農(nóng)村地區(qū)電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效益分析

張福錚

摘要：新時代下，我國正大力實施電能替代技術(shù)。電能替代技術(shù)的應(yīng)用不僅能有效減少化石燃料的消耗，改善大氣環(huán)境，還能加速新能源發(fā)電快速發(fā)展，帶動各地經(jīng)濟水平提升。文章選擇某農(nóng)村地區(qū)的工業(yè)園區(qū)、營業(yè)所、學(xué)校和公司為研究對象，從經(jīng)濟效益的角度就農(nóng)村地區(qū)的電能替代技術(shù)情況展開分析。

關(guān)鍵詞：農(nóng)村地區(qū)；電能替代技術(shù)；經(jīng)濟效益

“碳達峰、碳中和”是國家重要戰(zhàn)略部署，其不僅為我國電能發(fā)展指明了方向，還能切實減少能源的消耗。針對農(nóng)村地區(qū)來說，政府部門及電力公司應(yīng)采取有效措施，努力破解農(nóng)村地區(qū)能源生產(chǎn)和消費領(lǐng)域存在的深層次問題，推廣應(yīng)用電能替代技術(shù)，優(yōu)化電能替代項目，以此持續(xù)提高農(nóng)村地區(qū)清潔低碳的發(fā)展水平。

一、農(nóng)村地區(qū)主要電能替代技術(shù)經(jīng)濟效益分析

（一）地源熱泵項目經(jīng)濟效果分析

某農(nóng)村工業(yè)園區(qū)實施電能替代改造項目，將2臺20t/h的鍋爐供熱改為電能替代系統(tǒng)供熱。當(dāng)前，園區(qū)的供熱面積為30萬m2，前期的五千萬元投資全部由節(jié)能公司承擔(dān)，供熱站每年可以分享節(jié)能效益。在電能替代技術(shù)實施之前，園區(qū)主要采用的市政熱網(wǎng)燃煤供熱方式，并且沒有供冷功能。每年供暖消耗燃煤量在13500t左右，依據(jù)每噸750元的價格進行計算，每年的成本支出為1012.5萬元。

依據(jù)國家對農(nóng)村可再生能源建筑應(yīng)用的補助標準來看，地源熱泵技術(shù)的補助標準為60元/m2，所以該園區(qū)的電能替代項目補貼約1800萬元。電能替代項目實施之后，每年供暖機組消耗的電量約549.37萬度電，按照每度電0.6元的價格進行計算，成本支出為330萬元。和以往相比，成本支出節(jié)約了680萬元。每年節(jié)能1551.56萬kWh，折合標準煤5275t。每年減排CO2為1.5469萬t，SO2為465.47t，氮氧化物232.73t。

1. 經(jīng)濟效果指標分析

（1）實施電能替代項目，前期的投資為五千萬元，每年節(jié)約運行成本為255.6萬元。當(dāng)工業(yè)園區(qū)的內(nèi)部收益達到10%的時候，依據(jù)增值稅的7%計算營業(yè)稅，依據(jù)增值稅的3%計算附加稅，依據(jù)營業(yè)額的13%計算增值稅，依據(jù)營業(yè)的總利潤的25%計算所得稅。固定資產(chǎn)折舊按平均年限法計提，折舊25年，年折舊200萬元。按照投資方內(nèi)部收益率10%計算，該項目實施后，差額內(nèi)部收益率為16.5%，差額凈現(xiàn)值達到了695.74萬元，差額動態(tài)投資回收期為17.8年，可見該項目投資經(jīng)濟效益較好。

（2）上述只計算了供熱項目，如果電能替代技術(shù)實現(xiàn)了供冷項目，則會同時增加營業(yè)收入。供冷標準按照40元/m2的價格實施，則園區(qū)的年營業(yè)收入會增加1200萬元。同時，對應(yīng)的電費支出也會增加。園區(qū)夏季冷負荷為70w/m2，通過對空調(diào)機組的運行耗能和費用展開科學(xué)合理的評估，得知空調(diào)機組處于運行滿負荷的時間不到2%。采用機組綜合部分負荷性能指標，將其劃分為100%、75%、50%、25%。依據(jù)該農(nóng)村地區(qū)的氣候特點，按照夏季150天、冬季120天運行，進而展開運營階段的電量消耗計算。公式如下：

H=W·S·■αi·βi

在上述式子中，H表示夏季制冷平均功率，W表示該園區(qū)的制冷負荷，S表示該園區(qū)的供冷面積，I表示負荷特性種類，αi表示負荷特性，βi表示負荷特性所占時間比重。

代入數(shù)值計算之后得知，運營成本增加值為988.8萬元。

2. 供冷收入計算

依照冷熱聯(lián)產(chǎn)的模式進行經(jīng)濟效益計算，得知供冷收入增加1200萬元，并且運營的成本也會增加988.8萬元。計算得知，按照投資方內(nèi)部收益率10%計算，差額內(nèi)部收益率為14.3%，差額凈現(xiàn)值為1076萬元。這兩項數(shù)據(jù)都分別高出了政府補貼情況下的11.3%和454.78萬元。差額動態(tài)投資回收期為14.5年。可見，即便是沒有政府補貼，電能替代技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)冷熱聯(lián)產(chǎn)，并且還能獲得較好的經(jīng)濟效益，所以電能替代技術(shù)值得推廣應(yīng)用。

3. 財務(wù)敏感性分析

受煤價、電價、供暖價格、初投資以及供冷價格的影響，差額凈現(xiàn)值會出現(xiàn)不同程度的變化，所以如下分別在合理的變化幅度內(nèi)對差額凈現(xiàn)值進行測定，如表1所示。

可見，初投資、電價和差額凈現(xiàn)值之間的關(guān)系成反比，前者上漲，后者就會下降， 電能替代技術(shù)的經(jīng)濟性會被削弱。而煤價、供冷價格與差額凈現(xiàn)值的關(guān)系成正比，前者上漲，后者也會上漲，電能替代技術(shù)的經(jīng)濟性也會變好。在上述表格中，初投資數(shù)值的變化對于差額凈現(xiàn)值的影響最大，所以可以認為前期的投資水平影響著電能替代技術(shù)經(jīng)濟效益的發(fā)揮。

（二）空氣源熱泵項目經(jīng)濟效果分析

某農(nóng)村營業(yè)所建筑面積11678m2，自主投資281萬元。在實施電能替代技術(shù)之前，主要采用煤供熱方式，每年繳納采暖費41.8萬元，空調(diào)費18.6萬元。實施電能替代技術(shù)之后，新增電量29萬kW·h、用電成本25.69萬元，節(jié)約成本58.31萬元。年節(jié)約標準煤356t，每年CO2減少887.33t，碳粉塵減少242.08t，SO2減少26.7t，氮氧化物量的排放量減少13.35t。

1. 經(jīng)濟效果指標分析

當(dāng)農(nóng)村營業(yè)所內(nèi)部收益率達到10%時，計算各個稅收金額。依照年限平均折舊法進行折舊，該項系統(tǒng)的使用壽命為25年。計算得知，差額內(nèi)部收益率為17.46%，差額凈現(xiàn)值達到了341.47萬元，差額動態(tài)投資回收期為6.7年。可見，該電能替代項目具有可行性。同時，內(nèi)部收益率也較高的超出了行業(yè)基準收益率10%，且收回投資的時限也不長。

2. 財務(wù)敏感性分析

受初投資增加值、經(jīng)營成本節(jié)約的影響，差額凈現(xiàn)值也會發(fā)生不同程度的變化，如下對差額凈現(xiàn)值的敏感性進行分析，具體如表2所示。

由表可知，若煤價呈上升狀態(tài)，則差額凈現(xiàn)值也會逐漸增加，電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效益逐漸變好。同時，若初投資和電價增加，差額凈現(xiàn)值會反向減少，則電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效益會被削弱。從表格中來看，煤價對于差額凈現(xiàn)值的影響最大。所以，在實施空氣源熱泵項目時，應(yīng)關(guān)注煤炭的價格。

（三）電熱膜項目經(jīng)濟效果分析

某農(nóng)村中學(xué)長期以來一直采用的燃煤供暖，在電力公司的大力倡導(dǎo)下，實施電能替代技術(shù)，學(xué)校內(nèi)整體供熱面積為21897m2。依據(jù)相關(guān)標準計算，供熱煤耗21.5kg/m2，公建配套費160元/m2，公建采暖收費40元/m2，則在該項目中，中學(xué)每年需要繳納采暖費87.59萬元。在電能替代技術(shù)實施之后，電熱膜項目投資金額為350萬元，替代電量為63.5萬kW·h。用電成本和以往相比節(jié)約了30.44萬元，同時每年節(jié)約標準煤254t，每年減少CO2為633.095t，減少SO2為19.05t，減少氮氧化物和碳粉塵的排放量分別是9.525t和172.72t。

1. 經(jīng)濟效果指標分析

在電能替代項目實施后，學(xué)校在電熱膜投資方面的總金額為350萬元。當(dāng)學(xué)校內(nèi)部收益率達到10%時，依據(jù)增值稅的7%計算營業(yè)稅，依據(jù)增值稅的3%計算附加稅，依據(jù)營業(yè)收入的13%計算增值稅，依據(jù)利潤總額的25%計算所得稅。固定資產(chǎn)折舊按平均年限法計提，折舊25年，年折舊14萬元。計算結(jié)果得知，差額凈現(xiàn)值僅為5.39萬元，可見該電能替代項目的經(jīng)濟效益并不明顯。內(nèi)部收益率為10.35，相比起行業(yè)基準收益率，只是超出了一點點，再加上差額動態(tài)投資回收期為22.7年，足以證明該電能替代項目的經(jīng)濟收益不佳。

2. 財務(wù)敏感性分析

表3為財務(wù)敏感性分析表。受初投資增加值、經(jīng)營成本節(jié)約的影響，差額凈現(xiàn)值也會出現(xiàn)不同程度的變化。

由表3可知，若煤價上升，則差額凈現(xiàn)值的金額也會增大，電能替代技術(shù)經(jīng)濟效益也會變好。初投資、電價和差額凈現(xiàn)值之間的關(guān)系成反比，若前者增加，后者會減少，電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效益下降。尤其是電價的變化對差額凈現(xiàn)值的影響最大，為此當(dāng)?shù)卣畱?yīng)實施適當(dāng)?shù)碾妰r補貼政策，或是電力部門優(yōu)惠電價，就能提高電能替代技術(shù)的經(jīng)濟收益。

（四）電蓄熱鍋爐項目經(jīng)濟效果分析

某農(nóng)村公司自成立以來一直采用的是煤炭供暖，近年來加入電能替代技術(shù)的改造隊伍中，公司整體供暖面積為7000m2，年耗煤約600t，按每噸煤800元計算，每年的成本支出為48萬元。電能替代技術(shù)實施之后，采用了電鍋爐取暖模式，每年替代電量約90萬kW·h，年節(jié)約運行成本20.1萬元。電能替代項目在初投資時使用了80萬元，每年可以節(jié)約標準煤600t，每年減少CO2為1495.5t，減少SO2為45t，減少碳粉塵和氮氧化物的排放量分別為408t和22.5t。

1. 經(jīng)濟效果指標分析

依據(jù)行業(yè)基準收益率的10%的標準，該項目的使用壽命為25年，年限平均折舊法進行折舊，初投資增加80萬元，每年折舊額為3.2萬元。差額內(nèi)部收益率為17.39%，差額凈現(xiàn)值為134.57萬元，同時投資回收期只要4.7年，可見該電能替代項目的經(jīng)濟收益較好，不需要額外的政府補貼政策。

2. 財務(wù)敏感性分析

表4為財務(wù)敏感性分析表。受到初投資增加值、經(jīng)營成本節(jié)約的影響，差額凈現(xiàn)值也會發(fā)生不同程度的變化。其中，經(jīng)營成本節(jié)約主要指的是電能替代技術(shù)實施后，電費消耗成本前后之間的差值。

由表4可知，初投資、電價和差額凈現(xiàn)值之間的關(guān)系成反比，前者增加，后者會減少，電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效益會被削弱。若煤價和供冷價格上升，則差額凈現(xiàn)值會逐步增大，電能替代技術(shù)經(jīng)濟效益會逐漸轉(zhuǎn)好。尤其是煤價的變化對于差額凈現(xiàn)值的影響最大，所以在實施該項電能替代項目時，應(yīng)重點關(guān)注煤價的價格。

二、農(nóng)村地區(qū)電能替代方案的綜合分析與比較

（一）全年單位面積差額凈年金比較

依據(jù)上述內(nèi)容，得到了不同電能替代項目的差額凈現(xiàn)值等。如下對各電能替代項目的全年單位面積的差額凈年金值展開計算，以能更好地對比各電能替代模式。公式如下：

PAW=■

其中，PAW表示的含義是全年單位面積凈年金，NPV表示的含義是差額凈現(xiàn)值，（A/P，i，n）表示的含義是資本回收系數(shù)，S表示的含義是各個電能替代項目供暖、供冷面積。

將各個數(shù)值代入公式中，能夠明確地源熱泵、空氣源熱泵、電熱膜、電蓄熱鍋爐全年單位面積差額凈年金分別為9.51元、32.22元、10.27元、21.19元。可見，差額凈年金和項目經(jīng)濟效益成正比，若差額凈年金數(shù)值越高，則表示項目經(jīng)濟收益越好。

由表4可知，全年單位面積差額凈年金按照從高到低的順序排列，分別是空氣源熱泵、電蓄熱鍋爐、地源熱泵、電熱膜，電熱膜經(jīng)濟效益最差。具體而言，空氣源熱泵的能耗包含了電能和空氣中熱能，地源熱泵的能耗包含了電能和地?zé)?，前者因為初投資增加額較小，再加上電能消耗較少，所以經(jīng)濟效益十分不錯。地源熱泵因為初投資增加額較大，所以該電能替代項目的經(jīng)濟效益中等。而電蓄熱鍋爐使用的電力資源并不昂貴稀缺，所以獲得的經(jīng)濟效益也良好。電熱膜只消耗電能，所以認為其經(jīng)濟效益較差。

（二）基于環(huán)境治理的經(jīng)濟性比較

在上述計算模式中，并沒有考慮到污染排放的情況，所以從環(huán)保的角度出發(fā)，并不能夠體現(xiàn)出其較好的經(jīng)濟優(yōu)勢。所以，如下基于環(huán)境治理，對能源消耗治理的費用進行計算，以便對上述結(jié)果進行修正，公式如下：

ΔP=■

其中，ΔP表示的含義是能源消耗治理費用節(jié)約，xi表示的含義是污染物排放量，λi表示的含義是污染物排放治理費標準，S表示的含義是供熱供冷面積。

將數(shù)值代入到公式之中，能夠計算得到調(diào)整前，地源熱泵、空氣源熱泵、電熱膜和電蓄熱鍋爐的全年單位面積差額凈年金分別為9.51元、32.22元、10.27元、21.19元；每年地源熱泵、空氣源熱泵、電熱膜和電蓄熱鍋爐的能源消耗治理費用節(jié)約額分別為4.82元、7.11元、2.65元、2.31元；調(diào)整后，地源熱泵、空氣源熱泵、電熱膜和電蓄熱鍋爐的全年單位面積差額凈年金分別為14.33元、39.33元、12.92元、44.28元。

可見，從環(huán)保的角度出發(fā)，全年單位面積差額凈年金從高到低的順序排列依次為電蓄熱鍋爐、空氣源熱泵、地源熱泵、電熱膜。和調(diào)整前的計算結(jié)果相比，前后的全年單位面積差額凈年金都出現(xiàn)了增大的情況，電能替代項目的經(jīng)濟效益發(fā)揮更好?？紤]到排污處理費用，能夠明確電蓄熱鍋爐比空氣源熱泵的經(jīng)濟效益更好。所以，為了能夠在實施電能替代技術(shù)的同時提高環(huán)保性，則可以對排污治理技術(shù)進行優(yōu)化，以此實現(xiàn)減排經(jīng)濟補償，最大化發(fā)揮電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效益。

三、農(nóng)村地區(qū)推廣應(yīng)用電能替代技術(shù)的策略

（一）降低初投資金額

要推動電能替代技術(shù)的廣泛應(yīng)用，電力公司首先就必須要合理確定相關(guān)收費標準，同時企業(yè)單位對不同項目進行考察，做好前期的投資控制工作。農(nóng)村地區(qū)各個企業(yè)單位應(yīng)采取有效措施，盡可能降低運營成本，結(jié)合實際發(fā)展情況，優(yōu)化管理模式，可以采用合同能源的方法，前期投資的資金由節(jié)能公司全額承擔(dān)。同時，在現(xiàn)有政府補貼標準的條件下，制定具有可操作性的電能替代項目實施技術(shù)規(guī)范。農(nóng)村相關(guān)政府部門應(yīng)加大專項資金拓展渠道，以此為電能替代技術(shù)的落實做好鋪墊。如可以為申請電能替代項目的相關(guān)企業(yè)單位提供便捷服務(wù)，為了有效解決企業(yè)的融資問題，還可以實施PPP等合作模式，促使市場發(fā)展更加規(guī)范化。

（二）出臺特殊電價政策

農(nóng)村政府部門應(yīng)積極出臺特殊電價等相關(guān)政策，加大對電能替代項目的宣傳普及力度，積極推廣電采暖模式，吸引更多的用戶摒棄以往的用煤方法，在一定程度上減少取暖燃煤的使用量。對于積極參與煤改電的用戶，政府部門可以對其實施一定的優(yōu)惠，短時間內(nèi)不執(zhí)行階梯式的電價政策，可以采用峰谷分時電價政策，進而調(diào)動用戶參與積極性，并吸引更多的新用戶主動參與到電能替代項目改造中來。針對采用煤改電的相關(guān)用戶，可以隨著其電量用量的增加，實施對應(yīng)的優(yōu)惠電價，讓用戶體驗到更多便利。政府部門還可以擴大峰谷電價的差價，對不同地區(qū)的整體用電情況，合理設(shè)定低谷時段，降低低谷用電成本。除此之外，政府部門還可以出臺其他扶持政策，鼓勵更多的新能源企業(yè)參與到該項目中來，和電力部門等直接交易或協(xié)商，進而采用具有競爭力的市場價格購電也能夠有效降低購電成本。

（三）統(tǒng)一規(guī)劃合理布局

依據(jù)電能替代項目的不同特點和具備的條件，企業(yè)單位應(yīng)結(jié)合實際情況制定有效合理的方案，這樣能從源頭上避免盲目投資，實現(xiàn)經(jīng)濟收益的最大化。例如在實施地源熱泵項目之時，不要只關(guān)注供熱設(shè)計，而是要同時關(guān)注制冷、供熱、熱水三個方面，若只是單方面實施供熱功能，則經(jīng)濟效益無法得到最大化發(fā)揮。同時，在供熱、供冷的項目總體規(guī)劃中，還可以實現(xiàn)資源的整合，從頂層優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)不同資源的優(yōu)勢互補，再結(jié)合農(nóng)村當(dāng)?shù)責(zé)崮苜Y源的分布和利用情況，提出存在的問題并找到解決措施，進一步提高電能替代技術(shù)的適用性。

（四）加大宣傳普及力度

電能替代技術(shù)的推廣離不開宣傳示范，各地相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實情況，采取有效的途徑，不斷發(fā)揮出電能替代技術(shù)的經(jīng)濟效用，讓更多人了解到該項技術(shù)的優(yōu)勢。電力公司和相關(guān)政府部門可以采用集中宣傳、交流座談、技術(shù)展覽、新媒體平臺等方式，加大對新能源消費觀的普及力度，幫助更多的群體認識到電能替代設(shè)備和技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，糾正人們的錯誤認知，更新人們的思想觀念，以此持續(xù)提高群眾對新技術(shù)的認可度，鼓勵他們都積極參與到該技術(shù)的消費習(xí)慣中來。例如，雖然目前熱泵空調(diào)器的普及率很高，但是部分人們在思想觀念中依然認為熱泵空調(diào)器耗電十分厲害，他們并不認同其比燒煤球爐子更節(jié)約。所以，應(yīng)通過多種途徑不斷進行電能替代技術(shù)、環(huán)保知識的宣傳，推動電能替代項目的持續(xù)化發(fā)展，為社會各界收獲更多的經(jīng)濟效益，也能真正做到與大自然和諧共處。

四、結(jié)語

新時代背景下，電能替代技術(shù)的應(yīng)用與推廣具有一定的現(xiàn)實意義，其不僅滿足了社會各界對于電力的需求，提高了經(jīng)濟收益，還降低了化石能源的消耗，減少了二氧化碳等廢氣的排放量。不管是從環(huán)保角度還是從經(jīng)濟角度來看，電能替代技術(shù)都具有多元化的應(yīng)用優(yōu)勢。為此，政府部門及電力公司應(yīng)積極宣傳普及，拓展電能替代技術(shù)的應(yīng)用范圍，形成節(jié)能環(huán)保的新型電力消費市場，為經(jīng)濟社會的高質(zhì)量發(fā)展提供保障。

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（作者單位：南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司）