【摘" 要】隨著國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的加快推進(jìn)，化石能源發(fā)電逐步從主力電源轉(zhuǎn)變?yōu)閭溆秒娫矗瑖?guó)家同步推行碳排放配額與容量電費(fèi)相關(guān)政策也在加速這一進(jìn)程。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目因具有供熱任務(wù)而無法完全退出市場(chǎng)，碳排放配額與容量電費(fèi)對(duì)其經(jīng)營(yíng)結(jié)果有利有弊，給項(xiàng)目的經(jīng)營(yíng)決策帶來了不確定的重大影響。論文以Y天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目為例，分析碳排放配額與容量電費(fèi)對(duì)項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)損益的影響，旨在為經(jīng)營(yíng)決策提供參考。

【關(guān)鍵詞】碳排放配額；容量電費(fèi)；天然氣；熱電聯(lián)產(chǎn)

【中圖分類號(hào)】F426" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "【文章編號(hào)】1673-1069（2024）10-0139-04

1 背景

1.1 政策背景

1.1.1 宏觀環(huán)境

2020年9月我國(guó)明確提出2030年“碳達(dá)峰”與2060年“碳中和”目標(biāo)。開始階段，天然氣作為相對(duì)煤炭更為潔凈的化石能源，將逐步取代煤炭成為供電、供熱、供冷的主力能源。然而，2022年“俄烏沖突”打響，引發(fā)了歐洲能源危機(jī)，全世界范圍內(nèi)天然氣資源進(jìn)入前所未有的緊張狀態(tài)，價(jià)格以倍數(shù)增長(zhǎng)。鑒于我國(guó)“富煤、缺油、少氣”的資源稟賦，為了保障能源安全，國(guó)家強(qiáng)調(diào)煤炭在經(jīng)濟(jì)中的壓艙石作用，“煤改氣”的步伐暫緩。新的形勢(shì)下，為了確保“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，國(guó)家對(duì)新能源發(fā)電加大了支持力度。在政策的強(qiáng)有力扶持下，社會(huì)各界共同發(fā)力，新能源發(fā)電在研發(fā)和生產(chǎn)上一路高歌猛進(jìn)。技術(shù)的進(jìn)步使得新能源發(fā)電設(shè)備造價(jià)急速下降，邊際發(fā)電成本也大大降低，使新能源發(fā)電的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)具備了經(jīng)濟(jì)可行性，從而得到迅速推廣。

政治、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化使得天然氣發(fā)電失去了大量?jī)?yōu)勢(shì)，其資源穩(wěn)定性及環(huán)保屬性均處于煤炭和新能源之間，資源價(jià)格居高不下使其經(jīng)濟(jì)性嚴(yán)重受挫。為此，天然氣純發(fā)電機(jī)組逐步轉(zhuǎn)入調(diào)峰運(yùn)行，而天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組由于必須履行為周邊用戶供熱的任務(wù)，無法停止運(yùn)行。在眾多不利的外部環(huán)境下，如何保持盈利成為天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目生存的關(guān)鍵，必須在經(jīng)營(yíng)預(yù)算中作出充分的考慮。

1.1.2 容量電費(fèi)政策

雖然以風(fēng)能、太陽(yáng)能為代表的新能源發(fā)電得到蓬勃發(fā)展，并且在政策上得到優(yōu)先消納的支持，但是在時(shí)間、空間上與用能單位的錯(cuò)配使得現(xiàn)階段新能源無法成為穩(wěn)定的能源來源，因此化石能源仍將在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)作為補(bǔ)充性基礎(chǔ)能源而存在，新能源的極其不穩(wěn)定性由化石能源來調(diào)節(jié)，新能源不足時(shí)由化石能源來補(bǔ)充。為此，化石能源機(jī)組配備量需要達(dá)到全社會(huì)用電的最大值，但利用率較低，項(xiàng)目的投資及經(jīng)營(yíng)期的固定成本無法通過電能量交易回收。

國(guó)家為此進(jìn)一步出臺(tái)了容量電費(fèi)政策，使化石能源機(jī)組能按發(fā)電能力獲得定額補(bǔ)償，適當(dāng)彌補(bǔ)投資成本和固定成本，以長(zhǎng)久保持穩(wěn)定健康的備用狀態(tài)，以便在用電需求來臨時(shí)能有效響應(yīng)。國(guó)家能源局明確提出：“煤電容量電價(jià)按照回收煤電機(jī)組一定比例固定成本的方式確定。其中，用于計(jì)算容量電價(jià)的煤電機(jī)組固定成本實(shí)行全國(guó)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，為每年每千瓦330元；通過容量電價(jià)回收的固定成本比例，綜合考慮各地電力系統(tǒng)需要、煤電功能轉(zhuǎn)型情況等因素確定，2024-2025年多數(shù)地方為30%左右，部分煤電功能轉(zhuǎn)型較快的地方適當(dāng)高一些，為50%左右。2026年起，將各地通過容量電價(jià)回收固定成本的比例提升至不低于50%?！痹趶V東省，氣電容量電費(fèi)按照煤電的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

1.1.3 碳排放配額政策

緊緊圍繞國(guó)家“雙碳”目標(biāo)，2021年，全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)成立，電力行業(yè)成為首個(gè)被納入的重點(diǎn)排放行業(yè)。在此基礎(chǔ)上，國(guó)家不斷完善碳排放權(quán)配額和交易規(guī)則，進(jìn)一步出臺(tái)了《2023、2024年度全國(guó)碳排放權(quán)交易發(fā)電行業(yè)配額總量和分配方案》（以下簡(jiǎn)稱《方案》）。

《方案》把發(fā)電機(jī)組劃分了4個(gè)類別，為每個(gè)類別分發(fā)電和供熱制定了碳排放基準(zhǔn)值。每年重點(diǎn)排放企業(yè)可根據(jù)實(shí)際電、熱產(chǎn)量及碳排放基準(zhǔn)值及后期公布的調(diào)整系數(shù)得出平衡值，按一定算法由省級(jí)生態(tài)環(huán)境主管部門核定，從而獲得碳排放配額。當(dāng)重點(diǎn)排放企業(yè)經(jīng)核查排放量大于擁有的配額量時(shí)，需從市場(chǎng)上購(gòu)買不足的配額量以完成清繳；當(dāng)重點(diǎn)排放企業(yè)經(jīng)核查排放量小于擁有的配額量時(shí)，剩余的配額量可在市場(chǎng)上出售獲得收入。

現(xiàn)階段燃?xì)鈾C(jī)組擁有豁免機(jī)制，即“當(dāng)燃?xì)鈾C(jī)組年度經(jīng)核查排放量大于根據(jù)配額分配技術(shù)指南核定的配額量時(shí)，應(yīng)發(fā)放配額量等于其經(jīng)核查排放量；當(dāng)燃?xì)鈾C(jī)組年度經(jīng)核查排放量小于核定的配額量時(shí)，應(yīng)發(fā)放配額量等于核定的配額量”。

1.2 項(xiàng)目背景

位于廣東省的Y天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“Y項(xiàng)目”），是專為廣東某工業(yè)園用戶供熱的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，配備一套400 MW的背壓機(jī)組，運(yùn)行最低供熱流量是150 t/h，最高流量可達(dá)450 t/h，所發(fā)電量統(tǒng)一進(jìn)入電網(wǎng)交易。由于是專門為熱電聯(lián)產(chǎn)配置的機(jī)組，增加供熱流量時(shí)發(fā)電功率將下降，而綜合能源利用效率將上升。熱用戶實(shí)際用熱總需求是138萬 噸/年，用熱流量需求是170～300 t/h。因宏觀環(huán)境的變化，該項(xiàng)目以常規(guī)的運(yùn)行方式通過電能量、售熱交易獲得的收益出現(xiàn)大幅下降。本文通過測(cè)算分析碳排放配額與容量電費(fèi)對(duì)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)預(yù)算的影響，為項(xiàng)目公司經(jīng)營(yíng)決策提供依據(jù)。

2 經(jīng)營(yíng)預(yù)算分析

2.1 邊界條件

①基準(zhǔn)值。Y項(xiàng)目機(jī)組在不同運(yùn)行工況下電、熱產(chǎn)能不一樣，相應(yīng)的變動(dòng)成本也不一樣，為了對(duì)不同工況下的預(yù)算結(jié)果進(jìn)行比較，必須選擇一個(gè)基準(zhǔn)值作為一切預(yù)算的基礎(chǔ)。作為熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，其生產(chǎn)遵循“以熱定電”原則，即一切由用戶供熱需求出發(fā)，再?zèng)Q定運(yùn)行工況，產(chǎn)能水平，計(jì)算收支及損益。Y項(xiàng)目的熱用戶的固定需求138萬噸/年，應(yīng)作為測(cè)算產(chǎn)能的基準(zhǔn)值。從熱電聯(lián)產(chǎn)工藝上看，本質(zhì)是天然氣的能量轉(zhuǎn)化為電能量和蒸汽的熱量；碳排放量核查與配額核定均以消耗的天然氣量為基礎(chǔ)，所以天然氣的氣耗速率應(yīng)作為測(cè)算效率的基準(zhǔn)值，本文選取Y項(xiàng)目機(jī)組額定功率下的氣耗速率48 027 m3/h。

②產(chǎn)能調(diào)節(jié)范圍。Y項(xiàng)目的產(chǎn)能調(diào)節(jié)范圍應(yīng)以熱用戶的需求為基礎(chǔ)，在機(jī)組性能允許的情況下決定。用戶需求的流量170～300 t/h均在機(jī)組性能允許的區(qū)間內(nèi)，且根據(jù)機(jī)組熱平衡圖，在此供熱區(qū)間內(nèi)，隨著供熱流量的連續(xù)上升，發(fā)電功率連續(xù)下降，綜合能源利用效率連續(xù)上升，其變動(dòng)軌跡接近線性。因此，只需分別測(cè)算供熱量為170 t/h及300 t/h兩種工況下的經(jīng)營(yíng)損益，其中較優(yōu)的工況即為預(yù)算應(yīng)選擇的最佳工況。

③機(jī)組性能參數(shù)。供熱300 t/h工況下，發(fā)電功率為184.44 MW；供熱170 t/h工況下，發(fā)電功率為207.24 MW。購(gòu)入使用能源排放量取實(shí)踐數(shù)據(jù)，為化石燃料燃燒排放量的0.1%。

④轉(zhuǎn)化比率。蒸汽平均焓值，取實(shí)測(cè)值2.864 GJ/t；天然氣平均低位熱值，取實(shí)測(cè)值373 GJ/萬方；單位熱值含碳量取規(guī)定值0.015 32 tC/GJ；碳氧化率99%；二氧化碳與碳分子量比率44∶12。

⑤價(jià)格參數(shù)。售電均價(jià)取氣電市場(chǎng)價(jià)0.65元/千瓦時(shí)；供熱價(jià)格取Y項(xiàng)目當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)價(jià)200元/噸；天然氣均價(jià)取市場(chǎng)價(jià)3元/方；碳排放配額價(jià)取2024年全國(guó)交易市場(chǎng)價(jià)105元/tCO2；容量電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)考慮未來政策的變化，按執(zhí)行至50%取值，即165元/千瓦；稅率按照國(guó)家現(xiàn)行規(guī)定取值；其他變動(dòng)成本按Y項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)取0.1元/千瓦時(shí)（不含稅）；固定成本按Y項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)取1.5億元/年（不含稅）。

2.2 常規(guī)經(jīng)營(yíng)損益測(cè)算

首先計(jì)算不含容量電費(fèi)和碳排放配額交易損益時(shí)的經(jīng)營(yíng)損益，此時(shí)Y項(xiàng)目通過消耗天然氣以及少量其他變動(dòng)成本產(chǎn)生電能量和蒸汽熱量以出售。

機(jī)組產(chǎn)能測(cè)算結(jié)果如表1所示。

常規(guī)經(jīng)營(yíng)損益測(cè)算如表2所示。

根據(jù)測(cè)算結(jié)果，在目前的宏觀環(huán)境下，Y項(xiàng)目無論采用哪種工況，僅僅通過售電售熱都將出現(xiàn)虧損，導(dǎo)致項(xiàng)目持續(xù)經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)受到損害。由于給周邊用戶供熱是Y項(xiàng)目存在的基礎(chǔ)，具有法定義務(wù)的性質(zhì)，如果無法避免，則只能按照虧損較少的預(yù)算方案執(zhí)行。相比之下，由于用戶供熱需求總量固定，供熱170 t/h比供熱300 t/h工況，雖然理論上綜合能源利用效率低，但是運(yùn)行時(shí)間高出近3 600小時(shí)，通過出售多生產(chǎn)的電量獲得更多邊際收益，從而使凈虧損減少約581萬元。因此，選擇按照按供熱170 t/h的方進(jìn)行決策為佳。

2.3 碳排放測(cè)算

碳排放測(cè)算的基本步驟是根據(jù)實(shí)際產(chǎn)能計(jì)算碳排放量，結(jié)合實(shí)際產(chǎn)能與既定政策計(jì)算可獲得的碳排放配額，二者差額為碳排放量缺口（正數(shù)為缺口，負(fù)數(shù)為盈余），再乘以預(yù)計(jì)的市場(chǎng)價(jià)得出碳排放損失。然而，具體的計(jì)算原理卻仍存在一定的分歧，原因在于天然氣轉(zhuǎn)化為電能量和熱量是同時(shí)進(jìn)行的過程，天然氣存在損耗，而對(duì)于該損耗由電能量和熱量如何分擔(dān)的問題存在不同的算法，本文采用行業(yè)實(shí)踐中常用且核查機(jī)構(gòu)采用的“好處歸熱”算法，即熱量由天然氣100%轉(zhuǎn)化，天然氣的損耗全部由電能量承擔(dān)。顯然，這種算法下供熱天然氣轉(zhuǎn)化率保持恒定，發(fā)電天然氣轉(zhuǎn)化率則隨著綜合能源利用效率的變化而加倍變化。主要計(jì)算公式如表3所示。

《方案》規(guī)定了燃?xì)鈾C(jī)組碳排放基準(zhǔn)值，其中2024年最新的發(fā)電基準(zhǔn)值為0.328 8 tCO2/MWh，供熱基準(zhǔn)值為0.053 3 tCO2/GJ。由于其他調(diào)整系數(shù)目前尚未明確，實(shí)踐中通常在100%左右徘徊，本文暫且按100%計(jì)算。結(jié)合表1中機(jī)組產(chǎn)能測(cè)算的結(jié)果，可以測(cè)算兩種工況下年度碳排放總損失金額（負(fù)數(shù)為盈余），計(jì)算情況如表4所示。

由測(cè)算結(jié)果可知，由于供熱天然氣轉(zhuǎn)化率恒定，所以無論哪種工況下單位供熱碳排放缺口都不變，鎖定了損失。而供熱300 t/h時(shí)比供熱170 t/h時(shí)的綜合能源利用效率高16.2%，意味著供熱170 t/h時(shí)發(fā)電會(huì)額外承擔(dān)大量天然氣能量損耗造成的碳排放量，進(jìn)而使其單位發(fā)電碳排放缺口大增，使得最終兩種工況下理論年度碳排放總損失金額差異超過1 000萬元（此處的“理論”指該數(shù)據(jù)僅是用作對(duì)比的理論計(jì)算結(jié)果，在當(dāng)前政策下，燃?xì)鈾C(jī)組存在豁免權(quán)，可以不承擔(dān)該損失）。

2.4 容量電費(fèi)測(cè)算

容量電費(fèi)由機(jī)組容量乘以電費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)所得，只要保持機(jī)組不被考核，容量電費(fèi)與運(yùn)行狀況基本無關(guān)。

Y項(xiàng)目年度容量電費(fèi)=400 MW×165元/kW×1 000 kW/MW=66 000 000元

2.5 綜合經(jīng)營(yíng)損益測(cè)算

合并常規(guī)經(jīng)營(yíng)損益測(cè)算、碳排放測(cè)算、容量電費(fèi)測(cè)算的結(jié)果，得出綜合經(jīng)營(yíng)損益如表5所示。

根據(jù)測(cè)算結(jié)果，加入了容量電費(fèi)后，損益回正，項(xiàng)目滿足持續(xù)經(jīng)營(yíng)基礎(chǔ)。在現(xiàn)行政策下，由于燃?xì)鈾C(jī)組實(shí)際不需要承擔(dān)碳排放權(quán)清算損失，因此供熱170 t/h方案在碳排放方面的劣勢(shì)未得到體現(xiàn)，此時(shí)其損益仍占優(yōu)勢(shì)。但是如果以后年度政策發(fā)生變化，燃?xì)鈾C(jī)組不再獲得豁免，則供熱300 t/h方案更佳。

2.6 結(jié)論

經(jīng)測(cè)算，得出如下結(jié)論：

①在煤炭作為壓艙石、新能源蓬勃發(fā)展的現(xiàn)階段，Y天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目通過常規(guī)交易難以盈利。

②容量電費(fèi)的獲取是Y天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目扭虧為盈的關(guān)鍵，因此項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)做好設(shè)備管理，使機(jī)組持續(xù)保持可用狀態(tài)，避免因被考核而丟失容量電費(fèi)。

③碳排放配額政策對(duì)供熱有利，對(duì)發(fā)電不利，是否存在豁免權(quán)將扭轉(zhuǎn)不同方案下的經(jīng)營(yíng)損益。

3 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)Y天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)際情況，從實(shí)踐角度詳細(xì)分析得出碳排放配額與容量電費(fèi)對(duì)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)損益的實(shí)際影響，為項(xiàng)目公司的經(jīng)營(yíng)決策提供依據(jù)。

文中也存在一定的不足之處，主要是由于部分邊界條件是Y項(xiàng)目現(xiàn)階段特有的，隨著市場(chǎng)環(huán)境的改變，結(jié)論可能會(huì)完全不同。因此，在不同時(shí)期應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，適時(shí)調(diào)整邊界條件，正確地對(duì)項(xiàng)目經(jīng)營(yíng)損益進(jìn)行測(cè)算，為經(jīng)營(yíng)決策提供充分、真實(shí)、準(zhǔn)確的依據(jù)。

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