楼宇型燃气分布式能源项目燃气价格与能源销售价格的关系

杨竹，田国栋，陈志锋

（1.中建科技集团有限公司，北京 100195；2.中国中元国际工程有限公司，北京 100120；3.华电分布式能源工程技术有限公司，北京 100160）

楼宇型燃气分布式能源项目燃气价格与能源销售价格的关系

杨竹1，田国栋2，陈志锋3

（1.中建科技集团有限公司，北京 100195；2.中国中元国际工程有限公司，北京 100120；3.华电分布式能源工程技术有限公司，北京 100160）

以某新建楼宇型燃气冷热电分布式能源项目为研究对象，分析了天然气价格、供冷价格、供热价格等不同因素对项目经济性的影响，并针对该项目得出燃气价格与供冷价格、供热价格的联动关系公式，可根据市场燃气价格合理地调整销售产品价格，保证项目的经济性。

分布式能源；天然气价格；供冷价格；供热价格；经济性

0 引言

目前，以燃气分布式能源为核心的第2代能源供应系统越来越受到重视，燃气冷热电三联供分布式能源系统由于实现了能源的梯级、循环、高效利用和避免了多次转换、传输损失的“就地直供”，因而比传统方式的能源利用效率和经济效益高。燃气分布式能源项目系统经济收益主要来自电、冷、热等收益，系统成本消耗主要包括天然气、维护修理、人员工资等，因此，在负荷稳定的情况下，合理的能源价格在保证此类项目的经济性方面显得尤为重要。

1 项目简介

某楼宇型项目为新建建筑，项目周边没有冷、热源，因此需要设置一个集中能源中心，以满足全年的冷、热负荷需求。项目终期规划总建筑面积为74.5万m2，其中地上建筑面积约为58.4万m2。主要建筑功能为办公、报告厅、学术交流中心、服务中心、云计算中心、信息中心等。

2 负荷分析

负荷分析是燃气分布式能源项目的基础，负荷的稳定，直接决定了后续项目运营期的经济性。项目所在地区冬季湿度较大，月平均温度低于10℃开始采暖。冬季采暖期为12月中旬至次年2月底，共2.5个月；夏季制冷期为5月中旬至9月下旬，共4.5个月；年生活热水供应时间设计为2400h，每天使用8h。总体建筑错峰冷负荷叠加图如图1所示，总体建筑错峰采暖负荷叠加图2所示。

图1 总体建筑错峰冷负荷叠加图

图2 总体建筑错峰采暖负荷叠加图

按照相关设计规范进行核算：能源中心设计采暖负荷为19160kW，稳定采暖负荷为6000kW；设计制冷负荷为35940kW，稳定制冷负荷为10000 kW；设计生活热水负荷为1820kW，稳定热水负荷为500kW。

制冷、采暖采用两管制，冷热同管；生活热水管网单独建设，采用一供一回方式。制冷：冷水供／回水温度为6／13℃；一期年供冷量为139.574TJ。采暖：采暖供／回水温度为60／50℃；一期年采暖供热量为43.752TJ。生活热水：生活热水供／回水温度为85／60℃；一期年供生活热水量为12.800TJ。

3 装机方案

该项目设计遵循“以热（冷）定电”和“欠匹配”的原则，燃气内燃机系统满足设计稳定负荷需求，通过调峰设备满足最大负荷需求，保证主机系统正常运行且处于高效状态。能源中心系统主要由发电设备、余热利用设备、空调调峰设备及相关主／辅设备构成。

该项目设计配置3台4MW级燃气内燃机，其余热制冷基本满足一期设计稳定制冷负荷；3台制冷量为3489kW级的烟气热水溴化锂机组与内燃发电机组采用一对一的连接方式；制冷调峰设备选择3台8369kW离心机组+2台1786kW螺杆机组，1786kW螺杆机组主要用于夜间低负荷时供冷，白天高峰负荷时制冷调峰优先使用8369kW离心机，不足再开启1786kW螺杆机。预计项目年供冷量为139.574TJ，年供热量为43.752TJ，年供生活热水量为12.800TJ。年发电量为37.2955GW·h，年售电量为30.3524GW·h，厂用电率为18.62%；年耗水量为32.8万m3，年耗气量为904.17万m3；发电机组发电效率为43.6%，三联供热效率为81%；发电气耗为0.158m3／（kW·h）；年发电利用小时数为3081；CO2年排放量为1.86万t，系统以天然气为燃料，几乎无SO2、烟尘排放，NOx年排放量为33.27t。项目节能减排效果明显。

4 运行方案

为提高系统综合能源利用效率，降低运行成本，制冷、采暖季节发电机运行，内燃机高温烟气及热水进入烟气热水余热溴化锂机组，优先保证供冷、供热要求，不足部分由冷水机组或燃气热水锅炉补充；低负荷（不足单台机余热量）时，机组考虑停机；余热溴化锂机组排烟余热通过增加的烟气节能器实现余热回收；过渡季节没有冷、热需求时，内燃机可逐台开启，供应生活热水，其他机组进行检修。冬季系统工艺流程如图3所示。

5 技术经济分析

5.1 投资及财务分析

该项目静态投资约19400万元：设备购置费10 988万元，建筑工程费2741万元，安装工程费2066万元，其他费用3546万元，建设期利息516万元。工程动态投资19916万元。根据《建设项目经济评价方法与参数》［3］、发改投资〔2006〕1325号文件以及分布式发电项目的有关政策，财务测算分析指标见表1。由表1可以看出，该项目在财务上是可行。

5.2 敏感性分析

5.2.1 敏感性因素

为了评价项目的抗风险能力，找出敏感性因素，对供热价格、供冷价格和电价格等因素做了敏感性分析，如图4所示。从图4可以看出：静态投资、售电价格、燃气价格为最敏感因素，对该项目资本金内部收益率的影响最大；其次为供热价格、供冷价格及热水价格，对项目资本金内部收益率产生不同程度的影响。在这些因素中，着重对燃气价格与供热价格、供冷价格之间的关系进行分析。

图3 冬季系统工艺流程

5.2.2 燃气价格、供热价格、供冷价格的联动关系

结合该项目的实际参数，同时参照已经实行的类似项目的联动关系计算，寻求燃气价格、供冷价格、供热价格三者之间的联系。以该项目供冷期热电比为102.7%、采暖期热电比为103.4%、天然气现价为3.3元／m3、供冷气耗为45.6m3／GJ、供热气耗为63m3／GJ进行计算（热价随供热价格联动，参照系统为空气源热泵）。

表1 项目测算分析指标

该项目燃气价格与供冷价格p1、供热价格p2的联动关系如下

式中：145元／GJ，149元／GJ分别为项目可研阶段与能源需求方预测的供冷、供热价格；V1，V2分别为供冷、供热时的每产生1GJ热量所消耗的天然气量；p为现行的天然气价格；2.74元／m3为天然气基准价格。

图4 项目资本金内部收益率变化曲线

根据上述公式，在电价不变的时候，项目资本金内部收益率见表2。

由表2可知，燃气价格对项目经济性的影响较为敏感，供热价格、供冷价格依据上述公式随燃气价格的变动而变动时，增加的销售收入并不能弥补燃气上涨所增加的成本消耗，因此，若想保证项目资本金内部收益率为10%，应适当乘以一个系数k。依据结果，调整系数k见表3：燃气价格上涨时，k值约为1.030，燃气价格下跌时，k值约为0.900。

表2 供冷价格、供热价格随燃气价格的变化情况及对项目资本金收益率的影响

表3 调整系数k与燃气价格、供热价格、供冷价格的关系

综上所述，在收益率确定的情况下，k值不是一成不变的，寻找合理的取值，可以在运行之初最大限度地控制风险，保证项目收益。

6 结束语

我国天然气产业可分为上游生产、中游运输及下游销售3个环节，其中上游价格由国家发改委制定，下游销售价则由地方发改委定价。从天然气的产业链来看，天然气价格也体现为出厂价格、管道运输价格和终端市场价格3个部分。出厂价格加上管道运输价格形成了所谓的城市门站价，之后再加上城市输配费，才最终形成了终端市场价格。因此燃气价格是变化的，也是不可控的，而据统计，配置不同的楼宇型燃气冷热电分布式能源系统，燃气成本占总成本的45%～65%。因此，在负荷稳定的情况下，针对不同的楼宇型燃气冷热电项目，应根据市场燃气价格合理地调整销售产品的价格，对保障此类项目的经济性起着极其重要的作用。而能源价格与燃气价格实现联动，也是未来运行此类项目的必然趋势。

［1］陆耀庆.使用供热空调设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2008.

［2］金红光，郑丹星，徐建中.分布式冷热电联供系统装置及应用［M］.北京：中国电力出版社，2008.

［3］国家发展改革委建设部.建设项目经济评价方法与参数［M］.3版.北京：中国计划出版社，2006.

［4］李先瑞.燃气热电冷联产是天然气供热的最佳方式［J］.区域供热，2003（3）：36-42.

［5］郝继开.我国天然气定价机制问题研究［J］.价格月刊，2013（10）：1-4.

（本文责编：刘芳）

TM611

B

1674-1951（2015）12-0069-04

杨竹（1984—），女，北京人，工程师，工学硕士，从事燃气分布式能源项目技术经济方面的研究工作（E-mail：304161840＠qq.com）。

2015-05-27；

2015-11-02

田国栋（1983—），男，山东青岛人，助理工程师，从事燃气分布式能源项目设计研究工作（E-mail：285561127＠qq. com）。

陈志锋（1980—），男，北京人，工程师，从事燃气分布式能源项目设计研究工作（E-mail：checzf＠chec.com.cn）。