基于全生命周期理論的垃圾焚燒發(fā)電項目經濟性分析

周 波丁 榮

(國網河北省電力有限公司經濟技術研究院,河北 石家莊 050021)

隨著生活垃圾熱值的提高,垃圾焚燒發(fā)電項目的建設逐年穩(wěn)步增長,可再生能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出到2020年城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電裝機容量達到7.5 GW[1]。然而,垃圾焚燒發(fā)電價格理論和政策體系尚未形成統(tǒng)一的標準,從而限制了其快速發(fā)展和推廣應用,主要存在三方面的問題,一是對垃圾焚燒發(fā)電項目全生命周期成本核算尚無系統(tǒng)性研究;二是垃圾焚燒發(fā)電項目技術經濟分析測算未建立統(tǒng)一標準;三是垃圾焚燒發(fā)電產業(yè)的激勵政策缺乏統(tǒng)一標準和延續(xù)性?；谖覈贌l(fā)電產業(yè)發(fā)展目前存在的部分問題,以下深入分析垃圾焚燒發(fā)電項目的成本結構,建立了考慮全生命周期成本的垃圾焚燒發(fā)電項目技術經濟分析模型,并基于構建的模型及典型算例提出了對垃圾焚燒發(fā)電產業(yè)激勵政策的量化建議,為未來推進垃圾焚燒發(fā)電產業(yè)發(fā)展提供理論支撐、機制決策支撐、定價與補貼標準參考。

1 垃圾焚燒發(fā)電項目成本與效益分析

1.1 成本分析

垃圾焚燒發(fā)電項目全生命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)是指在滿足穩(wěn)定性、可靠性的基礎上,項目從設備采購、安裝、運行、維護直至設備報廢期間產生的全部成本。根據垃圾焚燒發(fā)電工程實際情況,成本費用共包括以下3項內容:固定成本、變動成本、退役處置成本[2-3]。主要成本構成見圖1。

圖1 垃圾焚燒項目全生命周期成本

1.1.1 固定成本

固定成本是指在垃圾焚燒發(fā)電項目正式投入運行以前,建設和調試期內所產生的全部費用,主要由設備購置費、建筑安裝工程費、預備費(包括基本預備費和漲價預備費)、建設期利息、流動資金組成[4]。

1.1.2 變動成本

變動成本即運行維護成本,是指在垃圾焚燒發(fā)電項目運行期間所發(fā)生的一切費用的總和,包括運行成本、維護成本[5]。

1.1.3 退役處置成本

在設備無法達到使用性能或安全性能的要求時,應該及時退役舊設備并更換新設備。退役處置成本指的是設備被淘汰后,清理、銷毀該設備所需支付的費用。部分垃圾焚燒發(fā)電設備退役時還具有殘值,可回收部分費用[6]。

在上述成本支出的基礎上,垃圾焚燒發(fā)電項目運營過程中還需繳納稅費。與垃圾焚燒發(fā)電項目有關的稅收稅種包括:增值稅、所得稅。按照國家最新的稅收政策,垃圾焚燒電廠增值稅即征即退(即不繳納增值稅),所得稅實行三免三減半、后續(xù)執(zhí)行15%所得稅稅率的優(yōu)惠政策[7]。

1.2 收益分析

垃圾焚燒運營收入分為三大部分:垃圾處置收入、發(fā)電收入、補貼收入。

垃圾處置收入,指在與當地政府協(xié)商的情況下,以垃圾處置量作為核算依據,從地方政府得到的收入。垃圾處置收入=垃圾處置量×垃圾處置費標準,垃圾處置費標準各地差異較大[8]。

發(fā)電收入,是指垃圾焚燒發(fā)電之后,除掉廠用電自用部分以外,上網電量部分從電網公司獲得的收入。發(fā)電收入=上網電量×電價。垃圾焚燒發(fā)電電價,根據發(fā)改委規(guī)定,每噸入廠生活垃圾折算上網電量暫定為280 k Wh,執(zhí)行全國統(tǒng)一垃圾發(fā)電標桿電價0.65元/k Wh(含增值稅),其余上網電量執(zhí)行當地同類燃煤發(fā)電機組上網電價。垃圾焚燒發(fā)電上網電價高出當地脫硫燃煤機組標桿上網電價的部分實行兩級分攤。其中,當地省級電網負擔0.1元/k Wh,電網企業(yè)由此增加的購電成本通過銷售電價予以疏導;其余部分納入全國征收的可再生能源電價附加解決[9]。

補貼收入,是指中央政府或地方政府為促進垃圾焚燒發(fā)電產業(yè)發(fā)展,通過稅收返還、電費補貼、垃圾處理補助等多種形式給予發(fā)電企業(yè)的補貼[10]。

2 垃圾焚燒發(fā)電項目技術經濟分析模型

在分析項目全生命周期成本和收益的基礎上,構建垃圾焚燒發(fā)電項目技術經濟分析模型

式中:NAV為垃圾發(fā)電項目每年的稅前凈收益,萬元;P為垃圾發(fā)電的上網電價,萬元/MWh;Q為年發(fā)電量,MWh;PL為垃圾處理費標準,元/t;M為垃圾電廠的年垃圾處理量,t;R為垃圾電廠的年補貼收入,萬元;I為項目初始總投資,萬元;O為年燃料成本,萬元;S為除燃料費用外的其他年變動成本,萬元;D為退役處置成本,萬元;CRF為建設期投資折算到等價年值的換算因子;WRF為退役處置成本折算到等價年值的換算因子;i為貼現率;n為垃圾發(fā)電項目的運行年限,年。

通過NAV的計算,可判斷項目經濟性:當NAV＞0時,項目經濟收益情況良好;當NAV＜0時,項目經濟性不佳。

3 垃圾焚燒發(fā)電項目算例分析

3.1 項目概述

A垃圾焚燒發(fā)電項目設計運行年限25 a,建設2臺垃圾焚燒鍋爐,設計垃圾處理能力為600 t/d(2×300 t/d),年處理垃圾設計能力為20萬t,為該市及臨近兩縣處理生活垃圾,其中主城區(qū)每天產生生活垃圾約500 t,所轄兩縣每天產生生活垃圾約100 t。項目購置1臺12 MW的汽輪發(fā)電機,發(fā)電效率為345 k Wh/t,年發(fā)電量6.9×107k Wh,廠用電率12%,年上網電量為6.072×107k Wh。該項目是該地區(qū)第1個并網運行的垃圾焚燒發(fā)電項目,自2015年項目并網至今運行良好。

該項目總建設投資27 804萬元(單位投資為46.34萬元/t·d),其中自有資金25%,借款78%,借款利率6.55%,還款采用等額本息法,按月還款,10年還清。項目建設期2 a,運營期25 a。

根據當地政策執(zhí)行情況,該垃圾焚燒發(fā)電項目所在地的垃圾處置費用標準為77元/t,上網電價價格為0.65元/k Wh。運維成本方面,自來水、配件、其他消耗品價格為675萬元/a,電廠運行管理人員共124人,工資5萬元/人a,社保費為工資的25.8%,項目年運行維護費用為1 454.96萬元。根據項目特點,基準收益率取為6%,設備折舊年限15 a,采用直線折舊法計提折舊,設備殘值率5%,設備退役處理成本為125萬元。項目增值稅即征即退,可不予計算,所得稅三免三減半,第7年起按15%征收。

3.2 經濟性分析

依據A項目的相關基礎數據,通過計算可得該垃圾焚燒發(fā)電項目的主要技術經濟指標情況如表1所示。

表1 項目主要經濟評價指標

通過該垃圾焚燒發(fā)電項目的主要技術經濟指標情況可看到,該垃圾焚燒項目經濟性良好。其中,代表項目經濟性指標的凈年值、凈現值均大于0,項目能夠實現盈利;投資回收期為9.06 a,短于行業(yè)基準值10 a,投資能夠順利回收;投資收益率大于行業(yè)基準收益率,項目投資回報良好;代表償債能力的利息備付率和償債備付率均高于行業(yè)基準水平,項目現金流充裕、債務償還能力強。

3.3 敏感性分析

影響垃圾焚燒發(fā)電項目經濟效益的因素很多。當上網電價、垃圾處理費標準、建設投資、運行維護費用、壽命期、貸款利率、垃圾發(fā)電效率等因素發(fā)生變化時,項目經濟收益情況都會隨之改變,圖2為4個典型因素變動對A項目經濟性的影響。

從圖2的測算結果可以看出,在垃圾焚燒發(fā)電項目中,上網電價變動對項目經濟性的影響最大,垃圾發(fā)電效率對項目經濟性的影響其次,建設投資的變動對項目經濟性狀況影響較小,垃圾處理費標準對項目經濟性影響最小。

圖2 敏感性分析結果

敏感性分析測算結果表明,在垃圾焚燒發(fā)電項目中,上網電價變動對項目經濟性的影響最大,垃圾發(fā)電效率對項目經濟性的影響其次,建設投資變動對項目經濟性狀況影響較小,垃圾處理費標準對項目經濟性影響最小。

4 結論及建議

(1)垃圾焚燒發(fā)電項目在節(jié)能環(huán)保、促進垃圾清潔焚燒與廢棄物利用方面具有獨特的優(yōu)勢,科學規(guī)劃垃圾焚燒發(fā)電有利于實現節(jié)能減排和綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。在科學規(guī)劃的基礎上,垃圾焚燒發(fā)電項目能夠實現盈利,投資能夠順利回收,現金流充裕、債務償還能力強。

(2)科學規(guī)劃垃圾焚燒發(fā)電項目布局,選擇垃圾資源較為豐富、集中的城市或縣城建設垃圾焚燒發(fā)電項目,提升項目運營效率和效益。同時,建議設立科研激勵基金,研究提升垃圾焚燒發(fā)電項目發(fā)電效率的新技術。目前垃圾焚燒的發(fā)電效率為350 k Wh/t左右,通過有效的能源梯次利用技術,可獲得更高的發(fā)電效率,從而大幅降低發(fā)電成本。

(3)拓寬垃圾焚燒發(fā)電項目建設資金的渠道來源,從國家層面出臺相應的補貼與優(yōu)惠政策,降低企業(yè)融資成本。從國家層面出臺相應政策,結合“中國制造2025”戰(zhàn)略,鼓勵制造企業(yè)研制與開發(fā)先進的垃圾焚燒鍋爐,加快設備生產與運行維護的國產化進程,降低設備購置成本。

(4)在制定垃圾焚燒發(fā)電電價政策、垃圾處理費用補償標準時,充分體現垃圾焚燒發(fā)電的節(jié)能環(huán)保效益,適度提升對垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的補貼標準,促進產業(yè)發(fā)展。