Plánování zařízení na energetické využití odpadů za nejistých podmínek

Waste-to-energy facility planning under uncertain circumstances

journal article - other

en

The paper deals with the development and presentation of the use of an advanced computational optimization tool for the conceptual planning of facilities in the field of waste-to-energy. The determination of the suitable capacity and sizing of an appropriate heat recovery system, according to adopted heat utilization strategy (i.e. either only electricity production or combined heat and power if feasible), represent crucial decisions about each individual incineration plant in its early project stage. The economic feasibility of the project should be guaranteed at the same time. The feasibility is measured by internal rate of return. An optimization model supporting such decisions was built and is introduced. Building a new incinerator, from the initial considerations to its full operation, is a long-term process with duration at a minimum of 5–7 years. The erection is then followed by an operational phase exceeding 20 years. The unclear future development of important parameters affecting the project sustainability is reflected by implementing principal concepts of stochastic programming. In the article, a brief overview of principal ideas related to decision making under uncertainty (wait-and-see and/or here-and-now approaches, specification, and use of scenarios) is given first, followed by the description of a mathematical model. Then, the selected approach is demonstrated through a case study involving a municipal solid waste incinerator.

Článek se zabývá vývojem a ukázkou využití pokročilého výpočtového optimalizačního nástroje pro koncepční plánování zařízení v oblasti energetického využití odpadů (EVO). Stanovení vhodné kapacity a dimenzování systému využití tepla dle zvolené strategie (pouze produkce elektřiny nebo tepla, kombinovaná výroba elektřiny a tepla) patří ve fázi návrhu k zásadním rozhodnutím u každého zařízení. Přitom by měla být zaručena ekonomická udržitelnost projektu, která je vyhodnocena pomocí vnitřního výnosového procenta. Optimalizační model, který umožňuje a současně je podporou pro taková rozhodnutí, je představen v tomto článku. Výstavba nového zařízení je dlouhodobým procesem, který trvá minimálně 5 až 7 let. Přípravná a realizační fáze je pak následována provozní fází, která přesahuje 20 let. Nejistý vývoj dúležitých parametrů, ovlivňujících udržitelnost projektu, se odráží v implementaci základních postupů stochastického programování. V čláku je nejprve uveden základní popis postupů týkajících se rozhodování na základě nejistých okolností/podmínek (wait-and-see nebo here-and-now, použití scénářů). Následuje popis matematického modelu a poté je vybraný přístup demonstrován na případové studii zahrnující spalovnu komunálního odpadu.

The paper deals with the development and presentation of the use of an advanced computational optimization tool for the conceptual planning of facilities in the field of waste-to-energy. The determination of the suitable capacity and sizing of an appropriate heat recovery system, according to adopted heat utilization strategy (i.e. either only electricity production or combined heat and power if feasible), represent crucial decisions about each individual incineration plant in its early project stage. The economic feasibility of the project should be guaranteed at the same time. The feasibility is measured by internal rate of return. An optimization model supporting such decisions was built and is introduced. Building a new incinerator, from the initial considerations to its full operation, is a long-term process with duration at a minimum of 5–7 years. The erection is then followed by an operational phase exceeding 20 years. The unclear future development of important parameters affecting the project sustainability is reflected by implementing principal concepts of stochastic programming. In the article, a brief overview of principal ideas related to decision making under uncertainty (wait-and-see and/or here-and-now approaches, specification, and use of scenarios) is given first, followed by the description of a mathematical model. Then, the selected approach is demonstrated through a case study involving a municipal solid waste incinerator.

Optimalizace; Modelování; Stochastické programování, Scénáře; plánování zařízení pro energetické využití odpadu

Optimization; Modelling; Stochastic programming; Scenarios; Waste-to-energy facility planning

2013

15.10.2013

1359-4311

61

1

106–114

9