何平
上海电气电站集团 201199
摘要：在电力市场竞价机制逐步形成的条件下，还需制定科学发电决策。基于这种认识，本文对煤电经济性和风电经济性展开了分析，然后通过比较二者经济性提出了相关政策建议和企业发展建议，希望为关注这一话题的人们提供参考。
关键词：煤电；风电；经济性
引言：在风电事业取得迅速发展背景下，风电与煤电竞争也日渐加剧。实际在市场投资方面，还应加强煤电和风电实际经济性和未来经济性分析，以便综合考虑各项因素制定科学的决策，保证发电生产的经济效益。因此，还应加强煤电与风电经济性分析，从而通过科学经济性评价提出合理建议。
1煤电经济性分析
在煤电经济性分析方面，还应从制造成本和排污带来的经济损失两方面展开分析。分析煤电制造成本，需要明确制造成本组成。按照财务分析规定，可以将煤炭发电成本划分成材料费、燃料费、容量成本、运行维护费等。将随着发电量变化的费用属于变动成本，包含燃料费、购水费、燃油费，否则为固定成本，包含容量成本、运行维护费和其他制造费用[1]。实际计算制作成本时，可以采用式（1）经济模型。式中I指的是初始投资成本、CRF为等额资金回收成本，O和Q分别为运行维护费和年发电量，CC指的是燃料成本，T为其他制造成本。煤炭发电量，可以根据机组容量r和设备利用小时数h计算，得到Q=rh（1-β），其中β指的是煤电厂自用电率。根据式（1）可知，对煤电制造成本产生主要影响的因素包含容量成本、年发电量、燃煤费和机组效率。所谓的容量成本，其实为固定资产折旧费，与煤电机组初期投资有关。年发电量因素与发电机组运行有关，在机组有效发电时间较多、厂用电率较高的情况下，年发电量越大，发电厂单位电量生产的固定成本将随之降低。燃煤费通常占发电成本60%以上，占可变成本80%以上，满足CC=7000×10-6bp/w（1+13%），其中7000指的是每kg标准煤发热量，b和p分别为供电标准煤耗和燃料煤价格，w指的是天然煤发热量，13%为进项税率。燃煤费大小，与机组发电标准煤耗、燃煤价格和燃煤品质有关。机组运行效率为锅炉效率、机组运行等总和，机组效率越高发电能耗和停工次数越少，因此能够使煤电成本得到降低。
从排污给煤电生产带来的经济损失来看，煤电制造将产生包含二氧化硫、一氧化氮等物质在内的百余种污染物。按照国家对煤炭发电产业的管理要求，需要采用燃烧低硫煤、配备烟气脱硫除尘装置等措施达到污染物排放限值要求。针对由此带来的经济损失，可以按照式（2）计算，式中Gi指的是i种排放物的排放量，Pi指的是每kg排放量带来的环境经济损失。在实际分析时，需要结合煤电生产情况确定各种污染物排放量和对应经济损失。从总体上来看，影响煤电排污成本的因素主要包含外部排放和单位经济损失。其中，外部排放受燃煤含硫量、含氮量等燃煤品质因素的影响，直接影响二氧化硫等污染物排放量。而品质高燃煤价格较高，因此煤电厂通常采取安装各种清洁装置方式达到减排目标。在单位经济损失计算上，难以实现量化分析，通常采用污染物影子价格进行排污成本反映，单位大气二氧化硫、氮氧化物、烟尘和二氧化碳影子价格分别约为7843元/吨、8007元/吨、4011元/吨和85元/吨。
2风电经济性分析
在对风电经济性展开分析时，考虑到风电不会对煤炭等常规不可再生能源产生消耗，仅需要对可再生的风力资源进行利用，所以不会产生相应燃料成本。从污染物排放带来的经济损失来看，风电生产能够对90%以上塔架、叶片等废弃物进行循环回收利用，带来的经济损失微乎其微，因此能够忽略外部环境经济损失。对风电制造成本展开分析，主要对其初始投资成本、贴现率、运行维护费、发电量等各种因素进行考量。在年发电量越高的情况下，产生的成本越低。由于技术尚未发展成熟，风电初始投资成本较高，造成设备折旧费较高，发电单位成本较高。由于投资较大，风电项目初期会通过贷款获得资金，导致项目贴现率较高，风电成本也随之增加。而经济寿命越长，风电成本则越低。此外，风电生产需要对各种设备进行运行维护，因此将产生相应费用。综合对各种因素进行考量，可以得到风电经济模型，如式（3），式中C为单位发电成本，I指的是初始投资成本，CRF则是等额资金回收系数，O和Q分别为运行维护费和年发电量。在对CRF进行确认时，需要结合风险项目运行寿命期n分析，如式（4）所示。
3煤电与风电的经济性比较
3.1忽视排污因素的经济性比较
在对煤电和风电经济性展开比较时，忽略排污因素，分别进行煤电制造成本和风电成本计算。以2×600MW煤电机组为例，如表1所示。通过分析，可以得到煤电制造成本为0.2978元/kWh，容量成本、运行维护费、燃料费和其它费用分别占23.5%、5.3%、66.6和4.6%。由此可见，在忽视外部因素的情况下，燃料费对煤电成本影响最大，其次则为初始投资成本和运行维护费。对1500kW风电机组展开经济性分析，其初始投资成本约1274万元，使用寿命20年，贴现率8%，CRF为0.1019，运行维护费44.2万元，年发电量355万kWh，容量系数为0.27，计算可得中成本约0.4903元/kWh，影响风电成本主要因素为初始投资成本，约占70%左右，其次为运行维护费用，约占20%左右。相比较而言，目前风电成本要比煤电高。
3.2考虑排污因素的经济性比较
考虑排污因素情况下，需要对煤电排污带来的经济损失进行计算。按照二氧化硫、氮氧化物、烟尘和二氧化碳的排放率分别为0.445g/kWh、0.609g/kWh、0.457g/kWh和809.6g/kWh的数值进行计算，可以得到煤电总体经济损失约0.0792元/kWh，其中二氧化碳带来的经济损失最大，约占87%。结合煤电制造成本，可以得到煤电生产总体费用约0.377元/kWh，影响煤电经济性的主要因素为燃煤费和排污经济损失，分别约占53%和21%的比重。将得到的数值与风电成本比较，煤电成本依然较低。
3.3分析结果与讨论
结合上述分析结果可知，煤电成本较低。但从未来发展角度来看，风电初始投资降低30%，风电成本将减少0.110元/kWh左右。目前，风力发电技术处于初步发展阶段，伴随着技术发展成熟，发电项目建设成本将得到大幅度压缩，项目运行维护费用也将随之降低，使风电成本持续下降。与此同时，煤电成本主要受燃料费和排污损失影响。而未来煤炭资源日渐减少，燃煤费总体呈上涨趋势。从吉林省2015年到2018年煤炭价格变化情况来看，煤炭价格整体上涨，从过去400元/t以下提高至500元/t以上[2]。如图1所示，预计在2026以后，风电成本将低于煤电。由此可见，未来风电经济性将日渐突显。
图1 煤电与风电成本变化趋势预测
从经济性角度进行考量，在政府政策和企业发展决策制定方面，应当认识到伴随着电力事业的不断发展，电力过剩问题将日渐突显。在这一背景下，风电和煤电竞争将逐渐加剧，政府还要采取措施对电力市场进行平衡。具体来讲，就是要在加强市场竞争性配置的同时，出台政府推动电力产业链各环节升级改造，使电力生产成本和风险得到严格控制，促使电力行业实现理性生产投资，促使国内公平、规范电力市场的形成，使市场秩序得到有效维持。考虑到未来风电经济性更强，从经济性角度思考还应制定“风电优先”的政策。与此同时，由于当前煤电经济性依然强于风电，因此需要采取措施避免风电市场盲目扩张。从2016年开始，针对风电弃风问题，政府陆续发布最低保障小时数政策、风电投资监测制度等各种政策措施，希望推动风电的可持续发展。与此同时，国家能源局发布《关于下达火电灵活性改造试点项目的通知》等文件，要求煤电提高调峰和新能源消纳能力。从企业角度来看，煤电企业还应按照政府要求实施生产改革，通过降低运行成本提高被调度概率，尽快将排污量大、效率低的机组关闭，以便采取健康经济效益模式参与市场竞争，推动行业的可持续发展[3]。而风电企业还应严控投资，在竞价机制引导下实现市场有序开发，在加强风电经济性评价的同时，实现风电成本和投资回报的有效控制。通过精细化管理，不断推动风电技术的发展，使风电项目建设、运营成本得到降低，才能使风电企业获得较大市场竞争优势，未来取得健康发展。
结论：综上所述，在对煤电和风电经济性展开分析时，煤电成本受制造成本和排污经济损失两方面因素的影响，还要通过综合考虑确定煤电生产经济效益。风电经济性主要受初期投资、运行维护费用等内部因素影响，将伴随着技术发展逐渐降低，未来体现较强经济性。在全方位比较煤电和风电经济性的基础上，则能为政策制定和企业发展提供科学建议，从而推动电力事业的可持续发展。
参考文献：
[1]刘元欣，陈杰，袁家海.基于市场模拟的煤电经济性分析——以吉林省为例[J].煤炭经济研究，2019（02）：42-47.
[2]张富强，元博，张晋芳，等.提升风电消纳水平的电力系统灵活性措施经济性评估方法研究[J].全球能源互联网，2018，1（05）：558-564.
[3]张佳丽.竞价机制下的海上风电区域特点和经济性分析[J].风能，2018（11）：60-63.
论文作者: 何平
论文发表刊物:《中国经济社会论坛》学术版2018年第10期
论文发表时间:2019/5/27
标签：成本论文; 风电论文; 经济论文; 经济损失论文; 发电量论文; 因素论文; 机组论文; 《中国经济社会论坛》学术版2018年第10期论文;