寧成浩 王明華 唐 庚

(神華科學(xué)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，北京市昌平區(qū)，102211)

★ 經(jīng)濟(jì)管理 ★

基于成本競(jìng)爭(zhēng)力比較的新疆煤炭利用方向研究

寧成浩 王明華 唐 庚

(神華科學(xué)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，北京市昌平區(qū)，102211)

成本競(jìng)爭(zhēng)力是決定新疆煤基能源化工產(chǎn)品外送規(guī)模的重要依據(jù)之一，也是影響新疆煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)的一個(gè)重要因素?；诿夯茉椿ぎa(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力模型及判據(jù)，以煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)品(煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴)外運(yùn)為研究對(duì)象，分析和比較了新疆與能源“金三角”地區(qū)之間煤基能源化工產(chǎn)品的成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。研究表明，新疆煤炭外運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)很小，僅限于蘭州以西市場(chǎng)；新疆煤化工產(chǎn)品較寧夏、甘肅有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但與內(nèi)蒙古、陜西相比，無競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；新疆煤電直流輸送有較明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。綜合來看，未來新疆煤炭利用應(yīng)堅(jiān)持煤電、煤化工“兩翼齊飛”的戰(zhàn)略發(fā)展方向，進(jìn)一步擴(kuò)大新疆煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化規(guī)模，而不宜擴(kuò)大煤炭外運(yùn)規(guī)模。

新疆 煤炭利用 成本競(jìng)爭(zhēng)力 能源“金三角”

新疆煤炭資源豐富，是我國第14個(gè)大型煤炭基地和國家五大綜合能源基地之一。特別是隨著我國煤炭開發(fā)布局的戰(zhàn)略西移，新疆將成為未來一段時(shí)期我國西部、乃至全國煤炭發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域。改革開放以來，煤炭產(chǎn)業(yè)及煤炭下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為新疆自治區(qū)發(fā)展帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。2015年，新疆煤炭和電力的產(chǎn)業(yè)增加值約為240億元和310億元，占同期新疆工業(yè)增加值的8.3%和11.4%。然而，新疆疆內(nèi)產(chǎn)品消費(fèi)能力有限，大部分產(chǎn)品需要外送至疆外市場(chǎng)，煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)品也是如此。當(dāng)新疆煤基能源化工產(chǎn)品(例如商品煤、煤電、煤制油品、煤制天然氣、煤制烯烴等)外銷(輸)至疆外目標(biāo)市場(chǎng)時(shí)，將面臨我國能源“金三角”地區(qū)(主要指內(nèi)蒙古鄂爾多斯、寧夏寧東、陜西榆林及甘肅隴東等煤炭資源富集地區(qū))的強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)。

1 新疆煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力模型

眾所周知，新疆距離我國能源消費(fèi)中心較遠(yuǎn)，要彌補(bǔ)其運(yùn)距遠(yuǎn)的劣勢(shì)，必須在生產(chǎn)成本上具有更好的優(yōu)勢(shì)，才能體現(xiàn)煤基能源化工產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。換言之，判斷一種煤基能源化工產(chǎn)品是否具有競(jìng)爭(zhēng)力，將取決于新疆與其他地區(qū)的生產(chǎn)成本差能否抵消新疆與其他地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的運(yùn)輸成本差，若能則代表新疆此種煤基能源化工產(chǎn)品有較好的競(jìng)爭(zhēng)力，反之亦然。

本文基于以上考慮，以內(nèi)蒙古鄂爾多斯、寧夏寧東、陜西榆林及甘肅隴東為比較對(duì)象，構(gòu)建了新疆煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力模型，見表1和式(1)。

表1 新疆煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)模型

C3,i,j=C1,i,j+C2,i,j

(1)

式中：C3,i,j——j地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的i產(chǎn)品落地成本；

C1,i,j——j地區(qū)i產(chǎn)品生產(chǎn)成本；

C2,i,j——j地區(qū)輸送至目標(biāo)市場(chǎng)的i產(chǎn)品運(yùn)輸成本；

i——煤炭、煤電、煤化工(煤制油品、煤制天然氣、煤制烯烴)產(chǎn)品序號(hào)；

j——地區(qū)序號(hào)，j=1代表新疆。

判斷新疆某種煤基能源化工產(chǎn)品有其成本競(jìng)爭(zhēng)力時(shí)，需要滿足判據(jù)1：C3,i,1

判據(jù)1表示當(dāng)新疆地區(qū)i煤基能源化工產(chǎn)品的落地成本低于j地區(qū)時(shí)，新疆的這種煤基能源化工產(chǎn)品有其成本競(jìng)爭(zhēng)力。如果判據(jù)1不成立，則表示新疆的這種煤基能源化工產(chǎn)品難與來自j地區(qū)同類產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。

將式(1)帶入判據(jù)1，能推導(dǎo)出(C1,i,1+C2,i,1)-(C1,i,j+C2,i,j)<0，也即△C1,i+△C2,i<0。其中，△C1,i是新疆與其他地區(qū)的生產(chǎn)成本差；△C2,i是新疆與其他地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的運(yùn)輸成本差。其意義是新疆與其他地區(qū)的生產(chǎn)成本差能否抵消新疆與其他地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的運(yùn)輸成本差，若能則表示新疆的這種煤基能源化工產(chǎn)品有競(jìng)爭(zhēng)力，反之亦然。

判據(jù)2表示當(dāng)實(shí)際運(yùn)輸距離差△L小于△Le時(shí)，則可判定新疆煤基能源化工產(chǎn)品具有競(jìng)爭(zhēng)力，反之亦然。等效運(yùn)輸距離差△Le越大，則表示新疆煤基能源化工產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)。

2 新疆煤炭外運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力比較

煤炭外運(yùn)方式有公路運(yùn)輸與鐵路運(yùn)輸兩種。在遠(yuǎn)距離煤炭運(yùn)輸上，鐵路運(yùn)輸具備規(guī)模和成本優(yōu)勢(shì)，因此本文采用鐵路運(yùn)輸方式進(jìn)行比較。在目標(biāo)市場(chǎng)選擇方面，考慮到蘭州市與西安市是我國西部重要的鐵路運(yùn)輸樞紐，西部很多貨物由此轉(zhuǎn)運(yùn)至我國東部和南部地區(qū)，故本文選取這兩個(gè)地點(diǎn)作為煤炭外運(yùn)目標(biāo)市場(chǎng)。

2.1 煤炭生產(chǎn)成本

煤炭生產(chǎn)成本包括資源成本、基本生產(chǎn)成本、安全成本、生態(tài)環(huán)境成本和可持續(xù)發(fā)展成本等，其高低受資源與環(huán)境因素、技術(shù)與工藝因素、安全生產(chǎn)因素、經(jīng)營管理因素以及政策與法規(guī)因素的影響較大。經(jīng)過實(shí)地考察及調(diào)研，新疆及能源“金三角”地區(qū)的煤炭生產(chǎn)成本取值見表2。

表2 新疆及能源“金三角”地區(qū)的煤炭生產(chǎn)成本

2.2 煤炭運(yùn)輸成本

根據(jù)2015年國家發(fā)改委發(fā)布的中國煤炭鐵路運(yùn)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，各地區(qū)煤炭運(yùn)輸至目標(biāo)市場(chǎng)的運(yùn)輸成本按基價(jià)1的18.6元/t和基價(jià)2的0.1551元/(t·km)計(jì)算，見表3。

表3 新疆及能源“金三角”地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的煤炭運(yùn)輸成本

2.3 煤炭落地成本

將表1和表2的數(shù)值帶入式(1)，可計(jì)算新疆哈密、能源“金三角”地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的煤炭落地成本，見表4。從計(jì)算結(jié)果來看，同樣運(yùn)至蘭州市場(chǎng)，哈密煤炭的落地成本較寧東略低，較榆林、鄂爾多斯和華亭略高。按照判據(jù)1，可判斷哈密煤炭在蘭州以西市場(chǎng)是有一定競(jìng)爭(zhēng)能力的。而同樣運(yùn)至西安市場(chǎng)，哈密煤炭的落地成本則遠(yuǎn)高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，這表明哈密煤炭在西安以東和以南市場(chǎng)上均無法與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手抗衡。因此，在榆林、鄂爾多斯和寧東等主要競(jìng)爭(zhēng)地區(qū)煤炭供應(yīng)充分的前提下，新疆煤炭很難進(jìn)入西安以東和以南地區(qū)的煤炭市場(chǎng)。

表4 新疆及能源“金三角”地區(qū)至目標(biāo)市場(chǎng)的煤炭落地成本 元/t

3 新疆煤電外輸競(jìng)爭(zhēng)力比較

我國西部各煤炭基地的地理位置、送電需求、送電距離、送電路徑等情況各不相同，可以選擇不同的輸電方式和輸電電壓等級(jí)進(jìn)行煤電外送。目前，常用的輸電方式有交流輸電和直流輸電兩種，它們具有截然不同的技術(shù)特點(diǎn)。交流輸電具有網(wǎng)絡(luò)功能，可以靈活地匯集、輸送和分配電力，需要各電壓等級(jí)協(xié)調(diào)配合，因此其具有較為嚴(yán)格的安全輸送距離。直流輸電是一種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高效送電方式，相比于交流輸電，直流輸電被公認(rèn)在遠(yuǎn)距離輸電場(chǎng)合具有更加優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)性。因此本文在進(jìn)行煤電外輸競(jìng)爭(zhēng)力比較的時(shí)候采用直流輸電方式。在送端上，本文挑選北京、上海、成都作為受端目標(biāo)市場(chǎng)進(jìn)行比較。

3.1 煤電生產(chǎn)成本

煤電生產(chǎn)成本(CΣ)由折舊成本(Cd)、燃料成本(Cf)以及維護(hù)成本(Cm)三部分組成，煤電生產(chǎn)成本可按下式計(jì)算：

(2)

式中：γ——發(fā)電成本的運(yùn)行維護(hù)系數(shù)，一般取值在1.13～1.18之間，本文取1.15；

iSIC——電站凈功率折算的動(dòng)態(tài)投資費(fèi)用，元/kW，本文以600 MW超臨界火電機(jī)組為參考，取iSIC為4000元/kW；

τ——機(jī)組的年利用小時(shí)數(shù)，以2015年全國火電機(jī)組年發(fā)電小時(shí)數(shù)為參考，取4364 h；

t——電站的服役期，一般為20～30年，本文按25年計(jì)；

Cf1——單位熱值煤炭生產(chǎn)成本，元/GJ；

η——機(jī)組平均熱效率，參考600 MW超臨界火電機(jī)組平均熱效率，本文按40%計(jì)。

依據(jù)上述條件，可計(jì)算新疆、能源“金三角”地區(qū)的煤電生產(chǎn)成本，見表5。

表5 新疆與能源“金三角”地區(qū)煤電生產(chǎn)成本

3.2 煤電輸送成本

輸電成本按如下三步法計(jì)算。

第一，運(yùn)用現(xiàn)金流折現(xiàn)的方式，計(jì)算直流輸電項(xiàng)目的成本凈現(xiàn)值。直流輸電項(xiàng)目的生產(chǎn)成本包含了初始投資成本、每年的維護(hù)成本、損耗費(fèi)用、輸電走廊折舊費(fèi)用。完整的直流輸電項(xiàng)目成本凈現(xiàn)值計(jì)算模型如表6所示。

表6 直流輸電項(xiàng)目成本計(jì)算模型

其中，現(xiàn)值與年值換算公式為：

(3)

式中：P——現(xiàn)值；

A——年值；

r——年利率；

t——生命周期。

第二，估算直流輸電項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的總輸電量，并將其進(jìn)行折現(xiàn)。

第三，計(jì)算單位發(fā)電量的成本凈現(xiàn)值，即為直流輸電成本?？紤]到運(yùn)行額定功率以及運(yùn)行電壓的不同，將會(huì)造成輸電成本不同，本文以兩地之間的最小輸電成本為基準(zhǔn)進(jìn)行比較，主要經(jīng)濟(jì)參數(shù)見表7。新疆、能源“金三角”地區(qū)至送端目標(biāo)市場(chǎng)的直流輸電成本見表8。

表7 計(jì)算模型中采用的經(jīng)濟(jì)參數(shù)

表8 電源點(diǎn)至受端目標(biāo)市場(chǎng)的直流輸電成本

3.3 煤電落地成本

將表5和表8結(jié)果帶入式(1)，可計(jì)算新疆哈密、能源“金三角”地區(qū)直流輸電至受端目標(biāo)市場(chǎng)的煤電落地成本，見表9。從計(jì)算結(jié)果來看，哈密煤電的外送成本較鄂爾多斯、榆林、寧東、華亭都要低。按照判據(jù)1，可以判斷哈密煤電直流送至北京、上海和成都均具有較好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這主要是因?yàn)楸M管新疆煤電在輸送距離上有著明顯的劣勢(shì)，但是其煤電生產(chǎn)成本低廉，例如哈密煤電的單位成本僅為鄂爾多斯的75%、寧東的54%，很好地彌補(bǔ)了新疆距離電力消費(fèi)中心距離較遠(yuǎn)的劣勢(shì)。另外，可以預(yù)見，隨著大規(guī)模直流輸電設(shè)備及制造工藝的持續(xù)改進(jìn)，直流輸電的成本將進(jìn)一步下降，因此未來疆電的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將更為明顯。

表9 電源點(diǎn)至送端目標(biāo)市場(chǎng)的煤電落地成本 元/kWh

4 新疆煤化工產(chǎn)品外運(yùn)競(jìng)爭(zhēng)力比較

煤炭通過現(xiàn)代煤化工技術(shù)轉(zhuǎn)化成為石油、天然氣替代產(chǎn)品，不僅延長了煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，同時(shí)也極大地提高了煤炭附加值，因此成為煤炭資源富集地區(qū)重要的發(fā)展方向之一。本文以煤制天然氣、煤制油和煤制烯烴為主要對(duì)象，研究新疆煤化工產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

4.1 計(jì)算依據(jù)

(1)煤化工產(chǎn)品成本構(gòu)成最主要的差異體現(xiàn)在原煤價(jià)差和固定資產(chǎn)折舊及攤銷兩個(gè)方面，而職工薪酬、維修費(fèi)、水費(fèi)、環(huán)保費(fèi)用及其他費(fèi)用假定相同。

(2)項(xiàng)目消耗的電力折算到燃料煤。

(3)新疆地區(qū)建設(shè)項(xiàng)目的固定資產(chǎn)投資為其他地區(qū)的1.2倍。

(4)煤制天然氣管道運(yùn)輸費(fèi)用為0.116元/(103m3·km)；油品和化學(xué)品以鐵路方式輸送，油品運(yùn)輸費(fèi)用為0.20元/(t·km)，化學(xué)品運(yùn)輸費(fèi)用為0.17元/(t·km)。

(5)不同工藝的技術(shù)指標(biāo)按照表10進(jìn)行計(jì)算。

4.2 煤轉(zhuǎn)化產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力分析

本文以規(guī)模為40億m3/a的煤制天然氣項(xiàng)目、100萬t/a的間接液化項(xiàng)目和68萬t/a煤制烯烴項(xiàng)目為例，計(jì)算了煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴3種煤基能源化工產(chǎn)品的等效運(yùn)輸距離差，見表11。

表10 不同煤化工產(chǎn)品生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)

表11 新疆準(zhǔn)東與其他地區(qū)煤化工產(chǎn)品的等效運(yùn)輸距離差

從煤制天然氣等效運(yùn)輸距離差結(jié)果來看，寧夏寧東、甘肅華亭的數(shù)值較大，而陜西榆林、內(nèi)蒙古鄂爾多斯的數(shù)值較小。按照判據(jù)2，可以判斷相比較寧東和華亭地區(qū)，準(zhǔn)東煤制天然氣是有一定競(jìng)爭(zhēng)力的。但與榆林相比，準(zhǔn)東煤制天然氣競(jìng)爭(zhēng)力較為一般。與鄂爾多斯相比，準(zhǔn)東煤制天然氣僅能夠輸送至蘭州以西地區(qū)，其成本競(jìng)爭(zhēng)力較弱，適于在疆內(nèi)消化。從煤制油、煤制烯烴等效運(yùn)輸距離差結(jié)果來看，也能得出與煤制天然氣類似的結(jié)論。盡管如此，從煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴等效運(yùn)輸距離差結(jié)果綜合來看，煤制烯烴的等效運(yùn)輸距離差數(shù)值較大，這說明新疆發(fā)展現(xiàn)代煤化工，應(yīng)著力發(fā)展煤制烯烴，其競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)要高于煤制天然氣和煤制油。

5 結(jié)語

受疆內(nèi)能源化工產(chǎn)品消費(fèi)能力限制，新疆必須將煤基能源化工產(chǎn)品輸送至疆外， 其規(guī)模的大小將影響到新疆煤炭產(chǎn)業(yè)能做大到何種程度。而決定煤基能源化工產(chǎn)品外輸規(guī)模的主要條件就是，與其他煤炭資源地區(qū)相比，要有很好的成本競(jìng)爭(zhēng)力。從本文煤炭、煤電、煤化工產(chǎn)品成本競(jìng)爭(zhēng)力分析來看，新疆煤炭外運(yùn)不具有優(yōu)勢(shì)，僅在蘭州以西市場(chǎng)有一定的競(jìng)爭(zhēng)力；新疆煤電直流輸送至北京、上海、成都均具有較好的競(jìng)爭(zhēng)力，優(yōu)勢(shì)較為明顯；新疆煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴較部分煤炭資源省區(qū)是有一定競(jìng)爭(zhēng)力的?；诖耍磥硇陆禾坷脩?yīng)堅(jiān)持以煤電、煤轉(zhuǎn)化為主線，加大疆內(nèi)煤炭轉(zhuǎn)化利用規(guī)模，不宜加大煤炭外運(yùn)規(guī)模。在煤炭轉(zhuǎn)化方向上，也應(yīng)堅(jiān)持以煤制烯烴為主、煤制天然氣和煤制油為輔的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，并通過國家和地方的政策支持，提高其競(jìng)爭(zhēng)力，從而將新疆打造成為我國重要的煤電、煤化工生產(chǎn)基地。

[1] 劉振亞，張啟平.國家電網(wǎng)發(fā)展模式研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013(7)

[2] 李峰，李興源.特高壓直流輸電相關(guān)問題的綜述[J].四川電力技術(shù)，2006(6)

[3] 牛新祥.對(duì)我國煤化工示范項(xiàng)目主要產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性分析[J].煤炭加工與綜合利用，2014(2)

[4] 王明華，寧成浩，李瑞峰. 新疆現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵問題與十三五發(fā)展建議[J].中國煤炭，2017(2)

StudyondirectionofcoalutilizationinXinjiangbasinguponcomparisonofcostcompetitiveness

Ning Chenghao, Wang Minghua, Tang Geng

(Shenhua Science and Technology Research Institute Co., Ltd., Changping, Beijing 102211, China)

Cost competitiveness is a vital factor to determine export scale of coal based energy products and also an influencing factor on the sustainable development of coal and coal conversion industry in Xinjiang. According to cost competitiveness model and criterion of coal based energy products, the authors took outward transport of coal, coal power, and coal chemical industrial products in Xinjiang as objects, analyzed and compared cost competitiveness advantages of the products between Xinjiang and energy golden triangle regions. The results showed that the coal products had small competitive advantage if transported the products to the east of Lanzhou, coal-based chemical series products in Xinjiang had more competitive advantage than Ningxia and Gansu, but no competitive advantage in Inner Mongolia and Shaanxi, coal power transport through direct current in Xinjiang had more advantage than other districts. In sum, development of Xinjiang coal utilization should insist developing both coal power and coal-based chemical products, enlarging the size of coal clean and efficient transformation, and restricted the size of outward transport in the future.

Xinjiang, coal utilization, cost competitiveness, energy golden triangle

中國工程院重大咨詢項(xiàng)目(2016-ZD-14-05)

寧成浩，王明華，唐庚. 基于成本競(jìng)爭(zhēng)力比較的新疆煤炭利用方向研究[J].中國煤炭，2017，43(12):27-31，67.

Ning Chenghao, Wang Minghua, Tang Geng. Study on direction of coal utilization in Xinjiang basing upon comparison of cost competitiveness [J].China Coal，2017，43(12):27-31，67.

TD-9

A

寧成浩(1976-)，男，青海西寧人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事煤炭高效清潔開發(fā)利用相關(guān)戰(zhàn)略規(guī)劃、政策研究、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析等軟科學(xué)研究工作。

(責(zé)任編輯 宋瀟瀟)