中国发展煤—生物质混燃发电前景分析 - 生态经济与可持续发展
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中国发展煤—生物质<br />
混燃发电前景分析<br />
国家发展和改革委员会能源研究所<br />
秦世平<br />
2007年9月
主要内容<br />
中国生物质资源状况<br />
燃煤电厂现状<br />
燃煤小火电现状<br />
煤-生物质混燃技术现状<br />
煤-生物质混燃经济分析<br />
特别建议<br />
前景分析
中国生物质资源现状<br />
合计<br />
资源种类<br />
农作物秸秆<br />
畜禽粪便<br />
林业废弃物<br />
油料作物<br />
有机废水<br />
生活垃圾<br />
可获得量(万吨)<br />
49766<br />
177600<br />
16100<br />
225<br />
2852065<br />
15000<br />
标准量(万吨标煤)<br />
21328<br />
45669<br />
9200<br />
80<br />
40744<br />
2357<br />
119378
生物质资源可获得量分布<br />
适用于发电的优质生物质<br />
资源为农作物秸秆和林业<br />
废弃物,总量约为3.05亿<br />
吨标煤,在我国生物质能<br />
资源中仅占25.4%。<br />
生物质资源可获得总量分布(%)<br />
有机废水, 34. 1<br />
油料作物, 0.1<br />
林业废弃物, 7. 7<br />
生活垃圾, 2. 0<br />
畜禽粪便, 38. 3<br />
农作物秸秆, 17. 9
燃煤电厂<br />
2004年中国燃煤电厂的总装机容量为32948.3万千<br />
瓦,其中山东、广东两省装机容量超过3000万千<br />
万,江苏、浙江两省装机容量超过2000万千瓦,由<br />
于三峡工程的存在,四川和湖北的水力发电机组装机<br />
容量超过了1000万千瓦。<br />
装机容量<br />
44237.93<br />
水电<br />
10524.16<br />
火电<br />
32948.3<br />
其中:<br />
核电<br />
683.6<br />
其他<br />
81.97
五大电力公司发电装机容量份额<br />
五大电力公司是中国的电源主力企业,到2004年底,五<br />
大电力公司总装机容量达到18972.49万千瓦,占全国总<br />
装机容量的37.3%。<br />
公 司 名 称<br />
中国华能集团公司<br />
中国大唐集团公司<br />
中国华电集团公司<br />
中国国电集团公司<br />
中国电力投资集团公司<br />
合计<br />
总装机容量(万千瓦)<br />
4321.43<br />
4024.96<br />
3881.40<br />
3506.00<br />
3238.70<br />
18972.49<br />
占全国比例(%)<br />
8.5<br />
7.9<br />
7.6<br />
6.9<br />
6.4<br />
37.3
小火电容量分布<br />
规模<br />
总装机容量<br />
比例<br />
40. 00%<br />
35. 00%<br />
30. 00%<br />
25. 00%<br />
20. 00%<br />
15. 00%<br />
10. 00%<br />
5. 00%<br />
0. 00%<br />
5-10万千瓦<br />
2220.52<br />
37.15%<br />
37. 15%<br />
2.5-5万千瓦<br />
1359.03<br />
22.74%<br />
22. 74%<br />
1.2-2.5万千瓦<br />
1525.89<br />
25.53%<br />
25. 53%<br />
0.6-1.2万千瓦<br />
871.54<br />
14.58%<br />
14. 58%<br />
5- 10万千瓦 2. 5- 5万千瓦 1. 2- 2. 5万千瓦 0. 6- 1. 2万千瓦<br />
合计<br />
5976.98<br />
100
煤-生物质混燃发电现状<br />
目前煤-生物质混燃发电主要由企业自主进行,得到政府<br />
有关部门认可的仅山东十里泉电厂。<br />
山东十里泉电厂:总装机容量140MW,设计掺混生物质<br />
20%。执行生物质发电上网电价0.594元/kWh,燃煤发电<br />
上网电价0.354元/kWh。(山东省批准)<br />
协鑫集团公司:下属21个热电厂,有7个掺混生物质原<br />
料,原料有农作物秸秆、树皮、稻壳、芦苇、污水处理厂<br />
污泥等。但所有掺烧电厂均没有得到电价补贴。
山东十里泉电厂<br />
秸秆料仓
上图:秸秆料仓。<br />
右上:秸秆原料输送。<br />
右下:秸秆原料入锅炉<br />
(三根加料管中,中间的为秸秆,上下均为燃煤)
煤-生物质混燃发电经济分析<br />
协鑫宝应环保有限公司提供了该企业生物质混燃项目的<br />
基础数据,主要有设备购置费用和发电经营成本。<br />
根据国家发展和改革委员会发布的《建设项目经济评价<br />
方法》以及相关规定确定了有关参数,主要涉及建设项<br />
目投资估算 。<br />
评价以“有项目”和“无项目”比较的方式进行,分析过程<br />
中仅计算与纯燃煤发电不同的部分。
基本参数(一)<br />
燃煤电厂总装机容量 25MW<br />
生物质掺混量(热值计) 15%<br />
生物质种类 农业剩余物<br />
年耗生物质量 2.44万吨<br />
生物质发电量 2400万kWh
基本参数(二)<br />
生物质掺混固定资产投资 1172万元<br />
自有资金比例 50%<br />
利率 6%<br />
煤炭到厂价格 400元/吨<br />
煤炭发电上网电价 0.4元/千瓦时<br />
生物质到厂价格 220元/吨<br />
生物质发电上网电价补贴 0.25元/kWh
固定资产投资估算<br />
本项目总投资为1172万元。固定资产投资仅计算由<br />
于掺混生物质而发生的费用,其中固定资产投资为<br />
1155万元,建设期利息为17.3万元。固定资产投资<br />
中,设备购置费为528.2万元;安装费为97.6万元;<br />
建筑工程费为184万元;其他费用为345.2万元。
投资和运行成本参数设定<br />
项目计算寿命期为10年(不包括建设期);<br />
项目建设期为1年(实际只需5-7个月,为简化计算取12个<br />
月);<br />
固定资产折旧年限统一取8年,采用平均年限折旧法,固定资<br />
产残值取5%;<br />
修理费取折旧费的10%;<br />
由于掺烧生物质原料,导致发电系统效率下降约1.5%,减少<br />
了收入,在计算中以支出计;<br />
原料收购到厂价格取220元/吨,(协鑫电厂实际运行数<br />
据);<br />
由于掺烧了生物质原料,减少了煤炭消耗,计算中按收入<br />
计;<br />
发电价格取0.25元/千瓦时,即仅计算比煤炭发电增加的部<br />
分;<br />
计算中没有考虑税收优惠。
动态财务分析指标<br />
全部资金财务内部收益率 7.91%<br />
全部资金财务净现值 115.56万元<br />
全部资金投资回收年限 7.78年<br />
自有资金财务内部收益率 13.01%<br />
自有资金财务净现值 288.98万元<br />
自有资金投资回收年限 7.28年<br />
项目盈亏平衡点 76.01%
项目敏感性分析<br />
变化因素<br />
投 资<br />
秸秆价格<br />
煤炭价格<br />
混燃比例<br />
变化率<br />
10%<br />
-10%<br />
10%<br />
-10%<br />
10%<br />
-10%<br />
10%<br />
-10%<br />
数 值<br />
1289.2万元<br />
1054.8万元<br />
242元/吨<br />
198元/吨<br />
440元/吨<br />
360元/吨<br />
16.5%(热值计) 10.86%<br />
13.5%(热值计)<br />
IRR<br />
8.27%<br />
7.55%<br />
4.23%<br />
11.35%<br />
11.04%<br />
4.58%<br />
4.79%<br />
IRR变化率<br />
4.55%<br />
-4.55%<br />
-46.52%<br />
43.49%<br />
39.57%<br />
-42.10%<br />
37.29%<br />
-39.44%<br />
敏感度<br />
0.46<br />
4.50<br />
4.08<br />
3.84
秸秆价格对项目经济效益影响<br />
秸秆价格<br />
(元/吨)<br />
IRR(全部资金)<br />
(%)<br />
IRR(自有资金)<br />
(%)<br />
200<br />
11<br />
17<br />
210<br />
9<br />
15<br />
220<br />
8<br />
13<br />
230<br />
6<br />
11<br />
240<br />
5<br />
9<br />
250<br />
3<br />
6<br />
260<br />
1<br />
4<br />
270<br />
-1<br />
0
( I RR)<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
图1 项目I RR随秸秆价格变化<br />
200 210 220 230 240 250 260 270<br />
秸秆价格<br />
自有资金 全部资金
税收政策对项目效益的影响<br />
1)无税收优惠<br />
全部资金财务内部收益率 7.91%<br />
自有资金财务内部收益率 13.01%<br />
2)增值税即征即退<br />
全部资金财务内部收益率 12.86%<br />
自有资金财务内部收益率 19.51%<br />
3)所得税三免两减<br />
全部资金财务内部收益率 8.89%<br />
自有资金财务内部收益率 14.40%
经济分析结论<br />
在平均原料价格为220元/吨,电价补贴为0.25元的前提<br />
下,项目内部收益率为7.91%,略高于中国发电产业的<br />
基准收益率。<br />
220元/吨原料价格水平并不高,而原料价格对项目经济<br />
效益的影响很大。在除了上网电价补贴外,没有其他优<br />
惠政策的前提下,一旦原料价格上涨,项目的收益将很<br />
难保证。
关键的问题<br />
缺少生物质掺混量的低成本监管手段,无法确认掺混<br />
量,所以不能获得上网电价补贴。<br />
《可再生能源法》规定,对可再生能源发电,电网必须全额收购上网<br />
电量;<br />
《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》规定,生物质发电<br />
项目上网电价由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆<br />
上网电价加补贴电价组成。补贴电价标准为每千瓦时0.25元;<br />
《可再生能源电价附加收入调配暂行办法》规定,对掺烧其他燃料的<br />
生物质能发电企业,省级电网企业按国务院价格主管部门核准的上网<br />
电量和上网电价与发电企业结算电费。
问题的关键<br />
谁来核准?<br />
如何核准?<br />
核准的依据是什么?<br />
实际发电量谁来监管?<br />
实际发电量如何监管?<br />
实际与核准不符怎么办?
解决问题的思路<br />
政策和技术是促进产业发展的两种手段,缺一不可<br />
当技术无法解决,而产业又必须发展时,制定相应的政<br />
策可以解决问题。如生物质发电的成本较高,缺乏与常规<br />
能源发电的竞争力,从技术的角度,暂时无法解决。因<br />
此,制定给予生物质发电上网电价补贴的政策,提升其竞<br />
争力,促进产业发展。<br />
当难以制定生物质掺混量的低成本监管的政策时,同<br />
样可以从技术角度寻求解决方案。
特别建议<br />
研制具有以下功能的生物质识别、计量装置<br />
具有自动识别功能,可以自动识别通过的物料是生物质原料还是<br />
化石能源。<br />
具有自动称重功能,可以自动对通过的物料称重,并显示通过物<br />
料的瞬时流量和累计流量。<br />
具有自动记忆功能,可以自动记录任意时段通过物料的累计流量。<br />
具有防更改功能,除了相关的管理部门,使用企业无法更改数据。<br />
具有加密接口,掌握密钥的相关管理部门可以读取计量数据。<br />
具有数据远程传输的功能,在有条件的场合,可以将数据直接传<br />
送到相关管理部门。
工作流程<br />
产品必须由通过国家计<br />
量管理和质检部门的认<br />
证。<br />
安装装置后由计量、质<br />
检、电力管理、价格管<br />
理等部门联合验收。<br />
装置使用后必须通过计<br />
量管理部门定期校验。<br />
装置开启<br />
送电上网<br />
是<br />
识别系统<br />
生物质原料<br />
是<br />
原料计量<br />
数据传输<br />
否<br />
关闭<br />
否<br />
关闭
前景分析<br />
有利条件:<br />
有大量的生物质原料资源<br />
有大量燃煤火力发电站<br />
有大量需要关停的小火电机组<br />
有较好的经济效益(与直燃比较)<br />
符合中国产业政策<br />
有望实施进一步的优惠政策
投资及效益简单比较<br />
1.6<br />
1<br />
1.6<br />
1<br />
补贴比例<br />
360<br />
225<br />
72<br />
45<br />
补贴总额(亿元)<br />
0.24<br />
0.15<br />
0.4<br />
0.25<br />
电价补贴(元/kWh)<br />
1500<br />
1500<br />
180<br />
180<br />
发电量(亿kWh)<br />
6000<br />
6000<br />
6000<br />
6000<br />
发电小时(小时/年)<br />
3.3<br />
1<br />
3.3<br />
1<br />
投资比例<br />
1750<br />
525<br />
300<br />
90<br />
投资(亿元)<br />
7000<br />
2100<br />
10000<br />
3000<br />
单位投资(元/kW)<br />
25000<br />
25000<br />
3000<br />
3000<br />
装机容量(MW)<br />
直燃<br />
混燃<br />
直燃<br />
混燃<br />
形式<br />
2020<br />
2020<br />
2010<br />
2010<br />
规划年份
《可再生能源中长期发展规划》<br />
2007年6月7日,国务院审议并原则通过了国家发展和改革<br />
委员会编制的《可再生能源中长期发展规划》,8月31日,<br />
国家发展和改革委员会正式对外公布。规划指出:<br />
“到2010年,生物质发电总装机容量达到550万千瓦,……到2020年生<br />
物质发电总装机容量达到3000万千瓦,……”<br />
“在粮食主产区建设以秸秆为燃料的生物质发电厂,或将已有燃煤小火<br />
电机组改造为然用秸秆的生物质发电机组。在大中型农产品加工企业、<br />
部分林区和灌木集中分布区、木材加工厂,建设以稻壳、灌木林和木材<br />
加工剩余物为原料的生物质发电厂。……。到2010年农林生物质发电<br />
(包括蔗渣发电)总装机容量达到400万千瓦,到2020年达到2400万千<br />
瓦。”
《可再生能源中长期发展规划》<br />
规划实施保障措施:<br />
提高全社会的认识<br />
建立持续稳定的市场需求<br />
改善市场环境条件<br />
制定电价和费用分摊政策<br />
加大财政投入和税收优惠力度<br />
加快技术进步及产业发展
不利因素<br />
生物质混燃发电与直燃发电相比,具有投资少、效<br />
益高、风险小等优势,但我国混燃发电发展刚刚起<br />
步,主要问题是:<br />
属于技术改造项目,“招商引资”力度不大,地方政府缺乏兴趣。<br />
无法确认掺混生物质的数量,不能获得上网电价补贴,企业没有<br />
积极性。<br />
原料收集、运输、破碎等专用机械不配套,建立原料供应体系较<br />
为困难,原料供应存在不确定性。<br />
原料价格变化过大,存在风险。<br />
示范工程少,经验不足。
给企业的建议<br />
混燃是“做事”,不是“做秀”。<br />
资源调查与评估是生物质项目成败的关键<br />
要充分考虑农民的利益。<br />
要及时与地方政府有关部门沟通,并取得支持。<br />
可以做成CDM项目。<br />
利用原有燃煤小火电改造的项目要慎重。
关于目前生物质发电原料价格的思考<br />
1.换个角度考虑目前的原料价格<br />
资源调查粗糙<br />
原料评估盲目乐观<br />
2.原料价格明显高于价值,为什么?<br />
供求紧张<br />
企业间的价格博弈<br />
3.农户就是企业——利益最大化<br />
4.发电企业的出路——平衡供求关系<br />
基于价格的资源评估<br />
保证收集网络覆盖范围内原料供大于求<br />
实事求是地确定项目规模
结论<br />
虽然有许多问题需要解决,但不论从资源、<br />
技术,还是政策方面,都已经不存在不可逾越<br />
的障碍。<br />
社会的需要,良好的效益,政府的扶持,广<br />
阔的市场,是促进生物质混燃发电产业发展的<br />
动力。
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