王澤明
(國(guó)家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)中心,浙江杭州 310030)
燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)是指布置在用戶附近,以燃?xì)鉃橐淮文茉?,用于供給用戶冷、熱、電能源的分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)。當(dāng)前已運(yùn)行和正在建設(shè)中的分布式能源供應(yīng)系統(tǒng),多采用天然氣作為燃料,因此本文僅針對(duì)以天然氣為燃料的分布式能源系統(tǒng)。
《燃?xì)饫錈犭娙?lián)供工程技術(shù)規(guī)程》[2]適用范圍為15MW以下的分布式能源供應(yīng)系統(tǒng),而《分布式供能技術(shù)規(guī)程》[3]適用范圍為6MW以下分布式供能系統(tǒng),《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見(jiàn)》將分布式電源定義為10千伏及以下電壓等級(jí)接入電網(wǎng),且單個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)總裝機(jī)容量不超過(guò)6MW的發(fā)電項(xiàng)目。本文在此對(duì)容量不做限定,分析各種價(jià)格因素變化對(duì)燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)的影響。
某燃?xì)夥植际侥茉磁c傳統(tǒng)集中供能的對(duì)比如圖1所示,可知在滿足同樣冷、熱、電需求的情況下,分布式供能所需的燃料是傳統(tǒng)供能方式的85.23%。主要原因在于,分布式供能可以直接向用戶供電,減少了電網(wǎng)傳輸損失;充分利用發(fā)電后的余熱制取所需冷、熱能,實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用,提高能源利用率。分布式供能方式可顯著提高燃料的利用率,實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用的科學(xué)用能,是當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ墓┠芊绞健?/p>
參照現(xiàn)有分布式能源項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告,可知影響燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)的主要價(jià)格因素有:總投資、燃?xì)鈨r(jià)格、供電價(jià)格、供冷價(jià)格、供熱價(jià)格,另外設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)數(shù)等也會(huì)對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生較大影響,本文不做分析。
A項(xiàng)目為某地區(qū)域式燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目,在此以A項(xiàng)目為例,對(duì)以上因素進(jìn)行逐一分析。
A項(xiàng)目電價(jià)對(duì)總投資的敏感度系數(shù)為0.24左右[4],隨著總投資提高,電價(jià)提高。綜合分析幾個(gè)相似項(xiàng)目的總投資構(gòu)成,引進(jìn)設(shè)備(燃?xì)鈾C(jī))占總投資的30%左右,是總投資中最重要的一部分。由于燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)大量依賴進(jìn)口,在國(guó)內(nèi)產(chǎn)出同等高品質(zhì)的產(chǎn)品前,該部分將占有成本的較大比例。
對(duì)比樓宇式分布式能源項(xiàng)目,主機(jī)設(shè)備隨著機(jī)組容量減小,單位容量投資增大,總投資的敏感度系數(shù)會(huì)相應(yīng)提高??刂瓶偼顿Y是樓宇分布式能源項(xiàng)目需要更多關(guān)注的內(nèi)容。
圖2 A項(xiàng)目的總投資與電價(jià)
對(duì)電價(jià)的燃?xì)鈨r(jià)格敏感度系數(shù)在0.83左右[4],隨著燃?xì)鈨r(jià)格上升,電價(jià)快速上漲[4]。當(dāng)前燃?xì)鈨r(jià)格上漲壓力較大,該部分對(duì)分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性影響具有決定性作用。優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行,提高系統(tǒng)能源綜合利用率,并合理設(shè)定熱(冷)電比,是在同等條件下,削減燃?xì)鈨r(jià)格不利影響的主動(dòng)手段。
A項(xiàng)目供電價(jià)格為0.594元/kWh。參照同類項(xiàng)目的供電價(jià)格在0.5~0.9元/kWh[1],針對(duì)自發(fā)自用的分布式能源項(xiàng)目,當(dāng)前用戶用電價(jià)格多采用階梯電價(jià),分為高峰和低谷等3~4檔,各地根據(jù)實(shí)際情況制定相應(yīng)的用電收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),電價(jià)0.2~1.2元不等,用戶可據(jù)此對(duì)比分布式能源供電價(jià)格與電網(wǎng)供電價(jià)格;針對(duì)余電上網(wǎng)的分布式能源項(xiàng)目,國(guó)家暫未出臺(tái)相應(yīng)的余電上網(wǎng)收購(gòu)標(biāo)準(zhǔn),仍需進(jìn)一步關(guān)注。
A項(xiàng)目的供冷平均價(jià)格為0.7831元/kWh,參考大多數(shù)項(xiàng)目的供冷價(jià)格在75~90元/GJ(合0.27~0.324元/kWh)[1],該供冷價(jià)格偏高。由于集中供冷發(fā)展尚不完善,且并無(wú)集中供冷相關(guān)的價(jià)格規(guī)范,因此可參考傳統(tǒng)空調(diào)供冷的成本。取家用空調(diào)COP1值為2.5和工商用空調(diào)COP2值為4.5,則制冷耗電量為0.4~0.22kWh(電)/kWh(冷),當(dāng)前電價(jià)平均為民用0.5元/kWh工業(yè)1.0元/kWh,則傳統(tǒng)空調(diào)制冷價(jià)格為0.2~0.22元/kWh,空調(diào)投資成本較運(yùn)行成本低很多,均攤到各年的費(fèi)用較少,均攤到每度電的費(fèi)用更少,因此考慮初投資后的傳統(tǒng)制冷成本為0.25~0.35元/kWh,現(xiàn)有的大多數(shù)供冷價(jià)格較為合理。
A項(xiàng)目的供熱價(jià)格為60元/GJ(合0.216元kWh),相比同類其它項(xiàng)目的70~85元/GJ[1],定價(jià)偏低,當(dāng)前分戶計(jì)量的供熱價(jià)格,計(jì)量部分為0.1~0.2元/kWh,如北京市發(fā)改委發(fā)布的熱計(jì)量供熱價(jià)格,基本熱價(jià)為18元/m2,計(jì)量熱價(jià)為55.56元/GJ,(合0.2元/kWh),西安等地的計(jì)量熱價(jià)均為40~60元/GJ。相比現(xiàn)有熱力公司的供熱價(jià)格,現(xiàn)有的分布式能源項(xiàng)目熱價(jià)偏高。
圖3 A項(xiàng)目的燃?xì)鈨r(jià)格與電價(jià)
A項(xiàng)目熱價(jià)敏感性分析來(lái)看,隨著發(fā)電量增加,熱價(jià)迅速降低,這是由機(jī)組的發(fā)電收益增加,熱價(jià)具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著氣價(jià)上漲,熱價(jià)呈顯著地上漲趨勢(shì)。
圖5 A項(xiàng)目供電價(jià)格敏感度分析
燃?xì)夥植际侥茉催m用對(duì)象主要包括酒店、機(jī)場(chǎng)、大學(xué)、工業(yè)園區(qū)等能源利用大戶,在東部沿海和中西部的大城市,這樣的用戶均比較集中。雖然當(dāng)前大多燃?xì)夥植际侥茉吹牡湫晚?xiàng)目均坐落于東南沿海發(fā)達(dá)地區(qū),但隨著項(xiàng)目的不斷完善和推廣,燃?xì)鈨r(jià)格的主導(dǎo)作用會(huì)愈加凸顯,將打破當(dāng)前燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目的格局。
2013年2 ~5 月國(guó)內(nèi)主要省份平均燃?xì)鈨r(jià)格如圖6所示,由圖可知,燃?xì)鈨r(jià)格在全國(guó)各地差異較大,浙江、廣西、廣東的工業(yè)管道燃?xì)鈨r(jià)格達(dá)到了4~5元/Nm3,而新疆、內(nèi)蒙古、重慶等地的價(jià)格均低于2元/Nm3,當(dāng)前除上海等少數(shù)地區(qū)推出了針對(duì)燃?xì)夥植际侥茉吹挠脷鈨?yōu)惠政策,其它各地均沒(méi)有出臺(tái)相應(yīng)的政策,分布式能源用氣價(jià)格多取決于建設(shè)單位與供氣企業(yè)的談判,談判價(jià)格多參考燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站和工業(yè)用氣的價(jià)格。
在此價(jià)格分布圖基礎(chǔ)上可分析燃?xì)夥植际侥茉窗l(fā)展,當(dāng)前大力發(fā)展分布式能源項(xiàng)目的廣東、廣西、上海等地,在燃?xì)鈨r(jià)格方面均處于
劣勢(shì),相比而言,東南沿海的江蘇、福建、京津冀地區(qū),有較好的燃?xì)鈨r(jià)格優(yōu)勢(shì),將會(huì)迎來(lái)分布式能源的較快發(fā)展。隨著西部大開(kāi)發(fā)的深入,東南沿海的加工制造業(yè)西遷,西部地區(qū)的工業(yè)園等會(huì)陸續(xù)發(fā)展起來(lái),另外大學(xué)、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)所也有同樣的冷熱電需求,該地區(qū)的燃?xì)夥植际侥茉从懈蟮陌l(fā)展?jié)摿Α?/p>
圖4 A項(xiàng)目供熱價(jià)格敏感度分析
燃?xì)夥植际侥茉垂?yīng)的主要能源形式有冷、熱、電,而電是用戶最重要的用能,現(xiàn)有的空調(diào)、制冷設(shè)備,均可方便地利用電能產(chǎn)生用戶所需的冷熱,用戶生產(chǎn)生活均離不開(kāi)電能,因此市場(chǎng)電價(jià)對(duì)燃?xì)夥植际侥茉吹倪m用性分析至關(guān)重要。
以某市2009年公布的銷售普通工業(yè)電價(jià)為例,階梯電價(jià)見(jiàn)表1。
表1 某省峰谷電價(jià)(<1kV)
普通工業(yè)的尖峰電價(jià)高達(dá)1.3元/kWh以上,谷電價(jià)格與居民峰電價(jià)格相當(dāng),在0.55元/kWh左右。雖然燃?xì)夥植际侥茉吹陌l(fā)電價(jià)格較高,為0.5~0.9元/kWh,由于直供用電企業(yè),且可以將余熱直接供應(yīng)當(dāng)?shù)仄髽I(yè),因此燃?xì)夥植际侥茉瘁槍?duì)該省份的工業(yè)用戶,仍然具有較好的價(jià)格適用性。
在此定義峰谷電價(jià)差,即用戶購(gòu)電峰谷電價(jià)與燃?xì)夥植际侥茉词垭妰r(jià)格的差值。當(dāng)取燃?xì)獍l(fā)電供電價(jià)格0.594元/kWh,則針對(duì)該省尖峰時(shí)段的峰谷電價(jià)差0.721元/kWh,此時(shí)段用戶可以收獲較大的收益;針對(duì)低谷時(shí)段,峰谷電價(jià)差為-0.041元/kWh,即燃?xì)獍l(fā)電成本比購(gòu)電成本高。
燃?xì)夥植际侥茉聪到y(tǒng)需考慮余熱利用產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。取熱電比為1∶1,售熱價(jià)格0.216元/kWh,將受熱與售電合并作為出售收入,則補(bǔ)償后的峰谷電價(jià)差0.175元/kWh。當(dāng)部分余熱用于制冷時(shí),由于單位制冷量與熱量基本持平(吸收式制冷機(jī)的COP為0.7~1.4),冷價(jià)較熱價(jià)高,可獲得更高的峰谷電價(jià)差。此時(shí)運(yùn)行燃?xì)夥植际侥茉?,仍比直接從市?chǎng)購(gòu)電、冷、熱,有較好的經(jīng)濟(jì)性,但此時(shí)獲得收益微薄。
當(dāng)售電價(jià)格偏高,如達(dá)到分析的幾個(gè)案例中的最高值0.9元/kWh,則峰谷電價(jià)差在谷電時(shí)段,即便考慮熱價(jià)補(bǔ)償,仍小于0,購(gòu)買(mǎi)市電和所需冷、熱,會(huì)有更好的經(jīng)濟(jì)性。因此根據(jù)峰谷電價(jià)差分時(shí)曲線,合理安排分布式能源的運(yùn)行,是實(shí)現(xiàn)分布式能源在峰谷電價(jià)環(huán)境下得到良好應(yīng)用的重要保障。
參照峰谷電價(jià)差,優(yōu)化機(jī)組運(yùn)行,當(dāng)峰谷電價(jià)差大于0時(shí),可開(kāi)啟分布式能源系統(tǒng),用戶可獲得收益,當(dāng)峰谷電價(jià)差小于0時(shí),應(yīng)關(guān)閉分布式能源系統(tǒng)。峰谷電價(jià)差越大,則用戶從分布式能源供能系統(tǒng)獲得的收益越大。
市場(chǎng)供冷價(jià)格仍處于不規(guī)范狀態(tài),按照市場(chǎng)化運(yùn)作規(guī)律,供冷價(jià)格宜定在0.3元/kWh左右,供熱價(jià)格參照現(xiàn)有供熱計(jì)量收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),不應(yīng)高于60元/GJ(合0.216元/kWh)。
燃?xì)鈨r(jià)格對(duì)分布式能源具有決定性作用,依據(jù)燃?xì)鈨r(jià)格分布情況,燃?xì)夥植际侥茉吹陌l(fā)展應(yīng)偏向中西部等燃?xì)鈨r(jià)格較低的區(qū)域。
針對(duì)各地峰谷電價(jià)政策,應(yīng)在峰谷電價(jià)差的基礎(chǔ)上,避開(kāi)谷電時(shí)段,盡量在峰電時(shí)段供能,科學(xué)制定分布式能源運(yùn)行策略,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
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