农村地区电能替代技术的经济效益分析

张福铮

摘要：新时代下，我国正大力实施电能替代技术。电能替代技术的应用不仅能有效减少化石燃料的消耗，改善大气环境，还能加速新能源发电快速发展，带动各地经济水平提升。文章选择某农村地区的工业园区、营业所、学校和公司为研究对象，从经济效益的角度就农村地区的电能替代技术情况展开分析。

关键词：农村地区；电能替代技术；经济效益

“碳达峰、碳中和”是国家重要战略部署，其不仅为我国电能发展指明了方向，还能切实减少能源的消耗。针对农村地区来说，政府部门及电力公司应采取有效措施，努力破解农村地区能源生产和消费领域存在的深层次问题，推广应用电能替代技术，优化电能替代项目，以此持续提高农村地区清洁低碳的发展水平。

一、农村地区主要电能替代技术经济效益分析

（一）地源热泵项目经济效果分析

某农村工业园区实施电能替代改造项目，将2台20t/h的锅炉供热改为电能替代系统供热。当前，园区的供热面积为30万m2，前期的五千万元投资全部由節能公司承担，供热站每年可以分享节能效益。在电能替代技术实施之前，园区主要采用的市政热网燃煤供热方式，并且没有供冷功能。每年供暖消耗燃煤量在13500t左右，依据每吨750元的价格进行计算，每年的成本支出为1012.5万元。

依据国家对农村可再生能源建筑应用的补助标准来看，地源热泵技术的补助标准为60元/m2，所以该园区的电能替代项目补贴约1800万元。电能替代项目实施之后，每年供暖机组消耗的电量约549.37万度电，按照每度电0.6元的价格进行计算，成本支出为330万元。和以往相比，成本支出节约了680万元。每年节能1551.56万kWh，折合标准煤5275t。每年减排CO2为1.5469万t，SO2为465.47t，氮氧化物232.73t。

1. 经济效果指标分析

（1）实施电能替代项目，前期的投资为五千万元，每年节约运行成本为255.6万元。当工业园区的内部收益达到10%的时候，依据增值税的7%计算营业税，依据增值税的3%计算附加税，依据营业额的13%计算增值税，依据营业的总利润的25%计算所得税。固定资产折旧按平均年限法计提，折旧25年，年折旧200万元。按照投资方内部收益率10%计算，该项目实施后，差额内部收益率为16.5%，差额净现值达到了695.74万元，差额动态投资回收期为17.8年，可见该项目投资经济效益较好。

（2）上述只计算了供热项目，如果电能替代技术实现了供冷项目，则会同时增加营业收入。供冷标准按照40元/m2的价格实施，则园区的年营业收入会增加1200万元。同时，对应的电费支出也会增加。园区夏季冷负荷为70w/m2，通过对空调机组的运行耗能和费用展开科学合理的评估，得知空调机组处于运行满负荷的时间不到2%。采用机组综合部分负荷性能指标，将其划分为100%、75%、50%、25%。依据该农村地区的气候特点，按照夏季150天、冬季120天运行，进而展开运营阶段的电量消耗计算。公式如下：

H=W·S·■αi·βi

在上述式子中，H表示夏季制冷平均功率，W表示该园区的制冷负荷，S表示该园区的供冷面积，I表示负荷特性种类，αi表示负荷特性，βi表示负荷特性所占时间比重。

代入数值计算之后得知，运营成本增加值为988.8万元。

2. 供冷收入计算

依照冷热联产的模式进行经济效益计算，得知供冷收入增加1200万元，并且运营的成本也会增加988.8万元。计算得知，按照投资方内部收益率10%计算，差额内部收益率为14.3%，差额净现值为1076万元。这两项数据都分别高出了政府补贴情况下的11.3%和454.78万元。差额动态投资回收期为14.5年。可见，即便是没有政府补贴，电能替代技术的应用不仅能够实现冷热联产，并且还能获得较好的经济效益，所以电能替代技术值得推广应用。

3. 财务敏感性分析

受煤价、电价、供暖价格、初投资以及供冷价格的影响，差额净现值会出现不同程度的变化，所以如下分别在合理的变化幅度内对差额净现值进行测定，如表1所示。

可见，初投资、电价和差额净现值之间的关系成反比，前者上涨，后者就会下降， 电能替代技术的经济性会被削弱。而煤价、供冷价格与差额净现值的关系成正比，前者上涨，后者也会上涨，电能替代技术的经济性也会变好。在上述表格中，初投资数值的变化对于差额净现值的影响最大，所以可以认为前期的投资水平影响着电能替代技术经济效益的发挥。

（二）空气源热泵项目经济效果分析

某农村营业所建筑面积11678m2，自主投资281万元。在实施电能替代技术之前，主要采用煤供热方式，每年缴纳采暖费41.8万元，空调费18.6万元。实施电能替代技术之后，新增电量29万kW·h、用电成本25.69万元，节约成本58.31万元。年节约标准煤356t，每年CO2减少887.33t，碳粉尘减少242.08t，SO2减少26.7t，氮氧化物量的排放量减少13.35t。

1. 经济效果指标分析

当农村营业所内部收益率达到10%时，计算各个税收金额。依照年限平均折旧法进行折旧，该项系统的使用寿命为25年。计算得知，差额内部收益率为17.46%，差额净现值达到了341.47万元，差额动态投资回收期为6.7年。可见，该电能替代项目具有可行性。同时，内部收益率也较高的超出了行业基准收益率10%，且收回投资的时限也不长。

2. 财务敏感性分析

受初投资增加值、经营成本节约的影响，差额净现值也会发生不同程度的变化，如下对差额净现值的敏感性进行分析，具体如表2所示。

由表可知，若煤价呈上升状态，则差额净现值也会逐渐增加，电能替代技术的经济效益逐渐变好。同时，若初投资和电价增加，差额净现值会反向减少，则电能替代技术的经济效益会被削弱。从表格中来看，煤价对于差额净现值的影响最大。所以，在实施空气源热泵项目时，应关注煤炭的价格。

（三）电热膜项目经济效果分析

某农村中学长期以来一直采用的燃煤供暖，在电力公司的大力倡导下，实施电能替代技术，学校内整体供热面积为21897m2。依据相关标准计算，供热煤耗21.5kg/m2，公建配套费160元/m2，公建采暖收费40元/m2，则在该项目中，中学每年需要缴纳采暖费87.59万元。在电能替代技术实施之后，电热膜项目投资金额为350万元，替代电量为63.5万kW·h。用电成本和以往相比节约了30.44万元，同时每年节约标准煤254t，每年减少CO2为633.095t，减少SO2为19.05t，减少氮氧化物和碳粉尘的排放量分别是9.525t和172.72t。

1. 经济效果指標分析

在电能替代项目实施后，学校在电热膜投资方面的总金额为350万元。当学校内部收益率达到10%时，依据增值税的7%计算营业税，依据增值税的3%计算附加税，依据营业收入的13%计算增值税，依据利润总额的25%计算所得税。固定资产折旧按平均年限法计提，折旧25年，年折旧14万元。计算结果得知，差额净现值仅为5.39万元，可见该电能替代项目的经济效益并不明显。内部收益率为10.35，相比起行业基准收益率，只是超出了一点点，再加上差额动态投资回收期为22.7年，足以证明该电能替代项目的经济收益不佳。

2. 财务敏感性分析

表3为财务敏感性分析表。受初投资增加值、经营成本节约的影响，差额净现值也会出现不同程度的变化。

由表3可知，若煤价上升，则差额净现值的金额也会增大，电能替代技术经济效益也会变好。初投资、电价和差额净现值之间的关系成反比，若前者增加，后者会减少，电能替代技术的经济效益下降。尤其是电价的变化对差额净现值的影响最大，为此当地政府应实施适当的电价补贴政策，或是电力部门优惠电价，就能提高电能替代技术的经济收益。

（四）电蓄热锅炉项目经济效果分析

某农村公司自成立以来一直采用的是煤炭供暖，近年来加入电能替代技术的改造队伍中，公司整体供暖面积为7000m2，年耗煤约600t，按每吨煤800元计算，每年的成本支出为48万元。电能替代技术实施之后，采用了电锅炉取暖模式，每年替代电量约90万kW·h，年节约运行成本20.1万元。电能替代项目在初投资时使用了80万元，每年可以节约标准煤600t，每年减少CO2为1495.5t，减少SO2为45t，减少碳粉尘和氮氧化物的排放量分别为408t和22.5t。

1. 经济效果指标分析

依据行业基准收益率的10%的标准，该项目的使用寿命为25年，年限平均折旧法进行折旧，初投资增加80万元，每年折旧额为3.2万元。差额内部收益率为17.39%，差额净现值为134.57万元，同时投资回收期只要4.7年，可见该电能替代项目的经济收益较好，不需要额外的政府补贴政策。

2. 财务敏感性分析

表4为财务敏感性分析表。受到初投资增加值、经营成本节约的影响，差额净现值也会发生不同程度的变化。其中，经营成本节约主要指的是电能替代技术实施后，电费消耗成本前后之间的差值。

由表4可知，初投资、电价和差额净现值之间的关系成反比，前者增加，后者会减少，电能替代技术的经济效益会被削弱。若煤价和供冷价格上升，则差额净现值会逐步增大，电能替代技术经济效益会逐渐转好。尤其是煤价的变化对于差额净现值的影响最大，所以在实施该项电能替代项目时，应重点关注煤价的价格。

二、农村地区电能替代方案的综合分析与比较

（一）全年单位面积差额净年金比较

依据上述内容，得到了不同电能替代项目的差额净现值等。如下对各电能替代项目的全年单位面积的差额净年金值展开计算，以能更好地对比各电能替代模式。公式如下：

PAW=■

其中，PAW表示的含义是全年单位面积净年金，NPV表示的含义是差额净现值，（A/P，i，n）表示的含义是资本回收系数，S表示的含义是各个电能替代项目供暖、供冷面积。

将各个数值代入公式中，能够明确地源热泵、空气源热泵、电热膜、电蓄热锅炉全年单位面积差额净年金分别为9.51元、32.22元、10.27元、21.19元。可见，差额净年金和项目经济效益成正比，若差额净年金数值越高，则表示项目经济收益越好。

由表4可知，全年单位面积差额净年金按照从高到低的顺序排列，分别是空气源热泵、电蓄热锅炉、地源热泵、电热膜，电热膜经济效益最差。具体而言，空气源热泵的能耗包含了电能和空气中热能，地源热泵的能耗包含了电能和地热，前者因为初投资增加额较小，再加上电能消耗较少，所以经济效益十分不错。地源热泵因为初投资增加额较大，所以该电能替代项目的经济效益中等。而电蓄热锅炉使用的电力资源并不昂贵稀缺，所以获得的经济效益也良好。电热膜只消耗电能，所以认为其经济效益较差。

（二）基于环境治理的经济性比较

在上述计算模式中，并没有考虑到污染排放的情况，所以从环保的角度出发，并不能够体现出其较好的经济优势。所以，如下基于环境治理，对能源消耗治理的费用进行计算，以便对上述结果进行修正，公式如下：

ΔP=■

其中，ΔP表示的含义是能源消耗治理费用节约，xi表示的含义是污染物排放量，λi表示的含义是污染物排放治理费标准，S表示的含义是供热供冷面积。

将数值代入到公式之中，能够计算得到调整前，地源热泵、空气源热泵、电热膜和电蓄热锅炉的全年单位面积差额净年金分别为9.51元、32.22元、10.27元、21.19元；每年地源热泵、空气源热泵、电热膜和电蓄热锅炉的能源消耗治理费用节约额分别为4.82元、7.11元、2.65元、2.31元；调整后，地源热泵、空气源热泵、电热膜和电蓄热锅炉的全年单位面积差额净年金分别为14.33元、39.33元、12.92元、44.28元。

可见，从环保的角度出发，全年单位面积差额净年金从高到低的顺序排列依次为电蓄热锅炉、空气源热泵、地源热泵、电热膜。和调整前的计算结果相比，前后的全年单位面积差额净年金都出现了增大的情况，电能替代项目的经济效益发挥更好。考虑到排污处理费用，能够明确电蓄热锅炉比空气源热泵的经济效益更好。所以，为了能够在实施电能替代技术的同时提高环保性，则可以对排污治理技术进行优化，以此实现减排经济补偿，最大化发挥电能替代技术的经济效益。

三、农村地区推广应用电能替代技术的策略

（一）降低初投资金额

要推动电能替代技术的广泛应用，电力公司首先就必须要合理确定相关收费标准，同时企业单位对不同项目进行考察，做好前期的投资控制工作。农村地区各个企业单位应采取有效措施，尽可能降低运营成本，结合实际发展情况，优化管理模式，可以采用合同能源的方法，前期投资的资金由节能公司全额承担。同时，在现有政府补贴标准的条件下，制定具有可操作性的电能替代项目实施技术规范。农村相关政府部门应加大专项资金拓展渠道，以此为电能替代技术的落实做好铺垫。如可以为申请电能替代项目的相关企业单位提供便捷服务，为了有效解决企业的融资问题，还可以实施PPP等合作模式，促使市场发展更加规范化。

（二）出台特殊电价政策

农村政府部门应积极出台特殊电价等相关政策，加大对电能替代项目的宣传普及力度，积极推广电采暖模式，吸引更多的用户摒弃以往的用煤方法，在一定程度上减少取暖燃煤的使用量。对于积极参与煤改电的用户，政府部门可以对其实施一定的优惠，短时间内不执行阶梯式的电价政策，可以采用峰谷分时电价政策，进而调动用户参与积极性，并吸引更多的新用户主动参与到电能替代项目改造中来。针对采用煤改电的相关用户，可以随着其电量用量的增加，实施对应的优惠电价，让用户体验到更多便利。政府部门还可以扩大峰谷电价的差价，对不同地区的整体用电情况，合理设定低谷时段，降低低谷用电成本。除此之外，政府部门还可以出台其他扶持政策，鼓励更多的新能源企业参与到该项目中来，和电力部门等直接交易或协商，进而采用具有竞争力的市场价格购电也能够有效降低购电成本。

（三）统一规划合理布局

依据电能替代项目的不同特点和具备的条件，企业单位应结合实际情况制定有效合理的方案，这样能从源头上避免盲目投资，实现经济收益的最大化。例如在实施地源热泵项目之时，不要只关注供热设计，而是要同时关注制冷、供热、热水三个方面，若只是单方面实施供热功能，则经济效益无法得到最大化发挥。同时，在供热、供冷的项目总体规划中，还可以实现资源的整合，从顶层优化设计，实现不同资源的优势互补，再结合农村当地热能资源的分布和利用情况，提出存在的問题并找到解决措施，进一步提高电能替代技术的适用性。

（四）加大宣传普及力度

电能替代技术的推广离不开宣传示范，各地相关部门应结合现实情况，采取有效的途径，不断发挥出电能替代技术的经济效用，让更多人了解到该项技术的优势。电力公司和相关政府部门可以采用集中宣传、交流座谈、技术展览、新媒体平台等方式，加大对新能源消费观的普及力度，帮助更多的群体认识到电能替代设备和技术的应用优势，纠正人们的错误认知，更新人们的思想观念，以此持续提高群众对新技术的认可度，鼓励他们都积极参与到该技术的消费习惯中来。例如，虽然目前热泵空调器的普及率很高，但是部分人们在思想观念中依然认为热泵空调器耗电十分厉害，他们并不认同其比烧煤球炉子更节约。所以，应通过多种途径不断进行电能替代技术、环保知识的宣传，推动电能替代项目的持续化发展，为社会各界收获更多的经济效益，也能真正做到与大自然和谐共处。

四、结语

新时代背景下，电能替代技术的应用与推广具有一定的现实意义，其不仅满足了社会各界对于电力的需求，提高了经济收益，还降低了化石能源的消耗，减少了二氧化碳等废气的排放量。不管是从环保角度还是从经济角度来看，电能替代技术都具有多元化的应用优势。为此，政府部门及电力公司应积极宣传普及，拓展电能替代技术的应用范围，形成节能环保的新型电力消费市场，为经济社会的高质量发展提供保障。

参考文献：

[1]王军.电能替代技术的应用探析[J].中国设备工程，2021（13）：204-205.

[2]赵向新.电能替代助力地方经济发展[J].大众用电，2021，36（05）：24.

[3]郑鹏，吴凯槟，岳萌萌.福建省电能替代技术适用性分析与推广措施研究[J].能源与节能，2021（01）：109-111.

[4]张晶，赵艺葳，解晓悦.农村集体经济发展面临的困境与对策研究[J].中国集体经济，2020（30）：1-2.

[5]仲逸，沈甜甜.面向新能源消纳的电能替代技术分析[J].南方农机，2020，51（10）：204.

[6]邓晨成，黄庆祥，张紫丹.电能替代供冷供热技术与燃气分布式能源的技术经济性对比分析[J].工业加热，2020，49（02）：64-68.

[7]唐伟.电能替代实施现状及发展趋势预判[J].中国能源，2020，42（02）：35-38+47.

[8]苏瑜.电能替代技术应用的商业模式分析[J].时代农机，2019，46（10）：68-69+71.

（作者单位：南方电网科学研究院有限责任公司）