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1、热电厂供热成本与热价确定方法的评估华北电力学院北京研究生部 胡三高杨勇平内容提要热电联产是节约能源、减小环境污染的重要途径，具冇很高的社会和经济效益.热 而,我国目前普遍存在的供热亏损问题严重阻碍着热电联产爭业的发艮，制订合理的热 价体系已迫在眉睫。造成供热亏损的原因很多，本丈就现行热价存在的问題进行了不同 层次的概括性分析，热电厂的成本构成比较复杂，其核心是能捡价值的评估和热电成本 的分摊问題；就目前国内外主要的热电成本分摊方法作了简要的阐述和评估；还就如何 制订合理的热价体系作了初步的理论探讨，认为应以炯多数作为能量定价标准并结合热 经济学分析法来解决热价制订问题.1994-2010 Ch
2、ina Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. h(tp:/Avww43pki.nct1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. h(tp:/Avww43pki.nct一、引 言热电联产是一项行之有效的节能措施，貝 有很好的热经济效益和社会效益.但热电厂供 热亏损问题一直是个较普遍的问题，特别是近 轲来，随着燃料价格的上涨，供热亏损有所加 剧。严重阻碍着热电联产事业的发展.1985
3、年, 在国家幣免供热税収的情况下，全国供热亏损 额仍达2.38亿元，全国45座热电厂就有4?座亏 损，亏损面达93%。造成供热亏损的原因是多 方面的.制订合理的热价对解决热电厂供热亏 损，促进热电联产序业的发展具有重要的殿 义.二. 现行热价存在的问题目前热价的不合理性可以概括为如下三个 方面.1政策法规方面目前我国热价门类繁多，混乱的热价体系 不利于热电联产的发展，急需进行调整。此 外，现行的热价管理体制也存在很多问题，国 家或有关部门对热价管得过死，值得商榷.-2 .经济规律方面现行的供热价格与价值严重偏离，供热成 本大大高于供热价格，这样就失去了价洛这种 经济杠杆的调节作用。同时，现行的
4、热价也没 有反应供需关系的变化，蜂谷差价没有拉开。 热价与一次能源以及其它商品价格Z间的比价 不合理。3.理论基础方面热电厂同时生产热和电两种品位截然不同 的产品，成本构成也比较复杂，核心问题是能 量价值的评估和热电成本的分摊。40 OIO我国现行的热电成本分摊还是所谓的“热 量法”即“物理法” °其实质是根据热电厂发 电和供热所进行的物理过程（即数蜃关系）来 确定各自的燃料消耗量。该方法是基于热力学 笫一定律分析提出的，其本质是把热化发电的 冷源损失以热量的形式卖给热用户，并认为热 化发电部分不再有冷源损失.该法的优点是简 单直观，便于考核。但其致命的弱点是把一切 能量都等同起来，
5、无视能级品位的高低，既没 有反映电能和热能这两种不同形式的能量在质 量上的差别，也没有反映不同参数供热燕汽在 品位上的不等价，且过程中各种不可逆损失最 后均转化成热量卖给用户.按此法，发电方面 分摊的成本较少，热电琪产帯来的经济效益全 归了发电.该法不利于合理舟能以促进热用户 降低用热参数，也不利于促进热电厂提高技术 水平，改善生产和运行过恵，因而这种分摊方 法在理论上有严亜的缺陷，不宜采用.三、国内外各种热电成本分摊方法热电厂总成木构成比校复杂，归纳起来可 分为两部分，一是直接的能量消耗费用，称作 “能量费用”,其中主要是燃料费用;其它非 能彊消耗的费用，称作"非能量费用”，其中
6、包括：折IU费、维修覆、管理费和职工工资福 利等.在热电厂的成本构成中,非能量费用占 的比重较小，且比较容易确定，但能址费用则 不同，不仅在成本构成中所占的比重较大，而 1视不同的分摊方法其结果有很大的差别。目 前国内外的各种热电成本分摊方法，根据其分 摊的理论基础可归纳为四种类型,即：能蚩 法、可用能法、综合效益法和热经济学法.下 面对其进行简要分析.1 能蜃法(峪)2.可用能法这类方法的应用要追溯到本世纪30年代类 国麻省理工学皖(M1T )的Keenan教援捉岀 的"损失功率袄"(host Kilowatts Method). 这种方法的核心就是认为在热电联产屮，Hi
7、 r 供热使机组少发的电才是供热付出的X圧代 价，因而供热分摊的成本仅为少发电部分的成 本或其市场价值此外，“实际烟降法”(内 功法)、日本所采用的“轴功率法”，以及 Paul Leung提岀的“能昴等效法”(Energy Equiva Lence ),都与这种方法类似,是以 炯(或可用能)作为能址定价标准的.可用 能法综合应用了热力学第二 第二定律，不 仅从能的数量，更注重从能的质虽来确定能昴 的真实价值。这类方法认为由F热电联产诚少 的这部分“冷源锁失”全部为供热方面的“冷 源损失”，使供热方面不再有冷源损失，即将 热电联产带来的径济效益全部归供热方面。这 仍有一定的片回性。下面貝体分祈儿
8、种在此基 础上发展起来的分摊方法.(1 )爛比例法这种方法是按汽轮机的供热抽汽圳与斯燕 汽炯的比例来分摊热电厂的燃料消耗董。依此 法，供热所分摊的燃料消耗童为：t)(1)式中 D3,为供热蒸汽和新蒸汽流帚；Z为单位质量的供热抽汽炯 和新蒸汽炯。这种方法认为只冇那部分相对于环境状态 具有无限可转化性的能量(即烟)才具有使用 价值洛供热抽汽惻与新汽娴视为等价，并将 汽轮机中烟的耗散和损失全归于发电。因此， 按惆法分摊，发电方面分配的燃料校多。该法 提出以埔作为能量定价标准要比“能蚩法”科 学的乡，但处理的过分简单。因为，如果供热 量是以悄的形式被利用，该法是合理的，然 而，供热赴中除了能作功的那部
9、分可用能(炯) 外，还有大虽的所调“废热”(即炯，在给定 的环境状态下，不具有任何可转化性的能)， 这部分炭热是供热的必然结果，是不能完全被 忽视的，此外，供热拙汽炯与新蒸汽炯是不能尊 价的，因为在系统屮不同部位获得忧所付出的 代价是不同的。因而该分摊方法也会导致不合 理的分摊结果.(2) 炯诚率法该法的实质是将热电厂的发电炯效率与供 热炯效率视为相等，且均等于热电厂总的炯效 率，然后根据垓規I效率将发电所对应的轴功和 供热抽汽则分别折算为燃料的输入炯，根据输 入炯来分配燃料消耗駅该法较炯比例法有所 改进,使发电和供热都分摊了一部分圳损失. 该法是将热电厂作为一个大系统进行宏观分 析，而没有对
10、其内部各组成部分进行深入的研 究。特别是将发电圳效率和供热炖效率视为相 等，仍是一种人为的折衷，科学根据不足.(3) 热泵法这种方法的主导思想是借助于热泵，将高 品位热星:所发的电折算成与供热蒸汽品位相等 的热量，然后根据该当量值与供热蒸汽的热量 在数量上的比例关系来分摊热电厂的燃料消耗 量。对于理患热泵，用热泵法分摊的结呆与圳 比例法相同，若采用实际热泵，其分摊结果可 介丁热量法与则比例法之间，可以得到比较合 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. h(tp:/Avw
11、w43pki.nct理的分摊结果，但由于热泵装置的性能系数难 于确定，只随工况变化，这势必影响分摊结果 的准确性。(4) 热电联合法该方法是热泵法的进一步发展，它考虑了 热量中的圳在供热中的作用，提岀了一种新的 能罐利用性评价准则一热电联产效率，定义 如F：%a = W+Eb+0(Q-Eb)/(Be/)(2 ) 式中W输岀电功，kW；Eh供热量中的kW；Qu为对外供热量，kW；C待定常数，介于0与1之间.由此,令上式中E、+0(Q-EJ等价于 供Q的热量而热泵所消耗的电功.讥卡) 即为热泵供热的烘损失，由此来确定0值。供热所分摊的煤耗为：VcGf而发电所分摊的煤耗为：賂严( 4 )这种方法的实
12、质是认为热电联产供热中所 包含的炯，若采用其它单独供热方案,即使是热 泵这种崗效的热能生产方式，也必须消耗比该 热量忧更多的电或圳，来补偿过程中不可避免 的烟耗损。因此，供热最中具有使用价值的那部 分能量不仅包括其中的炯，也包括采用其它供 热装置由于不可逆损失由炯退化成的蟻.并il. 提出采用具有现阶段公认性能的热泵装置來确 定这部分燼的多少。这种方法是综合热量法和 烟效率法而提出的一种新的分摊方法。其分摊 结果也介于这两种方法之间，其表达方式具肓 普遍性。热量法和炯效率法即为它的两种极端 情况，并且汲取了热泵法的基本思想，因此，较 前面所述的几种方法具有许多优点.但由于这 种方法也借助于热泵
13、这种性能系数不易确定的 装置，使其分摊结果也带有很大的任意性， 并且也没有从能帚生产和转换过程本身来揭 示发电和供热的真实成本，缺乏完善的理论 基础.3 综合效益法(OSW)这种方法起源于本世纪60年代芙国海水淡 化研究所的工程师们用于热电联M海水淡化厂 成本分摊时提出的.这种方法是从宏观上对热 电煤耗进行分摊。其基本思想是将其中一种产 品视为副产品，首先根据分产成本或市场情况 确定主产品的成本，在热电厂的总成本中扣徐 主产品的成本，所余部分即为副产品的成本。 该法没有过多地拘泥于能量生产过稈的各个细 节，具有简单、直观、易懂等优点，但不足Z 处是缺乏热力学基础，理论上不够完善.基于 宏观效益
14、的分摊方法主要有如下几种.(1)热折扣法该法是将电作为主产品，热作为副产品来 处理。它以代替凝汽式机组的发电煤耗作为热 电厂发电方面应分推的燃料消耗量，在热电厂 总燃料消耗量中扣除发电方面的煤耗，所余部 分即为供热方面的煤耗。此法中，代替凝汽式 机组的选取可据具体情况而定。对于改造的供 热机组，可取与供热机组等容楚或窩一档次的 凝汽式机组作为代替式机组；对于新增供热机 组，可以目前网内主力机组作为代替机组。前 者将热电联产带来的经济效益全归供热，杲一 种扱端情形。可适应于将中低压凝汽式机组改 为洪熾机组时方案的可行性论证。当以该法确 定的供热成本低于分散锅炉房供热的成本时， 方案可行.(2 )
15、电折扣法与上述方法相反，该法是将蒸汽作为主产 品，电作为副产品来处理.此方袪适合于工业 企业热电联产，它根据低压锅炉生产蒸汽的成 本来确定热电厂的供热成本，在总成本中扣 除供热成本所余部分即为发电方面的成本。该 法将热电联产带來的经济效益全归发电，也是 一种极端情形，它只适合于工业企业热电厂进 行方案的可行性论证，当用此法确定的发电成 本低于市场上外购电价时，方案可行。此外，还有等折扣法和基于产品价值量的 分摊方法，在此不作赘述.4.热经济学法这种方法综合应用了热力学第一、第二定 律，并将热力学和经济学联系起来，这种建筑 在热力学分析基础上的经济分析，就是热经济 学分析方法。这种方法还引进了系
16、统分析的基 本思想，因此较其它方法在理论匕更加趋于完 善。下面举一简单的例子来说明这种方法的甚 本思想，设有一热电联产电厂，将整个热电厂 视为一个大蔡统，由锅炉和一背压机组这两个 子系统组成，并假定送人锅炉的燃料忧为E“ 其綁流单价为C,；从锅炉出來的岛压熬汽炖为 E,其炯流单价为G；燕汽进人汽轮机后输出 两种产品，发出电,其拥为E,单价为C,；供 热蒸汽的炯为E“其烟流单价为CLpt现列出 锅炉和背压汽轮机组的现金平衡式如下，CfE=E,Crf-C8（ 5 ）C.E+C"E“=C$Es+Ct（ 6 ）式中，为锅炉的年度化成本；为汽轮机 组的年度化成本，上述两式中各项单位均为年 度化
17、的资金流.上两式中，有三个（c,c“， Cs）未知数，但只有二个方程，尚需建立一个 补充方程.补充方程的建立有许多方法，这里 只介绍两种常见的方法.产品炯成本和等原则：认为发电織与供热 炯的单位成本相等，即C. = CLP,其基本思想 是认为热炯和电能炯同等重要，根据它们炯值 的大小来分摊新蒸汽费用和汽轮机组费用.熬汽成本相等原则：认为汽轮机主耍口的 是发电,因而汽轮机中炯损失及汽轮机的年度 化成本应由发电来承担,按此原则，汽轮机的 供热抽汽爛单价与新蒸汽炯单价相等,即C“热经济学方法貝冇完善的热力学甚础和经 济学基础.并且适用性较广，可根据热电厂性 质不同来建立相应的补充方程。目就，热经济
18、学分析方法正处于发展、完善时期，它已在各 类用能系统中得到了广泛的应用。但是，农成 本核算过程中.必须要克服补充方程的人为的 任意性带给炯单价的影响，这点是至关重娶 的，否则会使热经济学分析方法的成本分摊失 去意义.四、关于制订热价问题的理论探讨热价的制订难度很大，涉及的范围也非常 广泛，揭示热电厂供热的其实成本,可为制订 合理的热价提供可靠的理论基础，把在此基咄 上建立的热价作为基本热价，然话考虑经济法 规、政策等方面的因素加以修正，得出合理的 售热价格，为了制订合理的热价，提岀以下基 本思想。“炯”作为一个表征能斌价值的物理量， 它从能的质和啟两方面综合考虑能的使用价 值，一定撬的能量中所
19、含炯的多少,就表明了 这种能在质凰上的高低及其使用价值的大小. 对于-个简单的输出单一 产品的系统，用第一 定徨分析的能定价来进行系统分析可以得出正 确的结论，但是对丁多产品输出的系统（如热 电联产系统），只有以炯作为能蜀定价标准， 才能使其使用价值与经济价值得到较好的吻 合，否则会得出荒谬的结论。目前，使炯价值 化并结合经济分析Ifl形成的热经济学分析法越 来越受到世界各国的虫视，以炯作为能最定价 标准这点是无可质疑的，但必须注童，炯这个参 数在热力学分析中把不同形式和不同能级（或 品位）的炯都等同起来，也就是烟的热力学等 价性。然而，必须更清楚地注意到烟的不等价 性的一面，因为在系统中不同部位获得不同形 式或不同品位的炯，系统所付岀的经济代价是 不同的，这是因为从一种勿转换为另一种炯 时，必须利用设备，并且会伴随不可避免的烟 损失，这就使得在姗流转换过程中，綸出炯流 的成本总是髙于输人惻流的成本，这就是圳稚 经济上的不等价性.只冇考虑了惻応经济上的 不等价性，才能克服成本分摊中炯单价制订的 人为因素。因北，只有采用热经济学分析方法来 分析热电联产系统，才能真正解决热价问题.199密OIO China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved,