火力发电企业IGCC项目投资决策方法研究进展发表时间：2018-06-25T16:45:58.120Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：代春艳1，2 徐书会1，2 罗雪梅1，2[导读] 摘要：全球气候变暖和能源危机已经成为影响各国经济发展的共同问题，我国能源行业中的火电企业作为碳排放源大户选择碳减排发电项目是实现碳减排和可持续发展的必由之路。

（1.重庆工商大学企业管理研究中心重庆 400067；2.重庆工商大学管理学院重庆 400067）摘要：全球气候变暖和能源危机已经成为影响各国经济发展的共同问题，我国能源行业中的火电企业作为碳排放源大户选择碳减排发电项目是实现碳减排和可持续发展的必由之路。

本文通过研究火力发电企业整体煤气化联合循环IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）项目投资决策问题，对火力发电企业IGCC项目投资历程、投资特点和投资方法进行回顾、总结和述评，并着重对多阶段复合实物期权法在火力发电企业IGCC项目投资决策的适用性进行了分析，为我国火电企业IGCC项目投资决策者们在方法论上提供参考。

关键词：火力发电企业；IGCC项目；投资决策；复合实物期权；研究进展中国是一个能源消费和碳排放大国，面临着能源约束、结构转型、减排和发展的深刻矛盾。

自从 2006 年中国成为第一大碳排放国，就面临严峻的国际碳减排压力[1]，2015年4月25日发表的《中共中央国务院关于加速推进生态文明建设的意见》中的主要目标之一为到2020年单位GDP的CO2排放强度比2005年下降40%-45%[2]。

主流科学界在研究中把碳排放增长分解为人口规模、产业结构、能源强度、经济增长、技术进步等因素的影响效应[3]。

而我国“富煤、贫油、少气”的能源结构现状决定了以煤为主的能源消费结构在短期内难以改变[4]，其中化工、电力等用煤量尤其突出，《2016中国能源统计年鉴》数据显示，煤炭占我国能源消费总量的64%[5]。

中国既要持续发展经济又要减排CO2，就只有依靠科技创新、走改革发展的道路。

在此背景下，整体煤气化联合循环（IGCC）项目把高效的联合循环和洁净的燃煤技术结合起来，是21世纪最具有发展潜力的煤电技术之一[6]，而现阶段我国IGCC项目仍处在示范工程阶段，为推动IGCC项目的商业化发展，提高发电效率和减少碳排放，建设资源节约型和环境友好型社会，本文基于大量文献的研究，回顾、归纳和总结了IGCC项目的投资发展历程、投资特点，探索出适合于IGCC项目投资决策的方法，并对下一步IGCC项目的研究方向进行了展望。

1.IGCC发展历程IGCC技术优先在国外兴起，国内发展较为滞后，因此国内外发展阶段不同步。

本文通过对已有文献进行整理、归纳和分析，将国外IGCC技术发展分为以下三个阶段：20世纪70年代到80年代为试验阶段。

1972年，德国在Kellerman电厂建成了170MWIGCC试验装置，直到1984年，美国在CoolWater建成世界首套120MwIGCC示范电站，成为世界上真正试运成功的第一座IGCC电站，解决了技术可行性、运行可用率和环境污染等问题，被誉为“世界上最清洁的燃煤电站”。

20世纪80年代到20世纪末21世纪初为工程示范阶段。

以美国为代表，1985年，美国能源部和企业界共同投资70多亿美元、执行一项洁净煤技术（CCT）计划，以研究、开发与示范新一代燃煤和煤电技术，IGCC在项目数与总投资数上都占首位。

此后，美国的IGCC技术居世界领先地位。

20世纪末21世纪初至今为商业化阶段。

21世纪初，IGCC发展迎来第一次高潮，除美国和欧盟以外，日本也加入IGCC研发行列，日本三菱公司在2003年6月30日正式投运日本第一座商业性运行IGCC，并于2007年成功运行了250MW等级的IGCC电站，成为世界上独立开发和设计制造IGCC电站关键设备的第3个国家。

到 2005 年，世界上已经投入运行和正在建设的 IGCC 电站近 30 座，其中美国占了一半左右，装机容量超过800 万千瓦，到2007年2月，世界范围内共有IGCC电站项目44项。

第一次高潮的兴起主要来源于IGCC项目创造的经济利益和它优越的环保特性。

2012年至今，IGCC发展迎来第二轮高潮，主要表现为：美国（Department of Energy，DOE）提出发展IGCC的Future Gen计划，美国和欧盟的IGCC设备的制造商和电站设计单位组成了设计和制造IGCC工程的联合体，美国、欧盟和日本为首的发达国家实行政策鼓励，推动IGCC商业化发展，使得世界范围内掀起一个建设IGCC电站和多联产能源系统的新高潮。

我国IGCC技术发展起步较晚，总体发展可以分为两个阶段：1994年至21世纪初期为起步阶段。

1994年，在国家科委领导下成立了IGCC领导小组，并把IGCC列入21世纪行动计划的优先项目。

20世纪末IGCC的两个主要研究课题为高温煤气净化和CO2的分离，来提高煤气化联合循环发电效率和减少碳排放[7]，相关学者提出了IGCC发展的总目标：力求提高其经济性、可用率，降低比投资费用和发电成本，促使IGCC走向商业化，同时进一步优化IGCC的系统，以便清除和利用CO2[8]。

早期IGCC的发展受到系统过于复杂、影响机组可用率的不确定性、电站启动周期长、用电耗率高、需要对原来的燃气轮机进行相当重大的技术改造、设备非批量生产和缺少经验等缺陷制约，发展较为迟缓。

第二阶段，工程示范阶段，21世纪初期至今。

中国华能集团在 2004 年提出了“绿色煤电”发展规划；另外，华能集团会同其他7家经营发电，投资和煤炭的公司共同成立“绿色煤电公司”用来确保该计划能够顺利实施。

2012年12 月12日，我国天津市滨海新区天津港工业园的华能天津IGCC示范电站正式投产发电，这是中国首个IGCC清洁煤电项目，也是全球第六座IGCC电站[9]。

这期间IGCC的发展引起了国内学者高度关注，兴起一股研究的热潮。

总之，近期研究表明，在当今碳减排和能源转型背景下，IGCC必将成为我国煤电领域值得探索的重点方向[10-11]。

综合国内外IGCC技术40多年的发展历程，不难发现IGCC取得了不少成果，但总体还不尽人意。

国内外IGCC发展的不同阶段都受到发电成本高、比投资费用高、可用率低等方面的制约，但随着技术进步、市场对清洁能源需求的增长和各国优惠政策的出台，IGCC高效率和低排放的优势将会极大显现，必将在今后的碳减排目标实现发挥巨大作用。

2.IGCC项目投资特性分析通过回顾已有研究，本文发现IGCC项目投资具有以下特性：（1）投资分阶段。

世界上最典型的五座IGCC电站，荷兰的Buggenum电站、美国的Wabash River电站、美国的Tampa电站、西班牙的Puertollano电站以及美国Pinon Pine的TracyIGCC电站均经历了紧张的调试状态到工程示范，最终投入商业化运行。

国外自 1984 年美国率先试运成功 IGCC 示范电站“ CoolWater ”到现在，IGCC 技术已全面进入商业验证阶段[12]。

2012年 12 月 12 日，我国首座煤气化联合循环电站—华能天津 IGCC 示范电站投产，标志着我国洁净煤发电技术取得重大突破，我国IGCC技术正式进入工程示范阶段[13]。

另外，在IGCC 投资发电成本和比投资费用高的制约条件下，分阶段投资更符合当前的投资环境的需求。

（2）投资的不确定性与风险性。

由于部分发电企业和投资者对于清洁发电和碳减排战略任务的认识还没有达到应有的高度，且由于技术、市场的不确定性和沉没成本，创新技术很难被投资者接受[14]，碳减排技术的应用受到一定阻碍[15]。

IGCC技术的商业推广主要受到投资成本、联合系统性能关键技术不确定的影响、关键设备的研发滞后、集成创新成果有待提升和缺少龙头示范工程[16]等方面的阻碍，同时，还受到国外技术投资的可能性、机组的功率、机组的年运行时数、机组的净热效率、燃料的价格、电站的折旧年限、电站的维护诸因素和内部收益率、“污染罚款”[17]及碳交易价格[18]、经济波动强度[19]、政府优惠政策和补贴政策等诸多不确定因素的影响，存在较高的风险。

（3）投资的成长性。

IGCC项目被认定为“最具有发展潜力的煤电技术”来源于它本身具有很大成长性：首先，IGCC技术本身具有显著优势，例如环保性能好、燃料适应性好[20]、用水量少（IGCC电厂的用水量仅是煤粉炉电厂的50%-70%[21]）、废弃物再利用、易大型化形成规模经济、多产联合运行可用率达到80%以上、易于实现广泛共享相关科技成果。

其次，IGCC可极大提升能源利用效率的空间。

近期IGCC效率为42%～ 45%，专家预测2020年将突破60%。

Obara S，Morel J，Okada M等发现将IGCC连接独立的微电网和可再生能源网络可促进可再生能源利用率[22]。

周贤等，许世森，史绍平，等研究表明回收余热的IGCC电站将大大提高我国电力行业的能源利用效率[23]。

最后，IGCC未来碳减排的潜力巨大。

Taseska V，Markovska N，Causevski A等研究电力系统减少温室气体排放的潜力，其中IGCC技术可以将排放量从78%减少到41%，减排成本似乎不到10美元/吨[24]。

黎水宝，程志，史翀祺等研究得出在考虑碳捕集时，IGCC经济性最好[25]。

张勇，闫媛媛在研究中证明了IGCC低能耗和低排放的效果[26]。

Alobaid F，Mertens N，StarkloffR研究认为未来火电领域有很大发展潜力的发电技术，IGCC居于首位[27]。

总之，高效率、低成本和低排放给未来IGCC投资带来巨大成长性，在当今碳减排和能源转型背景下，IGCC 必将成为煤电领域值得探索的重点方向[28]-[29]。

3.IGCC项目投资决策方法本文通过回顾、总结和归纳国内外21世纪以来有关IGCC的研究，发现该领域在21世纪初期研究主要围绕IGCC发展背景、国内外IGCC 发展现状、IGCC应用前景与发展方向及我国发展IGCC对策建议这一模式来展开[30]-[31]，近几年研究的主题分为具有捕获CO 2功能的IGCC系统研究[32]-[33]、IGCC系统性能优化研究[ ]-[ ]和国内外IGCC项目概况研究[34]-[35]，鲜有文献对IGCC项目投资决策的方法进行研究。

鉴于此，本文着重对能源行业碳减排项目投资决策方法进行综述，试图寻找到适合于IGCC项目投资决策的方法，为IGCC项目的后期发展提供借鉴和参考。

从已有文献节能减排项目投资决策方法来看，可知用于节能减排项目投资决策的方法没有统一定论，其中常用的有系统动力学方法、博弈决策法、三边模型、决策树法、蒙特卡洛模拟法、线性规划和非线性规划法及灰色局势决策法等。