工业分布式供能系统经济性评估研究

上海市节能协会工业领域分布式供能发展研究课题组

工业分布式供能系统经济性评估研究

上海市节能协会工业领域分布式供能发展研究课题组

简述了不同需求的企业,应配置不同的分布式供能系统,介绍了该分布式供能的投资界面和投资造价,在此基础上对工业分布式供能系统作了经济性评估.

分布式供能系统(DES);投资界面;经济性评估

1 概述

分布式供能系统(以下简称DES)因需求不同其配置模式是不同的.以热水或空调需求为主的企业,宜采用以燃气内燃机为原动机的供能系统,如图1所示.

图1 内燃机为原动机DES工艺路线图

以蒸汽需求为主的企业,宜采用以燃气轮机为原动机的供能系统,如图2所示.

图2 燃气轮机为原动机DES工艺路线图

按照国家电网公司关于每个并网点不超6MW的规定,分布式能源系统单机容量不超过6MW.本文的评估基点,对于热水或空调需求型用户,按2X1MW燃气内燃机模式;对于蒸汽需求为主的用户,按2X5MW燃气内燃机模式进行分析.

图3 DES工程界面

表1 常规锅炉和分布式能源的供能价格对比表注)(两班制)

2 投资界面和投资造价

按照保证DES工艺完整性的划分原则,对项目直接投资费用的构成和总额进行测算分析,以此作为分布式供能系统经济性测算的基础.其工程范围如图3所示,包括以燃气发电和余热利用为主要工艺过程的动力、暖通、通风、电气、自控等专业相关的设备、仪器、管路管线,以及DES部分的燃气配套、电力配套、机房土建和机房公用设施(消防、照明、给排水).DES内部工艺中,余热利用设备仅包括直接利用发电机组余热(烟气和/或缸套水)的余热式溴化锂制冷机、余热锅炉、换热器等.在余热利用设备中通过补燃方式提高制冷和供热能力的部分,不包括在DES的工程界面内;以余热所产蒸汽、热水等介质,进行再次能量转换或利用的设备(如蒸汽溴化锂制冷机、二次换热器等),不包括在DES的工程界面内.

DES的投资运营模式按市场化运作,采用合同能源管理模式,由能源供应商完成分布式能源系统的投资、建设和运营管理.对于采用燃气内燃机的DES,其工程投资按1万元/kW测算,对于采用燃气轮机5MW的分布式能源系统,其工程投资按1.2万元/kW测算.

3 工业分布式供能系统经济性评估

原则上建议DES采用并网不上网方式接入,但考虑到企业热电负荷比例及使用过程中的波动, DES按并网上网方式接入,上网电量比例限定在输出电量(扣除自用电后)的10%,上网电价参照燃气电厂电价0.674元/kWh;其余未上网电量,参照电力公司发布的电价结算.

(1)两班制运行

既有连续用热企业的调研分析中,对两班制生产的企业按照本文设定的分布式能源配置容量、性能、投资及相关参数,按企业两班制生产,供热系统年利用时间(折算到满负荷运行时间) 4000h,对采用常规供能方式改造和采用分布式供能系统改造后的供能价格进行对比分析,如表1所示.

对于燃煤锅炉,采用燃气锅炉(或燃油锅炉)等常规方式改造后,其蒸汽价格将从原208.5元/t上涨到511.8元/t(或737元/t),热价上涨比例分别为146%(或254%),极大增加企业用能成本.

若采用分布式能源系统进行改造后,若业主自行投资,按IRR为8.5%测算,热价分别上涨4%(热水)和27%(蒸汽);若由能源服务公司投资,按静态投资回收期6年测算,热价分别上涨32%(热水)和49%(蒸汽).

因此,采用分布式能源系统进行燃煤锅炉改造,相对于采用燃气锅炉或燃油锅炉改造,其能源费用上涨幅度在小50%以内,对用能企业控制能源成本效果显著.

表2 常规锅炉和分布式供能系统的供能价格对比表(三班制)注)

(2)三班制运行

对既有锅炉使用企业的调研分析中,部分企业按三班制连续生产.按照本文设定的分布式能源配置容量、性能、投资及相关参数,按企业三班制生产,供热系统年满负荷运行时间6000h.

考虑到分时电价,企业改造后的供热系统可有两种运行模式:分布式供能系统16h运行(峰平电价时段)+燃气锅炉8h运行(谷电价格时段);分布式能源系统24h运行(峰平谷电价时段)

两种模式下,企业实际使用电价按与电网价格相等出来,能源(热)价格对比如表2.

采用分布式能源系统进行改造后,若分布式能源系统按16h运行,其余时段燃气锅炉供热,按投资模式和原动机类型不同,热价上涨51%~81%;若分布式能源系统按24h运行,按投资模式和原动机类型不同,热价分别上涨32%~60%.因此,分布式能源系统按24h模式运行经济性较好.

Research on Evaluation of Economic Industrial Distributed Energy Supply System

It introduces different distributed energy supply systems according to different needs of enterprises. It also introduces investment interface and investment cost of distributed energy supply. Based on it, it finally carries out economic evaluation of industrialdistributed energy supply system.

distributed energy supply （DES）; investment interface; economic evaluation