工業分布式供能系統經濟性評估研究

上海市節能協會工業領域分布式供能發展研究課題組

工業分布式供能系統經濟性評估研究

上海市節能協會工業領域分布式供能發展研究課題組

簡述了不同需求的企業,應配置不同的分布式供能系統,介紹了該分布式供能的投資界面和投資造價,在此基礎上對工業分布式供能系統作了經濟性評估.

分布式供能系統(DES);投資界面;經濟性評估

1 概述

分布式供能系統(以下簡稱DES)因需求不同其配置模式是不同的.以熱水或空調需求為主的企業,宜采用以燃氣內燃機為原動機的供能系統,如圖1所示.

圖1 內燃機為原動機DES工藝路線圖

以蒸汽需求為主的企業,宜采用以燃氣輪機為原動機的供能系統,如圖2所示.

圖2 燃氣輪機為原動機DES工藝路線圖

按照國家電網公司關于每個并網點不超6MW的規定,分布式能源系統單機容量不超過6MW.本文的評估基點,對于熱水或空調需求型用戶,按2X1MW燃氣內燃機模式;對于蒸汽需求為主的用戶,按2X5MW燃氣內燃機模式進行分析.

圖3 DES工程界面

表1 常規鍋爐和分布式能源的供能價格對比表注)(兩班制)

2 投資界面和投資造價

按照保證DES工藝完整性的劃分原則,對項目直接投資費用的構成和總額進行測算分析,以此作為分布式供能系統經濟性測算的基礎.其工程范圍如圖3所示,包括以燃氣發電和余熱利用為主要工藝過程的動力、暖通、通風、電氣、自控等專業相關的設備、儀器、管路管線,以及DES部分的燃氣配套、電力配套、機房土建和機房公用設施(消防、照明、給排水).DES內部工藝中,余熱利用設備僅包括直接利用發電機組余熱(煙氣和/或缸套水)的余熱式溴化鋰制冷機、余熱鍋爐、換熱器等.在余熱利用設備中通過補燃方式提高制冷和供熱能力的部分,不包括在DES的工程界面內;以余熱所產蒸汽、熱水等介質,進行再次能量轉換或利用的設備(如蒸汽溴化鋰制冷機、二次換熱器等),不包括在DES的工程界面內.

DES的投資運營模式按市場化運作,采用合同能源管理模式,由能源供應商完成分布式能源系統的投資、建設和運營管理.對于采用燃氣內燃機的DES,其工程投資按1萬元/kW測算,對于采用燃氣輪機5MW的分布式能源系統,其工程投資按1.2萬元/kW測算.

3 工業分布式供能系統經濟性評估

原則上建議DES采用并網不上網方式接入,但考慮到企業熱電負荷比例及使用過程中的波動, DES按并網上網方式接入,上網電量比例限定在輸出電量(扣除自用電后)的10%,上網電價參照燃氣電廠電價0.674元/kWh;其余未上網電量,參照電力公司發布的電價結算.

(1)兩班制運行

既有連續用熱企業的調研分析中,對兩班制生產的企業按照本文設定的分布式能源配置容量、性能、投資及相關參數,按企業兩班制生產,供熱系統年利用時間(折算到滿負荷運行時間) 4000h,對采用常規供能方式改造和采用分布式供能系統改造后的供能價格進行對比分析,如表1所示.

對于燃煤鍋爐,采用燃氣鍋爐(或燃油鍋爐)等常規方式改造后,其蒸汽價格將從原208.5元/t上漲到511.8元/t(或737元/t),熱價上漲比例分別為146%(或254%),極大增加企業用能成本.

若采用分布式能源系統進行改造后,若業主自行投資,按IRR為8.5%測算,熱價分別上漲4%(熱水)和27%(蒸汽);若由能源服務公司投資,按靜態投資回收期6年測算,熱價分別上漲32%(熱水)和49%(蒸汽).

因此,采用分布式能源系統進行燃煤鍋爐改造,相對于采用燃氣鍋爐或燃油鍋爐改造,其能源費用上漲幅度在小50%以內,對用能企業控制能源成本效果顯著.

表2 常規鍋爐和分布式供能系統的供能價格對比表(三班制)注)

(2)三班制運行

對既有鍋爐使用企業的調研分析中,部分企業按三班制連續生產.按照本文設定的分布式能源配置容量、性能、投資及相關參數,按企業三班制生產,供熱系統年滿負荷運行時間6000h.

考慮到分時電價,企業改造后的供熱系統可有兩種運行模式:分布式供能系統16h運行(峰平電價時段)+燃氣鍋爐8h運行(谷電價格時段);分布式能源系統24h運行(峰平谷電價時段)

兩種模式下,企業實際使用電價按與電網價格相等出來,能源(熱)價格對比如表2.

采用分布式能源系統進行改造后,若分布式能源系統按16h運行,其余時段燃氣鍋爐供熱,按投資模式和原動機類型不同,熱價上漲51%~81%;若分布式能源系統按24h運行,按投資模式和原動機類型不同,熱價分別上漲32%~60%.因此,分布式能源系統按24h模式運行經濟性較好.

Research on Evaluation of Economic Industrial Distributed Energy Supply System

It introduces different distributed energy supply systems according to different needs of enterprises. It also introduces investment interface and investment cost of distributed energy supply. Based on it, it finally carries out economic evaluation of industrialdistributed energy supply system.

distributed energy supply （DES）; investment interface; economic evaluation