404,4 MWh

38 Technologie Případovástudie Praha investičnía provozní náklady Jednotky Varianta 1 Varianta 2 sklon 33, azimut 0 sklon 25, azimut 0 Hyundai HIS-M203SF Hyundai HIS-M203SF pozemek tis. Kč panely tis. Kč nosná konstrukce tis. Kč měniče tis. Kč řídící a měřící systém, elektro atd. tis. Kč zabezpečení areálu (oplocení, sledování) tis. Kč připojení k síti (trafostanice, vedení aj.) tis. Kč stavební a montážní práce, doprava tis. Kč projekt, režie, atd. tis. Kč rezerva tis. Kč CELKEM tis. Kč Fixní náklady Jednotky Varianta 1 Varianta 2 sklon 33, azimut 0 sklon 25, azimut 0 Hyundai HIS-M203SF Hyundai HIS-M203SF náklady na elektřinu tis. Kč/rok 36,3 36,3 pronájem pozemku tis. Kč/rok 0,0 0,0 obsluha tis. Kč/rok 100,0 100,0 ostraha formou PCO tis. Kč/rok 150,0 150,0 pojištění tis. Kč/rok 185,0 185,0 servisní smlouva tis. Kč/rok 500,0 500,0 - zajištěn servis měničů tis. Kč/rok ne ne - zajištěn servis nosné kce či poloh. sys. tis. Kč/rok ne ne ostatní provozní náklady tis. Kč/rok 50,0 50,0 rezerva tis. Kč/rok 200,0 200,0 CELKEM tis. Kč/rok 1 221, ,3

39 Případovástudie Praha Ekonomickéhodnocenídle vyhlášky 213/2001, Sb. v platném znění. Varianta 1 Varianta 2 Základní ekonomické vyhodnocení sklon 33, azimut 0 sklon 25, azimut 0 Hyundai HIS- M203SF Hyundai HIS-M203SF Investiční náklady tis. Kč z toho dotace tis. Kč 0 0 z toho bank. úvěr tis. Kč 0 0 z toho vlastní prostředky tis. Kč Čistá současná hodnota NPV tis. Kč Vnitřní výnosové procento IRR % 7,06% 7,00% Doba splacení (prostá) Ts roky Doba splacení (diskontovaná) Tsd roky Doba životnosti (hodnocení) roky Diskont % 7,00% 7,00%

40 Případovástudie Praha Ekonomické hodnocení dle vyhlášky 213/2001, Sb. v platném znění Průběh cash flow investora tis. Kč Hotovostní tok běžného roku (CF) Rok Kumulovaný CF Kumulovaný diskontovaný cash flow tis. Kč Rok Kumulovaný diskontovaný CF

41 Případovástudie Praha Ekonomickévyhodnocenípodnikatelského záměru z pohledu investora. 20% VP, 80% úvěr Ekonomické vyhodnocení podnikatelského záměru z pohledu investora Varianta 1 Varianta 2 sklon 33, azimut 0 sklon 25, azimut 0 Hyundai HIS-M203SF Hyundai HIS-M203SF Investiční náklady tis. Kč z toho dotace tis. Kč 0 0 z toho bank. úvěr tis. Kč z toho vlastní prostředky tis. Kč Čistá současná hodnota NPV tis. Kč Vnitřní výnosové procento IRR % 15,74% 15,48% Doba splacení (prostá) Ts roky 7 8 Doba splacení (diskontovaná) Tsd roky Doba životnosti (hodnocení) roky Diskont % 7,00% 7,00%

42 Případovástudie Praha Ekonomické vyhodnocení podnikatelského záměru z pohledu investora. 20% VP, 80% úvěr Průběh cash flow investora tis. Kč Kumulovaný diskontovaný cash flow Hotovostní tok běžného roku (CF) Rok Kumulovaný CF tis. Kč Rok Kumulovaný diskontovaný CF

43 Analýza rizik Změna kurzu Kčk či $ Riziko poruchy panelů, měničů napětí, Věrohodnost dodavatele Počasí Klima

44 Případovástudie Praha Závislost minimální ceny 1kWh vzhledem ke z působu financování 12,50 12,00 Výkupní cena 1kWh (Kč/kWh) 11,50 11,00 10,50 10,00 9,50 9,00 Vlastní kapitál 100% Vlastní kapitál 20%, úvěr 80% Varianta 1 Varianta 2 Minimální výkupní cena 1kWh [Kč/kWh] Varianta 1 Varianta 2 Vlastní kapitál 100% 12,10 12,15 Vlastní kapitál 20%, úvěr 80% 10,35 10,39

45 Případovástudie Praha Riziko nižší než předpokládané výroby Vliv produkce na NPV a IRR NPV (tis. Kč) % 80% 85% 90% 95% 100% 105% 110% 115% 120% 125% 130% % z výchozí hodnoty 40,00% 35,00% 30,00% 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% IRR (%) NPV IRR Diskontní sazba

46 Případovástudie Praha Riziko změny investičních nákladů Vliv investičních nákladů na NPV a IRR ,00% ,00% ,00% NPV (tis. Kč) % 68% 76% 84% 92% 100% 108% 116% 124% 132% 140% 148% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% IRR (%) % z výchozí hodnoty 0,00% NPV IRR Diskontní sazba

47 Případovástudie Praha Riziko změny provozních nákladů Vliv provozních nákladů na NPV a IRR NPV (tis. Kč) % 60% 70% 80% 90% 100% 110% 120% 130% 140% 150% 160% % z výchozí hodnoty 25,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% 0,00% IRR (%) NPV IRR Diskontní s azba

48 Riziko změny úrokovésazby Případovástudie Praha Vliv úrokové sazby na NPV a IRR NPV (tis. Kč) ,00% 20,00% 15,00% 10,00% 5,00% IRR (%) 0 75% 80% 85% 90% 95% 100% 105% 110% 115% 120% 125% 130% % z výchozí hodnoty NPV IRR Diskontní sazba 0,00%

49 Případovástudie Praha Indikativní hodnocení podle 475/2005 Sb. Varianta 1 Varianta 2 Hyundai HIS- Hyundai HIS- M203SF M203SF životnost výrobny 20 roků roky 20 let 20 let produkce min 150 kwh/m 2 kwh/m 2 122,47 122,02 měrné investiční náklady max Kč/kW p roční využití instalovaného výkonu min. 935 kwh/kw e Kč/kW p kwh/kw e

50 Shrnutí a závěry Metodika hodnocení Případové studie EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre

51 Shrnutía závěry Metodika ekonomických hodnocení Pečlivéstanovenívstupních parametrů(investičnía provozní náklady/výdaje) Ekonomika OZE je velmi individuální Pro rozhodováníjsou důležitécíle investora Pro rozhodováníje důležitáminimálnícena energie se kterou nové řešení porovnáváme do které je nutné započítat veškeré náklady Citlivostníanalýza produkce -modely, investiční náklady/výdaje - kurzová rizika provozní náklady/výdaje - schopnost splácet úvěr Případové studie

52 Zadání Spočítat základníekonomickákritéria pro RD umístěný v Praze dle případové studie. Výkupní ceny Zelený bonus odhad nebo spočítat citlivost na poměr vlastníspotřeby (průměrnácena 5 Kč/kWhv sazběd02 a 2,60 Kč/kWhv sazběpřímotopné) a prodeje do sítě (většina rozvodných podniků platí za přebytky cca 1 Kč za kwh) Spočítat základníekonomickákritéria pro elektrárnu na zelené louce umístěnou v Praze. Výkupní ceny Zelený bonus (průměrnácena pro malý průmyslový podnik 2,20)

53 Literatura 1. Macháček, Z., Staněk, K. (2008): Integrace fotovoltaiky do budov [Online]. Available: 2. Tywoniak, J.(2006): Fotovoltaické systémy integrované do budov jako velká výzva [Online]. Available : 3. Starý, O., Vašíček, J. (2007): Software EFEKT 3.0. Program pro hodnocení ekonomické efektivnosti investic. ČVUT, Praha Bilance , Interaktivní nástroj pro energetické bilance 8. HESTIA 1.0 a Multimediální průvodce energetickými úsporami 9. Emise 1.0 a 2.0 Emise energetických zařízení, jejich zjišťování a výpočty 10. Expertní systém TESES (výběr vhodné varianty ÚEK, volba vhodného zastoupení OZE, výběr vhodné varianty EA) EkoWATT, Centrum pro obnovitelné obnovitelné zdroje a efektivní efektivní využ využívání energie - The RES & EE Centre

54 Děkuji za pozornost, dotazy prosím? Ing. Jiří Beranovský, Ph.D., MBA EkoWATT o. s. EkoWATT CZs. r. o. Areál Štrasburk, Švábky2, Praha8 Palác SYNER, Rumunská 655/9, Liberec Žižkova 1, České Budějovice T: F: E: W: www.