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1、第30卷第9期经济管理与安仝环保3燃煤改燃气发电项目的经济效益分析黄龚浙江大学能源工程学系黄龚燃煤改燃气发电项目的经济效益分析.天然气工业，810 ,30(9):110-112.摘要目前我国发电以煤为主，存在单位发电煤耗率高、有害物排放量大、环境污染严重等问题。为了优化能源 结构促进绿色经济、低碳经济和循环经济的发展对现有的燃煤电厂进行煤改气已成为各地政府的首选技改描施但由 于未考虑碳癲排收益，众多燃煤电厂改造因经济不可行而拥浅。为此引入碳排放交易规则，从减排量计算到项目经济 性分析系统讨论了清酒发展机 (CDM )应用于燃煤改燃气项目中的关馋问題，并以某电厂燃煤改燃气项目为例，绪合 碳椿放交
2、易规则对电厂技改的经济性进行了研究评价。结果表明充分利用碳排放交易规则可达到要求的内部收益率. 使那些不具有经济性的电厂改造变得可行。关键词燃煤发电改造天然久发电碳毎放交易效益1)01 ：10 .3787/j .issn .1000-097C .2010 .09 .027第30卷第9期经济管理与安仝环保3第30卷第9期经济管理与安仝环保3作者简介：贯燹.1933年牛.就读干浙江大学能源丁程学系能源与环境系统丁程专业。地址：(310013)浙江省杭州市。电话: 1395* 119972 E-mail:hvasa live .cn天然气发电对环境的污染小能够带来良好的社 会价值。口询我国燃煤电厂改
3、造为燃气电厂时，经常 遇到经济上不可行而放弃改造。随着京都议定书生 效以及淸洁发展机制(CDM )国际和各国国内规则的 不断完善国际CDM市场的规模不断扩大参与 CDM项目可以达到节约经济成本的目的也可以通过 将获得的减排额度(CERs)在市场丄交易赚取利润。 如果政府考虑到碳排放对于周词环境的影响考虑碳 减排收益则燃煤电厂改造经济可行性将得到大大改 善。为此笔者基于碳排放交易规则研究了以天然气 作为燃料发电项目的经济效益。1天然气发电的优势天然气是淸洁环保的绿色能源采用天然气作为 燃料发电节能减排效果明显低碳效应显著。天然气 的主要成分是甲烷是一种热值高、燃烧稳定、洁净环 保的优质能源。由于
4、燃气轮机以天然气为燃料，污染 物的排放量大大降低仅为常规燃煤电站的1/10 脱 硫效率可达99% 二皱化硫排放在25 mg/ni3左右氮 氧化物排放只冇常规电站的13%20% .耗水只有常 规电站的1/21/3 ,环保效益十分可观。表1是不同发电方式下二氧化硫的排放強度比 较。目前上海、江苏、浙江、广东、福建等省市二氧化 硫排放量均已超过了国家的总童控制指标应将天然 气作为首选发电能源。表1不同发电方式下的sa排放情况表 g/(kwh)类型天然气发电不脱硫煤电帀油发电脱硫煤电SO?排放値 00.25511110.41.02以天然气为燃料的发电项目效益分析2.1案例简介目询燃煤改造为燃气发电的主
5、要方法为蒸汽一 燃气联合循环改造。该技术足将具有高温加热优势的 燃气轮机动力装农利较低排汽温度的汽轮机动力装置 有机结合起来达到扩容降耗的目的乂。采用联合循 环系统更新改造传统燃煤火电站在国外近几十年来得 到很大发展并积累门朮熟的经验其改造方案有给水 加热型、排气助燃型和余热锅炉型3种。燃煤改燃气发电项EI的经济分析以四川某电厂改 造分析报告为例将这一项口在CDM机制下进行 展开,分析戏收益变动。电厂将4台5X10* kW机组 改造为“2X25 MW燃机+ 4X50 MW汽机+给水加热系统十2X410 l/h煤粉炉”的给水加热型联合循环 貝体参数见表2。表2某燃煤电厂改造为燃气电厂的经济性参数
6、表改造方案电功率总功率/MW 燃Y轮机/kW汽轮机/kW14G25 240 2XC0 50213221 813 2X54 593全厂发电效率效率 效率绝对增量36.93%6.93%37.31%7.31%标准煤O/th 1-m h33.73G91ATI助燃型改造给水加热型改造37.410 0G5供电效率33.18%33.33%供电单位煤耗/g(kWh) 1333330年省标煤,442 75029 043改适后发电燃料成本沅(kWh) *0.1010.115年节省煤炭,万元10G972C大然V撚料费万元3 1712 738净增燃料费/万元a 12 1032 013净增出力/kW31 33C33 8
7、G9年净增发电bt 10kWhfT1.41.5燃气轮机投资/万元G300G 300系统改造万元10001000汽轮机改造/万元800000投资总额万元8 1007 9002.2在CDM机制下改造项目的效益分析2 .2 .1 排气助燃型和给水加热型改造的效益分析上述项目具有常规电厂一般内部收益率7% 8%的盈利能力但上述改造结果并不适用于CDM这 一机制因为苴不满足CDM这一机制所需要的额外 性要求。但此处不妨假设如若其适用分析其可能的 收益。一个合格的CDM项目其最重要的3个要索在于 方法学的选择、额外性的论证与减排量的计算。就方 法学的选择而言单循环改造为联合循环的项口可以 选择在联合国官方
8、网站上已注册的ACM0007方法 学。而对于最终的减排量计算则首先盂要寻找到一 个基准线。就中国目前已注册的CDM项口而言其 甚准线的选取往往采用区域茶准线。此改造项目因为 在四川所以选择华中电网二氧化碳排放量为基准线。 目前华中电网的二氧化碳排放为0.98 t/(MWh),以 此为二氧化碳排放量为基准线苴他参数仍以上述的 年运行参数假设为例。111下式计算燃气轮机发电所产生的减排量:PE、= FC、X COEF、(1)COEF、= NCV, X EF(* X OX ID (2) 式中PE、为项目排放戢；FG为天然气年消耗帚; COEF、为二氧化碳排放系数；/VC9为热值 为产牛单位能就的二氧
9、化碳排放帚；为修止 因子。由此何得二氧化碳项目的年排放戢为31 850.9 ia 而根据下述公式：BEy = EG X Fi!.co:.y(3)Ebblco2 = min ( EMn.miy 匕尸曲心勺仲山“ (4 )EFg =0.5EFouy 4-0.5EF叫(5)式中HE,为某准线排放量；EG为年电力牛产量; EFbw为皋准线下产牛单位能最的二氧化碳排放量； E用my为循环边界；E局1八1、为建设边界；F /Bl.CO .optrnn 为排放因子。町计算岀年二氧化碳基准线年排放量为GG 885 .5 to因为此项目不涉及在运行过程中产牛额外的温峑 气体泄漏所以泄漏屋为零该项U町售的年二氧化
10、碳 排放量应为 GG 885 .5-31 850 .9=35 034 .G to目询CERs每吨价格基本在812欧元的区间范 圉内,以每欧元折合人民币9元计算则通过CDM项 口每年的收益在252378万元之间扣除前期开发成 本以及项口收入上交比例利所得税190294万元，并 且依据相关条款CD1在项LI的第13年免征所得 税在第4G年减半征收企业所得税因而企业实际 收入还将有所上升。采取加权平均企业因减排而产匸 的收入在242万元/,应该说这本是一笔很可观的收 入来源如若在原有的净利润上加之现有的242万元 的减徘收入则英内部收益率将岛达12 .98%。但事 实情况足因为:Tt本貝有的经济可行
11、性因而不具备额 外性要求使得:ft被捋在了 CDM巾请可能之外所以 笔者试图寻找一种方案使苴介于这两个收益之间。 2.2.2余热锅炉型改造的效益分析给水加热型和排气助燃型联合循环改造后的系统 的新増出力单位发电能力造价在2 2002 G00元/ kW 以静态方式计算总投资在7 4303 840万元之 间。远低于国内建设同等规模常规蒸汽轮机电站的唯 位发电能力的初投资(约5 000元/kW)也远低于建 设全新余热锅炉型联介循环电站的中位发电能力初投 资(约3 500元/kW )0下面以余热锅炉型改造做可行 性研究探究It是否与CDM机制存在交集。落实到本项目苴改造费用在3 500元/(kWh )
12、左 右。为了和给水加热型改造的经济性作可比分析所 以因扩容而产牛的额外成本和收益此处不予考虑即 以每千瓦时成木与收益为某准采用净增能力33 8G9 kW为计算成本与收益的乘数则苴初始投资为1.18 亿元苴他成本按表1所列则在没有CDM机制下. 苴内部收益率为3.9% 小于一般电厂内部收益率 (7%8% )，因而具备了 CDM所需要的额外性论证。下面计算其在COM机制下的内部收益。与询面 给水加热型不同的是这里的改造使得电厂完全脱离 了使用煤炭料完全改为天然气因而燃料成卜增 加但同时碳减排量也大幅增加。在两者的计算过程 中都应以电厂的总发电量为乘数。本项口电厂年发电量为3.93X10： kWh.
13、运行成本 为0.58元/(kWh),二氧化碳的减排量则为G1 832 .3 4 从而Jt减排收益在G00万元左右由上可得It年 净收入为1 495万元则苴内部收益率为10 .8%。在此对比下可见虽然余热锅炉型改造在以传统 的投入产出方式评判:ft经济性时无法与给水加热型相 提并论。但是在CDM机制下如若考虑了碳减排收 益则苴经济可行性得到大大改善苴内部收益率也趨 过了采用给水加热型改造方案。3结束语随肴西气东送程的实施和国外管道气的引进 利用天然气作为燃料的燃煤电厂改造已貝备技术推广 条件。因此要充分利用碳排放交易规则提离燃煤改 燃气电厂的效益使之符合经济要求从而达到提高电 厂的热效率和经济性、大幅度降低汚染物排放最、保护 环境的目的。参考文献1 郭斌庄源益清洁生产工艺M .北京:化学工业出版社. 2003.2 北京全三维动力匸程公创，中国科学院匸程热物理研究 所.四川江油电厂2X50 M W汽轮机组联合循环系统更新 改造可行性研究报告DC江油：四川江油电厂.2000 (收稿口期2010-08-25编辑赵勤)
燃煤改燃气发电项目的经济效益分析
