煤改電電能替代工程效益分析

朱赫炎，張明理，梁 毅，張曉天，李 華

(國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院，遼寧 沈陽 110015)

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煤改電電能替代工程效益分析

朱赫炎，張明理，梁 毅，張曉天，李 華

(國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院，遼寧 沈陽 110015)

“十三五”以來，遼寧地區大力推進煤改電，政府支持提高電能消費比重。穩步推進電能替代，有利于構建層次更高、范圍更廣的新型電力消費市場，擴大電力消費，提升我國電氣化水平，提高人民群眾生活質量；同時，帶動相關設備制造行業發展，拓展新的經濟增長點。文中簡要介紹了遼寧地區燃煤鍋爐概況及“十三五”期間煤改電規劃情況，對煤改電開展后的邊際成本和對全省GDP影響進行分析和計算，最后總結遼寧地區煤改電實施后的效益產出情況，并給出一些建議。

煤改電；邊際成本；熱指標；GDP

1 遼寧省煤改電電能替代情況

1.1 燃煤鍋爐統計情況

目前遼寧省擁有非電鍋爐單位共有1 543家，鍋爐總數為2 426臺，其中燃氣鍋爐58臺、燃油鍋爐14臺、燃煤鍋爐2 354臺，總數為44 739 t/h，總供熱面積為2.8億m2，約占總供熱面積的30%[1]。遼寧燃煤鍋爐情況如表1所示。

表1 遼寧燃煤鍋爐情況

1.2 “十三五”煤改電規劃及負荷需求情況

按照規劃要求，小噸位鍋爐安排在“十三五”期間改造，大噸位考慮在“十三五”末期改造。

2016—2017年計劃改造20 t/h及以下全部燃煤鍋爐，根據統計有意向改造成蓄熱電鍋爐的用戶情況：2年共改造358臺，規模2 147.69 t/h。2年改造總量占全部20 t/h及以下鍋爐容量的16.6%，其余20 t/h及以下燃煤鍋爐將通過接入熱網或改造成燃氣等其他供暖方式。

2018—2020年，改造目標為20～50 t/h(50 t/h以上燃煤鍋爐暫無改造政策支持)。按照目前用戶改造意向，預測2018—2020年，每年改造燃煤鍋爐總計38臺，規模1 587.8 t/h。

綜上所述，“十三五”期間共規劃改造燃煤鍋爐472臺，占總臺數20%；改造容量6 911 t/h，占比15%。煤改電改造規劃具體情況如表2所示。

表2 煤改電改造規劃具體情況

按照“十三五”期間改造規模，考慮同時率系數為0.8，預測增加低谷供電負荷817萬kW，增加低谷售電量91.8億。具體情況如表3所示[2]。

表3 遼寧煤改電負荷預測

1.3 煤改電電網建設標準

1.3.1 居民供電

一般3 t/h以內鍋爐，采用10 kV及以下接入方式，公網T接供電；3～9 t/h鍋爐，需要10 kV專線供電；9～24 t/h鍋爐，需要66 kV變電站供電；24 t/h以上鍋爐，應根據技術經濟比較分析，考慮66 kV或220 kV變電站供電。居民供暖建設標準如表4所示。

表4 居民供暖建設標準

1.3.2 非居民供電

一般4 t/h以內鍋爐，采用10 kV及以下接入方式，公網T接供電；4～12 t/h鍋爐，需要10 kV專線供電；12～32 t/h鍋爐，需要66 kV變電站供電；32 t/h以上鍋爐，應根據技術經濟比較分析，考慮66 kV或220 kV變電站供電。非居民供暖建設標準如表5所示。

表5 非居民供暖建設標準

2 邊際成本分析

2.1 參數選取

截至2013年底，東北電網全口徑裝機容量為113 476.2 MW，其中火電裝機容量82 970.1 MW，水電裝機容量8 471.1 MW，核電裝機容量1 119 MW，風電裝機容量20 808.2 MW，太陽能裝機容量50 MW，生物質裝機容量57.8 MW，新能源裝機容量已占東北電網全口徑裝機容量的19.4%，在東北地區得到較大發展。

a.熱指標：1 m2建筑面積供暖設計熱負荷。根據CJJ 34—2010《城鎮供熱管網設計規范》，我國三北地區采暖熱指標(集中供暖)推薦如表6所示。

表6 三北地區采暖熱指標推薦表 W

選取居民熱指標40～45 W/m2，非居民熱指標55～60 W/m2。換算為等效電指標居民96 W/m2，非居民108 W/m2。

b.投資回報年限：20年(鍋爐廠家提供設備使用壽命)。

c.根據2016年沈陽地區取暖費收取標準，居民用電采暖價格(含政府補貼)：28元/m2；非居民用電采暖價格：32元/m2。

d.通過具體測算得出居民供熱鍋爐平均運行時間為6.5 h，非居民供熱鍋爐平均運行時間為4 h。

e.根據《遼寧省人民政府辦公廳關于建立煤改電供暖項目電價有關事項的通知》(遼政辦發〔2016〕109號)精神，居民電供暖到戶電價為谷段0.28元/kWh，非居民電供暖到戶電價為谷段0.33元/kWh，各地市政府補貼不低于0.011元/kWh。

f.根據遼寧省經信委文件，政府目前對煤改電廠家設備本體投資有補貼政策，補貼設備本體投資金額的60%。

2.2 供熱時間選取

以沈陽地區為例，室內設計溫度18 ℃，室外溫度-19 ℃，月平均氣溫如表7所示。計算出鍋爐平均運行時間為設計最大時間的61%，每天運行時間為61%×10=6.1 h，本文計算選取6.5 h[3]。

表7 沈陽地區供暖溫度

非居民用電供暖鍋爐平均運行時間參考遼寧省交通廳綜合樓冬季采暖效果及鍋爐運行時間，冬季平均每天鍋爐運行2.5 h即可滿足供熱需求，考慮商場、劇院等建筑規模大、舉架高，設置非居民供暖鍋爐平均運行時間為4 h。

2.3 具體算例分析

邊際成本由年耗電量、熱指標、設備本體投資、供熱面積、供熱單價及投資回報年限等因素影響，等量關系如下：(年耗電量×邊際成本)+(設備本體投資/投資回報年限)+運行成本=供熱面積×供熱單價。

以100 m2供暖面積為例,分別計算居民與非居民供暖用電邊際成本。居民采暖邊際成本為0.247～0.249元/kWh，比目前低谷用電成本0.269元/kWh略低，基本實現平衡；非居民采暖邊際成本為0.409～0.412元/kWh，高于目前低谷用電成本0.319元/kWh，存在較大利潤空間。邊際成本計算參數如表8所示。

3 電能替代對GDP的影響

3.1 電網投資計算

綜合考慮目前電網現狀及電鍋爐接入需求，預計新增電網投資如下：新建220 kV變電站5座，投資9億元；新建66 kV變電站197座，投資68.5億元。新出或就近T接10 kV線路275條，投資共2.177億元。“十三五”期間投資合計83億元。

表8 邊際成本計算參數

3.2 煤改電對GDP的影響

參考《我國電力工業在國民經濟中的地位和作用研究》成果及統計年鑒數據，推算電力行業投資對全行業經濟拉動系數為1.14；熱力設備投資對全行業經濟拉動系數為1.5[4]。

遼寧省“十三五”期間煤改電電網投資83億元，鍋爐設備本體投資84億元，總計拉動全行業經濟220.62億元，拉動GDP增長0.76%，年平均拉動GDP增長0.152%。

電力設備及熱力設備制造均屬于高耗能產業，取電力彈性系數為1.0，“十三五”期間，每年因煤改電投資平均拉動電量增長0.152%。

經測算，遼寧省煤改電預計增加用電91.8億kWh，平均每年增加18.36億kWh耗電量，占全省電量的0.92%，這部分電量增長對GDP拉動與原燃煤鍋爐效果基本一致，沒有形成具體的新增固定資產[5]。因此“十三五”期間，煤改電工程每年可拉動電量增長1%，拉動GDP增長0.152%。

4 結束語

按照“十三五”期間規劃的改造規模，預測增加低谷供電負荷817萬kW，增加低谷售電量91.8億；居民采暖邊際成本0.247～0.249元/kWh，比目前低谷用電成本0.269元/kWh略低，基本實現平衡；非居民采暖邊際成本0.409～0.412元/kWh，高于目前低谷用電成本0.319元/kWh。遼寧省“十三五”期間煤改電電網投資83億元，鍋爐設備本體投資84億元，總計拉動全行業經濟220.62億元，每年可拉動電量增長1%，拉動GDP增長0.152%，存在較大利潤空間。

[1] 宋卓然，張子信，張明理.電熱供需矛盾下的遼寧地區熱電機組規劃研究[J].東北電力技術，2016，37(1)：1-7.

[2] 朱成章．能源替代與電力促銷[J]．電力需求側管理，2000，2(5)：7-10．

[3] 王金波.電廠入廠煤與入爐煤熱值差問題討論[J].東北電力技術，2014，35(9)：3-5.

[4] 譚顯東.我國電力工業在國民經濟中的地位和作用研究[J].能源技術經濟，2010，22(11)：8-9.

[5] 綦明明，劉 武，肖 靜，等.鍋爐本體漏風對鍋爐熱效率的影響[J].東北電力技術，2015，36(1)：4-6.

Coal to Electricity Analysis of Benefit and Output Ratio of Power Alternative Project

ZHU Heyan，ZHANG Mingli，LIANG Yi，ZHANG Xiaotian，LI Hua

(State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China)

Since the 13th five-year plan, the government of Liaoning energetically promote coal to electricty project and support to increase the propotrion of electricity consumption. The steady promotion of electricity substitution is conductive to building a higher level and a wider range of new power consumtion market of more electricity,thereby to boost the level of China's electrification and people's life quality. Meantime, it can enhance the development of related equipment manufacturing industry to expand a new economic growth point. This paper briefly introduces the general situation of coal-fired boilers in Liaoning province and the plan of coal-to-electricity conversion during the 13th five-year plan period.It analyzes and calculates the marginal cost and the impact on the GDP of the province. By analyzing and concluding the electricity output after the implementation of the situation, the paper gives some suggestions.

coal to electricity；marginal cost；thermal index；GDP

F426.61

A

1004-7913(2017)05-0043-03

朱赫炎(1987)，男，碩士，助理工程師，主要從事電網規劃工作。

2016-03-01)