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(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)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(wǎng)遼寧省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，遼寧 沈陽 110015)

“十三五”以來，遼寧地區(qū)大力推進(jìn)煤改電，政府支持提高電能消費(fèi)比重。穩(wěn)步推進(jìn)電能替代，有利于構(gòu)建層次更高、范圍更廣的新型電力消費(fèi)市場，擴(kuò)大電力消費(fèi)，提升我國電氣化水平，提高人民群眾生活質(zhì)量；同時(shí)，帶動相關(guān)設(shè)備制造行業(yè)發(fā)展，拓展新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。文中簡要介紹了遼寧地區(qū)燃煤鍋爐概況及“十三五”期間煤改電規(guī)劃情況，對煤改電開展后的邊際成本和對全省GDP影響進(jìn)行分析和計(jì)算，最后總結(jié)遼寧地區(qū)煤改電實(shí)施后的效益產(chǎn)出情況，并給出一些建議。

煤改電；邊際成本；熱指標(biāo)；GDP

1 遼寧省煤改電電能替代情況

1.1 燃煤鍋爐統(tǒng)計(jì)情況

目前遼寧省擁有非電鍋爐單位共有1 543家，鍋爐總數(shù)為2 426臺，其中燃?xì)忮仩t58臺、燃油鍋爐14臺、燃煤鍋爐2 354臺，總數(shù)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(guī)劃及負(fù)荷需求情況

按照規(guī)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(jì)劃改造20 t/h及以下全部燃煤鍋爐，根據(jù)統(tǒng)計(jì)有意向改造成蓄熱電鍋爐的用戶情況：2年共改造358臺，規(guī)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(wǎng)或改造成燃?xì)獾绕渌┡绞健?/p>

2018—2020年，改造目標(biāo)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(yù)測2018—2020年，每年改造燃煤鍋爐總計(jì)38臺，規(guī)模1 587.8 t/h。

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

表2 煤改電改造規(guī)劃具體情況

按照“十三五”期間改造規(guī)模，考慮同時(shí)率系數(shù)為0.8，預(yù)測增加低谷供電負(fù)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(fù)荷預(yù)測

1.3 煤改電電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 居民供電

一般3 t/h以內(nèi)鍋爐，采用10 kV及以下接入方式，公網(wǎng)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(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，考慮66 kV或220 kV變電站供電。居民供暖建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 居民供暖建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 非居民供電

一般4 t/h以內(nèi)鍋爐，采用10 kV及以下接入方式，公網(wǎng)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(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析，考慮66 kV或220 kV變電站供電。非居民供暖建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)如表5所示。

表5 非居民供暖建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

2 邊際成本分析

2.1 參數(shù)選取

截至2013年底，東北電網(wǎng)全口徑裝機(jī)容量為113 476.2 MW，其中火電裝機(jī)容量82 970.1 MW，水電裝機(jī)容量8 471.1 MW，核電裝機(jī)容量1 119 MW，風(fēng)電裝機(jī)容量20 808.2 MW，太陽能裝機(jī)容量50 MW，生物質(zhì)裝機(jī)容量57.8 MW，新能源裝機(jī)容量已占東北電網(wǎng)全口徑裝機(jī)容量的19.4%，在東北地區(qū)得到較大發(fā)展。

a.熱指標(biāo)：1 m2建筑面積供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。根據(jù)CJJ 34—2010《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，我國三北地區(qū)采暖熱指標(biāo)(集中供暖)推薦如表6所示。

表6 三北地區(qū)采暖熱指標(biāo)推薦表 W

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

b.投資回報(bào)年限：20年(鍋爐廠家提供設(shè)備使用壽命)。

c.根據(jù)2016年沈陽地區(qū)取暖費(fèi)收取標(biāo)準(zhǔn)，居民用電采暖價(jià)格(含政府補(bǔ)貼)：28元/m2；非居民用電采暖價(jià)格：32元/m2。

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

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

f.根據(jù)遼寧省經(jīng)信委文件，政府目前對煤改電廠家設(shè)備本體投資有補(bǔ)貼政策，補(bǔ)貼設(shè)備本體投資金額的60%。

2.2 供熱時(shí)間選取

以沈陽地區(qū)為例，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度18 ℃，室外溫度-19 ℃，月平均氣溫如表7所示。計(jì)算出鍋爐平均運(yùn)行時(shí)間為設(shè)計(jì)最大時(shí)間的61%，每天運(yùn)行時(shí)間為61%×10=6.1 h，本文計(jì)算選取6.5 h[3]。

表7 沈陽地區(qū)供暖溫度

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

2.3 具體算例分析

邊際成本由年耗電量、熱指標(biāo)、設(shè)備本體投資、供熱面積、供熱單價(jià)及投資回報(bào)年限等因素影響，等量關(guān)系如下：(年耗電量×邊際成本)+(設(shè)備本體投資/投資回報(bào)年限)+運(yùn)行成本=供熱面積×供熱單價(jià)。

以100 m2供暖面積為例,分別計(jì)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(shí)現(xiàn)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(jì)算參數(shù)如表8所示。

3 電能替代對GDP的影響

3.1 電網(wǎng)投資計(jì)算

綜合考慮目前電網(wǎng)現(xiàn)狀及電鍋爐接入需求，預(yù)計(jì)新增電網(wǎng)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(jì)83億元。

表8 邊際成本計(jì)算參數(shù)

3.2 煤改電對GDP的影響

參考《我國電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用研究》成果及統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，推算電力行業(yè)投資對全行業(yè)經(jīng)濟(jì)拉動系數(shù)為1.14；熱力設(shè)備投資對全行業(yè)經(jīng)濟(jì)拉動系數(shù)為1.5[4]。

遼寧省“十三五”期間煤改電電網(wǎng)投資83億元，鍋爐設(shè)備本體投資84億元，總計(jì)拉動全行業(yè)經(jīng)濟(jì)220.62億元，拉動GDP增長0.76%，年平均拉動GDP增長0.152%。

電力設(shè)備及熱力設(shè)備制造均屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，取電力彈性系數(shù)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(jīng)測算，遼寧省煤改電預(yù)計(jì)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(chǎn)[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(jié)束語

按照“十三五”期間規(guī)劃的改造規(guī)模，預(yù)測增加低谷供電負(fù)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(shí)現(xiàn)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(wǎng)投資83億元，鍋爐設(shè)備本體投資84億元，總計(jì)拉動全行業(yè)經(jīng)濟(jì)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(qū)熱電機(jī)組規(guī)劃研究[J].東北電力技術(shù)，2016，37(1)：1-7.

[2] 朱成章．能源替代與電力促銷[J]．電力需求側(cè)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(shù)，2014，35(9)：3-5.

[4] 譚顯東.我國電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用研究[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2010，22(11)：8-9.

[5] 綦明明，劉 武，肖 靜，等.鍋爐本體漏風(fēng)對鍋爐熱效率的影響[J].東北電力技術(shù)，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(wǎng)規(guī)劃工作。

2016-03-01)