本報(bào)告以具有普適性的樓宇型建筑為研究對(duì)象，基于研究對(duì)象的設(shè)定體量，結(jié)合相關(guān)規(guī)范規(guī)程及資料，整理分析其相應(yīng)的冷、熱、電負(fù)荷。根據(jù)冷、熱負(fù)荷、電負(fù)荷需求，研究電空調(diào)、燃?xì)庵比夹涂照{(diào)和分布式能源這三種供能方式的裝機(jī)和運(yùn)行方案。并基于電空調(diào)和燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)等傳統(tǒng)制冷、供熱方式的成本測(cè)算，對(duì)分布式能源系統(tǒng)的裝機(jī)運(yùn)行方案進(jìn)行了完整的經(jīng)濟(jì)分析，對(duì)這三種供能方式進(jìn)行了比較與論證，對(duì)分布式冷熱電三聯(lián)供能源方案的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了深入研究，并對(duì)分布式能源站的反測(cè)電價(jià)敏感因素進(jìn)行了詳細(xì)探討，為相關(guān)政策制定提供依據(jù)。

1. 研究背景

天然氣分布式能源的起源可追溯到上世紀(jì)80年代在美國(guó)的冷熱電三聯(lián)供技術(shù)，其利用發(fā)電余熱來(lái)供熱或驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)制冷，一次能源利用率可高達(dá)95%以上。作為21世紀(jì)科學(xué)用能的最佳方式，分布式能源的發(fā)展利用在30年間已逐漸得到世界各國(guó)的廣泛重視。天然氣分布式能源系統(tǒng)是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的用戶端能源綜合利用系統(tǒng)，已成為世界能源技術(shù)的發(fā)展潮流。國(guó)際分布式能源聯(lián)盟主席湯姆•卡斯頓曾說(shuō)過(guò)：“分布式能源的革命即將發(fā)生，將像30年前發(fā)生的綠色革命一樣產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響” 。

2010國(guó)家能源局召開了《我國(guó)天然氣分布式能源專題研討會(huì)》，我國(guó)開始明確了發(fā)展分布式能源系統(tǒng)的必要性。盡管國(guó)內(nèi)目前發(fā)展天然氣冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的政策不到位，各行業(yè)間的認(rèn)識(shí)還沒有完全統(tǒng)一，但是以北京、上海、廣州等為代表的大城市起了很好的帶頭作用，使得我國(guó)的天然氣分布式能源系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性開發(fā)階段，大量的分布式能源系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用為我國(guó)下一步的政策制定、方案推廣等起到了很大的作用。同時(shí)，地方政府的補(bǔ)貼也在推動(dòng)分布式系統(tǒng)的發(fā)展。例如，目前上海市和長(zhǎng)沙市政府對(duì)單機(jī)1萬(wàn)千瓦及以下的分布式供能系統(tǒng)設(shè)備按1000元/千瓦進(jìn)行補(bǔ)貼。目前國(guó)內(nèi)在建和已建的分布式能源項(xiàng)目超過(guò)30個(gè)，可以預(yù)見，天然氣分布式能源在我國(guó)有著廣闊的應(yīng)用前景。

雖然天然氣分布式供能是一種能源利用率高、環(huán)境友好的用戶終端能源利用系統(tǒng)，但由于用戶側(cè)供能需求不同、各地天然氣燃料價(jià)格不同，其經(jīng)濟(jì)性有待系統(tǒng)的分析研究。因此，本文以典型樓宇式建筑為研究對(duì)象，在設(shè)定的冷、熱、電負(fù)荷需求下，對(duì)電空調(diào)、燃?xì)庵比紮C(jī)空調(diào)、分布式能源站這三種供能方式的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了深入比較，并在此基礎(chǔ)上對(duì)分布式能源站的經(jīng)濟(jì)敏感性進(jìn)行了研究，對(duì)影響能源站經(jīng)濟(jì)效益的主要因素(總投資、氣價(jià)、負(fù)荷率)進(jìn)行了評(píng)估，為發(fā)展天然氣分布式能源站提供了技術(shù)經(jīng)濟(jì)指導(dǎo)。

2. 研究對(duì)象和方法

2.1研究對(duì)象

分布式能源系統(tǒng)的建設(shè)在于滿足需求用戶的冷、熱、電負(fù)荷的同時(shí)最大程度實(shí)現(xiàn)能源梯級(jí)利用。通過(guò)在需求現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)用戶對(duì)能源產(chǎn)品的不同需求，實(shí)現(xiàn)溫度對(duì)口供應(yīng)能源。根據(jù)國(guó)外的分布式能源項(xiàng)目建設(shè)模式，其用戶對(duì)象主要為具有一定用電需求和冷熱需求的公共樓宇建筑，如賓館、學(xué)校、商業(yè)綜合體等，或者是對(duì)電源供應(yīng)要求較高的用戶以及電力接入困難的用戶。

對(duì)于商場(chǎng)、醫(yī)院、辦公樓、學(xué)校、賓館等這些小規(guī)模用戶的分布式能源系統(tǒng)(或稱樓宇式分布式能源)，這些不同場(chǎng)合用戶側(cè)的供能模式基本類似，其天然氣分布式能源站的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面： 1)冷、熱、電功率的不同;2)全年冷、熱、電總需求的不同。

對(duì)于不同的冷、熱功率需求，事實(shí)上只需增加裝機(jī)容量，對(duì)于單位千瓦的冷、熱功率需求來(lái)說(shuō)，其造價(jià)大致相同，其耗氣量大致相同。也就是說(shuō)，對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，單位千瓦的冷、熱功率的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果將是大致相同的。而對(duì)于全年冷、熱需求的不同(也稱為負(fù)荷率不同)，可以針對(duì)負(fù)荷率進(jìn)行敏感性分析，獲得具體應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。

因此，可以采用典型用戶來(lái)進(jìn)行樓宇式分布式能源技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析，同時(shí)通過(guò)各類指標(biāo)的敏感性分析獲得其他應(yīng)用場(chǎng)合的結(jié)果。

2.2研究方法

為了評(píng)價(jià)天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，有必要將其與傳統(tǒng)電空調(diào)和燃?xì)庵比伎照{(diào)來(lái)制冷/供熱的經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)影響分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的主要因素進(jìn)行敏感分析。鑒于此，本文的研究思路和方法如下：

1、以典型樓宇建筑(浙江國(guó)際大酒店)為例，設(shè)定冷、熱、電負(fù)荷需求;

2、根據(jù)冷熱負(fù)荷需求進(jìn)行電空調(diào)、燃?xì)庵比伎照{(diào)、分布式能源系統(tǒng)的選型。其中，電空調(diào)和燃?xì)庵比伎照{(diào)時(shí)用電由市電提供;對(duì)于分布式能源站，我們采用以冷、熱定電的方式(通常分布式能源站產(chǎn)生的電功率不能完全滿足典型樓宇式應(yīng)用的電功率需求)。因此，分布式能源站裝機(jī)的選擇通常以冷、熱功率需求進(jìn)行選擇，不足電量以購(gòu)買市電方式解決。同時(shí)，考慮到外部電網(wǎng)存在較大的峰谷電價(jià)差，因此為了用戶經(jīng)濟(jì)效益，在電價(jià)較低的谷電期間，分布式能源站不運(yùn)行，而主要運(yùn)行在峰電期間。

3、對(duì)電空調(diào)方案、燃?xì)庵比伎照{(diào)的年運(yùn)行情況進(jìn)行計(jì)算分析，得出耗電、耗氣、耗水等費(fèi)用，再考慮機(jī)組的總投資以及折舊、維護(hù)等相關(guān)費(fèi)用，綜合計(jì)算出電空調(diào)、燃?xì)庵比伎照{(diào)的制冷和制熱成本;

4、根據(jù)社會(huì)市場(chǎng)上電空調(diào)和燃?xì)庵比伎照{(diào)的安裝比例，加權(quán)折算出用戶制冷/制熱的成本;

5、根據(jù)分布式能源站的年運(yùn)行情況，計(jì)算出耗電、耗水、耗氣等費(fèi)用，再考慮機(jī)組的總投資及折舊、維護(hù)等相關(guān)費(fèi)用可以得出總生產(chǎn)成本;由于能源站的產(chǎn)品包括冷、熱、電，因此在冷價(jià)和熱價(jià)一定的前提下，可以反測(cè)出分布式能源站的電價(jià)，我們用這個(gè)反測(cè)電價(jià)與市電價(jià)格對(duì)比，即可明確分布式能源站的經(jīng)濟(jì)性;

6、對(duì)分布式能源站的反測(cè)電價(jià)進(jìn)行敏感分析，研究總投資、天然氣價(jià)、負(fù)荷率對(duì)反測(cè)電價(jià)的影響。而這三大因素直接影響到天然氣分布式能源站的經(jīng)濟(jì)性和政策扶持依據(jù)。

3. 負(fù)荷設(shè)定及方案設(shè)想

3.1 負(fù)荷設(shè)定

基于樓宇型建筑物的特點(diǎn)，以浙江國(guó)際大酒店的應(yīng)用為例，冷、熱、電負(fù)荷設(shè)定依據(jù)建筑物冷、熱、電負(fù)荷指標(biāo)和建筑物需制冷、供熱、供電的建筑面積，以及負(fù)荷變化系數(shù)進(jìn)行確定。總建筑面積30000m2，其中需制冷、供熱的面積選為25000m2。

制冷期考慮6個(gè)月計(jì)180天，采暖期考慮4個(gè)月計(jì)120天，過(guò)渡期2個(gè)月計(jì)60天。冷、熱負(fù)荷指標(biāo)依據(jù)《城鎮(zhèn)供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(CJJ34-2010)空調(diào)冷熱指標(biāo)推薦值，并參照杭州地區(qū)的氣候特點(diǎn)，冷、熱指標(biāo)分別選為120W/m2、70 W/m2，則設(shè)計(jì)冷、熱負(fù)荷分別為3MW、1.75MW;電負(fù)荷指標(biāo)選為50W/m2，則平均用電負(fù)荷為1.5MW。參照浙江省電網(wǎng)電價(jià)尖峰、高峰和低谷時(shí)段劃分，核算各電價(jià)時(shí)段負(fù)荷變化系數(shù)，確定不同電價(jià)時(shí)段對(duì)應(yīng)的冷、熱、電負(fù)荷。

3.2 方案設(shè)想

根據(jù)目前市場(chǎng)上常用的供能方式，我們?cè)O(shè)定了滿足該用戶冷熱電需求的三種方案如下：

一、電空調(diào)制冷/制熱+市電

二、燃?xì)庵比伎照{(diào)制冷/制熱+市電

三、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)+熱水煙氣型溴化鋰機(jī)組+電空調(diào)+市電

對(duì)于樓宇式分布式能源站，適用機(jī)型是微燃機(jī)和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。但由于微燃機(jī)容量小，成本較高，效率較低，相比燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)不具優(yōu)勢(shì)。本文研究對(duì)象的電負(fù)荷1500KW，規(guī)模適合內(nèi)燃機(jī)，并且小容量?jī)?nèi)燃機(jī)的發(fā)電效率要高于燃?xì)廨啓C(jī)，輸出功率基本不受環(huán)境溫度影響。因此本文對(duì)樓宇式分布式能源站的分析采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)進(jìn)行。

此外，分布式能源站配備了電空調(diào)，主要是在谷電期市電價(jià)格較低，停運(yùn)分布式能源站而采用市電和電空調(diào)較合適。

4. 方案經(jīng)濟(jì)性比較

針對(duì)各方案的運(yùn)行情況和費(fèi)用計(jì)算，我們?cè)O(shè)定了如下邊界條件：

1)電空調(diào)機(jī)方案靜態(tài)投資按500萬(wàn)元考慮;

2)燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案工程靜態(tài)投資暫按700萬(wàn)元考慮;

3)分布式內(nèi)燃機(jī)方案工程靜態(tài)投資暫按3900萬(wàn)元考慮

4)根據(jù)浙江省電網(wǎng)銷售電價(jià)，一般工商業(yè)及其他用電尖峰電價(jià)為1.406元/kWh;高峰電價(jià)為1.108元/kWh;谷電價(jià)為0.596元/kWh;

5)天然氣價(jià)格：燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案按杭州市商用天然氣價(jià)格4.84元/Nm3。分布式內(nèi)燃機(jī)方案按浙江省天然氣開發(fā)有限公司向各城市銷售的工業(yè)用天然氣門站價(jià)格，除居民用氣外，為3.23元/Nm3，門站后管輸價(jià)格按0.1元/Nm3考慮，共3.33元/Nm3。

6)天然氣熱值設(shè)為36000kJ/m3。

7)各方案投資、耗水、耗電等成本按方案制冷量及供熱量進(jìn)行分?jǐn)?。即峰電運(yùn)行期，制冷成本占62%，供熱成本占38%;谷電運(yùn)行期制冷成本占59%，供熱成本占41%。

8)對(duì)于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)方案，定義100%負(fù)荷率為機(jī)組全年滿負(fù)荷運(yùn)行4380小時(shí)(即尖峰和峰電期全年小時(shí)數(shù)，谷電不運(yùn)行);本案例的負(fù)荷率約為33%。

4.1 電空調(diào)方案

4.1.1 裝機(jī)方案

樓宇型用戶的冷、熱負(fù)荷需求，適宜選用同時(shí)具備制冷、供熱能力的電空調(diào)機(jī)組。基于冷、熱負(fù)荷的特點(diǎn)，選配5臺(tái)電空調(diào)機(jī)組，主要的設(shè)備參數(shù)詳見表。

表4.1 電空調(diào)機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

4.1.2 運(yùn)行方案

電空調(diào)分別在制冷、采暖期的尖峰、峰電、峰電期三個(gè)時(shí)段內(nèi)運(yùn)行，滿足用戶的冷、熱負(fù)荷需求;用電則由市電提供。主要的運(yùn)行數(shù)據(jù)見表4.2。

表4.2 電空調(diào)方案運(yùn)行數(shù)據(jù)

注：峰電期包含尖峰和峰電兩個(gè)時(shí)段。

4.1.3 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

1)峰電運(yùn)行期：平均制冷成本為519元/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本2939萬(wàn)元;平均供熱成本為500元/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本1705萬(wàn)元;

2)谷電運(yùn)行期：平均制冷成本為291元/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本1584萬(wàn)元;平均供熱成本為319元/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本1192萬(wàn)元。

電空調(diào)方案，谷電期運(yùn)行成本比峰電期運(yùn)行成本降低幅度較大，主要原因?yàn)楣入娖陂g用電成本較低。

4.2 燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案

4.2.1 裝機(jī)方案

表4.3 燃?xì)庵比夹蜋C(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

4.2.2 運(yùn)行方案

燃?xì)庵比夹弯寤嚳照{(diào)機(jī)分別在制冷、采暖期的尖峰、峰電、峰電期三個(gè)時(shí)段內(nèi)運(yùn)行，滿足用戶的冷、熱負(fù)荷需求;用電則由市電提供。主要的運(yùn)行數(shù)據(jù)見表4.4。

表4.4 燃?xì)庵比夹涂照{(diào)運(yùn)行數(shù)據(jù)

4.2.3 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

1)峰電運(yùn)行期：平均制冷成本為559/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本3162 萬(wàn)元;平均供熱成本為738/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本2519萬(wàn)元;

2)谷電運(yùn)行期：平均制冷成本為522/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本2841萬(wàn)元;平均供熱成本為696/MWh，經(jīng)營(yíng)期總成本2597萬(wàn)元。

燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案，制冷總成本高于供熱成本，但單位成本制冷低于供熱。并且谷電運(yùn)行期成本比峰電運(yùn)行期成本降低，主要原因?yàn)楣入娖陂g用電成本比較低。

4.3 分布式能源方案

4.3.1 裝機(jī)方案

分布式能源方案擬選擇內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組作為主體設(shè)備，高溫?zé)崴蜔煔庾鳛闊嵩打?qū)動(dòng)溴化鋰機(jī)組制冷/制熱，發(fā)電供電，電力不足部分由外電網(wǎng)補(bǔ)充，電力富余部分則外供 。同時(shí)，在谷電時(shí)采用市電和電空調(diào)供能。因此，整個(gè)分布式冷熱電三聯(lián)供方案的系統(tǒng)流程如下圖：

圖4.1 分布式能源系統(tǒng)流程圖

根據(jù)冷、熱、電負(fù)荷需求特性，配套的天然氣分布式能源站裝機(jī)規(guī)模和方案如下：

2×1.56MW燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)+2×1.75/1.15MW熱水煙氣型溴化鋰機(jī)組+5×0.625/0.650MW電空調(diào)機(jī)組。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)和煙氣熱水型溴化鋰設(shè)備參數(shù)見下表，電空調(diào)參數(shù)參照電空調(diào)方案。

表4.5 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

表4.6 熱水煙氣型溴化鋰機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

4.3.2 運(yùn)行方案

分布式能源方案機(jī)組運(yùn)行方式為錯(cuò)峰運(yùn)行，尖峰、高峰電價(jià)時(shí)期主要依靠?jī)?nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組+熱水煙氣型溴化鋰機(jī)組供電及制冷、供熱，市電作為補(bǔ)充及備用;谷電期停用分布式能源站，采用外界市電+電空調(diào)機(jī)組的方式供能。經(jīng)技經(jīng)測(cè)算，如果內(nèi)燃機(jī)分布式能源站在制冷期和供熱期全時(shí)段運(yùn)行(即不采用錯(cuò)峰運(yùn)行)、不增設(shè)電空調(diào)機(jī)組，則經(jīng)濟(jì)性較增設(shè)電空調(diào)機(jī)組差，故本文考慮內(nèi)燃機(jī)分布式能源方案增設(shè)電空調(diào)機(jī)組，后續(xù)的分析評(píng)價(jià)亦據(jù)此開展。

電網(wǎng)故障斷電情況下，由內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組滿足近90%以上的電力負(fù)荷需求，熱水煙氣型溴化鋰機(jī)組滿足全部冷、熱負(fù)荷需求。

根據(jù)機(jī)組的裝機(jī)規(guī)模及冷、熱、電負(fù)荷特性，機(jī)組全年的運(yùn)行方案數(shù)據(jù)如下：

表4.7 分布式能源站年運(yùn)行數(shù)據(jù)

注：谷電停用分布式能源站。

4.3.3 經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

1、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)思路

基于燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)和電空調(diào)機(jī)組等傳統(tǒng)方案制冷、供熱成本的經(jīng)濟(jì)性評(píng)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合目前市場(chǎng)占有率較大的空調(diào)廠家的統(tǒng)計(jì)資料，燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案和電空調(diào)機(jī)方案，兩者市場(chǎng)占有比例為15%、85%，故綜合制冷及供熱成本考慮如下：

綜合制冷及供熱成本=燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案×15%+電空調(diào)機(jī)方案×85%。

分布式能源方案，分別按綜合制冷及供熱成本(作為輸入成本數(shù)據(jù))，測(cè)算當(dāng)投資方內(nèi)部收益率為8%(即商業(yè)售出模式)和0%(即自建自用模式)時(shí)，分布式能源方案的反測(cè)電價(jià)。

2、主要評(píng)價(jià)價(jià)格參數(shù)

根據(jù)燃?xì)庵比夹涂照{(diào)和電空調(diào)制冷、供熱成本的評(píng)測(cè)，設(shè)定綜合制冷、供熱成本為：

綜合經(jīng)營(yíng)期制冷成本=3162×15%+2939×85%=2972萬(wàn)元;

綜合平均制冷成本=559×15%+519×85%=525元/MWh;

綜合經(jīng)營(yíng)期供熱成本=2519×15%+1705×85%=1827萬(wàn)元;

綜合平均供熱成本=738×15%+500×85%=536元/MWh。

3、財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算得出，內(nèi)燃機(jī)分布式能源方案電價(jià)結(jié)果如下：

當(dāng)綜合年平均制冷成本按525元/MWh，綜合年平均供熱成本按536元/MWh考慮，天然氣價(jià)格3.33元/Nm3，投資方內(nèi)部收益率為8%時(shí)(即商業(yè)售出模式)時(shí)，反測(cè)含稅電價(jià)為1751.02元/MWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于天然氣熱電項(xiàng)目的臨時(shí)上網(wǎng)電價(jià)，高于現(xiàn)行浙江省一般工商業(yè)及其他用電在1kV-10 kV電壓等級(jí)情況下的尖峰時(shí)段電價(jià)1.406元/kWh，且遠(yuǎn)高于現(xiàn)行浙江省一般工商業(yè)及其他用電在1kV-10 kV電壓等級(jí)情況下的尖峰和高峰時(shí)的加權(quán)平均電價(jià)1.158元/kWh。

當(dāng)其他條件不變，注冊(cè)資本金內(nèi)部收益率為0%時(shí)(即自建自用)，測(cè)算分布式能源方案含稅電價(jià)為1542.60元/MWh，仍高于現(xiàn)行浙江省一般工商業(yè)及其他用電在1kV-10 kV電壓等級(jí)情況下的尖峰和高峰時(shí)的加權(quán)平均電價(jià)1.158元/kWh。

4、經(jīng)營(yíng)期總成本對(duì)比

經(jīng)營(yíng)期總成本分析，主要對(duì)比自建自用燃?xì)庵比夹涂照{(diào)機(jī)方案、電空調(diào)機(jī)方案、分布式能源方案，進(jìn)行三個(gè)方案的經(jīng)營(yíng)期總成本分析。

從成本比較可以看出，分布式能源方案經(jīng)營(yíng)期總成本最高，總計(jì)13529萬(wàn)元，電空調(diào)方案經(jīng)營(yíng)期總成本最低，為4644萬(wàn)元。

5、分布式能源站反測(cè)電價(jià)的敏感性分析

根據(jù)上面財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果可知，分布式能源電站的反測(cè)電價(jià)較高，表明在現(xiàn)有的邊界條件下，其經(jīng)濟(jì)性較差，直接用市電對(duì)用戶來(lái)說(shuō)更實(shí)惠。而影響分布式能源電站經(jīng)濟(jì)性的影響因素主要包括總投資成本、天然氣價(jià)格、機(jī)組負(fù)荷率，因此有必要對(duì)這三種因素對(duì)電價(jià)的敏感性進(jìn)行分析。

(1)總投資及燃?xì)鈨r(jià)格

按投資方內(nèi)部收益率為8%時(shí)，計(jì)算反測(cè)電價(jià)在總投資變化和燃?xì)鈨r(jià)格變化的單因素影響下的電價(jià)敏感性分析，基準(zhǔn)投資為現(xiàn)方案的3900萬(wàn)元，基準(zhǔn)氣價(jià)為現(xiàn)方案的3.33元/m3。敏感性分析結(jié)果見下圖。

圖4.2 分布式能源站反測(cè)電價(jià)敏感性分析

從上圖可以看出，總投資和天然氣價(jià)格對(duì)分布式能源站供出電價(jià)的影響很大。

當(dāng)總投資減少3000元/kW時(shí)(即總投資減少24%時(shí))，分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)從現(xiàn)有基準(zhǔn)的1751元/MWh降至1474.08元/MWh。

當(dāng)天然氣價(jià)格按浙江省商業(yè)氣價(jià)4.84元/Nm3(即氣價(jià)在現(xiàn)有基準(zhǔn)3.33元/Nm3基礎(chǔ)上增加45.3%時(shí))，分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)升至2173.51元/MWh。

要使分布式能源站的經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降低至1.158元/kWh，即與浙江省一般工商業(yè)及其他用電尖峰和高峰時(shí)的加權(quán)平均電價(jià)1158元/MWh相同，天然氣價(jià)格需降至1.21元/Nm3。

(2)負(fù)荷率

按投資方內(nèi)部收益率為8%、氣價(jià)3.33元/m3條件下，計(jì)算分布式能源站經(jīng)營(yíng)期反測(cè)電價(jià)在負(fù)荷率單因素變化下的敏感性分析，基準(zhǔn)方案負(fù)荷率約為33%(綜合考慮制冷/供熱負(fù)荷系數(shù)及年運(yùn)行小時(shí)數(shù))。

當(dāng)負(fù)荷率增加30%時(shí)，經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降至1425.20元/MWh。

當(dāng)負(fù)荷率增加20%時(shí)，經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降至1515.72元/MWh。

當(dāng)負(fù)荷率增加10%時(shí)，經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降至1622.57元/MWh。

當(dāng)負(fù)荷率減少10%時(shí)，經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)增至1907.83元/MWh。

當(dāng)負(fù)荷率減少20%時(shí)，經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)增至2103.96元/MWh。

當(dāng)負(fù)荷率減少30%時(shí)，經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)增至2355.75元/MWh。

從上述敏感性分析可以看出，負(fù)荷率對(duì)經(jīng)營(yíng)期電價(jià)也是比較重要的。

(3)自建自用時(shí)(注冊(cè)資本金內(nèi)部收益率為0時(shí))

當(dāng)天然氣價(jià)格3.33元/Nm3，注冊(cè)資本金內(nèi)部收益率為0時(shí)，若總投資核減3000元/kW，分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降至1314.58元/MWh。

當(dāng)注冊(cè)資本金內(nèi)部收益率為0時(shí)，若天然氣價(jià)格增至4.84元/Nm3，分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)將增至1964.59元/MWh。

當(dāng)注冊(cè)資本金內(nèi)部收益率為0時(shí)，要使分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降至1158元/MWh，天然氣價(jià)格需降至1.96元/Nm3。

當(dāng)天然氣價(jià)格3.33元/Nm3，注冊(cè)資本金內(nèi)部收益率為0時(shí)，要使分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降至1158元/MWh，能源站的負(fù)荷率需增加47%。

分布式能源方案測(cè)算電價(jià)的敏感性分析結(jié)果表明，總投資與天然氣價(jià)格影響權(quán)重很高，負(fù)荷率的影響次之。

5. 結(jié)論

本文以典型樓宇式建筑為研究對(duì)象，在設(shè)定的冷、熱、電負(fù)荷需求下，研究了電空調(diào)、燃?xì)庵比紮C(jī)空調(diào)、分布式能源站這三種供能方式的經(jīng)濟(jì)性，并以電空調(diào)和燃?xì)庵比紮C(jī)空調(diào)的制冷和制熱成本為基準(zhǔn)，分析了分布式能源站的經(jīng)濟(jì)敏感性因素，主要結(jié)論如下：

(1)電空調(diào)制冷、供熱成本：峰電期平均制冷成本為519元/MWh，平均供熱成本為500元/MWh;谷電期平均制冷成本為291元/MWh，平均供熱成本為319元/MWh。

(2)直燃型空調(diào)機(jī)制冷、供熱成本：峰電期平均制冷成本為559/MWh，平均供熱成本為738/MWh;谷電期平均制冷成本為522/MWh，平均供熱成本為696/MWh。

(3)當(dāng)天然氣價(jià)格3.33元/Nm3、投資方內(nèi)部收益率分別為8%(即商業(yè)售出模式)和0%(即自建自用模式)時(shí)，測(cè)算分布式能源方案含稅電價(jià)分別為1751.02元/MWh和1542.60元/MWh，遠(yuǎn)高于現(xiàn)行浙江省一般工商業(yè)及其他用電在尖峰和高峰時(shí)的加權(quán)平均電價(jià)1158元/MWh。

(4)要使得分布式能源站經(jīng)營(yíng)期含稅上網(wǎng)電價(jià)降低到1158元/MWh，在其它條件不變的情況下，商業(yè)售出模式天然氣價(jià)格需降為1.21元/Nm3，自建自用模式天然氣價(jià)格需降至1.96元/Nm3 (或者使負(fù)荷率達(dá)到48.5%)。

(5)如果政府對(duì)分布式能源項(xiàng)目給予一定的政策補(bǔ)貼，在總投資享受3000元/kW補(bǔ)貼、天然氣價(jià)格3.33元/Nm3條件下，商業(yè)售出模式含稅電價(jià)為1474.08元/MWh，自建自用模式電價(jià)為1314.58元/MWh 。

因此，在現(xiàn)有天然氣價(jià)格情況下，樓宇型天然氣冷熱電三聯(lián)供能源站不具備經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。天然氣分布式能源的發(fā)展，仍有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，亟需配套完善的政策支持和財(cái)稅補(bǔ)貼，建議采取免稅+合適的投資及氣價(jià)補(bǔ)貼，優(yōu)先發(fā)展負(fù)荷率較高的項(xiàng)目。

文│鄒道安, 陳金耀, 黃琪薇, 王少農(nóng)

作者簡(jiǎn)介：鄒道安，男，湖北省漢川市人，工學(xué)博士，從事能源、電力、環(huán)保領(lǐng)域的研究設(shè)計(jì)工作。中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司。

原標(biāo)題:【報(bào)告】樓宇型分布式能源系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究