“雙碳”目標下北京市新能源和可再生能源供熱價格形成機制研究

孫干 李繁蕾 杜其

1 北京節能環保中心 2 北京市煤氣熱力工程設計院有限公司

在碳達峰、碳中和的背景下，實施可再生能源替代行動，全面發展新能源和可再生能源供熱是推動供熱系統重構的重要舉措，是能源綠色低碳轉型的有效手段，也是實現“雙碳”目標的必然選擇。根據《北京市“十四五”時期供熱發展建設規劃》，截至2020年底，城鎮地區供熱面積共計8.95 億m2，新能源和可再生能源耦合供熱面積3893萬m2，占比約4.35%。目前北京集中供暖執行按面積和熱計量兩種方式收費，熱電廠供應的民用供暖價格是24 元/m2采暖季，燃氣鍋爐供應的民用供暖價格是30 元/m2采暖季，而地熱、熱泵等新供熱方式供應的民用供暖價格尚未明確。當前，北京市供熱價格體系與補償機制尚未真正形成，供熱發展面臨資源、環境、成本以及社會穩定等多重壓力，居民供熱價格20 余年未做調整，價格嚴重倒掛。隨著以新能源和可再生能源為主的多能耦合供熱系統的迅速發展，供熱價格機制需進一步完善。價格形成需統籌考慮新能源投資成本、社會承受能力、企業管理成本、財政補貼等眾多因素，制定合理定價機制。本文通過對新能源和可再生能源供熱建設環節及運營環節成本進行分析，對其價格形成機制進行了初步研究，同時對未來考慮碳交易收入的趨勢也進行了分析。

1 建設成本分析

在供熱項目經濟評價過程中，年折舊費用是影響企業年利潤的重要指標，而年折舊費用與項目的建設成本息息相關。為了對比分析新能源和可再生能源供熱項目與燃氣鍋爐供熱項目的建設成本。本文假定在同樣的基準條件下，分別測算燃氣鍋爐供熱方式與新能源供熱方式中深層地熱、再生水熱泵、空氣源熱泵、土壤源熱泵的建設投資。其中，中深層地熱考慮對井供熱能力與負荷的合理匹配，按照供熱面積10 萬m2計算，其余按6 萬m2計算，且土壤源熱泵為冷熱雙供。各方式測算結果見表1。

表1 各供熱方式建設投資估算表

本文將5種不同供熱方式的項目建設投資進行固定資產折舊，按平均年限法計提折舊，折舊年限20a 殘值率5%，同時考慮財政資金支持30%～50%的情況，得出了各類別供熱方式的年折舊成本見表2。

表2 新能源供熱與燃氣鍋爐供熱年折舊成本對比表

從表2 可以看出，目前新能源供熱系統投資成本較高，在不考慮其他運營成本的基礎上，新能源供熱方式的年折舊成本遠高于燃氣鍋爐供熱，對項目運營的經濟性影響較大。即使享受了政府30%～50%的財政資金補貼，其折舊成本仍比燃氣供熱折舊成本高。

2 運營成本分析

運營成本指供熱企業生產經營發生的總成本。供熱項目的總成本費用包括供熱生產成本和期間費用。供熱生產成本是指供熱過程中發生的燃料費、電費、水費、固定資產折舊攤銷費、修理費、工資以及其它應當計入供熱成本的直接費用；供熱期間費用是指組織和管理供熱生產經營所發生的營業費用、管理費用和財務費用。本文根據生產要素法將供熱企業目前發生的主要成本分為外購原材料及燃料及動力費、修理費、其他費用、人員成本、折舊攤銷費、財務費用6大類。

為了研究運營成本對新能源供熱價格形成機制的影響，本文假定在同樣的基準條件下，分別測算燃氣鍋爐供熱方式與新能源供熱方式的運營成本，測算各供熱方式的經濟性，主要考慮供熱系統建設投資、人工成本、維修費、財務費用及其他費用和燃料費用。其中，中深層地熱考慮對井供熱能力與負荷的合理匹配，按照供熱面積10 萬m2計算，其余按6 萬m2計算，且地埋管地源熱泵為冷熱雙供系統。根據北京實際工程項目監測情況，空氣源熱泵系統熱效率2.0 左右、地源熱泵系統熱效率3.0 左右、再生水源熱泵系統熱效率3.5 左右。

從圖1 可以看出地熱及熱泵供熱的初投資和綜合運行成本均高于天然氣供熱，即使享受政府投資補貼，其成本仍然比燃氣供熱成本高。其中，燃氣鍋爐供熱項目中占總成本費用比重最大的是燃料費，比重為56%，燃氣鍋爐供熱項目的經濟性受氣價影響較大；新能源和可再生能源供熱項目中占總成本費用比重最大的是電費和年折舊費用，以再生水熱泵項目為例，電費占總成本費用的比重為43%，年折舊費用占總成本費用比重為19%。由此可見新能源和可再生能源供熱項目的經濟性受建設投資和電價影響較大。在新能源和可再生能源供熱項目維持現狀居民熱價不變的情況下，需要考慮增加運營補貼。

3 價格形成機制研究

3.1 說明

《城市供熱價格管理暫行辦法》（發改價格〔2007〕1195 號）中明確指出城市供熱價格由供熱成本、費用、稅金和利潤構成。為便于研究，本文僅考慮以居民供熱為例進行分析，供熱收入按照30 元/ m2計算。搭建經濟評價模型，測算各種供熱類型熱泵項目在是否享受投資補貼、電價有無優惠（優惠電價按0.5 元/kWh 測算）等情形時的項目總成本費用，并計算得出單位平方米成本費用，根據項目收費情況以補償成本的原則計算補貼（未考慮企業投資合理收益及燃氣耦合部分氣價補貼）。

3.2 價格機制分析

根據《北京市“十四五”時期供熱發展建設規劃》和北京市禁限目錄，未來不再新建獨立燃氣供熱系統，新建的耦合供熱系統中新能源和可再生能源裝機占比不低于60%。本文按可再生能源裝機比例不同分為三種情景進行了研究：①可再生能源100%裝機的情況，不考慮其他方式調峰；②可再生能源80%裝機的情況，同時耦合20%燃氣鍋爐調峰；③可再生能源60%裝機的情況，同時耦合40%燃氣鍋爐調峰。從測算的結果來看，由于可再生能源供熱投資成本較高，可再生能源裝機比例越高則單位平方米成本越高，在目前的價格體系下，大多數情景都需要給予運營補貼才能維持企業收支平衡。本文中土壤源熱泵系統測算考慮了冷熱雙供，可以看出在考慮了供冷收入后，整個項目可以體現比較好的收益，而熱泵系統均可實現冷熱雙供，項目方案論證階段應充分挖掘供冷需求，以提高設備利用率，從而提高收益。詳見表3、表4、表5、表6。

表3 中深層地熱供熱測算結果

表4 土壤源熱泵供熱測算結果

表5 再生水熱泵供熱測算結果

表6 空氣源熱泵供熱測算結果

4 考慮碳交易收入

根據北京市地方標準《二氧化碳排放核算和報告要求 電力生產業》（DB11/T 1781-2020）相關排放因子進行核算，中深層地熱、土壤源熱泵和再生水熱泵相比燃氣鍋爐供熱的二氧化碳的排放均有一定減少，而空氣源熱泵供熱二氧化碳排放要高于燃氣鍋爐供熱。若考慮碳交易，則中深層地熱、土壤源熱泵和再生水熱泵供熱可產生一定的收入。

在上節分析的各情景前提下，分別核算出各類可再生能源產生的二氧化碳減排量，暫按100 元/t 的價格計算碳交易收入，測算結果如表7、表8、表9。

表7 中深層地熱項目減碳量測算結果匯總表

表8 土壤源熱泵項目減碳量測算結果匯總表

從能源結構發展趨勢來看，未來綠電的占比將進一步提高，電力排放因子將大幅下降；同時隨著管理水平、技術裝備的提高，主要以電力消耗為主的可再生能源供熱減碳量也將進一步提高。另外，可以預見碳交易價格也將呈上漲趨勢。根據世界銀行發布的《2022 年碳定價發展現狀與未來趨勢報告》，要實現《巴黎協定》將全球升溫控制在1.5℃的目標，碳價格須達到50 ～250 美元/t 二氧化碳，最合適的值為100 美元/t 二氧化碳。

由此可見，在完善的碳交易市場體系下，可再生能源供熱通過碳交易獲得的收入比重將越來越高，可逐漸減少財政補貼力度。

5 相關建議

根據分析，地熱及熱泵供熱系統建設投資的年折舊成本（6.7～14.2 元/m2）遠高于燃氣供熱成本（3.1元/m2），對于新能源和可再生能源供熱系統，項目投資經濟性不具備優勢。為調動市場積極性，建議有序推進新能源供熱價格改革，加大新能源和可再生能源耦合供熱項目的支持力度，支持二氧化碳空氣源熱泵、熱源塔熱泵等新技術應用，明確新能源供熱收費標準。

建議將可再生能源供熱納入居民供熱補貼范圍，享受傳統供熱同等的補貼待遇，鼓勵燃氣鍋爐完全替代或耦合供熱，并對先進技術應用示范項目給予一定的獎勵。

建立可再生能源供熱碳排放核算方法，幫助供熱企業建立碳賬本，將可再生能源產生的二氧化碳減排量參與碳排放權交易市場，通過碳交易提高供熱企業收入。隨著可再生能源供熱企業參與碳交易市場的收益增長，需重新測算企業運營成本，調整供熱企業運行補貼標準。