分布式供能系統經濟收益分析中冷熱價的確定

摘 要

摘要：分布式供能系統的經濟收益包括冷、熱、電，提出采用兩種定價方法確定冷價、熱價結合工程實例，對這兩種定價方法進行了比較。關鍵詞：分布式供能系統；經濟收益；冷價；熱價Determin
摘要：分布式供能系統的經濟收益包括冷、熱、電，提出采用兩種定價方法確定冷價、熱價結合工程實例，對這兩種定價方法進行了比較。
關鍵詞：分布式供能系統；經濟收益；冷價；熱價
Determination of Cold Price and Heat Price in Analysis of Economic Benefit from Distributed Energy Supply System
ZHANG Dan
Abstract：The economic benefit from distributed energy supply system consists of cooling，heating and power generation Two pricing methods are proposed to determine cold price and heat price. The comparison between the both methods is made with an engineering example.
Key words：distributed energy supply system；economic benefit；cold price；heat price
   分布式供能系統被列入十一五重點發展的前沿技術，近年來我國出臺了許多相關的政策鼓勵其發展。如何給具體建筑配置分布式供能系統，以達到經濟性最優是節能行業所關心的。本文介紹分布式供能系統經濟效益分析中冷熱價的確定方法，以便計算分布式供能系統的經濟效益。
1 分布式供能系統
   ① 系統流程[1]
分布式供能系統通常由發電機組、溴化鋰吸收式冷水機組和換熱設備組成。這里研究的分布式供能系統以天然氣為主要燃料，在用戶側安裝燃氣輪機或燃氣發動機發電機組，利用燃料高品位能量進行發電，產生的電力滿足用戶的電力需求，并通過余熱回收利用設備回收發電產生的煙氣熱量，向用戶供冷、供熱。分布式供能系統流程見圖1。
 
   ② 經濟收益組成[2]
   分布式供能系統經濟收益包括供冷、供熱、發電的收益。供冷收益=供冷量×冷價，供熱收益=供熱量×熱價，發電收益=供電量×電價。由于多數地區電價相對固定，因此分布式系統的經濟收益主要取決于冷價、熱價。
2 冷熱價的定價方法
   ① 方法1
   方法1是將分布式供能系統作為一個孤立系統考慮，分布式供能系統的產品有冷、熱、電。其中電的價格已知，通過與電價的類比可以得出冷價、熱價。在以下分析中分布式供能系統的發電量以MJ為單位。
   分布式供能系統發電量Qp的計算式為：
    Qp=VQfηp    (1)
式中Qp——分布式供能系統的發電量，MJ
    V——天然氣消耗量，m3
    Qf——天然氣的低熱值，MJ/m3
    ηp——發電效率
   分布式供能系統供冷量Qc的計算式為：
    Qc=VQfICOP(ηs-ηp)    (2)
式中Qc——分布式供能系統供冷量，MJ
    ICOP——分布式供能系統中制冷設備的制冷性能系數
    ηs——綜合效率
   分布式供能系統供熱量Qh的計算式為：
    Qh=VQfηh(ηs-ηp)    (3)
式中Qh——分布式供能系統供熱量，MJ
    ηh——供熱效率
方法1冷價pc,1的計算式為：
 
式中pc,1——采用方法1得到的冷價，元/MJ
   pp——電價，元/MJ
方法1熱價ph,1的計算式為：
 
式中ph,1——采用方法1得到的熱價，元/MJ
   ② 方法2
   方法2并不是將分布式供能系統作為一個孤立系統考慮，而是通過分布式供能系統與其他供能系統比較得出單位制冷、制熱量節省的能耗費用，進而確定分布式供能系統的冷熱價。因此，分布式供能系統的冷熱價隨與其比較的供能系統的不同而不同。這里以電空調+燃氣鍋爐作為對比供能系統，設定對比供能系統與分布式供能系統生產相同的冷量、熱量，分布式供能系統制冷、制熱利用煙氣余熱，而對比供能系統需要消耗常規能源。因此，通過計算對比供能系統單位供冷、供熱量的能耗費用，即可以得到分布式供能系統的冷熱價。
對比供能系統單位供冷量能耗費用fc的計算式為：
 
式中fc——對比供能系統單位供冷量能耗費用，元/MJ
    Ec——對比供能系統單位供冷量消耗的能量，MJ/MJ
    I′COP——對比供能系統中制冷設備的制冷性能系數
對比供能系統單位供熱量能耗費用fh的計算式為：
 
式中fh——對比供能系統單位供熱量能耗費用，元/MJ
    pf——天然氣價格，元/m3
    Eh——對比供能系統單位供熱量消耗的能量，MJ/MJ
    由此得到方法2冷熱價pc,2、ph,2的計算式為：
    pc,2=fc    (8)
    ph,2=fh    (9)
式中pc,2——采用方法2得到的冷價，元/MJ
    ph,2——采用方法2得到的熱價，元/MJ
3 定價方法的比較
    某分布式供能系統配置為：1臺裝機容量為200kW的微型燃氣輪機發電機組，1臺制冷能力為233kW的煙氣型雙效溴化鋰吸收式制冷機，1臺換熱能力為230kW的煙氣-水換熱器。發電機組的發電效率為0.33、綜合效率為0.73，制冷機的制冷性能系數為1.3，換熱器的換熱效率為0.9。電價為0.9元/(kW·h)。
   按方法1進行計算，得到pc,1=0.159元/MJ、ph,1=0.229元/MJ。按方法2進行計算[3]，設定電空調制冷性能系數為4.0，燃氣鍋爐的熱效率為0.9。電價為0.9元/ (kW·h)，天然氣價格為3.4元/m3，天然氣低熱值為35.5MJ/m3。按方法2計算得到，pc,2=0.063元/MJ、ph,2=0.106元/MJ。按方法1計算得出的冷熱價比方法2高。
    方法1根據電價計算出分布式供能系統的冷熱價，只要分布式供能系統配置確定，就可計算出冷熱價。方法1比較簡便，具有通用性，但是采用該方法計算出的經濟效益并不是很真實。因此，方法1更適用于方案的初步選擇，可以很簡便地對多種分布式供能系統的配置方案進行比較，推選出最優方案。
    相比之下，方法2通過將分布式供能系統與其他供能系統比較得出單位制冷、制熱量節省的能耗費用，進而確定分布式供能系統的冷熱價，更加貼合實際。方法2適用于方案的具體經濟效益分析，使得經濟分析結果更加可靠和合理。該方法中所比較的供能系統可由業主指定，或者由方案設計者根據實際用能情況選擇。
4 結語
    經濟性分析在分布式供能系統評價分析中占據重要地位，對系統投資回收期有很大影響。分布式供能系統冷熱價的定價方法各有優勢，但適用的場所不同，應根據工程實際情況和不同階段選擇合適的定價方法。
參考文獻：
[1] 嚴俊杰，黃錦濤，何茂剛.冷熱電聯供技術[M].北京：化學工業出版社，2006.
[2] 曹望，蘇磊.天然氣熱電冷聯供系統經濟模型的建立與分析[J].節能技術，2007，(5)：446-449.
[3] 魏會東，吳靜怡，王如竹.樓宇級冷熱電聯產系統的應用分析[J].建筑科學，2007，(2)：31-36.
 
(本文作者：張丹 上海航天能源有限公司 上海 201201)