上海市区域天然气分布式供能项目供电成本研究

上海市节能减排中心 牛 刚 朱寅康 刘洁净

天然气分布式供能系统是以天然气为燃料，按照能源梯级利用的原则，采用高品位能源发电、低品位能源供热或制冷的能源供应系统。与传统集中式供能方式相比，天然气分布式供能系统具有能效高、清洁环保、削峰填谷等优点。当前，部分发达国家将建设区域天然气分布式供能系统作为保障用户能源安全、强化环境保护、应对气候变化的重要措施，我国也将天然气分布式供能系统作为能源供应方式变革的重要措施之一，出台了系列政策予以支持和推动发展。

上海市分布式供能系统在国内起步较早，发展水平总体处于国内领先地位，现已建成30多个项目，其中包括多个区域天然气分布式供能系统。经过近两年实践，上海市区域天然气分布式供能系统关键技术和重点领域取得了突破性进展。从2014年开始部分区域天然气分布式供能系统将陆续建成投产，按照现行《电力法》等规定，该类项目所发电力必须自用或上网，不能直接向区域其他用户供应，但上网电价标准却迟迟没有明确，上海市电力公司目前暂按照燃煤电厂的脱硫标杆电价执行，大大影响了该类项目的经济效益。

结合目前上海市已建和拟建的部分区域式天然气分布式供能项目的投资和运行费用，确定其中属于供电工程的投资和运行费用，进而确定项目的供电成本，为相关政府部门确定上网电价提供参考。

1 供电工程固定资产投资

典型天然气分布式供能系统发电工程涉及的设备主要有原动机（本文以内燃机为研究对象），燃气供应系统、控制系统及电气系统等。

1.1 设备购置费

（1）发电机组投资

上海市现有的5个区域式天然气分布式供能项目内燃机装机容量及设备购置费用如表1所示，全市分布式供能系统发电机组单位容量投资参照该5个项目发电机组购置费的平均值（399.5万元/MW）计取（400万元/MW）。

表1 内燃机组设备购置费

（2）控制系统投资

据调研，上海市区域天然气分布式供能项目的控制系统造价一般在200～500万元/套，发电工程按照50%左右的比例分摊，则发电工程控制系统投资按照15万元/MW计取。

综上所述，发电工程单位装机设备购置费约505万元/MW，详见表2。

（3）燃气和电力配套系统设备投资

据调研，上海市区域式天然气分布式供能项目燃气调压站的初始投资在200～600万元之间，中位值约为300万元；电气系统的初始投资在500～1500万元，中位值约为700万元。发电工程投资分摊比例按80%，参照上述投资造价情况，发电工程的燃气供应系统设备投资按25万元/MW计取、电气系统设备投资按55万元/MW计取。

表2 单位装机设备购置费

1.2 设备安装费

设备安装费一般为设备购置费的10%～15%，本文按照12%计取，则发电工程单位装机的设备安装费为60.6万元/MW

1.3 建筑工程费

根据全市目前分布式供能项目用地的基本情况，按照60万元/MW计取。

1.4 其他费用

设备安装费和其他费用（设计咨询费、系统调试费、工程管理费等）均根据设备总价或直接费用（设备总价+设备安装费+基础建设费）按比例计算，各项工程费用构成比例如表3所示。

表3 其他费用

另外考虑降噪和接入费用100万元/MW（属于其他费用），则发电工程单位装机其他费用为167.3万元/MW。

1.5 建设期利息

根据上述测算，分布式供能项目发电工程静态投资为793万元/MW，资金筹措方案按资本金20%，银行贷款80%考虑，建设期两年，第一年贷款比例为50%，第二年为50%，贷款利率为6.55%，则单位装机建设期利息为42万元/MW。

1.6 固定资产投资汇总

综上，发电工程的单位装机固定投资成本为835万元/MW，详见表4所示。

表4 发电工程单位装机固定资产投资汇总表

2 供电工程运营成本测算

发电工程日常运营成本主要包括：燃气费用、工资福利、生产费用（折旧费、修理费、材料费及其他费用）、土地费用和财务费用，具体取值标准如表5所示。

为方便计算，假定发电工程的装机容量为1MW，发电气耗为固定值取0.2m3/kWh，厂用电率为3%，设年利用小时数为χhr，经营期为20年，则每年的运行费用如下：

燃气费用（不含税）元=年发电量·发电气耗·燃气价格=1000·χ·0.2·（2.72/1.13）元/m3=481.4χ

工资福利（万元）=0.5万元/MW·1MW·18万元/（人年）=9。

表5 供电工程运营成本取值说明

生产费用=折旧费用+修理费+材料费+其他费用

其中：折旧费用（万元）=793·95%/15=47.6

内燃机修理费（元）=1000·χ·0.06元/=60x

其他修理费（万元）=固定资产原值·2%=793万元·2%=15.9

材料费和其他费用（元）=1000·χ·0.015元+1000·χ·0.018=33χ

保险费用（万元）=835·0.25%=2.1万元

土地费用=2.5万元

财务费用=15.3万元

图1 供电成本随年利用小时变化曲线

则区域天然气分布式供能项目的年运营总费用为上述各项之和

f（χ）=92.4+0.05744χ（万元）

供电成本（元）y（χ）=f（χ）/（1-厂用电率）/（1M·χ）=952.6 χ-1+0.5922

供电成本随年发电利用小时数的变化曲线如图1所示，从曲线来看，年利用小时数小于3000h，供电成本随年利用小时数变化较大，年利用小时数大于3000h，供电成本随年利用小时数的变化较小。

年利用小时数分别选取2000、3000、4000、5000、6000小时进行测算，供电成本测算结果如表6所示。

表6 全市区域天然气分布式供能项目供电成本测算

5 结论与建议

经测算，在项目年利用小时数不满2000h时，项目的供电成本均高于1元/kWh，在现有扶持政策的前提下，考虑项目合理的收益（资本金内部收益率为8%）和依法缴纳的税金，上网电价将达到1.05元/千瓦时以上，即使项目年利用小时数达到5000h，项目的上网电价也要达到0.9元/kWh。

当然，目前区域式天然气分布式供能系统尚处于示范应用期，其关键设备为进口居多，项目投资和运行费用较高，随着行业的发展和国内技术水平的进步，供电（发电）成本将会有所下降。建议根据区域供能项目的利用小时数及其供电成本，给予项目阶段性临时电价，并根据项目运行情况合理调整，以推进天然气分布式供能行业的发展。