文 娟,文 婷

(1.廣東省節(jié)能監(jiān)察中心,廣州510030;2.廣東天聯(lián)電力設計有限公司,廣州510030)

大力推進蓄冷項目是一項十分有效的移峰填谷的措施,也是電力需求側管理的重要舉措之一。廣東省夏季空調用電負荷超過全社會用電量35%[1],且主要用冷時段基本上處于全省用電高峰時段,全省統(tǒng)調口徑最大用電峰谷差逐年增加,推廣蓄冷空調項目將是廣東省進行電網(wǎng)調峰的有效手段。然而廣東省目前除深圳市外,尚未出臺專門針對蓄冷項目的電價,且峰谷電價僅限于大工業(yè)用電,峰谷電價差也不夠大,從而制約了廣東省蓄冷項目的推廣。為了在廣東省大力推廣蓄冷項目,有必要對廣東省現(xiàn)行電價政策進行分析并提出改進建議。

1 廣東省推廣蓄冷空調的必要性及推廣情況

1.1 推廣蓄冷空調的必要性

近年來廣東省電力供需矛盾日益加劇,統(tǒng)調負荷逐年提高,導致拉電、錯峰限電次數(shù)頻繁,2011年統(tǒng)調最高負荷達7474.6萬kW,最大錯峰負荷達740萬kWh。并且全省統(tǒng)調口徑最大用電峰谷差在不斷加大,平均統(tǒng)調平均峰谷差從2005年的876.4kW逐年上升到2011年的2093.1 kW,最大峰谷差已達到最大用電負荷的40%*1。2011年,廣東省的發(fā)電總裝機容量為7641.98kW,而夜間用電負荷僅約為4000萬kW,夜間大部分機組的發(fā)電負荷率僅為額定負荷的52.3%,因此白天缺電,而夜間機組低負荷發(fā)電的現(xiàn)象十分明顯,造成很大的能源浪費。據(jù)有關研究顯示,當發(fā)電機組在50%額定負荷運行時,廠用電率大約是額定負荷下的1.55倍[2]。基于廣東省的用電狀況,僅依靠不斷新建電廠來滿足全省用電需求是不可持續(xù)的,必須要進行電網(wǎng)調峰,這也是電力需求側管理的一項十分有效的措施。

電網(wǎng)的調峰可以通過建調峰電站和電力需求側管理兩種方法來解決[3]。蓄冷空調技術是電力需求側管理的最重要的技術手段。目前通過采用蓄冷空調技術調峰的投資還不到建調峰電站的三分之一[4]。并且蓄冰空調工程還有建設周期短、無需另建電網(wǎng)、無需增加運行管理費用的優(yōu)點。因此,大規(guī)模推廣蓄能 (蓄冰、蓄水、蓄熱等)項目,能以較低成本從而起到均衡電網(wǎng)用電負荷,改善電網(wǎng)負載因素,提高大容量基本負荷發(fā)電機組的利用率,減少新建或緩建新電廠,改善電力建設的投資效益等作用。

1.2 進行廣東省蓄冷電價研究的必要性

至2010年3月,全國已有建成投入運行和正在施工的工程794項,其中廣東省推廣蓄冷項目數(shù)量為96個,居于全國第四位,但廣東的蓄冷項目中有66個蓄冷項目 (約69%)位于深圳市[5],這與深圳市出臺了蓄冷電價有直接的關系。江蘇、北京、浙江、上海等地有著比較優(yōu)惠的峰谷電價或專門的蓄冷電價*2,因此推廣的蓄冷項目數(shù)量也居于全國前列。

廣東省目前峰谷電價僅局限于工業(yè),雖然部分地市出臺了一些針對蓄冰項目的試點電價,但適用范圍太窄,很多商業(yè)建筑無法享受峰谷電價優(yōu)惠,加上峰谷電價差不夠明顯,因此吸引力不夠。同時,一些用戶實際用冷需求特性與用戶所在地區(qū)所實行的分時電價的時段劃分不太匹配,導致用戶所蓄冷量很大部分釋放于平段,因而投資回報期較長,用戶投資蓄冷空調的積極性不高。

2 廣東省分時電價政策現(xiàn)狀

2.1 廣東省峰谷電價政策 (除深圳外)

廣東省從2003年4月1日起,開始實施大工業(yè)峰谷電價,對全省受電變壓器總容量在315kV以上的大工業(yè)用戶,統(tǒng)一實行峰谷電價 (深圳除外),現(xiàn)行峰谷電價的峰平谷的電度電價比價為1.65∶1∶0.5,并把全省地市劃分為兩組分別劃分峰平谷時段*3。

廣州市目前工業(yè)峰谷電價,0∶00-8∶00為谷段,14∶00-17∶00 以及 19∶00-22∶00 為高峰時段,其余為平段。

2.2 深圳市峰谷電價及蓄冷電價

深圳市現(xiàn)行峰平谷時段劃分如下:高峰時段(9∶00-11∶30、14∶00-16∶30、19∶00-21∶00)、低谷時段 (23∶00-次日7∶00),其余為平段。峰平谷電價的比價約為:1.26∶1∶0.52。2004年,深圳于2009年正式實行蓄冷電價,目前蓄冷空調谷期電度電價為0.2788元/kWh*4。以受電變壓器容量為101至3000kVA,每月每千伏安用電量在250kWh及以下的大工業(yè)為例,高峰期電價為1.1124元,則峰谷電價比約為3.99∶1。因此相對深圳目前的峰谷電價以及廣東省其他地區(qū)的峰谷電價而言,深圳市蓄冷項目的谷期電價有了明顯優(yōu)惠。并且深圳市經過驗收的蓄冷項目可以申請深圳市的節(jié)能補貼。這也就使得蓄冷項目在深圳地區(qū)得到了極大的推廣,從而使得深圳成為廣東省推廣蓄冷項目最多的地級市。

2.3 廣東省試點蓄冷電價政策

廣東省除深圳地區(qū)外,尚未在全省實行蓄冷電價政策,但近幾年來,陸續(xù)同意在珠江新城、廣州大學城以及中山益華城市廣場幾個點實行蓄冷試點電價。其中珠江新城及廣州大學城從蓄冷電價標準含各類基金及附加費后為每kWh為0.3元*5。中山市益華城市廣場冰蓄冷空調系統(tǒng)峰谷電價,峰平谷比價為1.65∶1∶0.4*6。幾個試點項目的蓄冷電價的適用時間為每天00∶00-8∶00,其它時段按用電戶的規(guī)定電價執(zhí)行。

3 不同電價政策對蓄冷項目回收期的影響分析

為了分析不同電價政策下對蓄冷空調改造項目投資回收期的影響,現(xiàn)以某通信電子公司為例,對其在7種不同電價下的空調運行成本進行比較。其工程概況如下:空調用冷主要用于廠房、辦公樓空調用冷,夏季的尖峰冷負荷為2470kW(702RT)?，F(xiàn)有特靈300L制冷量為924kW的制冷主機4臺。全年空調使用時間為300天,其中100%負荷日為80天,70%負荷日為150天,50%負荷日為70天。設計日逐時負荷如圖1所示。

圖1 某通信電子公司設計日逐時冷負荷

根據(jù)該用戶的用冷特性,結合廣州市大工業(yè)峰谷電價,考慮采用將其中三臺主機改造成雙工況主機,夜間8小時全部用戶制冰,白天盡量將所需冷量釋放于峰段,剩余冷量在平段釋放。

7種不同電價分別命名為方案1～7。其中方案1采用廣州電價,方案2采用深圳電價比價,方案3～5峰谷比價均為5∶1,方案6采用佛山電價。方案7為典型的商業(yè)建筑用冷模式,0∶00-8∶00冷負荷為0,其余時段冷負荷與方案1一致。各方案詳細電價見表1。在不同方案下的投資回收期見表2。方案1～5的運行策略相同 (其中方案7運行策略與方案1～5的運行策略區(qū)別在于0∶0-8∶00時段基載主機負荷為0),見圖2～圖4。方案2峰谷時段劃分與其他方案有區(qū)別,因此運行策略也有所不同,見圖5～圖7。

表1 各方案電價表[8,9]

表2 幾種電價方案下投資回收期的對比

從以上圖表所顯示的數(shù)據(jù)可得出以下結論:

(1)從方案2及方案3可看出,對于一般的蓄冷項目,當峰谷比價達到4∶1,峰谷電價差值達到0.84元左右;或當峰谷差達到1∶5時,峰谷電價差達到0.82左右,其投資回收期在5年左右,則蓄冷項目比較有吸引力。

(2)對比方案3、4、5,同樣的峰谷比價下峰段與谷段之間電價差的絕對值越大,則回收期越短。若實行專門針對蓄冷項目的蓄冷電價,則在各種電價方案下節(jié)省的電費都應以方案1電價下的常規(guī)空調電費為基準,此時投資回收期是隨著低谷電價的絕對值的增加而增加。

(3)對比方案1與方案5,可見:當保持平段和低谷電價不變,僅以提高峰期電價來拉大峰谷差價,會導致電力用戶的空調電費增加。盡管在方案5下進行蓄冷改造比方案1下的投資回收期明顯縮短,但若將方案1作為一個地區(qū)的舊電價,方案5作為新電價,則新電價下空調費用明顯增加,節(jié)省的電費若以舊電價下的常規(guī)空調費用為比較基準,其投資回收期反而增加。這就有損電力用戶的利益,用戶當然情愿選擇舊電價而不是峰谷差更大的新電價。因此在確定峰谷電價時,應當充分考慮電力用戶的利益,適當降低谷段的電價。

(4)從方案1及方案6的對比可以看出,在同樣的冷負荷需求,同樣的改造方案下,由于電價高峰時段的不同而使得空調系統(tǒng)的運行策略發(fā)生改變,最后運行費用也有所區(qū)別。由于方案6處于電力高峰時段的冷負荷量比方案1的要少,也就是說在處于70%的負荷狀況下,方案1有34.2%蓄冷量釋放于平段,而方案6則有39.7%,即方案6有更多的冷負荷是釋放在平段而不是峰段,因此運行費用比方案1多,投資回收期更長。

(5)對比方案7與方案1,可見:若為商業(yè)建筑,則夜間逐時冷負荷幾乎為0,夜間無需開啟基載主機,在同樣電價下投資回收期也將縮短,說明商業(yè)建筑更適合應用蓄冷技術。

目前納入廣東省級監(jiān)管的商貿酒店企業(yè)總營業(yè)面積超過300萬平方米*7,按照每平方約200W的冷負荷估算[6],則以上商貿酒店的制冷主機至少需要18萬kW的輸入功率。一般而言,蓄冷空調至少可以轉移10%～20%的高峰負荷。假如這些酒店全部采用蓄冷空調,則可以達到轉移1.8～3.6萬kW的高峰負荷。若拓展至全省的三星級酒店及餐廳、辦公樓等,將產生巨大的規(guī)模效益。

4 完善廣東省蓄冷電價的建議

4.1 進一步拉大峰谷電價差

為進一步縮短蓄冷改造回收期,擴大吸引力,應進一步提高峰谷電價比。建議將峰谷電價比拉至4∶1以上,峰谷電價差值應達到0.84元左右。同時,在拉大峰谷差價時,不能僅抬高峰期電價,而應適當降低谷期電價。

4.2 進一步擴大峰谷電價實施范圍

由于商業(yè)領域更適合采用蓄冷 (熱)技術,加上廣東商業(yè)空調蓄冷改造潛力大,因此建議將峰谷電價首先擴展至商業(yè)用電領域。在可行的情況下,峰谷電價可拓展至居民用電。

4.3 出臺針對蓄能 (冷或熱)項目的專門電價

若商業(yè)峰谷電價的推行存在難度,或者推行的峰谷電價的峰谷差還不具有足夠吸引力,則考慮出臺專門針對蓄能項目的蓄能電價。蓄能電價的峰谷差應較現(xiàn)行的大工業(yè)的峰谷電價更明顯,蓄冷時段的電價應較通常的峰谷電價的低谷電價更為優(yōu)惠。建議低谷時段用電的電價要比相應用電容量的普通工業(yè)峰谷電價的低谷時段電價再降低至少5分錢。比如說廣州市目前的大工業(yè)的谷期電價電度電價為0.3422元,則建議蓄冷電價的低谷時段電價應在0.29元以下。

4.4 時段劃分需綜合考慮實際負荷與用戶側用冷需求特性

為解決峰谷電價時段與用戶的冷負荷高峰不相匹配的問題,建議:

(1)峰谷電價時段的劃分需充分考慮到全省負荷曲線,同時也兼顧用戶側的用冷需求特性曲線;

(2)若全省實行蓄冷電價,對于不同類型的建筑物,在劃分電價峰谷時段時可適當考慮其用冷特性,比如商業(yè)用戶將其一個電價高峰時段置于下班后的某時段,如19∶00-21∶00,而工業(yè)用戶或普通辦公樓的高峰時段置于中午時段;

(3)若可行,在每年的蓄冷峰谷電價時段的劃分可以給予前一年全省的用電負荷曲線進行重新劃分,并提前通知各蓄冷用戶在當年的用電高峰時段放冷。

4.5 制定更多有關蓄冷項目的鼓勵政策

假如蓄冷電價峰谷比價不夠大,也可考慮出臺相應的鼓勵政策,對驗收合格的蓄冷項目進行相應的獎勵或補貼。同時,由于蓄冷空調的絕對耗能量往往會大于常規(guī)空調,可能會影響到企業(yè)的節(jié)能目標完成,目前也無法獲得國家節(jié)能相關政策的支持和鼓勵。為了進一步鼓勵蓄能技術的推廣,建議在對進行了蓄冷改造的企業(yè)進行節(jié)能考核時,對蓄冷項目耗能考核進行合理折算,并將電力移峰量作為節(jié)能減排效果的評價指標之一。

5 小結

一個地區(qū)電價政策對蓄能項目的推廣程度將產生直接的影響,為加快蓄冷項目在廣東省的推廣進度,需制定更為合理的分時電價,進一步拉大峰谷電價差,同時加大峰谷電價適用范圍或出臺合理的蓄冷電價政策,以推動更多蓄冷項目的開展,緩解夏季電力緊缺的局面,確保廣東經濟又好又快發(fā)展。

[1]嚴德隆,張維君.空調蓄冷應用技術 [M].北京:中國工業(yè)出版社,1997

[2]劉福國.燃煤發(fā)電機組負荷率影響供電煤耗的研究[J].電站系統(tǒng)工程.2008,24(4):47-49

[3]管屏.空調蓄冷方式的比較[J].上海節(jié)能.2004(6):17-18

[4]康英姿,華賁.區(qū)域供冷與分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)[J].沈陽工學院學報 (自然科學版),2006,2(6):289-293

[5]張永銓.我國蓄冷蓄冷技術的發(fā)展[J].暖通空調,2010,40(6):2-5

[6]實用供熱空調設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008,5

*1 廣東經濟和信息化委員會.2002-2011年電力運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)

*2 全國各地電價政策

*3 廣東省物價局.《關于調整銷售電價的通知》 (粵價〔2009〕 267 號)

*4 廣東省物價局.2011年12月1日發(fā)布的廣東省各地電價政策

*5 廣東省物價局.《廣東省物價局關于廣州大學城和珠江新城集中供冷系統(tǒng)試行蓄冷電價的通知》 (粵價〔2010〕 46號)

*6 廣東省物價局.《關于中山市益華城市廣場冰蓄冷空調系統(tǒng)試行峰谷電價的批復》(粵價 〔2010〕184號)

*7 《關于公布我省商貿酒店領域重點用能企業(yè)名單的通知》(粵經信節(jié)能 〔2010〕 728號)