中山大学学报论丛,
2007年第27卷第2期
SUNYATSENUNIVERSITYFORUM,Vol127 No12 2007
广东省液化天然气电厂的竞争力分析3杨泽亮,胡锦华(华南理工大学电力学院天然气利用中心,广东广州510640)
摘 要:
利用优质、清洁能源液化天然气(LNG)来发电能迅速适应负荷需求、参与电网调峰任
务、维持电网的稳定,对广东省LNG电厂发电总成本的各项构成进行了较全面的计算研究,从经济学角度评估了液化天然气发电的环境价值,在此基础上结合当前电力市场的特点分析了LNG发电的竞争能力。研究结果表明:①在目前的LNG价格条件和电力市场条件下,LNG发电单位发电成本较高,电力价格同常规煤电相比几乎无竞争力可言;②LNG电厂应争取得到国家政策上给予电价或税收优惠,使LNG发电的显著环境价值得以体现,提高LNG发电项目在电力市场中的竞争力。关键词:
液化天然气电厂;单位发电成本;环境价值;竞争力
中图分类号:TK01 文献标识码:A 文章编号:
100721792(2007)0220038204
液化天然气(LNG)作为公认的清洁能源,用来发电具有环保、节能和调峰性能好等优点。随着广东省与澳大利亚25年“照付不议”LNG供气合同的签订和大鹏LNG接收站的投运,广东省建设的385万W的LNG电厂正在逐步投产。这些LNG电厂项目的投产运行,必将对优化广东省能源结构、改善珠江三角洲地区生态环境及我国天然气事业的发展起到积极的促进作用。广东LNG电厂是广东LNG项目的主要的、稳定的用户,其是否具有竞争力关系到LNG项目的成效,也关系到广东电力及经济的发展等问题。
一、LNG电厂的发电成本分析电力市场中,单位产品电价由单位产品生产成本、单位产品税后利润和单位产品税金组成[1]。LNG电厂的发电成本由以下几项内容组成[2-3]:燃料成本COF;总投资费用的折旧成
本COD;运行维护成本COM;财务成本COP。(一)燃料成本
COF
COF=316×C
f
η×(1-s)
(1)
式中:COF为燃料成本,元/MWh;Cf为燃料价格,元/GJ;η为机组每年的平均供电效率;s
为发电机终端到售电结算点之间的线损率,文中取s=0。(二)总投资费用的折旧成本
按年限平均折算法[3]计算总投资费用的折旧成本COD:
COD=TCRPτt(1-s)(1-η)=SICτt(1-s)(1-ηe)
(2)
式中:COD为总投资费用的折旧成本,元/MWh;P为电站的装机容量,MW;TCR为电站总
3收稿日期:2006-12-06
作者简介:杨泽亮(1947-),男,广东揭阳人,华南理工大学教授。
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net投资费用的动态现值,其中包括建设期内的贷款利息和价差预备费等,元;ηe为厂用电耗率,
取2%;τ为发电设备的年利用时数,h/a;SIC为相对于电站净功率折算的动态投资费用,元/MW,SIC=TCR/P;t为电站的折旧年限,a。(三)运行维护成本
运行维护成本COM与 年发电厂所耗水费、材料费、职工工资与福利基金,大修预提基金、管理费和其他费用等有关。据统计,这项成本在总发电成本C∑中所占的份额为11147%
～15136%[2]。根据电厂实际运行经验,文中取运行维护成本为总发电成本的11147%。(四)财务成本
财务成本COP包括发电厂在营运期间的长期借款及流动资金的贷款利息支出费用。
COP=Q[(1+β)n(nβ-1)+1]Pτn[(1+β)n-1](1-ηe)(1-s)(3)
式中:COP为财务成本,元/MWh;Q为贷款总额,万元;n为还贷年限,a;β为贷款利率。(五)发电总成本
C∑=COF+COD+COM+COP
=1113×316×Cfη×(1-s)+SICτt(1-s)(1-ηe)+Q[(1+β)n(nβ-1)+1]Pτn[(1+β)n-1](1-s)(1-ηe)(4)式中:C∑为发电总成本,元/MWh。(六)计算实例及敏感性分析
选取广东省比较典型的发电机组对液化天然气电厂的单位发电成本进行具体分析:3台350MW的机组,总投资约42亿人民币,设其中自有资金1015亿(25%),贷款3115亿(75%),贷款利息5189%,建设期为一年,LNG品质参考广东大鹏一期LNG:热值为37142
MJ/m3(20℃时),价格为116元/m3。在此条件下计算得出LNG电厂发电成本为014361元/
(kW·h)。当燃料价格和年利用时数变化时总发电成本的计算结果如表1、表2所示。
表1 燃料价格变化时的计算值Cf元/m3C∑/(元·kW-1·h-1)SIC=417617元/kW,τ=4000h/a,t=15a,η=5315%114013955116014361118014768210015174212015581表2 机组年利用时数变化时的计算值τh/a
C∑/(元·kW
-1·h-1)
SIC=417617元/kW,t=15aCf=116元/m3,η=5315%
30000147313500014520400001436145000142385000014139
从表1、表2的计算结果中可以很明显地看出,燃料成本占总发电成本的60%以上,并且燃料价格对发电成本的影响呈正的线性关系。天然气价格每提高012元/m
3
,单位发电成本大
约提高010407元/(kW·h)。而随着年利用时数的增加,单位发电成本的影响呈负的线性关系,机组年利用时数每变化500h/a,单位发电成本变动约0101～0102元/(kW·h)。其原因是以每千瓦时计算的折旧、财务成本是分摊到年利用时数中去的,当年利用时数增多时,分摊93
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net后的各项成本就减少,尽管燃料价格不变,但总发电成本下降了。随着LNG价格的升高,电厂应相应提高年利用时数以降低发电成本,但是从长远看来,
LNG电厂的年利用时数将逐步稳定在一个较低的水平[4],这主要是由广东省电源结构决定的。因而,为了提高LNG电厂的竞争力,我们应考虑天然气发电的环境价值。
二、液化天然气发电的环境价值选择常规煤电作发为天然气发电的比较对象,从经济角度衡量天然气发电的环境价值,进一步分析液化天然气发电的竞争力。(一)污染物排放率和污染物环境价值标准
文献[5]根据目前的发电技术和国内外大量实测数据统计给出常规燃煤和天然气发电的污染物排放率,根据文献[6]中目前中国电力行业各种污染物减排的环境价值标准的估算值,作为衡量天然气发电环境价值的标尺(见表3)。
表3 燃煤发电和天然气发电的污染物排放率污染物SO2NOxCO2COTSP灰渣
燃煤发电排放率(kg/t)31881731012601411030
天然气发电排放率(kg/m
3)1310-533612310-33
2101
3
0000
环境价值(元/kg)61008100010231100212001120110
3)参考文献[5]取燃煤电厂参数:含硫量S
y
=1%,灰分Aav=15%,燃煤热值Qnet,ar=2112MJ/kg,静电除尘率为
99%;33)根据含硫量5mg/m3计算得出的液化天然气发电的SO2排放率
(二)环境成本计算
选取常规燃煤电厂装机容量为2×600MW,煤热值为2112MJ/kg,供电效率为36%;
LNG电厂装机容量为3×350MW,平均供电效率取5315%。计算得出2×600MW燃煤发电厂的环境成本为10181分/(kW·h),3×350MWLNG发电的环境成本为1174分/(kW·h),
则相对于常规燃煤电厂,LNG发电具有9107分/(kW·h)的环境效益,可见,LNG发电其环境效益是比较显著的。
三、液化天然气发电厂的竞争力分析如前文所计算,当LNG价格为116元/m
3
,年运行时数为4000h时,LNG发电单位成本
就高达014361元/(kW·h),可见,在不考虑环境成本,也不考虑调峰电价时,LNG电厂同常规燃煤电厂相比在电力价格上没有竞争力可言。这样,在电力市场条件下,液化天然气发电与煤电按照同一规则竞价上网而不考虑环境成本,LNG电厂的环境效益不能得到体现。因而,
从能源工业可持续发展的角度出发,发电企业应将外部成本(环境成本)内部化,将环境成本纳入发电成本,按照社会成本(生产成本+环境成本)来竞价上网,这样才可将环境保护和发电企业自身的经济效益紧密联系在一起,促使发电企业的减排污染物由被动变为主动,同时进一步激励优质能源发电、清洁能源发展的新机制。当前,国家尚无十分完善的政策法规按燃机电厂在电网中发挥的特殊作用来制定合理的电价。因而,LNG电厂要从国家政策上得到合理规定天然气价格和环境成本计入发电成本等方04
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