天然氣發(fā)電的經(jīng)濟性分析

4天然氣發(fā)電的經(jīng)濟性分析天然氣發(fā)電工程的順利立項、建設(shè)和運轉(zhuǎn)，除了保證有充足的天然氣來源以外，還將取決于天然氣發(fā)電的經(jīng)濟性。天然氣電站投資相對較小，運行本鈔票較低，其運行經(jīng)濟性將特殊大程度上取決于天然氣價格。此外還與機組容量和循環(huán)熱效率、運行方式、年利用小時數(shù)、建設(shè)資金構(gòu)成及貸款利率等有關(guān)。下面就上述因素建立天然氣電站的本鈔票和上網(wǎng)電價模型、燃料價格敏感性分析模型和電站運行小時數(shù)敏感性分析模型分析天然氣發(fā)電工程的投資經(jīng)濟性。天然氣電站的本鈔票構(gòu)成分析天然氣電站的發(fā)電本鈔票計算模型天然氣電站和傳統(tǒng)的燃煤電站一樣，直截了當(dāng)?shù)陌l(fā)電本鈔票由以下幾個局部構(gòu)成：〔1〕總投資的折舊本鈔票；〔2〕運行和維護本鈔票；〔3〕燃料本鈔票。關(guān)于正常運行的天然氣電站而言，總投資的折舊本鈔票、運行和維護本鈔票全然固定，變化因素較少，可視為固定本鈔票。燃料本鈔票由于受天然氣價格、天然氣電站發(fā)電量等因素的礙事，變動較大，故視為可變本鈔票。具體計算模型如下：〔1〕天然氣電站總投資費用天然氣電站的總投資費用要緊包括天然氣電站的靜態(tài)投資費用、財務(wù)費用〔要緊是利息支出〕以及運行與維護費用三個局部。其中靜態(tài)投資費用由電站的單位容量造價和裝機容量得到。為了表達(dá)出全生命周期的總投資費用，將其折算為現(xiàn)值。具體可表示為：TCR=(UIxK+FC+MC)x(P/A,i,n)〔1〕

其中，tcr是天然氣電站總投資費用的現(xiàn)值〔元〕；U是單位容量造價費用〔元/kW〕；k是電站的裝機容量〔kW〕,FC是財務(wù)費用〔元〕；MC是運行與維護費用〔元〕、是折現(xiàn)率〔%〕；n是電站投產(chǎn)運行期〔年〕。〔2〕天然氣電站總投資的折舊本鈔票依據(jù)天然氣發(fā)電的特不性，本研究采取按運行小時數(shù)分?jǐn)偣潭ū锯n票的策略。那么電站總投資的折舊本鈔票可表示為：SUIx（1—w）

nxSUIx（1—w）

nxTx（1-3）〔2〕COD= -nxE其中，cod是電站總投資的折舊本鈔票〔元/kWh〕；sui是電站單位動態(tài)投資費用〔元/kW〕；①是凈殘值率；5是廠用電率〔％〕；T是機組年運行小時數(shù)〔h〕。〔3〕天然氣電站燃料費用天然氣電站燃料費用不僅與天然氣價格有關(guān)，還與發(fā)電機組供電效率等因素有關(guān)。依據(jù)1kW,h輸出電力=3.6MJ，天然氣電站燃料費用可表示為：COF=(((1x3600/4.1868)/Q)/”)xP〔3〕gas其中,cof是電站燃料本鈔票〔元/kWh〕；Q是天然氣發(fā)熱量〔kcal/m3〕用是機組供熱效率〔％〕；p是天然氣市場價格〔元/m3〕。gas在天然氣發(fā)電燃料費用中，除了大局部的發(fā)電原料天然氣費用外，還包括少局部的水費和材料費。依據(jù)相關(guān)工程數(shù)據(jù)資料顯示，水費和材料費占燃料費比重極低，約為8元/MWh。因此結(jié)合式⑴,〔3〕,天然氣發(fā)電本鈔票可表示為：COE=COD+COF+0.008〔4〕其中，coe是天然氣發(fā)電本鈔票〔元/kWh〕。4.1.2天然氣電站的上網(wǎng)電價計算模型測算天然氣電站的上網(wǎng)電價不僅是為了滿足評價天然氣發(fā)電競爭力強弱的需要，也是為了滿足內(nèi)部收益率、投資回收期、借款回還期等其它經(jīng)濟評價指標(biāo)的需要，因此，在發(fā)電本鈔票已定的情況下，必定要測算一個最低的上網(wǎng)電價。上網(wǎng)電價是在天然氣發(fā)電本鈔票的根底上，加上總資本回報構(gòu)成。其中總資本回報包括投資回報和負(fù)債回報。具體計算模型如下所示：P=COE+CR〔5〕gridCR=CRI+CRL=SUIx（Ratexi+Ratexi）/T〔6〕zI rL其中，p是上網(wǎng)電價〔元/kWh〕；CR是總資本回報〔元/kWh〕；CRIgrid是投資回報〔元/kWh〕；CRL是負(fù)債回報〔元/kWh〕；Rate是自有資z金比例；Rate是自融資比例；i是投資回報率；i是負(fù)債回報率，其rIL中i=iX（1T），”?是貸款年利率，n是還款年限。L（1+i）-14.1.3相關(guān)參數(shù)及指標(biāo)值確實定計算發(fā)電本鈔票與上網(wǎng)電價涉及到眾多的參數(shù)和指標(biāo)，為了較為正確地計算這兩個經(jīng)濟指標(biāo)的數(shù)值，本文對相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)進行了如下確定：表1發(fā)電本鈔票和上網(wǎng)電價計算的相關(guān)參數(shù)及指標(biāo)值相關(guān)參數(shù)及指標(biāo)數(shù)值廠用電率〔％〕凈殘值率〔%〕天然氣發(fā)熱量〔kcal/m3〕8600還貸年限匕〕15折舊年限⑸20貸款利率〔％〕投資回報率〔%〕注冊資本金比例〔％〕25注：數(shù)據(jù)來自?火電工程限額設(shè)計參考造價指標(biāo)〔2021年水平〕?。4.2天然氣發(fā)電的經(jīng)濟性分析不同天然氣發(fā)電燃機設(shè)備的選擇不僅直截了當(dāng)?shù)K事到電站的總投資費用，還礙事燃料本鈔票，而這些因素又礙事到發(fā)電本鈔票和上網(wǎng)電價。因此不同類型燃機設(shè)備的選擇是進行天然氣發(fā)電經(jīng)濟性分析必須考慮的一個重要因素。目前我國的燃機要緊機型有6B、6F、9E和9F四個等級。4.2.1上網(wǎng)電價對天然氣價格的敏感性分析本小節(jié)選用GE公司的9F級燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機組作為研究對象，進行上網(wǎng)電價對天然氣價格的敏感性分析。9F級燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機組供電效率n取55.4%，靜態(tài)單位造價為3282元/kW。參照華能北京廠燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)工程以及莆田燃?xì)怆姀S等工程的動態(tài)單位投資估算數(shù)據(jù)，選定動態(tài)單位投資su/=3548元/kW來計算電站的發(fā)電本鈔票和上網(wǎng)電價。通過測算，能夠分不得到天然氣發(fā)電的發(fā)電本鈔票和上網(wǎng)電價，如下表2和3所示：

表2發(fā)電本鈔票指標(biāo)動態(tài)單位投資費SUI=3548元/kW、年利用小時數(shù)〔h〕天然氣價格1元僅3〕2500300035004000450050003,年利用小時取3500h時,所對應(yīng)的燃料本鈔票為0.27~0.33元/kWh。顯然,從燃料本鈔票比立,天然氣發(fā)電比燃煤發(fā)電高出0.05~0.11元/kWh。由此可知在發(fā)電市場中，燃?xì)怆娬竞腿济弘娬鞠嗷ジ偁幧暇W(wǎng)，首要解決燃料本鈔票的全然差距咨詢題。在發(fā)電本鈔票的根底上，結(jié)合式〔5〕~〔6〕,以及表1中的相關(guān)指標(biāo)，能夠測算出天然氣電站的上網(wǎng)電價，如下表3所示：表3上網(wǎng)電價指標(biāo)動態(tài)單位投資費SUI=3548元/kW年利用小時數(shù)250030003500400045005000投資回報負(fù)債回報天然氣價格〔元/m3〕上網(wǎng)電價〔含稅〕Pgrid〔元/kWh〕由此，天然氣電站上網(wǎng)電價對天然氣價格的敏感性可如以如下面圖3所示：圖3所示：圖3上網(wǎng)電價對天然氣價格的敏感性取SUI=3548元/kW，機組運行小時數(shù)為2500h和4500h所對應(yīng)的等高曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折線〔以如下面圖4〕來研究燃?xì)鈨r格對發(fā)電本鈔票和上網(wǎng)電價的礙事。設(shè)面圖4〕來研究燃?xì)鈨r格對發(fā)電本鈔票和上網(wǎng)電價的礙事。設(shè)￡33。圖4年利用小時分不為2500h和4500h時天然氣價格對上網(wǎng)電價的礙事從而，可計算出￡grid2500△￡grid2500△P/Pgrid grid△P /Pgas gas0.072/0.420.4/1.1=0.47△P./P0.072/0.325八一￡ =gridgrid— =()61grid4500AP/P 0.4/1.1gasgas通過計算能夠發(fā)覺，盡管在不同機組運行小時數(shù)下有不同的敏感性系數(shù)，但都有著較高的敏感系數(shù)，講明燃料本鈔票的上下決定著上網(wǎng)電價的上下。如在4500h處，天然氣價格每變動1%，就會帶來其對應(yīng)的上網(wǎng)電價61%的變動?？梢?，燃?xì)怆姀S的上網(wǎng)電價對天然氣價格的變化十分敏感，要緊緣故在于燃料本鈔票占電價構(gòu)成比例較大，約為70%。4.2.2上網(wǎng)電價對年利用小時數(shù)的敏感性分析天然氣電站機組運行小時數(shù)的大小不僅礙事著電站發(fā)電本鈔票的上下，而且頻繁的起動和停時機明顯地縮短設(shè)備的使用壽命，相應(yīng)的增加維修本鈔票，落低機組運行可用率，從而礙事電站的經(jīng)濟性。因此，合理評估燃?xì)怆娬镜倪\行小時數(shù)不僅對電站運行的平安性有利，而且對增強電站的競爭力也有著重要的意義。3變化，上網(wǎng)電價對機組運行小時數(shù)的敏感性如以如下面圖5所示。---O-SSm3—L0元加3―L1元m3元m3T-13元加3--L4元-4—，三ZO25] ，i， ? ， ? ，i， ■2J0D3WO3500 4WO45W 50W年運嚀小時蚣＜h)圖5上網(wǎng)電價對機組運行小時數(shù)的敏感性3時，機組運行小時從2500h增加到4000h,上網(wǎng)電價減小了0.08元〃0卜，其敏感系數(shù)為-0.29，講明機組運行小時數(shù)每變動1%，上網(wǎng)電價將逆向變動2