李小繽?周澤鵬?周家淦
熱電聯產系統實現了能源的梯級利用,提高了一次能源利用率,國家因此對熱電聯產行業特別重視,廣東省作為國家電力市場改革的先行者和排頭兵,其目前的電力市場規則在保證社會用電成本下降的作用顯著,卻在一定程度上影響了熱電聯產機組的發展。本文通過分析熱電聯產機組在廣東省電力市場中的困境,提出了合理補償機組供電成本、財政補貼機組電量、核定供熱成本和定價,區域統一規劃供熱管道等解決思路,為電力市場建設中熱電聯產機組的穩步發展提供參考。
當前,我國經濟快速增長,各項建設取得巨大成就,同事也付出了巨大的資源和環境代價,經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳。只有堅持節約發展、清潔發展、安全發展,才能實現經濟又好又快發展。熱電聯產作為一種節能形式,既能提高機組的熱效率,又能生產電能向用戶提供熱能,是國內外公認的節能減排、改善環境質量的有效措施。國家和地方政府對熱電聯產行業特別重視,熱電聯產系統實現了能源的梯級利用,提高了一次能源利用率,可使電力行業單位GDP能耗減少3%至5%。廣東省作為國家電力市場改革的先行者和排頭兵,其目前的電力市場規則在保證社會用電成本下降的作用顯著,卻在一定程度上影響了熱電聯產機組的發展,怎么在廣東電力市場中合理的解決熱電聯產機組的問題,對于其他省市的電力市場建設參考性極強,對國家電力市場改革的穩步進行具有重大意義。
2016年熱電聯產煤機、燃機進入電力市場,供熱對應的供電下限電量在電力市場中默認成交,市場讓利,煤價、氣價的高居不下和季節性升價的雙重因素,讓機組的市場電量的盈利空間漸無,甚至虧損導致除了個別蒸汽價格較高的機組,其他供熱企業對供熱、發電的積極性很低,也不愿意為新的用戶服務。在2019年發布的南方(以廣東起步)現貨電能量市場規則中,熱電聯產機組也未能確保發電成本收回的機制,將使其對供熱的積極性愈加降低,達不到降低全社會成本和提高能源利用效率的初衷,甚至影響工業企業的發展。該困境對相應國家號召而建設的熱電聯產機組發展、促工商業企業節能、減負兩個方向大盤都嚴重不符,亟待解決,本文提出了一些解決的思路供參考。
一、目前電力市場中熱電聯產機組的情況
(一)熱電聯產機組收益分析
2018年和2017煤炭年均價相比,5500大卡的均價653比17年的634上漲19元/噸;5000大卡均價577比17年566上漲11元/噸。環渤海動力煤指數BSPI全年均價:571.14元/噸;中國電煤采購價格指數(CECI)5500大卡的643.7元/噸,5000大卡的568.8元/噸。2017-2018年冬季,我國出現大面積天然氣氣荒,液化天然氣價格從4000元/噸不到,飆升至9000元/噸的最高值,并且出現了大面積的停供現象。
廣東電力市場2018年度電平均讓利-65.72厘/千瓦時,2018年度電平均讓利-65.53厘/千瓦時,且氣電的標桿電價還在7月由715厘/千瓦時降至665厘/千瓦時。廣東省煤機、燃機除年前已經分配好的基數電量外,多余電量都要進行市場讓利,在煤價、氣價高居不下的情況下,不讓利已經很難保證盈利,再加上市場讓利價格,僅有大容量且自有進口煤碼頭的煤機企業和在多年前簽訂了固定價格天然氣的氣電企業能夠保證微利,在這樣的情況下,如果熱電聯產機組供熱給越多供熱用戶,那么供熱電力負荷下限(供熱最低出力)就越多,在電方面虧損就更多。
(二)熱電聯產機組經營者策略及對用戶的影響
從企業的經營考慮,廣東熱電聯產機組企業在電方面虧損的問題上,有兩種策略,第一,將供熱價格與煤價/氣價掛鉤;第二,盡量不供熱,至少不增加新用戶。
在調研中,用掛鉤供熱價格的用戶反映的事實是,2017年、2018年在熱方面多出的成本已經超過了在電價讓利上節省的成本,甚至測算出所用設備如果以電驅動將比用蒸汽驅動成本更低,但生產計劃和更換設備的成本限制其改造設備,失去了建設時用蒸汽驅動優惠的優勢。這種方式將熱電聯產機組在電方面的損失轉嫁給了熱用戶,并未達到給企業降成本的目標。
第二種策略時,盡量降低供熱量,與熱電聯產機組前幾年積極給熱用戶鋪設供熱管道的情況不同,現在電方面的風險導致電廠沒有意愿承擔給用戶修建供熱管道,即使用熱用戶自行修建管道或已有政府修建的供熱管道,熱電聯產機組在滿足供熱成本的前提下也不愿意承接供熱,供熱越多,電量越大,虧損越多。有兩臺以上供熱機組的企業,特別時熱電聯產燃機,更愿意將現有供熱集中于一臺機,其他機組的電量通過發電權轉讓交易出讓給成本低的機組發電。這大大制約了熱電聯產機組為社會節能服務的貢獻,也迫使一些供熱需求用戶不能解決用熱問題。
二、南方(以廣東起步)電能量市場規則的影響
(一)熱電聯產機組相關規則
2019年,南方(以廣東起步)現貨市場規則培訓中提到一條維持發電機組的正常運營的成本補償規則“當發電機組生產運行所產生的成本費用(或發電機組電能量報價曲線對應的報價費用)大于機組在現貨電能量市場中的收益時補償機組運行費用。計算運行補償費用時,若在部分交易時段由于發電機組自身原因造成市場收益虧損(如熱電聯產機組僅中標供熱最低出力、發電機組非停或臨時故障、電廠原因調試等),扣除相應時段的影響。”
該規則對于普通機組,全天節點電價低于發電成本時,將給與相應的機組運行費用補償。而熱電聯產機組若出現該情況,供熱因素被認定為發電機組自身原因造成,無該項補償。
另外,在現貨電能量市場中熱電聯產機組出清機制是“申報了運行日供熱計劃的熱電聯產機組,在供熱時段內的機組狀態為開機,不參與優化。電力調度機構以發電機組實測供熱工況圖(熱-電負荷對應關系表)為基礎,根據電廠申報的機組96點供熱流量曲線,計算供熱機組電力負荷的上下限曲線,在確保電力有序供應、電網安全穩定、調峰調頻等基本需要的前提下,供熱電力負荷下限優先出清;供熱電力負荷下限至供熱電力負荷上限之間的發電能力,根據發電機組申報的電能量價格參與優化出清。”
供熱電力負荷下限在正常情況下是保證出清的。對熱電聯產機組而言,供熱越多,供熱最小出力越大,該部分不參與市場價格優化,且肯定成交,如果機組報價高于最后的出清節點電價,那么機組的供熱最小出力也一定成交,是價格接收者,且結算價格低于機組自己測算的報價。一般情況下,電能量市場機組均根據自己的成本進行報價,那么也就是說,熱電聯產機組在出清節點電價不滿足自己成本的條件下,供熱最小出力仍然會出清,且在出清價格低于報價時,也得不到補貼。
(二)機組的收益分析
首先在成本上,煤價和氣價暫無明顯的下降趨勢,在電的收入方面,我們參考南方(以廣東起步)電力現貨市場試運行的出清情況,電價遠低于目前的現行電價,機組在降低社會用電成本上都積極響應,依賴機組運行成本補貼機制,即使出清價格低于成本,也能獲得成本的補貼。但是,熱電聯產機組在僅中標供熱出力下限的情況下,無該項補貼機制,也就是在電力方面,在現試運行電價的情況下,熱電聯產機組虧損情況比現行規則更加嚴峻。
(三)熱電聯產機組經營者策略及對用戶的影響
從南方(以廣東起步)現貨市場規則中可知,機組供熱造成的虧損屬于自身原因造成,和“發電機組非計劃停運”、“臨時故障”、“電廠原因調試”等真正的自身原因造成虧損的因素歸于一類,那么熱電聯產燃機在該情況下作經營決策,同樣只有兩種策略可選,第一,將供熱產生的電價虧損風險轉嫁于用熱用戶;第二,不供熱,自愿成為非供熱機組。
在第一種情況下,虧損的風險難以預估,為保證經營,供熱價格必將出現高漲,熱用戶因為設備原因,難以改造的不得不接受高的蒸汽價格,可以改造的將換至用電驅動,與降低工商業用戶生產成本的國家號召以及社會節能的總體目標不符。
第二種情況更惡劣,不僅造成熱用戶的用熱困難和改造成本增加,且熱電聯產機組將失去其建設的目的,加大非熱電聯產機組的競爭,也發揮不了社會節能的目標。
必須營造健康的熱電聯產環境,讓熱用戶有優質的、合適價格的蒸汽使用,讓熱電聯產機組發揮其在社會節能上的重要作用。
三、熱電聯產機組在電力市場中的困境解決的思路
廣東粵港澳大灣區建設,熱電聯產機組在優化廣東省能源結構、改善珠三角地區生態環境、推動大灣區可持續發展中理應起到積極作用,為大灣區發展注入清潔、高效動力。廣東省在電力市場改革,建設現貨電能量市場的進程中,應該將熱電聯產機組的發展作為重點內容同步考慮。要明確一點,熱電聯產機組對熱用戶供熱部分對應的電負荷下限,不是電力市場中理應競爭的部分,供熱以及供熱負荷下限的電量與風電等清潔能源一樣是為社會節能做貢獻的保障性能源,只有超過了機組供熱負荷下限的電量才是機組電力市場運營的競爭性電量部分。保障部分的熱、電理應按真實成本回收,才能保證熱電聯產機組達到其建設的目的,做出其應有的貢獻。在現發布的南方(以廣東起步)現貨市場規則的基礎上,筆者對解決目前熱電聯產在電力市場中的困境有以下解決思路:
第一,合理補償熱電聯產機組供電成本。對于供熱負荷下限的電量給與和其他機組一樣的運營成本補償機制。供熱是為熱用戶服務,為社會節能服務,這部分電量理應得到運營成本的補償。建議與非供熱機組一樣,選定各等級典型機組進行供熱負荷下限電量的電成本測算,在機組僅中標供熱負荷下限時,機組全天生產運行所產生的電成本費用(或電能量報價曲線對應的報價費用)大于機組在現貨電能量市場中的收益時補償機組運行費用。
第二,財政補貼熱電聯產機組電量。學習丹麥對熱電聯產機組的措施,其制定了《供熱法》《電力供應法》、全國天然氣供應法等,在法律上明確了保護和支持熱電聯產機組的立場,電網企業必須優先購買熱電聯產的電能,且政府對熱電聯產機組進行固定的年度補貼。與第一個解決思路補貼費用從電力用戶承擔不同,補貼費用由政府進行承擔,熱電聯產是為社會節能做貢獻,由財政承擔補貼也較為合理。
第三,核定供熱成本和定價。為保證熱用戶生產成本的降低,破除工商業熱用戶目前電方面節省的成本不如熱方面多出的成本的矛盾局面,核定熱電聯產機組的供熱成本,建立煤價-蒸汽價、天然氣價-蒸汽機聯動的規則,熱電聯產機組必須按照“真實成本”為熱用戶提供聯合供熱價格的區間,供熱價格不得高于也不得低于實際的熱力生產成本區間。該方案工作量較大,但對于熱電聯產機組的長遠發展意義重大。
第四,區域統一規劃供熱管道。目前廣東省內熱電聯產機組為熱用戶供熱的供熱管道,除部門規劃園區已有政府部門建設外,均為熱電聯產機組企業自行建設,價格高昂,在電價讓利的整體趨勢下,建設成本制約了新用戶的開拓。用熱驅動,是滿足社會節能的高效措施,在熱網方面,建設供熱需求區域一張網甚至成立區域熱管道公司意義重大,讓區域內的供熱機組、熱用戶都能方便地接入熱網,合理調配資源,真正發揮熱電聯產機組的高效性和熱用戶的節能效果。
廣東省作為國家電力市場的試點省份,電力市場建設中熱電聯產機組的相關規則,將對其他省的電力市場建設起到啟發作用,希望政府、能源監管、電網等各方能共同盡早解決熱電聯產機組的矛盾困境,為降低全社會成本和提高能源利用效率,促進國家改革發展。(作者單位:廣東粵華發電有限責任公司)