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期刊导读

大温差长输供热项目供热成本影响因素分析和热价定价建议

Heating Cost Impact Factors Analysis and Heat Price Determination Suggestion of Large
Water Temperature Difference Long-distance Heating Project

张弢 ZHANG Tao;许国春 XU Guo-chun;高颖艳 GAO Ying-yan
(中国市政工程华北设计研究总院有限公司,天津 300381)
(North China Municipal Engineering Design & Research Institute Co.,Ltd.,Tianjin 300381,China)

摘要:热电联产大温差长输供热项目基于“吸收式换热原理”技术,利用该技术能够提高长输供热项目的经济性,该类项目与传统供热项目有一些不同的特点。本文对该类项目供热成本影响因素进行分析,提出热价定价方面一些建议,以期为今后类似项目的开展提供参考。
Abstract: Combined heat and power large water temperature difference long-distance heating project is based on "Absorption Heat"technology, using this technology can improve the economy of long-distance heating project, this kind of project has some different characteristics from the traditional heating projects. This paper analyzes the influencing factors of the heating cost of this kind of project and puts forward some suggestions on the pricing of heat price, so as to provide reference for the development of similar projects in the future.
关键词:供热成本;热价定价;大温差长输供热;余热利用
Key words: heating cost;heating price determination;large water temperature difference long-distance heating;waste heat utilization
  中图分类号:TU995;F299.24                          文献标识码:A                                  文章编号:1006-4311(2020)27-0028-03

0  引言
近年来,基于吸收式换热热泵的大温差供热技术在多地的项目中得到了应用,“大温差”输送技术是基于“吸收式换热原理”的先进技术,在保持城市供热二级管网的运行工况不变的前提下,可将一级管网的回水温度由50~60℃降低到15~30℃,实现了城市供热一级管网的大温差输送。由于热网输送能力与供回水温差成正比,对于同管径供热管道,使用“大温差”供热技术输热能力比使用传统供热技术提高50%以上,此外,较低的热网回水温度也为在热源处进行余热回收创造了条件。传统热电联产供热项目热源与供热区域的经济距离是10公里以内,如果超过此范围则供热经济性难以保证,限制其经济性的主要因素是管道初始投资、运营期购热费用和运行电费。在使用“大温差”技术的情况下,这三个主要因素的费用均能够得到降低。笔者参与了太原、石家庄、郑州等多地区的大温差长输供热项目前期咨询、设计阶段并对项目实际运营情况进行了调研,项目的初期运行均有良好的效果,在对项目从前期至运营期的持续关注和分析中,发现该类项目在热价定价方面与以往的常规供热项目有一些不同之处,本文采用定性和定量的研究方法对影响单位供热成本的各项主要因素进行分析,并对热价的定价方法提出一些建议。
1  供热成本的主要影响因素分析
热电联产大温差长输供热项目规模大,建设投资高,单位供热成本受到多个因素影响,其中影响最大因素包含建设投资、年供热量和购热成本。
1.1 建设投资对供热成本的影响
由于建设投资与固定资产折旧及修理费用成比例关系,建设投资的高低会影响供热成本。建设投资以设计方案为计算基础,不同的设计方案决定了不同的项目建设投资,进而影响到项目的热价。例如某长输供热项目前期分为两种方案,方案一为2×DN1600供热管线+4座中继泵站+1座隔压站,方案二为4×DN1400供热管线+3座中继泵站+1座隔压站,两个方案路由一致,厂站选址不一致。两种方案投资分别为36.23亿元和39.07亿元,方案一年单位供热折旧费11.27元/GJ,方案二年单位供热折旧费为12.15元/GJ。方案一与方案二相比,仅折旧成本一项就相差0.88元/GJ,对供热成本影响很大。此外,根据现有项目经验,项目修理用均与建设投资成正比,由此可知,较高的建设投资同样会导致修理费偏高。对于该案例,方案一年单位供热修理费为3.58元/GJ,方案二年单位供热修理费为3.32元/GJ,因此该部分也对供热成本也有一定影响。
1.2 供回水温差对供热成本的影响
项目购热成本一般分为常规抽气购热成本和余热购热成本两部分,分别按照不同的购热单价乘以相应的购热量后得到项目总的购热成本,传统热电联产集中供热工程全部采用常规抽气,由于抽气热价高而造成购热成本高,在输热量大和输热距离较短(即建设投资较低)的情况下,传统热电联产集中供热项目的经济性尚可。在输热量大和输热距离长(即建设投资较高)的情况下,传统热电联产集中供热项目的经济性较难满足实施要求。热电联产大温差长输供热项目采用抽气购热和余热购热相结合,由于余热购热单价明显低于抽气购热单价,从而使得综合购热成本较低。长输供热项目供热能力的大小取决于管道流量和输送温差,大温差技术的运用能够通过提高输送温差增加供热能力,降低单位供热成本。
为保障整体市内管网安全运行,管网供水温度在实际运行期间一般略低于设计温度运行,回水温度的降低主要受到市内能源站及热力站新建、改造影响,尤其对于改造能源站及热力站可能受到占地面积等因素制约,部分供热区域难以实行大温差机组供热,供回水温度实际达到设计温度具有一定的客观困难性。如果项目前期测算供热成本时对供回水温差设定偏高,会造成供热能力计算偏高,由于供热成本中的折旧费、工资福利费及管理费等与总供热量的多少关联不大,过高的确定供热能力会造成前期测算的单位供热成本偏低,进而导致项目难以达到预期的经济性。
例如太原市某项目,设计达产工况下供回水温度分别为130℃/30℃,设计供热能力7600万平方米,其中由长输供热部分供热能力为6253万平米,其余由调峰供热能力满足。根据最近一个供暖季实际数据,该工程供热面积达到6116万平方米,回水温度达到34℃,在不考虑调峰供热能力的情况下,达产率达到97.8%,但进一步降低回水温度难度较大,因此实际供热成本比前期设计阶段测算略高。
1.3 市内调峰配套情况对供热成本的影响
由于项目设计负荷中包含调峰供热面积(能源为燃气或电)。项目为达到较好的效益,年初寒期及末寒期满负荷供热,严寒期启用调峰热源补充供热能力。从供热成本分析,燃气调峰供热对总体供热成本的影响体现在两方面,一方面天然气价格较高,使用燃气供热将在一定程度上提高综合供热成本,另一方面,燃气调峰能够带来回水温度的降低,提高热源的余热回收量,提高了余热利用比例。由于项目购热单价一般为根据抽气和余热两部分的供热单价和供热量加权计算,提高余热利用比例能够降低购热成本,从而降低综合供热成本。经过对以上两个因素统一分析,由于使用燃气供热而提高的供热成本小于由于提高余热回收比例降低的供热成本,因此燃气调峰供热对降低项目成本有利。
例如太原市某项目,设计供热能力7600万平方米,其中由长输供热部分供热能力为6253万平米,调峰部分供热能力为1347万平米。项目截至目前由于客观情况影响,调峰部分并未如期实施,因此实际供热能力并未达到满负荷。根据测算在项目达到满负荷时,如果不实施燃气调峰,年供热面积为6253万平米,年供热量为2885万GJ,全部为长输供热部分提供,此时建设投资按照长输供热部分投资+大温差改造投资计算,单位供热成本为34.31元/GJ;如果实施燃气调峰,年供热面积为7600万平米,年供热量为3506万GJ,其中长输供热部分提供3399万GJ,调峰部分提供107万GJ,此时建设投资按照长输供热部分投资+大温差改造投资+燃气调峰投资计算,单位供热成本为32.12元/GJ,此成本低于不采取燃气调峰时的成本。建议在给相关部门提供热价测算时,提供使用调峰锅炉和不使用调峰锅炉两种工况下的热价。(图1)
1.4 市内供热负荷对供热成本的影响
由于项目的设计负荷一般是根据现有建筑面积及规划建筑面积确定。在实际情况下,该区域实际建筑面积增长率可能低于规划增长率。城市建筑面积增长中一部分是当地居民改善居住条件购置新房产生,在该类人群中,往往有一部分居民并未售卖原有住房,且原有住房并未出租,导致原有住房空置,只有基本热费收入。城市新建建筑区域内实际入住率较低,可能导致实际供热面积难以按设计负荷增长速度达到满负荷。此外,市内热网配套建设如果没有按进度进行,实际供热负荷可能不足。实际供热负荷低于设计负荷,往往造成实际供热成本高于测算成本,建议在热价的测算中,酌情考虑空置率,根据热网建设进度,选择较贴近实际的建筑面积增长率,按不同年份不同供热负荷计算供热成本。
2  项目热价特点分析与定价方法建议
我国城市集中供热价格应当以国家发展改革委、建设部2007年印发的《城市供热价格管理暂行办法》为依据制定。根据文件中规定,热价的制定应当保障供热、用热双方的合法权益。热价原则上实行政府定价或者政府指导价,由省(区、市)人民政府价格主管部门或者经授权的市、县人民政府(以下简称热价定价机关)制定。城市供热价格分为热力出厂价格、管网输送价格和热力销售价格。热力出厂价格是指热源生产企业向热力输送企业销售热力的价格;管网输送价格是指热力输送企业输送热力的价格;热力销售价格是指向终端用户销售热力的价格。热力销售价格要逐步实行基本热价和计量热价相结合的两部制热价。基本热价主要反映固定成本;计量热价主要反映变动成本。基本热价可以按照总热价30~60%的标准确定。
现阶段我国各地区已经逐步推进城市热力销售价格由“一部制”转变为“两部制”,即由全部按供热面积收费逐渐调整为按供热面积收取基本热费、按实际热计量供热量收取计量热费。与此同时我国各地区的热力出厂价格和管网输送价格大部分采取的是按照当期累计供热量计费。本文仅对大温差长输供热项目的热力出厂价格和管网输送价格的定价进行分析。
2.1 项目热价特点分析
对于热源出的热力出厂价格而言,热电联产大温差长输供热项目与传统燃煤、燃气锅炉房和市内热电厂热电联产集中供热项目既有相同之处也有不同之处。相同之处是,影响热力出厂价格的主要因素中可变成本占比较大,适合采用现阶段大部分地区采用的根据计量供热量计取热费的方法。不同之处是,传统供热热源一般不涉及余热回收,在确定燃料价格或电价的情况下热价一般可以按定值确定,大温差长输供热热源热量由常规抽汽和余热回收两部分组成,抽汽热价与常规热电联产项目热价一致,余热热价相对较低,综合热价受到余热回收供热量在总供热量的比例影响,不宜按定值确定。
对于管网输送价格而言,热电联产大温差长输供热项目与传统燃煤、燃气锅炉房和市内热电厂热电联产集中供热项目的差异有两点。差异一是传统项目建设投资中大部分为市区管网与热力站;大温差长输供热项目除与传统供热项目一样建设投资包含一部分市区管网与热力站以外,还有建设投资很大的供热主管线长(一般为30~100km),因此与传统供热形式相比在管网输送成本中折旧费占比明显偏高。如果直接以单位供热量热价和当期累计供热量计费,项目在达产率低的情况下长输管网部分将会可能产生严重亏损。差异二是大温差长输供热项目热力站大温差机组的实施比例和实施效果直接影响供热管网回水温度,从而影响余热回收比例、总供热能力、购热成本等,传统供热项目则无该类问题。
2.2 项目热价定价方法建议
根据对大温差长输供热项目特征的分析,笔者建议该类项目定价应分段采取不同的定价方法定价。
对于热源部分,为了体现不同品质热量的价值,可根据项目情况确定能够达到进行余热回收最低需要的长输管网与热源接口处最高回水温度,以此温度设定为基准温度,高于该基准温度的热量参考该地区常规热电联产集中供热项目抽汽热价的测算方法确定单位热价,低于该温度的热量按照余热确定单位热价。供暖季出厂热费按两部分热量和各自单位热价分别计算并相加。公式如下:
RFcc=RJcq×Qh+RJyr×Ql
式中:RFcc为计算期内出厂热费,元;RJcq为抽气购热单位热价,元/GJ;Qh为计算期内高于基准温度的供热量,GJ;RJyr为余热购热单位热价,元/GJ;Ql为计算期内低于基准温度的供热量,GJ。
对于管网部分,应当分为长输供热管线及市区管网两部分确定热价。长输供热管线部分可根据固定成本核定固定热价,可变成本核定计量热价。由于长输供热管线部分不能影响余热回收量,因此无需按照抽汽热价和余热热价分别核算。公式如下:
RFcs=RFgd+RJjl×Qg
式中:RFcs为计算期内长输输热费用,元;RFgd为计算期内固定热费,元;RJjl为计量热价,元/GJ;Ql为计算期内供热量。
市区管网部分可根据供热成本核定单位热价。为了鼓励企业进行大温差改造,计量热价应分段确定。根据本文对项目产权方式的建议,应当根据项目设计工况,确定能够满足系统余热回收条件在趸售节点所需要的最高回水温度为基准温度,对回水温度高于此基准温度时确定一个供热热价,低于此基准温度时按不同温度区间制定不同供热热价。公式如下:
RFds=RJ0×Q>t+RJ1×Qt~t1+RJ2×Qt1~t2+…
式中:t为基准温度;ti为设定的个不同温度区间端点的温度,i=1,2…;RFds为计算期内趸售热费,元;RJ0为高于基准温度热价,元/GJ;Q>t为计算期内高于基准温度的供热量,GJ;RJ1为回水温度为t~t1之间的热价,元/GJ;Qt~t1为计算期内处于t~t1温度区间的供热量,GJ;RJ2为回水温度为t1~t2之间的热价,元/GJ;Qt1~t2为计算期内处于t1~t2温度区间的供热量,GJ。
3  结语
随着国家对节能减排要求的提高,热电联产大温差长输供热技术作为一项能够在不过多提高供热成本的前提下满足城市供热的技术,在我国多地逐渐开始推广。经过对部分已实施该类项目的城市的实施情况研究来看,实施效果较好。但该类项目的热价定价方面已经逐步浮现出一些问题,应当引起重视。项目实施企业和所在地主管部门应当关注到该类项目与传统供热项目的差异,本文对该问题提出了一些建议,希望能对相关工作的开展有所帮助。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.市政公用设施建设项目经济评价方法与参数[S].北京:中国计划出版社,2008,12.
[2]王林文,郑治中.基于太古大温差供热一级网系统分析回水温度的主要影响因素[J].区域供热,2019(5).
[3]尹平.供热计量改革的经济性分析[J].煤气与热力,2011(8).

 

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