上海市區域天然氣分布式供能項目供電成本研究

上海市節能減排中心 牛 剛 朱寅康 劉潔凈

天然氣分布式供能系統是以天然氣為燃料，按照能源梯級利用的原則，采用高品位能源發電、低品位能源供熱或制冷的能源供應系統。與傳統集中式供能方式相比，天然氣分布式供能系統具有能效高、清潔環保、削峰填谷等優點。當前，部分發達國家將建設區域天然氣分布式供能系統作為保障用戶能源安全、強化環境保護、應對氣候變化的重要措施，我國也將天然氣分布式供能系統作為能源供應方式變革的重要措施之一，出臺了系列政策予以支持和推動發展。

上海市分布式供能系統在國內起步較早，發展水平總體處于國內領先地位，現已建成30多個項目，其中包括多個區域天然氣分布式供能系統。經過近兩年實踐，上海市區域天然氣分布式供能系統關鍵技術和重點領域取得了突破性進展。從2014年開始部分區域天然氣分布式供能系統將陸續建成投產，按照現行《電力法》等規定，該類項目所發電力必須自用或上網，不能直接向區域其他用戶供應，但上網電價標準卻遲遲沒有明確，上海市電力公司目前暫按照燃煤電廠的脫硫標桿電價執行，大大影響了該類項目的經濟效益。

結合目前上海市已建和擬建的部分區域式天然氣分布式供能項目的投資和運行費用，確定其中屬于供電工程的投資和運行費用，進而確定項目的供電成本，為相關政府部門確定上網電價提供參考。

1 供電工程固定資產投資

典型天然氣分布式供能系統發電工程涉及的設備主要有原動機（本文以內燃機為研究對象），燃氣供應系統、控制系統及電氣系統等。

1.1 設備購置費

（1）發電機組投資

上海市現有的5個區域式天然氣分布式供能項目內燃機裝機容量及設備購置費用如表1所示，全市分布式供能系統發電機組單位容量投資參照該5個項目發電機組購置費的平均值（399.5萬元/MW）計取（400萬元/MW）。

表1 內燃機組設備購置費

（2）控制系統投資

據調研，上海市區域天然氣分布式供能項目的控制系統造價一般在200～500萬元/套，發電工程按照50%左右的比例分攤，則發電工程控制系統投資按照15萬元/MW計取。

綜上所述，發電工程單位裝機設備購置費約505萬元/MW，詳見表2。

（3）燃氣和電力配套系統設備投資

據調研，上海市區域式天然氣分布式供能項目燃氣調壓站的初始投資在200～600萬元之間，中位值約為300萬元；電氣系統的初始投資在500～1500萬元，中位值約為700萬元。發電工程投資分攤比例按80%，參照上述投資造價情況，發電工程的燃氣供應系統設備投資按25萬元/MW計取、電氣系統設備投資按55萬元/MW計取。

表2 單位裝機設備購置費

1.2 設備安裝費

設備安裝費一般為設備購置費的10%～15%，本文按照12%計取，則發電工程單位裝機的設備安裝費為60.6萬元/MW

1.3 建筑工程費

根據全市目前分布式供能項目用地的基本情況，按照60萬元/MW計取。

1.4 其他費用

設備安裝費和其他費用（設計咨詢費、系統調試費、工程管理費等）均根據設備總價或直接費用（設備總價+設備安裝費+基礎建設費）按比例計算，各項工程費用構成比例如表3所示。

表3 其他費用

另外考慮降噪和接入費用100萬元/MW（屬于其他費用），則發電工程單位裝機其他費用為167.3萬元/MW。

1.5 建設期利息

根據上述測算，分布式供能項目發電工程靜態投資為793萬元/MW，資金籌措方案按資本金20%，銀行貸款80%考慮，建設期兩年，第一年貸款比例為50%，第二年為50%，貸款利率為6.55%，則單位裝機建設期利息為42萬元/MW。

1.6 固定資產投資匯總

綜上，發電工程的單位裝機固定投資成本為835萬元/MW，詳見表4所示。

表4 發電工程單位裝機固定資產投資匯總表

2 供電工程運營成本測算

發電工程日常運營成本主要包括：燃氣費用、工資福利、生產費用（折舊費、修理費、材料費及其他費用）、土地費用和財務費用，具體取值標準如表5所示。

為方便計算，假定發電工程的裝機容量為1MW，發電氣耗為固定值取0.2m3/kWh，廠用電率為3%，設年利用小時數為χhr，經營期為20年，則每年的運行費用如下：

燃氣費用（不含稅）元=年發電量·發電氣耗·燃氣價格=1000·χ·0.2·（2.72/1.13）元/m3=481.4χ

工資福利（萬元）=0.5萬元/MW·1MW·18萬元/（人年）=9。

表5 供電工程運營成本取值說明

生產費用=折舊費用+修理費+材料費+其他費用

其中：折舊費用（萬元）=793·95%/15=47.6

內燃機修理費（元）=1000·χ·0.06元/=60x

其他修理費（萬元）=固定資產原值·2%=793萬元·2%=15.9

材料費和其他費用（元）=1000·χ·0.015元+1000·χ·0.018=33χ

保險費用（萬元）=835·0.25%=2.1萬元

土地費用=2.5萬元

財務費用=15.3萬元

圖1 供電成本隨年利用小時變化曲線

則區域天然氣分布式供能項目的年運營總費用為上述各項之和

f（χ）=92.4+0.05744χ（萬元）

供電成本（元）y（χ）=f（χ）/（1-廠用電率）/（1M·χ）=952.6 χ-1+0.5922

供電成本隨年發電利用小時數的變化曲線如圖1所示，從曲線來看，年利用小時數小于3000h，供電成本隨年利用小時數變化較大，年利用小時數大于3000h，供電成本隨年利用小時數的變化較小。

年利用小時數分別選取2000、3000、4000、5000、6000小時進行測算，供電成本測算結果如表6所示。

表6 全市區域天然氣分布式供能項目供電成本測算

5 結論與建議

經測算，在項目年利用小時數不滿2000h時，項目的供電成本均高于1元/kWh，在現有扶持政策的前提下，考慮項目合理的收益（資本金內部收益率為8%）和依法繳納的稅金，上網電價將達到1.05元/千瓦時以上，即使項目年利用小時數達到5000h，項目的上網電價也要達到0.9元/kWh。

當然，目前區域式天然氣分布式供能系統尚處于示范應用期，其關鍵設備為進口居多，項目投資和運行費用較高，隨著行業的發展和國內技術水平的進步，供電（發電）成本將會有所下降。建議根據區域供能項目的利用小時數及其供電成本，給予項目階段性臨時電價，并根據項目運行情況合理調整，以推進天然氣分布式供能行業的發展。