| 中國(guó)新能源發(fā)電網(wǎng) 2012-10-24 09:42:56 作者:SystemMaster 來(lái)源:中國(guó)新能源網(wǎng) 文字大小:[大][中][小] |
| 本文摘要：摘 要：生物質(zhì)能發(fā)電是在緩解能源緊缺問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的必然選擇 |
摘 要：生物質(zhì)能發(fā)電是在緩解能源緊缺問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題的必然選擇，我國(guó)已將發(fā)展生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用列入“十二五”規(guī)劃。本文運(yùn)用蒙特卡羅模擬技術(shù)對(duì)生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，分析政府補(bǔ)貼和秸稈成本對(duì)項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)值的影響。在此基礎(chǔ)上提出政府應(yīng)該對(duì)生物質(zhì)能電廠提供的支持政策以及電廠應(yīng)如何加強(qiáng)管理來(lái)控制秸稈成本。
1.研究背景
生物質(zhì)能是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能存儲(chǔ)在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。生物質(zhì)發(fā)電是生物質(zhì)燃料直接送往鍋爐燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓的水蒸氣，由水蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能、再通過(guò)發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò)程。2011年我國(guó)發(fā)電量46037億千瓦時(shí)，超越美國(guó)位居世界第一，對(duì)能源需求很大，生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)被列為“十二五”期間重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。
2.國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀及我國(guó)生物質(zhì)能資源狀況
國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀。目前，生物質(zhì)能占全世界總能耗的14%，數(shù)量相當(dāng)巨大，是21世紀(jì)能源供應(yīng)中最具潛力的能源。荷蘭研究可再生能源的學(xué)者Hoogwijk預(yù)測(cè)生物質(zhì)能源將在世界能源消耗中占據(jù)7~27%。20世紀(jì)70年代，世界性的石油危機(jī)爆發(fā)后，丹麥開(kāi)始積極開(kāi)發(fā)清潔的可再生能源，大力推行生物質(zhì)發(fā)電。1990年以來(lái)，生物質(zhì)發(fā)電在歐美國(guó)家開(kāi)始大發(fā)展。到2011年底，全世界生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量約為72GW，主要集中在北歐和美國(guó)。近10年來(lái)，丹麥新建設(shè)的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目都是以生物質(zhì)為燃料，同時(shí)將過(guò)去許多燃煤供熱廠改為燃燒生物質(zhì)的熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。
我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)比國(guó)外晚了近20年。2006年12月，我國(guó)第一個(gè)生物質(zhì)能發(fā)電廠國(guó)能單縣生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目正式投產(chǎn)。2010年3月，全國(guó)最大的生物質(zhì)能電廠粵電湛江生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目正式開(kāi)工建設(shè)，規(guī)劃總裝機(jī)容量為4×50MW機(jī)組，其中1#機(jī)組已于2011年7月底投產(chǎn)。2010年我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)突破5GW，占總裝機(jī)容量的0.5%，與發(fā)達(dá)國(guó)家差距較大。根據(jù)國(guó)家能源局規(guī)劃，到2015年我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到1300萬(wàn)千瓦。
我國(guó)生物質(zhì)能資源狀況。我國(guó)生物質(zhì)能資源豐富，若全部利用可提供全國(guó)66.6%的發(fā)電量。按50%的生物質(zhì)能收集利用率算，我國(guó)生物質(zhì)資源每年可轉(zhuǎn)化為能源的潛力，近期約為5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，遠(yuǎn)期可達(dá)到10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤以上。若加上荒山、荒坡種植的各種能源林，資源潛力在15億噸標(biāo)煤以上。
我國(guó)農(nóng)作物播種面積約15億畝，年產(chǎn)生物質(zhì)約7億噸，除部分作為造紙?jiān)虾托竽溜暳贤?，剩余部分可作為燃料使用。農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物，包括稻殼、甘蔗渣和棉籽殼等，約2億噸。我國(guó)森林面積1.75億公頃，每年通過(guò)正常的灌木平茬復(fù)壯、森林撫育間伐、修剪、收集采伐、造材、加工剩余物等，可獲得生物質(zhì)量8-10億噸。我國(guó)畜禽養(yǎng)殖業(yè)糞便排放量約18億噸，實(shí)際排出污水總量約200億噸，可生產(chǎn)沼氣約500億m3;工業(yè)企業(yè)年排放有機(jī)廢水和廢渣約25億m3，可生產(chǎn)沼氣約100億m3。
3.影響生物質(zhì)發(fā)電效益的因素
大型生物質(zhì)發(fā)電廠需要的秸稈量很大，裝機(jī)容量30兆瓦的發(fā)電廠需要有40萬(wàn)畝地來(lái)提供燃料。另外，秸稈用途廣泛，有飼料，造紙，成型燃料，實(shí)際上真正能供應(yīng)到電廠的秸稈大為減少。生物質(zhì)發(fā)電燃料是由分散的農(nóng)民提供的，收集成本較高。正是這個(gè)特殊性導(dǎo)致生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目相比其他發(fā)電項(xiàng)目社會(huì)關(guān)系更為復(fù)雜。圖1表述了生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的社會(huì)關(guān)系。
圖1 生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目涉及社會(huì)系統(tǒng)圖
影響生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目效益的因素主要有：建設(shè)成本、秸稈價(jià)格、上網(wǎng)電價(jià)、政府補(bǔ)貼[3],由于政府補(bǔ)貼是按發(fā)電量補(bǔ)貼的，所以上網(wǎng)電價(jià)和政府補(bǔ)貼可以統(tǒng)一到電價(jià)這個(gè)因素上。
4.生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目效益分析
基于蒙特卡羅模型的經(jīng)濟(jì)效益分析?？紤]到生物質(zhì)資源分散，專家們建議生物質(zhì)電廠的建設(shè)規(guī)模不宜超過(guò)30MW?，F(xiàn)在對(duì)裝機(jī)容量為30MW的生物質(zhì)能發(fā)電廠進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析，參考已建成生物質(zhì)能電廠的情況，對(duì)生物質(zhì)電廠經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行蒙特卡洛模擬。
本文運(yùn)用蒙特卡羅技術(shù)對(duì)生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率進(jìn)行模擬。在正常生產(chǎn)年份，一般按年運(yùn)行小時(shí)7000小時(shí)計(jì)，一座裝機(jī)容量為30MW的生物質(zhì)電廠年耗秸稈數(shù)量為約20萬(wàn)t，年發(fā)電量為2.1億千瓦時(shí)，廠自用電量10%，減少CO2排放上15萬(wàn)t。目前，生物質(zhì)能發(fā)電實(shí)行標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.75元/kwh，每噸二氧化碳為10美元，秸稈到廠價(jià)330元/噸。目前生物質(zhì)電廠的平均造價(jià)為10000元/kw。假設(shè)：秸稈價(jià)格服從正態(tài)分布N(330，25)，電廠年運(yùn)行時(shí)間在區(qū)間[6500，7500]呈均勻分布，生物質(zhì)電廠總投資服從正態(tài)分布N(30000，500)。運(yùn)用excel2003版本來(lái)實(shí)現(xiàn)蒙特卡羅技術(shù)模擬，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入到excel表格中，運(yùn)用NORMINV函數(shù)生成秸稈價(jià)格和總投資的隨機(jī)數(shù)值，運(yùn)用RAND函數(shù)生成電廠年運(yùn)行時(shí)間的隨機(jī)數(shù)值，按折現(xiàn)率10%，殘值率5%，項(xiàng)目周期20年，直線折舊計(jì)算，模擬500次后，得出結(jié)果見(jiàn)表1。
表1蒙特卡羅模擬結(jié)果
由上表可知，生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目在上網(wǎng)電價(jià)為0.75元/kwh時(shí)，內(nèi)部收益率為14.83%，凈現(xiàn)值均值8666萬(wàn)元，其中凈現(xiàn)值大于等于零的概率P(NPV≥0)=97.6%，即項(xiàng)目能夠取得滿意經(jīng)濟(jì)效果(NPV≥0)的概率為97.6%，取得不滿意經(jīng)濟(jì)效果的概率為2.4%。由此可見(jiàn)，在現(xiàn)行電價(jià)下，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果良好。根據(jù)已經(jīng)投入運(yùn)行的電廠情況來(lái)看，電價(jià)及秸稈成本是影響生物質(zhì)能發(fā)電效益最重要的兩個(gè)因素，下面對(duì)這兩個(gè)因素的影響進(jìn)行分析。
政府補(bǔ)貼政策對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響。設(shè)政府對(duì)生物質(zhì)發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)為p元/千千瓦時(shí)，下面分別用確定性分析和蒙特卡羅模擬技術(shù)分析政府補(bǔ)貼對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響。
確定性分析：計(jì)算凈現(xiàn)值為零(NPV=0)時(shí)，p的值?？紤]到政府補(bǔ)貼是針對(duì)所有的項(xiàng)目，因此計(jì)算時(shí)采用每項(xiàng)收入或費(fèi)用的期望值，即采用確定性分析來(lái)分析政府補(bǔ)貼期望值。采用的參數(shù)均選擇平均值。利用excel計(jì)算，當(dāng)p=668時(shí)，生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目的凈現(xiàn)值為零(NPV=0)，此時(shí)盈虧平衡。因此，對(duì)30MW的生物質(zhì)電廠而言，上網(wǎng)電價(jià)不應(yīng)小于668元/千千瓦時(shí)。
不確定性分析：運(yùn)用蒙特卡羅技術(shù)分析，一般認(rèn)為項(xiàng)目的凈現(xiàn)值NPV≥0的概率小于等于0.6時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)狀況一般;項(xiàng)目的凈現(xiàn)值NPV≥0的概率大于等于0.8時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)狀況良好，此時(shí)的補(bǔ)貼額度較為合理;項(xiàng)目的凈現(xiàn)值NPV≥0的概率大于等于0.9時(shí)，此時(shí)政府補(bǔ)貼額度應(yīng)該補(bǔ)貼的最大值。
通過(guò)確定性分析，可知上網(wǎng)電價(jià)不應(yīng)小于668元/千千瓦時(shí)。下面計(jì)算上網(wǎng)電價(jià)在[670,750]時(shí)，NPV≥0的概率，見(jiàn)表2。由此可知在p≤680時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果滿意的概率P(NPV≥0)≤0.6;在p≥710時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果滿意的概率P(NPV≥0)≥0.8;在p≥740時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果滿意的概率P(NPV≥0)≥0.9。且p從690增長(zhǎng)到700時(shí)，NPV≥0的概率增加了15%，而p從740增長(zhǎng)到750時(shí)，NPV≥0的概率僅增加了0.4%，邊際效益明顯下降?？梢?jiàn)，項(xiàng)目上網(wǎng)電價(jià)區(qū)間在[710，740]是既能保證項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益，又最有效的。
秸稈成本對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響。設(shè)秸稈到廠家為c元/噸，下面分別用確定性分析和蒙特卡羅模擬技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)效果的影響。
確定性分析。計(jì)算凈現(xiàn)值為零(NPV=0)時(shí)，c的值。采用的參數(shù)均選擇平均值。利用excel計(jì)算，當(dāng)凈現(xiàn)值為零時(shí)，c=407，此時(shí)盈虧平衡。因此，在現(xiàn)行電價(jià)下秸稈到廠家不應(yīng)高于407元/噸。
不確定性分析。確定性分析得出秸稈價(jià)格不應(yīng)大于407元/噸。下面計(jì)算上網(wǎng)電價(jià)在[330,410]時(shí)，NPV≥0的概率，見(jiàn)表2。由此可知在c=410時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果滿意的概率P(NPV≥0)=0.54，項(xiàng)目效益差;在c=370時(shí)，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果滿意的概率P(NPV≥0)≥0.8，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好;在c≤360時(shí)，P(NPV≥0)≥0.9，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效果良好。p從370降低到360時(shí)，NPV≥0的概率增加了11%，邊際效益作用明顯。因此，電廠應(yīng)該加強(qiáng)成本管理，將秸稈成本控制在370元/噸以下，不應(yīng)超過(guò)400元/噸。
表2 電價(jià)及秸稈到廠價(jià)對(duì)凈現(xiàn)值影響
5.對(duì)策分析
政府支持。根據(jù)電監(jiān)會(huì)年度電價(jià)執(zhí)行監(jiān)管報(bào)告，《環(huán)球市場(chǎng)信息導(dǎo)報(bào)》雜志http://www.ems86.com2012年第26期總第463期
上網(wǎng)電價(jià)由2004年的303.66上升到2011年的410.56元/千千瓦時(shí)，年均增長(zhǎng)率為4.40%。預(yù)計(jì)到2024年將為717.61元/千千瓦時(shí)，此時(shí)項(xiàng)目NPV≥0的概率大于0.8，項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益良好。結(jié)合上述分析，建議在2024年以前政府采取政策予以支持，此后，可不再補(bǔ)貼。政府可采取以下政策支持：
合理安排產(chǎn)業(yè)布局，將生物質(zhì)能發(fā)電廠引導(dǎo)到生物質(zhì)能源豐富的地區(qū)，做好項(xiàng)目審批把關(guān)，按照當(dāng)?shù)氐馁Y源容量建設(shè)相應(yīng)規(guī)模電廠，從源頭上杜絕重復(fù)建設(shè)。做好農(nóng)民、電網(wǎng)公司和發(fā)電廠工作，協(xié)調(diào)三者之間矛盾，使其能夠形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在生物質(zhì)能電廠尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化之前，給予電廠經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，緩解電廠壓力。加強(qiáng)對(duì)生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)研發(fā)，轉(zhuǎn)變鍋爐需進(jìn)口的現(xiàn)狀，降低建設(shè)成本。
電廠管理。上述可知秸稈成本控制對(duì)電廠盈利能力相當(dāng)重要。建議電廠做到以下幾點(diǎn)：
合理規(guī)劃廠區(qū)位置，選擇秸稈資源豐富，分布密集的位置，建議在半徑50公里內(nèi)或一個(gè)縣內(nèi)只建一個(gè)電廠，避免惡性競(jìng)爭(zhēng)。
電廠加大內(nèi)部管理建立合理高效的秸稈供應(yīng)鏈。在農(nóng)民、企業(yè)、經(jīng)紀(jì)人之間形成良性的產(chǎn)業(yè)利益鏈?？梢耘c農(nóng)戶簽訂長(zhǎng)期供應(yīng)協(xié)議，形成農(nóng)戶→小型收集點(diǎn)→加工儲(chǔ)存點(diǎn)→電廠的秸稈供應(yīng)體系。
秸稈收購(gòu)具有季節(jié)性，電廠必須要有一個(gè)龐大的倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)燃料。同時(shí)，由于季節(jié)性問(wèn)題，在收購(gòu)?fù)拘枰罅康牧鲃?dòng)資金，電廠必須管理好企業(yè)的流動(dòng)資金。聯(lián)系客服
