羅家松，徐 彤，王新雷

（國網經濟技術研究院有限公司，北京 102209）

電供暖是電能替代的重要形式，是解決我國北方地區(qū)大氣污染問題、促進可再生能源消納、改善電力負荷峰谷差的重要手段。因為供暖負荷具有熱慣性，且電供暖項目常附帶蓄熱設備，未來電供暖項目可能作為可中斷負荷大范圍參與輔助服務，是電力需求側管理的重要對象。2016年以來，我國開始大規(guī)模建設電供暖項目，相關建設經驗表明，影響電供暖項目推廣的決定性因素是其經濟性，經濟性研究是電供暖相關研究中的熱點。

1 研究對象選擇

我國各地的電價和熱價、補貼政策、建筑能耗、氣候條件差異較大，需選擇典型地區(qū)開展電供暖經濟性研究。電供暖技術類型多樣，特別是集中式電供暖和分散式電供暖的技術特點、適用的價格和政策差異很大，需選擇具體的技術類型開展研究。此外，目前并行有3種電價結算方式，需確定具體的電價結算方式進行分析。

1.1 典型地區(qū)選擇

北京市是我國推廣電供暖項目建設力度最大的北方供暖城市之一，其相關政策體系比較成熟，因此本文選擇北京市作為電供暖項目經濟性研究的典型地區(qū)。

1.2 技術類型選擇

相比激勵政策較完備且已大規(guī)模推廣建設的分散式電供暖項目，目前北京市集中式電供暖項目建設規(guī)模較小，但其技術水平高、可維護性和可持續(xù)性好，更容易實現(xiàn)電力調度參與輔助服務，政府的補貼負擔也小，未來發(fā)展空間大，因此本文選擇北京市的集中式電供暖項目作為研究對象，具體研究蓄熱式電鍋爐、空氣源熱泵、地源（水源）熱泵等3種技術類型。

1.3 電價結算方式選擇

我國并行有3種與電供暖相關的用電結算方式：目錄電價結算、購銷差價不變結算、電力交易結算，它們與電供暖項目的經濟性密切相關。目錄電價結算方式即通過查目錄電價表（銷售電價表）確定電供暖項目用電價格；購銷差價不變結算即電網公司在目錄電價的基礎上降低對電供暖項目的銷售電價，同時等額度降低對關聯(lián)發(fā)電企業(yè)的收購電價，維持購電、售電的價差不變；電力交易結算方式即電供暖用戶與發(fā)電企業(yè)商定交易電價，電網公司向電供暖用戶收取過網費。

雖然目前電力市場建設取得重大進展，但實時交易市場尚需建設和完善，全國統(tǒng)一的電力市場也未建立，因其民生屬性電供暖項目在電力市場中的競爭力也不強，因此通過電力交易結算方式生存的集中式電供暖項目極少，故本文主要討論前2種結算方式下集中式電供暖項目的經濟性。

2 目錄電價結算條件下北京市集中式電供暖項目的經濟性

2.1 臨界電價分析模型

臨界電價分析模型設定項目投資內部收益率等于行業(yè)基準收益率，計算項目可以承受的最高用電價格（即“臨界電價”），通過對比臨界電價和目錄電價即可判斷該項目的經濟性。

3類集中式電供暖項目的臨界電價分析模型構建如下。

（1）蓄熱式電鍋爐項目

目前，北京市實施峰、平、谷分時段電價，蓄熱式電鍋爐項目主要在谷時段用電，未來可能僅補貼谷時段電價，故本文計算谷時段的臨界電價，通過與目錄電價表中的谷時段電價對比，討論蓄熱式電鍋爐項目的經濟性。

蓄熱式電鍋爐項目臨界電價分析模型如下

（2）空氣源熱泵項目

空氣源熱泵項目與蓄熱式電鍋爐項目的臨界電價分析模型本質相同，蓄熱式電鍋爐項目主要在谷時段用電，但空氣源熱泵項目在峰、平、谷時段用電量相差不多，未來可能等額補貼峰、平、谷時段電價，故計算峰、平、谷時段加權臨界電價。

空氣源熱泵項目加權臨界電價計算模型為

（3）地源（水源）熱泵項目

地源（水源）熱泵項目與空氣源熱泵的原理和運行模式相同，故臨界電價模型相同，兩者差異主要體現(xiàn)在邊界條件上。

2.2 邊界條件

（1）基本邊界條件

設定項目投資內部收益率i為8%，由調研可知，集中式電供暖設備壽命為25年，殘值率為5%。

根據(jù)北京市目錄電價表，適用于集中式電供暖項目的峰段電價為0.976 4元/kWh，平段電價為0.667 0元/kWh，谷段電價為0.366 6元/kWh（不考慮夏季尖峰）。峰時段8 h（10:00～15:00，18:00～21:00），平時段7 h（7:00～10:00，15:00～18:00，21:00～22:00），谷時段9 h（22:00～7:00）。

（2）初投資及補貼相關邊界條件

3類集中式電供暖技術還可細分為多個技術子類型，在調研了電供暖設備生產和經銷廠家、電供暖項目設計及投資企業(yè)后得出各子類型的造價情況如表1所示。

表1 不同電供暖設備類型的造價

表2 北京市集中式電供暖的初投資補貼情況

表3 不同類型建筑物每個供暖季單位面積供暖耗電量數(shù)據(jù)

建設集中式電供暖項目常需配套配電網改造工程。基于調研，設定配套配電網改造工程投資由集中式電供暖項目投資商承擔，其投資和與集中式電供暖項目本體投資額之比為1∶1。通過調研政策文件，北京市集中式電供暖初投資補貼政策如表2所示。

（3）供暖對象采暖季單位面積耗電量相關邊界條件

通過調研電暖項目投資企業(yè)和實地考察典型電供暖項目，不同類型建筑物每個供暖季單位面積供暖耗電量數(shù)據(jù)如表3所示。

（4）供暖費用邊界條件

通過查詢北京市居民、非居民供暖價格以及文獻資料，整理得出不同類型供暖對象的熱費標準如表4所示。

表4 不同類型的供暖對象的熱費標準

2.3 經濟性分析結論

（1）蓄熱式電鍋爐項目

計算得出的蓄熱式電鍋爐項目谷時段臨界電價如表5所示（陰影格中數(shù)據(jù)高于目錄電價表中谷時段電價0.366 6元/kWh）。

由表5可知，僅極少數(shù)情況下蓄熱式電鍋爐項目具有財務生存能力，即在目錄電價結算方式下很難推廣建設蓄熱式電鍋爐項目。

（2）空氣源熱泵項目

計算得出的空氣源熱泵項目加權臨界電價如表6所示（陰影格中數(shù)據(jù)高于目錄電價表中峰、平、谷時段電價的算術平均值0.657 5元/kWh）。

由表6可知，僅當熱價較高、供暖對象供暖季單位面積耗電量較小時空氣源熱泵才具有財務生存能力，即在目錄電價結算條件下難于推廣建設集中式空氣源熱泵項目。

（3）地源（水源）熱泵項目

計算得出的地源（水源）熱泵項目加權臨界電價如表7所示（陰影格中的數(shù)據(jù)高于目錄電價表中峰、平、谷時段電價的算術平均值0.657 5元/kWh）。

由表7可知，大多數(shù)條件下的地源（水源）熱泵項目具有財務生存能力，只要具備資源條件，在目錄電價結算條件下容易推廣建設地源（水源）熱泵項目。

表5 蓄熱式電鍋爐項目谷時段臨界電價 元/kWh

表6 空氣源熱泵項目加權臨界電價 元/kWh

表7 地源（水源）熱泵項目的加權臨界電價 元/kWh

4 購銷差價不變結算方式下北京市集中式電供暖項目的經濟性

前文計算的集中式電供暖項目臨界電價與目錄電價的差價即為保證該集中式電供暖項目實現(xiàn)盈利的電價降價需求。另一方面，風電等可再生能源電力上網電價較高，邊際成本接近于0，部分地區(qū)棄風、棄光情況嚴重，可能存在降價銷售的意愿和空間。發(fā)電側（可再生能源項目）和需求側（集中式電供暖項目）可達成降價協(xié)議，電網公司降低發(fā)電側上網電價，同時等額降低需求側用電價格，保持購銷差價不變，從而使各方均具備財務生存能力。

首先分析蓄熱式電鍋爐項目的降價需求。根據(jù)調研，認為供暖對象單位面積耗電量為100 kWh/m2、熱價為56 元/m2（含補貼 26 元/m2）的情景最具代表性，計算其平均降價需求，如表8所示。

對表8“保證項目盈利的降價需求”欄所列數(shù)據(jù)進行算術平均，計算得出平均需降價0.25元/kWh，即發(fā)電側上網電價和需求側用電價格同步降低0.25元/kWh時，可保證蓄熱式電鍋爐項目具有財務生存能力。

同理，選取供暖對象單位面積耗電量為60kWh/m2、熱價為56元/m2的情景作為空氣源熱泵項目供暖的典型情景，經計算可知，如需推廣建設發(fā)電側、需求側電價需同步下降0.12元/kWh。地源（水源）熱泵項目在目錄電價結算條件下即可生存，如采用購銷差價不變結算方式降低電價，其項目投資內部收益率更高。

表8 保證蓄熱式電鍋爐項目實現(xiàn)盈利的降價需求

5 結束語

通過構建臨界電價分析模型，討論了北京市集中式電供暖項目的經濟性，主要結論包括：

（1）供暖對象單位面積耗電量（與建筑能耗水平、用能特點等相關）、熱價、初投資、電價、各類補貼等因素對集中式電供暖項目經濟性有重要影響。

（2）在目錄電價結算條件下，盡管有電價補貼以外的各種補貼，蓄熱式電鍋爐項目仍不具有財務生存能力，空氣源熱泵項目也難于推廣，地源（水源）熱泵項目經濟性較好，如果熱源等條件具備，其推廣性較好。

（3）在電力交易體系還不夠完善或運行遇到障礙的地區(qū)，可以考慮采用購銷差價不變結算方式促進集中式電供暖項目推廣，發(fā)電側、需求側電價同步下降0.25元/kWh時，蓄熱式電鍋爐項目具有財務生存能力。發(fā)電側、需求側電價同步下降0.12元/kWh時，空氣源熱泵項目具有財務生存能力。

本文提出政策建議如下：

（1）重視集中式電供暖項目可持續(xù)性好等優(yōu)勢，積極推進集中式電供暖項目的建設；

（2）按目錄電價表結算電費時，優(yōu)先推進地源（水源）熱泵的建設?？赏ㄟ^提高熱價等方式保證集中式電采暖項目的生存；

（3）在電力交易機制不夠完善的條件下，可以通過購銷差價不變結算方式推動集中式電供暖項目建設。D