張弢 許國春 高穎艷
摘要:熱電聯(lián)產(chǎn)大溫差長輸供熱項目基于“吸收式換熱原理”技術,利用該技術能夠提高長輸供熱項目的經(jīng)濟性,該類項目與傳統(tǒng)供熱項目有一些不同的特點。本文對該類項目供熱成本影響因素進行分析,提出熱價定價方面一些建議,以期為今后類似項目的開展提供參考。
Abstract: Combined heat and power large water temperature difference long-distance heating project is based on "Absorption Heat"technology, using this technology can improve the economy of long-distance heating project, this kind of project has some different characteristics from the traditional heating projects. This paper analyzes the influencing factors of the heating cost of this kind of project and puts forward some suggestions on the pricing of heat price, so as to provide reference for the development of similar projects in the future.
關鍵詞:供熱成本;熱價定價;大溫差長輸供熱;余熱利用
Key words: heating cost;heating price determination;large water temperature difference long-distance heating;waste heat utilization
中圖分類號:TU995;F299.24? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1006-4311(2020)27-0028-03
0? 引言
近年來,基于吸收式換熱熱泵的大溫差供熱技術在多地的項目中得到了應用,“大溫差”輸送技術是基于“吸收式換熱原理”的先進技術,在保持城市供熱二級管網(wǎng)的運行工況不變的前提下,可將一級管網(wǎng)的回水溫度由50~60℃降低到15~30℃,實現(xiàn)了城市供熱一級管網(wǎng)的大溫差輸送。由于熱網(wǎng)輸送能力與供回水溫差成正比,對于同管徑供熱管道,使用“大溫差”供熱技術輸熱能力比使用傳統(tǒng)供熱技術提高50%以上,此外,較低的熱網(wǎng)回水溫度也為在熱源處進行余熱回收創(chuàng)造了條件。傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)供熱項目熱源與供熱區(qū)域的經(jīng)濟距離是10公里以內(nèi),如果超過此范圍則供熱經(jīng)濟性難以保證,限制其經(jīng)濟性的主要因素是管道初始投資、運營期購熱費用和運行電費。在使用“大溫差”技術的情況下,這三個主要因素的費用均能夠得到降低。筆者參與了太原、石家莊、鄭州等多地區(qū)的大溫差長輸供熱項目前期咨詢、設計階段并對項目實際運營情況進行了調(diào)研,項目的初期運行均有良好的效果,在對項目從前期至運營期的持續(xù)關注和分析中,發(fā)現(xiàn)該類項目在熱價定價方面與以往的常規(guī)供熱項目有一些不同之處,本文采用定性和定量的研究方法對影響單位供熱成本的各項主要因素進行分析,并對熱價的定價方法提出一些建議。
1? 供熱成本的主要影響因素分析
熱電聯(lián)產(chǎn)大溫差長輸供熱項目規(guī)模大,建設投資高,單位供熱成本受到多個因素影響,其中影響最大因素包含建設投資、年供熱量和購熱成本。
1.1 建設投資對供熱成本的影響
由于建設投資與固定資產(chǎn)折舊及修理費用成比例關系,建設投資的高低會影響供熱成本。建設投資以設計方案為計算基礎,不同的設計方案決定了不同的項目建設投資,進而影響到項目的熱價。例如某長輸供熱項目前期分為兩種方案,方案一為2×DN1600供熱管線+4座中繼泵站+1座隔壓站,方案二為4×DN1400供熱管線+3座中繼泵站+1座隔壓站,兩個方案路由一致,廠站選址不一致。兩種方案投資分別為36.23億元和39.07億元,方案一年單位供熱折舊費11.27元/GJ,方案二年單位供熱折舊費為12.15元/GJ。方案一與方案二相比,僅折舊成本一項就相差0.88元/GJ,對供熱成本影響很大。此外,根據(jù)現(xiàn)有項目經(jīng)驗,項目修理用均與建設投資成正比,由此可知,較高的建設投資同樣會導致修理費偏高。對于該案例,方案一年單位供熱修理費為3.58元/GJ,方案二年單位供熱修理費為3.32元/GJ,因此該部分也對供熱成本也有一定影響。
1.2 供回水溫差對供熱成本的影響
項目購熱成本一般分為常規(guī)抽氣購熱成本和余熱購熱成本兩部分,分別按照不同的購熱單價乘以相應的購熱量后得到項目總的購熱成本,傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱工程全部采用常規(guī)抽氣,由于抽氣熱價高而造成購熱成本高,在輸熱量大和輸熱距離較短(即建設投資較低)的情況下,傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目的經(jīng)濟性尚可。在輸熱量大和輸熱距離長(即建設投資較高)的情況下,傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目的經(jīng)濟性較難滿足實施要求。熱電聯(lián)產(chǎn)大溫差長輸供熱項目采用抽氣購熱和余熱購熱相結(jié)合,由于余熱購熱單價明顯低于抽氣購熱單價,從而使得綜合購熱成本較低。長輸供熱項目供熱能力的大小取決于管道流量和輸送溫差,大溫差技術的運用能夠通過提高輸送溫差增加供熱能力,降低單位供熱成本。
為保障整體市內(nèi)管網(wǎng)安全運行,管網(wǎng)供水溫度在實際運行期間一般略低于設計溫度運行,回水溫度的降低主要受到市內(nèi)能源站及熱力站新建、改造影響,尤其對于改造能源站及熱力站可能受到占地面積等因素制約,部分供熱區(qū)域難以實行大溫差機組供熱,供回水溫度實際達到設計溫度具有一定的客觀困難性。如果項目前期測算供熱成本時對供回水溫差設定偏高,會造成供熱能力計算偏高,由于供熱成本中的折舊費、工資福利費及管理費等與總供熱量的多少關聯(lián)不大,過高的確定供熱能力會造成前期測算的單位供熱成本偏低,進而導致項目難以達到預期的經(jīng)濟性。
例如太原市某項目,設計達產(chǎn)工況下供回水溫度分別為130℃/30℃,設計供熱能力7600萬平方米,其中由長輸供熱部分供熱能力為6253萬平米,其余由調(diào)峰供熱能力滿足。根據(jù)最近一個供暖季實際數(shù)據(jù),該工程供熱面積達到6116萬平方米,回水溫度達到34℃,在不考慮調(diào)峰供熱能力的情況下,達產(chǎn)率達到97.8%,但進一步降低回水溫度難度較大,因此實際供熱成本比前期設計階段測算略高。
1.3 市內(nèi)調(diào)峰配套情況對供熱成本的影響
由于項目設計負荷中包含調(diào)峰供熱面積(能源為燃氣或電)。項目為達到較好的效益,年初寒期及末寒期滿負荷供熱,嚴寒期啟用調(diào)峰熱源補充供熱能力。從供熱成本分析,燃氣調(diào)峰供熱對總體供熱成本的影響體現(xiàn)在兩方面,一方面天然氣價格較高,使用燃氣供熱將在一定程度上提高綜合供熱成本,另一方面,燃氣調(diào)峰能夠帶來回水溫度的降低,提高熱源的余熱回收量,提高了余熱利用比例。由于項目購熱單價一般為根據(jù)抽氣和余熱兩部分的供熱單價和供熱量加權計算,提高余熱利用比例能夠降低購熱成本,從而降低綜合供熱成本。經(jīng)過對以上兩個因素統(tǒng)一分析,由于使用燃氣供熱而提高的供熱成本小于由于提高余熱回收比例降低的供熱成本,因此燃氣調(diào)峰供熱對降低項目成本有利。
例如太原市某項目,設計供熱能力7600萬平方米,其中由長輸供熱部分供熱能力為6253萬平米,調(diào)峰部分供熱能力為1347萬平米。項目截至目前由于客觀情況影響,調(diào)峰部分并未如期實施,因此實際供熱能力并未達到滿負荷。根據(jù)測算在項目達到滿負荷時,如果不實施燃氣調(diào)峰,年供熱面積為6253萬平米,年供熱量為2885萬GJ,全部為長輸供熱部分提供,此時建設投資按照長輸供熱部分投資+大溫差改造投資計算,單位供熱成本為34.31元/GJ;如果實施燃氣調(diào)峰,年供熱面積為7600萬平米,年供熱量為3506萬GJ,其中長輸供熱部分提供3399萬GJ,調(diào)峰部分提供107萬GJ,此時建設投資按照長輸供熱部分投資+大溫差改造投資+燃氣調(diào)峰投資計算,單位供熱成本為32.12元/GJ,此成本低于不采取燃氣調(diào)峰時的成本。建議在給相關部門提供熱價測算時,提供使用調(diào)峰鍋爐和不使用調(diào)峰鍋爐兩種工況下的熱價。(圖1)
1.4 市內(nèi)供熱負荷對供熱成本的影響
由于項目的設計負荷一般是根據(jù)現(xiàn)有建筑面積及規(guī)劃建筑面積確定。在實際情況下,該區(qū)域?qū)嶋H建筑面積增長率可能低于規(guī)劃增長率。城市建筑面積增長中一部分是當?shù)鼐用窀纳凭幼l件購置新房產(chǎn)生,在該類人群中,往往有一部分居民并未售賣原有住房,且原有住房并未出租,導致原有住房空置,只有基本熱費收入。城市新建建筑區(qū)域內(nèi)實際入住率較低,可能導致實際供熱面積難以按設計負荷增長速度達到滿負荷。此外,市內(nèi)熱網(wǎng)配套建設如果沒有按進度進行,實際供熱負荷可能不足。實際供熱負荷低于設計負荷,往往造成實際供熱成本高于測算成本,建議在熱價的測算中,酌情考慮空置率,根據(jù)熱網(wǎng)建設進度,選擇較貼近實際的建筑面積增長率,按不同年份不同供熱負荷計算供熱成本。
2? 項目熱價特點分析與定價方法建議
我國城市集中供熱價格應當以國家發(fā)展改革委、建設部2007年印發(fā)的《城市供熱價格管理暫行辦法》為依據(jù)制定。根據(jù)文件中規(guī)定,熱價的制定應當保障供熱、用熱雙方的合法權益。熱價原則上實行政府定價或者政府指導價,由省(區(qū)、市)人民政府價格主管部門或者經(jīng)授權的市、縣人民政府(以下簡稱熱價定價機關)制定。城市供熱價格分為熱力出廠價格、管網(wǎng)輸送價格和熱力銷售價格。熱力出廠價格是指熱源生產(chǎn)企業(yè)向熱力輸送企業(yè)銷售熱力的價格;管網(wǎng)輸送價格是指熱力輸送企業(yè)輸送熱力的價格;熱力銷售價格是指向終端用戶銷售熱力的價格。熱力銷售價格要逐步實行基本熱價和計量熱價相結(jié)合的兩部制熱價?;緹醿r主要反映固定成本;計量熱價主要反映變動成本?;緹醿r可以按照總熱價30~60%的標準確定。
現(xiàn)階段我國各地區(qū)已經(jīng)逐步推進城市熱力銷售價格由“一部制”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皟刹恐啤保从扇堪垂崦娣e收費逐漸調(diào)整為按供熱面積收取基本熱費、按實際熱計量供熱量收取計量熱費。與此同時我國各地區(qū)的熱力出廠價格和管網(wǎng)輸送價格大部分采取的是按照當期累計供熱量計費。本文僅對大溫差長輸供熱項目的熱力出廠價格和管網(wǎng)輸送價格的定價進行分析。
2.1 項目熱價特點分析
對于熱源出的熱力出廠價格而言,熱電聯(lián)產(chǎn)大溫差長輸供熱項目與傳統(tǒng)燃煤、燃氣鍋爐房和市內(nèi)熱電廠熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目既有相同之處也有不同之處。相同之處是,影響熱力出廠價格的主要因素中可變成本占比較大,適合采用現(xiàn)階段大部分地區(qū)采用的根據(jù)計量供熱量計取熱費的方法。不同之處是,傳統(tǒng)供熱熱源一般不涉及余熱回收,在確定燃料價格或電價的情況下熱價一般可以按定值確定,大溫差長輸供熱熱源熱量由常規(guī)抽汽和余熱回收兩部分組成,抽汽熱價與常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)項目熱價一致,余熱熱價相對較低,綜合熱價受到余熱回收供熱量在總供熱量的比例影響,不宜按定值確定。
對于管網(wǎng)輸送價格而言,熱電聯(lián)產(chǎn)大溫差長輸供熱項目與傳統(tǒng)燃煤、燃氣鍋爐房和市內(nèi)熱電廠熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目的差異有兩點。差異一是傳統(tǒng)項目建設投資中大部分為市區(qū)管網(wǎng)與熱力站;大溫差長輸供熱項目除與傳統(tǒng)供熱項目一樣建設投資包含一部分市區(qū)管網(wǎng)與熱力站以外,還有建設投資很大的供熱主管線長(一般為30~100km),因此與傳統(tǒng)供熱形式相比在管網(wǎng)輸送成本中折舊費占比明顯偏高。如果直接以單位供熱量熱價和當期累計供熱量計費,項目在達產(chǎn)率低的情況下長輸管網(wǎng)部分將會可能產(chǎn)生嚴重虧損。差異二是大溫差長輸供熱項目熱力站大溫差機組的實施比例和實施效果直接影響供熱管網(wǎng)回水溫度,從而影響余熱回收比例、總供熱能力、購熱成本等,傳統(tǒng)供熱項目則無該類問題。
2.2 項目熱價定價方法建議
根據(jù)對大溫差長輸供熱項目特征的分析,筆者建議該類項目定價應分段采取不同的定價方法定價。
對于熱源部分,為了體現(xiàn)不同品質(zhì)熱量的價值,可根據(jù)項目情況確定能夠達到進行余熱回收最低需要的長輸管網(wǎng)與熱源接口處最高回水溫度,以此溫度設定為基準溫度,高于該基準溫度的熱量參考該地區(qū)常規(guī)熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目抽汽熱價的測算方法確定單位熱價,低于該溫度的熱量按照余熱確定單位熱價。供暖季出廠熱費按兩部分熱量和各自單位熱價分別計算并相加。公式如下:
RFcc=RJcq×Qh+RJyr×Ql
式中:RFcc為計算期內(nèi)出廠熱費,元;RJcq為抽氣購熱單位熱價,元/GJ;Qh為計算期內(nèi)高于基準溫度的供熱量,GJ;RJyr為余熱購熱單位熱價,元/GJ;Ql為計算期內(nèi)低于基準溫度的供熱量,GJ。
對于管網(wǎng)部分,應當分為長輸供熱管線及市區(qū)管網(wǎng)兩部分確定熱價。長輸供熱管線部分可根據(jù)固定成本核定固定熱價,可變成本核定計量熱價。由于長輸供熱管線部分不能影響余熱回收量,因此無需按照抽汽熱價和余熱熱價分別核算。公式如下:
RFcs=RFgd+RJjl×Qg
式中:RFcs為計算期內(nèi)長輸輸熱費用,元;RFgd為計算期內(nèi)固定熱費,元;RJjl為計量熱價,元/GJ;Ql為計算期內(nèi)供熱量。
市區(qū)管網(wǎng)部分可根據(jù)供熱成本核定單位熱價。為了鼓勵企業(yè)進行大溫差改造,計量熱價應分段確定。根據(jù)本文對項目產(chǎn)權方式的建議,應當根據(jù)項目設計工況,確定能夠滿足系統(tǒng)余熱回收條件在躉售節(jié)點所需要的最高回水溫度為基準溫度,對回水溫度高于此基準溫度時確定一個供熱熱價,低于此基準溫度時按不同溫度區(qū)間制定不同供熱熱價。公式如下:
RFds=RJ0×Q>t+RJ1×Qt~t1+RJ2×Qt1~t2+…
式中:t為基準溫度;ti為設定的個不同溫度區(qū)間端點的溫度,i=1,2…;RFds為計算期內(nèi)躉售熱費,元;RJ0為高于基準溫度熱價,元/GJ;Q>t為計算期內(nèi)高于基準溫度的供熱量,GJ;RJ1為回水溫度為t~t1之間的熱價,元/GJ;Qt~t1為計算期內(nèi)處于t~t1溫度區(qū)間的供熱量,GJ;RJ2為回水溫度為t1~t2之間的熱價,元/GJ;Qt1~t2為計算期內(nèi)處于t1~t2溫度區(qū)間的供熱量,GJ。
3? 結(jié)語
隨著國家對節(jié)能減排要求的提高,熱電聯(lián)產(chǎn)大溫差長輸供熱技術作為一項能夠在不過多提高供熱成本的前提下滿足城市供熱的技術,在我國多地逐漸開始推廣。經(jīng)過對部分已實施該類項目的城市的實施情況研究來看,實施效果較好。但該類項目的熱價定價方面已經(jīng)逐步浮現(xiàn)出一些問題,應當引起重視。項目實施企業(yè)和所在地主管部門應當關注到該類項目與傳統(tǒng)供熱項目的差異,本文對該問題提出了一些建議,希望能對相關工作的開展有所幫助。
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作者簡介:張弢(1989-),男,天津人,本科,注冊一級造價工程師,注冊一級建造師,注冊咨詢工程師(投資),工程師,研究方向為市政工程技術經(jīng)濟與造價。