魏海燕

華北電力大學(xué)發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)管理系

0 引言

能源是人類生存和發(fā)展的重要基石,是社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的動(dòng)力和基礎(chǔ)[1]。隨著世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)能源的需求日益增長(zhǎng)，能源的供需矛盾日益突出。近年來(lái)，全球的環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，為了緩解能源短缺、環(huán)境污染的問(wèn)題，進(jìn)一步發(fā)展可再生能源，同時(shí)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源的清潔刻不容緩，推動(dòng)能源革命勢(shì)在必行[2]。黨中央、國(guó)務(wù)院又提出了碳達(dá)峰、碳中和的戰(zhàn)略決策，碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)是黨中央、國(guó)務(wù)院對(duì)當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題和能源危機(jī)問(wèn)題審時(shí)度勢(shì)作出的重大戰(zhàn)略決策，已被納入生態(tài)文明建設(shè)的整體布局，將對(duì)全球的能源格局產(chǎn)生重大的影響，也為我國(guó)能源行業(yè)的發(fā)展指明了前進(jìn)的方向[3]。

本文基于上述背景，開展關(guān)于碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)構(gòu)建，對(duì)園區(qū)綜合能源項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性作出評(píng)價(jià)，節(jié)能減排效益也被考慮在其中。綜合評(píng)價(jià)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下的園區(qū)綜合能源項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性，為綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目的投資者提供參考。

1 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)方法

1.1 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)及其指標(biāo)

經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：動(dòng)態(tài)投資回收期（TP）、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（NPV）和財(cái)務(wù)內(nèi)部效益率（IRR），這三個(gè)指標(biāo)計(jì)算公式如下。

1.1.1 動(dòng)態(tài)投資回收期

動(dòng)態(tài)投資回收期計(jì)算公式為：

式中，TP是動(dòng)態(tài)投資回收期；CI是第t年的收入，視為現(xiàn)金流入；CO是第t年的支出或投資，視為現(xiàn)金流出；i0是行業(yè)的基準(zhǔn)折現(xiàn)率。

動(dòng)態(tài)投資回收期的計(jì)算也可以根據(jù)財(cái)務(wù)分析中的現(xiàn)金流量表計(jì)算，計(jì)算公式為：

1.1.2 凈現(xiàn)值法

凈現(xiàn)值是評(píng)價(jià)項(xiàng)目盈利能力的重要指標(biāo)之一，凈現(xiàn)值大于零則方案可行，且凈現(xiàn)值越大，方案越優(yōu)，投資效益越好。

式中，NPV為凈現(xiàn)值；It為第t年的現(xiàn)金流入量；Ot為第t年的現(xiàn)金流出量；R為折現(xiàn)率。

1.1.3 內(nèi)部效益率

內(nèi)部效益率是一項(xiàng)投資渴望達(dá)到的報(bào)酬率，該指標(biāo)越大越好。一般情況下，內(nèi)部效益率大于等于基準(zhǔn)效益率時(shí)，該項(xiàng)目是可行的。

其中，a、b為折現(xiàn)率，a＞b；NPVa為折現(xiàn)率為a時(shí)，所計(jì)算得出的凈現(xiàn)值，一定為正數(shù)；NPVb為折現(xiàn)率為b時(shí)，所計(jì)算得出的凈現(xiàn)值，一定為負(fù)數(shù)。

1.2 項(xiàng)目敏感性分析及其指標(biāo)

本文擬通過(guò)計(jì)算敏感度系數(shù)來(lái)尋找敏感性因素。敏感度系數(shù)是指項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)變化率與不確定性因素變化率之比，其計(jì)算公式為：

式中：

△A/A——評(píng)價(jià)指標(biāo)的變動(dòng)比率，如凈現(xiàn)值NPV或內(nèi)部效益率IRR；

△F/F——不確定因素的變化率，如建設(shè)投資、工期等。

SAF＞0表示評(píng)價(jià)指標(biāo)與不確定性因素同方向變化；SAF＜0表示評(píng)價(jià)指標(biāo)與不確定性因素反方向變化。SAF絕對(duì)值越大，表明評(píng)價(jià)指標(biāo)A對(duì)于不確定性因素F越敏感；反之，則不敏感。

2 園區(qū)綜合能源項(xiàng)目方案

目前，對(duì)綜合能源系統(tǒng)的建模已經(jīng)有了深入的研究，本文的重點(diǎn)在于碳排放、碳中和的目標(biāo)下，構(gòu)建包括儲(chǔ)能系統(tǒng)和蓄冷蓄熱系統(tǒng)的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)?？紤]綜合能源系統(tǒng)中清潔能源的節(jié)能減排效益，在政府對(duì)風(fēng)光發(fā)電補(bǔ)貼日益減少甚至是不再補(bǔ)貼的情況下，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

2.1 園區(qū)綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目概況

H省某園區(qū)綜合能源系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)和蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)。該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目的是合理利用當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)光及地源資源，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐呢?fù)荷情況，通過(guò)光伏、風(fēng)機(jī)等清潔能源發(fā)電系統(tǒng)提高當(dāng)?shù)厍鍧嵸Y源的占比，達(dá)到100%清潔能源使用。項(xiàng)目計(jì)劃全壽命周期為20年，建設(shè)期2年，第3年開始投入運(yùn)營(yíng)。以下對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的基本參數(shù)如表2-1所示。

表2 -1經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)基本數(shù)據(jù)

2.2 園區(qū)綜合能源項(xiàng)目成本計(jì)算

如表2-2所示是項(xiàng)目的投資及年運(yùn)維成本概況。由該表數(shù)據(jù)可知：

表2 -2項(xiàng)目投資及年運(yùn)維成本概況

1）初始投資為5 666萬(wàn)元，全部為自籌資金。

2）年運(yùn)行維護(hù)成本為328.3萬(wàn)元，主要包括：維修費(fèi)、材料費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)、其他費(fèi)、人工工資及福利等。

3）固定資產(chǎn)殘值回收

一般在計(jì)算期最后一年，按給出的固定資產(chǎn)折舊方法計(jì)算，根據(jù)固定資產(chǎn)折舊的平均年限法：

固定資產(chǎn)投資=5 666萬(wàn)元，固定資產(chǎn)殘值回收=5 666×5%=283.3萬(wàn)元，各年固定資產(chǎn)折舊=（5 666-283.3）/17=316.63萬(wàn)元。

2.3 園區(qū)綜合能源項(xiàng)目效益計(jì)算

2.3.1 供能效益計(jì)算

1）光伏發(fā)電效益：光伏發(fā)電系統(tǒng)容量約為813 kWp，本系統(tǒng)年利用小時(shí)數(shù)為1 317 h，每天運(yùn)行10 h，年發(fā)電量=813×1 317×10=107.07萬(wàn)kWh。光伏發(fā)電的電量可在園區(qū)內(nèi)被完全消納，按園區(qū)用電綜合電價(jià)1.068元/kWh（考慮光伏發(fā)電時(shí)段處在用電高峰及平峰時(shí)段進(jìn)行綜合測(cè)算電價(jià)），園區(qū)每年可節(jié)約電費(fèi)：107.07×1.068=114.35萬(wàn)元，發(fā)電效益共114.35萬(wàn)元。

2）風(fēng)電發(fā)電效益：風(fēng)機(jī)發(fā)電容量為2MW，年利用小時(shí)數(shù)2 400 h，年發(fā)電量：2 000×2 400=480萬(wàn)kWh。風(fēng)力發(fā)電的電量可在園區(qū)內(nèi)被完全消納，按園區(qū)用電綜合電價(jià)1.068元/kWh（考慮風(fēng)機(jī)發(fā)電時(shí)段處在用電高峰及平峰時(shí)段進(jìn)行綜合測(cè)算電價(jià)），園區(qū)每年可節(jié)約電費(fèi)：2 000×1.068×2 400=512.64萬(wàn)元。發(fā)電效益共512.64萬(wàn)元。

3）儲(chǔ)能電站效益：儲(chǔ)能電站容量為0.8MW，高峰電價(jià)1.313 3元/kWh，低谷電價(jià)0.427 3元/kWh，峰谷價(jià)差：0.886元/kWh，年儲(chǔ)能小時(shí)數(shù)：1 873 h，低谷時(shí)向電網(wǎng)買電儲(chǔ)存起來(lái)，供高峰時(shí)段賣出去，獲得峰谷價(jià)差的效益，儲(chǔ)能效益：800×0.886×1 873=132.76萬(wàn)元。

4）地源熱泵系統(tǒng)效益：地源熱泵系統(tǒng)每年制冷供暖共節(jié)電575.9萬(wàn)kWh，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用518.5萬(wàn)元，節(jié)約電力208 kW。

制冷季節(jié)：地源熱泵機(jī)組節(jié)約電量59.9萬(wàn)kWh。按平均電價(jià)0.900 3元/kWh計(jì)算，每個(gè)制冷季節(jié)節(jié)約電費(fèi)為0.900 3×59.9=53.9萬(wàn)元。

供暖季節(jié)：按地源熱泵系統(tǒng)供暖COP4.0計(jì)算，每個(gè)供暖季節(jié)可節(jié)約電量516萬(wàn)kWh。平均電價(jià)按0.900 3元/kWh計(jì)算，地源熱泵供熱比直熱式電鍋爐每個(gè)供暖季節(jié)節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用464.6萬(wàn)元。

5）冰蓄冷系統(tǒng)效益：冰蓄冷系統(tǒng)每年削峰填谷電量達(dá)103.4萬(wàn)kWh?？晒?jié)約運(yùn)行費(fèi)用為46.1萬(wàn)元。

6）蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)效益：蓄熱式電鍋爐采用全蓄熱模式，削峰填谷電量達(dá)37.45萬(wàn)kWh?？紤]蓄熱損失，蓄熱式電鍋爐效率約90%，與直熱式電鍋爐（其運(yùn)行平均電費(fèi)按0.900 3元/kWh計(jì)算）相比，每供暖季節(jié)節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用37.45×0.900 3-37.45/90%×0.4748=13.96萬(wàn)元。

綜上所述，項(xiàng)目供電效益為風(fēng)光儲(chǔ)售電效益：759.75萬(wàn)元；供熱效益為地源熱泵464.6萬(wàn)元，蓄熱式電鍋爐13.96萬(wàn)元，共478.56萬(wàn)元；供冷效益為地源熱泵53.9萬(wàn)元，冰蓄冷系統(tǒng)46.1萬(wàn)元，共100萬(wàn)元。項(xiàng)目的供能總效益為1 338.33萬(wàn)元。

2.3.2 節(jié)能減排效益計(jì)算

節(jié)能減排效益是指項(xiàng)目建設(shè)對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)地環(huán)境改善的影響。風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)依賴于風(fēng)能和太陽(yáng)能的生產(chǎn)。項(xiàng)目建成后，將不再排放污染物。其環(huán)境成本只是風(fēng)能和太陽(yáng)能設(shè)備在制造、運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的能源消耗所造成的污染排放。本文按照折算為標(biāo)準(zhǔn)煤來(lái)計(jì)算節(jié)能減排效益，表2-3為節(jié)能減排折算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

表2 -3折算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)

1）光伏發(fā)電節(jié)能減排效益

園區(qū)光伏發(fā)電量為107.07萬(wàn)kWh，折合成362.97 tce，折算的結(jié)果如表2-4所示。光伏發(fā)電節(jié)能減排效益：28.72萬(wàn)元

表2 -4光伏發(fā)電節(jié)能減排結(jié)果

2）風(fēng)力發(fā)電節(jié)能減排效益

園區(qū)風(fēng)力發(fā)電量為480萬(wàn)kWh，折合成1 627.2 tce，折算的結(jié)果如表2-5所示。風(fēng)力發(fā)電節(jié)能減排效益：128.49萬(wàn)元

表2 -5風(fēng)力發(fā)電節(jié)能減排結(jié)果

3 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

項(xiàng)目先進(jìn)流量表如表3-1所示。依據(jù)表3-1計(jì)算出項(xiàng)目的投資回收期、凈現(xiàn)值和內(nèi)部效益率。Tp=15.43年，NPV=1 395.17萬(wàn)元，IRR=11.58%，可知項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)性。

表3 -1全投資現(xiàn)金流量表單位：萬(wàn)元

4 敏感性分析

對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行不確定分析，確定項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)為IRR和敏感性要素SAF（SAF的絕對(duì)值大于1，為敏感性因素，SAF的絕對(duì)值小于1，為非敏感性因素），影響本項(xiàng)目的主要經(jīng)濟(jì)因素為固定資產(chǎn)投資K、經(jīng)營(yíng)成本C和風(fēng)光發(fā)電量E，確定各因素變動(dòng)+20%、+10%、-10%、-20%時(shí)對(duì)指標(biāo)IRR和SAF的影響，基準(zhǔn)效益率為8%。敏感性分析表如表4-1所示，敏感性圖如圖4-1所示。由表4-1和圖4-1可知，項(xiàng)目對(duì)固定資產(chǎn)投資最為敏感，對(duì)風(fēng)光發(fā)電量的敏感性次之，對(duì)經(jīng)營(yíng)成本的敏感性再次之。

圖4 -1敏感性分析圖

表4 -1敏感性分析表

5 結(jié)語(yǔ)

本文在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略決策指導(dǎo)下，以H省某園區(qū)綜合能源項(xiàng)目作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算和節(jié)能減排效益計(jì)算，選取經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究項(xiàng)目是否具有經(jīng)濟(jì)性，并對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行敏感性分析，找出影響項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的敏感性因素，為企業(yè)投資和國(guó)家制定政策提供可行性依據(jù)。

結(jié)果表明：

1）從項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)投資回收期、凈現(xiàn)值和內(nèi)部效益率來(lái)看，項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)性；

2）從敏感性分析過(guò)程來(lái)看，項(xiàng)目對(duì)固定資產(chǎn)投資最具敏感性，對(duì)風(fēng)光發(fā)電量的敏感性次之，投資者在進(jìn)行項(xiàng)目投資時(shí)，需重點(diǎn)考慮這兩個(gè)因素。