分布式供能系統(tǒng)經(jīng)濟收益分析中冷熱價的確定

摘 要

摘要：分布式供能系統(tǒng)的經(jīng)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(jié)合工程實例，對這兩種定價方法進行了比較。關(guān)鍵詞：分布式供能系統(tǒng)；經(jīng)濟收益；冷價；熱價Determin
摘要：分布式供能系統(tǒng)的經(jīng)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(jié)合工程實例，對這兩種定價方法進行了比較。
關(guān)鍵詞：分布式供能系統(tǒng)；經(jīng)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(tǒng)被列入十一五重點發(fā)展的前沿技術(shù)，近年來我國出臺了許多相關(guān)的政策鼓勵其發(fā)展。如何給具體建筑配置分布式供能系統(tǒng)，以達到經(jīng)濟性最優(yōu)是節(jié)能行業(yè)所關(guān)心的。本文介紹分布式供能系統(tǒng)經(jīng)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(tǒng)的經(jīng)濟效益。
1 分布式供能系統(tǒng)
   ① 系統(tǒng)流程[1]
分布式供能系統(tǒng)通常由發(fā)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(tǒng)以天然氣為主要燃料，在用戶側(cè)安裝燃氣輪機或燃氣發(fā)動機發(fā)電機組，利用燃料高品位能量進行發(fā)電，產(chǎn)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(fā)電產(chǎn)生的煙氣熱量，向用戶供冷、供熱。分布式供能系統(tǒng)流程見圖1。
 
   ② 經(jīng)濟收益組成[2]
   分布式供能系統(tǒng)經(jīng)濟收益包括供冷、供熱、發(fā)電的收益。供冷收益=供冷量×冷價，供熱收益=供熱量×熱價，發(fā)電收益=供電量×電價。由于多數(shù)地區(qū)電價相對固定，因此分布式系統(tǒng)的經(jīng)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(tǒng)作為一個孤立系統(tǒng)考慮，分布式供能系統(tǒng)的產(chǎn)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(tǒng)的發(fā)電量以MJ為單位。
   分布式供能系統(tǒng)發(fā)電量Qp的計算式為：
    Qp=VQfηp    (1)
式中Qp——分布式供能系統(tǒng)的發(fā)電量，MJ
    V——天然氣消耗量，m3
    Qf——天然氣的低熱值，MJ/m3
    ηp——發(fā)電效率
   分布式供能系統(tǒng)供冷量Qc的計算式為：
    Qc=VQfICOP(ηs-ηp)    (2)
式中Qc——分布式供能系統(tǒng)供冷量，MJ
    ICOP——分布式供能系統(tǒng)中制冷設備的制冷性能系數(shù)
    ηs——綜合效率
   分布式供能系統(tǒng)供熱量Qh的計算式為：
    Qh=VQfηh(ηs-ηp)    (3)
式中Qh——分布式供能系統(tǒng)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(tǒng)作為一個孤立系統(tǒng)考慮，而是通過分布式供能系統(tǒng)與其他供能系統(tǒng)比較得出單位制冷、制熱量節(jié)省的能耗費用，進而確定分布式供能系統(tǒng)的冷熱價。因此，分布式供能系統(tǒng)的冷熱價隨與其比較的供能系統(tǒng)的不同而不同。這里以電空調(diào)+燃氣鍋爐作為對比供能系統(tǒng)，設定對比供能系統(tǒng)與分布式供能系統(tǒng)生產(chǎn)相同的冷量、熱量，分布式供能系統(tǒng)制冷、制熱利用煙氣余熱，而對比供能系統(tǒng)需要消耗常規(guī)能源。因此，通過計算對比供能系統(tǒng)單位供冷、供熱量的能耗費用，即可以得到分布式供能系統(tǒng)的冷熱價。
對比供能系統(tǒng)單位供冷量能耗費用fc的計算式為：
 
式中fc——對比供能系統(tǒng)單位供冷量能耗費用，元/MJ
    Ec——對比供能系統(tǒng)單位供冷量消耗的能量，MJ/MJ
    I′COP——對比供能系統(tǒng)中制冷設備的制冷性能系數(shù)
對比供能系統(tǒng)單位供熱量能耗費用fh的計算式為：
 
式中fh——對比供能系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)配置為：1臺裝機容量為200kW的微型燃氣輪機發(fā)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(fā)電機組的發(fā)電效率為0.33、綜合效率為0.73，制冷機的制冷性能系數(shù)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(diào)制冷性能系數(shù)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(jù)電價計算出分布式供能系統(tǒng)的冷熱價，只要分布式供能系統(tǒng)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(jīng)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(tǒng)的配置方案進行比較，推選出最優(yōu)方案。
    相比之下，方法2通過將分布式供能系統(tǒng)與其他供能系統(tǒng)比較得出單位制冷、制熱量節(jié)省的能耗費用，進而確定分布式供能系統(tǒng)的冷熱價，更加貼合實際。方法2適用于方案的具體經(jīng)濟效益分析，使得經(jīng)濟分析結(jié)果更加可靠和合理。該方法中所比較的供能系統(tǒng)可由業(yè)主指定，或者由方案設計者根據(jù)實際用能情況選擇。
4 結(jié)語
    經(jīng)濟性分析在分布式供能系統(tǒng)評價分析中占據(jù)重要地位，對系統(tǒng)投資回收期有很大影響。分布式供能系統(tǒng)冷熱價的定價方法各有優(yōu)勢，但適用的場所不同，應根據(jù)工程實際情況和不同階段選擇合適的定價方法。
參考文獻：
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[2] 曹望，蘇磊.天然氣熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)經(jīng)濟模型的建立與分析[J].節(jié)能技術(shù)，2007，(5)：446-449.
[3] 魏會東，吳靜怡，王如竹.樓宇級冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)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)