施明融 吴 亮 毕毓良
随着我国经济的持续发展,能源消费总量不断增加,能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。为应对能源与环境、资源以及气候变化的挑战,我国政府提出了多元化、清洁化和高效化的能源发展战略,发展低碳经济和转变经济增长方式已成为我国实现科学发展的必然要求。国家在“十二五”规划中明确提出节能减排的目标:到2015年,单位GDP二氧化碳排放降低17%、单位GDP能耗下降16%、非化石能源占一次能源消费比重从8.3%提高至11.4%、主要污染物排放总量减少8%-10%。接着,国务院印发《“十二五”节能减排综合性工作方案》,把发展分布式能源列为节能减排的一项重要措施。
分布式供能比较传统的供能有如下优势:①节能减排——节能20%以上,减排温室气体40%以上;②一般随用户上下班起停,对电网具有调峰作用,能够减小电网峰谷差;③可以布置在建筑物的地下室和屋顶,有利于节约城市土地资源;④提高用户的供电可靠性;⑤夏季能够协调天然气和电力的平衡供应,优化能源系统的运行。正因为此,在发达国家已经具有较大规模,我国政府同样大力提倡和支持。
分布式供能系统是一种新型的供能方式,其基本特点是:系统构建的基本原则是“以热定电、热电联供、温度对口、梯级利用”;一次能源是天然气或者其他气体燃料(煤层气、沼气等);产品是复合能源(电能和热能,包括冷能);核心部分是燃气原动机及其余热的一次利用设备(余热锅炉、溴化锂吸收式制冷机组)。分布式供能系统必须建设在用户侧,与低压配电网连接,其生产的电能和热能(包括冷能)就地消费,不占用高压电网资源和基本不发生电能输送损失,所以其系统能源利用效率应该不低于70%。
但是,分布式供能系统在有效运行方式下,只能提供用户基本能量需求,必须得到公用电网提供支持和补给,以及配备辅助调峰锅炉,才能满足用户的全部能量需求。所以,分布式供能的用户必须具有热负荷比较集中和平稳的特点,而且必须和传统的采暖制冷系统优化匹配才能够取得最大效益。
“十二五”期间,上海天然气的来源趋于丰富,天然气供应有可靠保证。同时天然气的高效利用问题更显突出。因此,对上海而言,对接国家新兴能源产业发展战略和十二五节能减排规划,充分利用低碳能源,发展燃气分布式供能意义重大,势在必行。
上海分布式供能发展起步较早,研究较为系统,总体水平在国内处于领先水平。十几年来上海一直致力于推进分布式供能系统发展,先后组织开展一系列卓有成效的工作。特别是“十一五”以来,市政府高度重视,将发展分布式供能系统作为推进节能减排工作的重要抓手,市委市政府领导多次做了重要批示并召开市政府工作会议和市政府常务会议进行决策部署。市发展改革委会同市有关部门建立机构、拟订政策、制订规范、推进项目、组织宣传,制定了专项扶持办法,为上海市分布式供能的发展提供了重要支持。
上海分布式供能取得的重大发展得到业界的认可与肯定,但与国外发达国家相比仍然存在较大差距,在发展过程中也暴露出不少问题:例如关键设备迄今没有国产化等因素致使项目投资总额居高不下,电力并网上网政策限制影响项目市场化运营,能源价格体系不完善导致项目运行成本比较燃气居高不下,多数项目在经营期内无法收回投资。受此影响,分布式供能市场化进展缓慢,上海的分布式供能进入发展瓶颈期。
2008年发布的《上海市分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》即将于2012年12月底到期,目前正处于制定新一轮分布式供能系统扶持政策的关键时期。
当前无论是从低碳经济发展战略、低碳能源安全高效利用及对节能环保的支撑,还是从政策法规、技术支持的进步,都比以往推进分布式供能系统环境更优,时机更好。在此关键时刻,开展上海市分布式供能项目政策研究,具有重要意义。
上海市分布式供能发展从上世纪九十年代中期开始,迄今已超过十五年历史,迄2011年底总共实施了26个分布式供能项目(表2-1),总装机容量达14180k W,占上海电力总装机容量的0.07%,平均装机规模548k W。项目遍布医院、宾馆、工厂、交通枢纽、办公楼宇等;原动机使用了微型和小型燃气轮机、内燃机及热气机等;系统设计有热电联供的、也有热电冷联供的。从装机规模上看,规模100k W以下的项目有5个,规模在100-500k W之间的有16个,规模500k W以上的有5个(图2-1)。从系统运行状态上看,正常运行的项目有18个,装机容量合计11817k W,占总装机容量的82.9%;用于教学试验的有上海理工大学和上海交大紫竹院等3个项目,装机容量合计180k W,占总装机容量的1.3%;已经停运的有舒雅良子健康休闲中心、黄浦区中心医院、天庭大酒店、金桥联合发展有限公司和上海老港垃圾填埋场等5个项目合计2258k W,占总装机容量的15.8%;停运的主要原因是负荷预测不准确,致使“大马拉小车(黄浦区中心医院、金桥公司)”、建设方停业(天庭大酒店)、市政动迁(舒雅良子)及沼气枯竭(老港一期)。上海分布式供能在发展过程中经历了曲折,积累了可贵的经验,为全国行业发展作出了贡献。
2012年上海市多个楼宇式项目即将建设完工,多个区域式项目即将启动。在市政府推动下,上海市三甲医院“5+3+1”中的分布式供能系统预计年底前建设完工,将成为新建医院节能减排的示范。预计医院项目总装机容量达2000k W。虹桥商务区(一期)区域供能能源中心已经开工,将建设南北两个能源站,容量超过10MW;新虹桥国际医院中心分布式供能站、世博总部区、南桥新城等项目已经进入可行性研究或设计等阶段;迪斯尼项目已经列入规划。未来几年,区域式分布式供能项目将成为上海地区分布式供能项目的主导性项目。
根据上海市能源发展“十二五”规划,能源供应从集中为主向集中与分布相结合转变,促进供能方式变革,结合智能电网等新技术的发展应用,在工业区及用能较集中区域,包括医院、宾馆、综合商务区等重点领域和虹桥商务区、上海后世博A、B片区(央企总部区)、国际旅游度假区、郊区新城以及金桥、金山、奉贤等区域,推广实施分布式供能系统,新建50-60个燃气分布式供能系统,装机容量预计达50MW。
表2-1 上海市分布式供能项目表(截至2011年)
上海市委市政府十分重视分布式供能的发展,先后出台了二轮优惠政策,制订了地方技术规程,成立了专门推进机构,较好地推动了分布式供能的发展。2003年12月上海市发改委组织力量完成了《建筑物分布式能源系统的可行性研究》,2004年9月上海政府发布《上海市人民政府转发市发改委等五部门关于本市鼓励发展燃气空调和分布式能源意见的通知》,2006年8月《分布式供能系统工程技术规程(试行)》出台,2008年1月上海市人民政府办公厅关于转发市发展改革委等五部门制定的《上海市分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》的通知,2008年7月《分布式供能系统工程技术规程》出台。
上海市政府扶持政策推动了分布式供能系统从初步试点进入扩大试点,项目数量规模逐步增加,楼宇式项目与区域式项目齐头并进,“十二五”期间,平均每年新增10MW,平均每年新增建10-12个项目,2015年的用气量预计达到5000万N m3。
前后二轮优惠政策的内容如下:
1)设备购置费补贴
第一轮政策规定自2004年10月1日起至2007年底,在上海市工厂、宾馆、医院、大型商场、商务楼宇等建筑物建成并投入使用,纳入上海市推进计划的单机规模1万千瓦及以下的分布式供能系统项目的项目单位,属于本办法补贴主体。分布式供能系统按额定每千瓦装机容量补贴人民币700元。第二轮政策规定把市节能减排专项资金作为补贴资金来源,并规定分布式供能系统按1000元/k W补贴,补贴标准较之前提高300元/k W。补贴时间是2008年1月1日至2012年年底。按照上述设备购置费补贴标准,如果所有项目均得到得到补贴,2004-2011年测算共计发放补贴885.9万元,平均每个项目补贴40.3万元,平均每年补贴发放109.4万元[注]注:非实际发放情况,仅根据项目规模、年份和补贴标准计算得到。(表2-2)。
2)天然气价格优惠
2005年上海市发改委、上海市物价局牵头制定了燃气空调和分布式供能的优惠气价。优惠气价制定原则是以鼓励引导用户从电制冷和燃气锅炉采暖的传统用能模式转变为能源梯级利用的分布式供能模式为主,适度拓展新型的天然气应用领域,增加天然气销售,同时探索天然气分布式供能在本市应用需要突破的政策难点等问题。2005年11月燃气集团发布《关于调整燃气空调和分布式供能系统天然气销售价格的通知》,规定分布式供能系统供气价格为:0-80000m3/月(含)以内2.04元/m3,80000m3/月以上1.94元/m3。2007年11月10日起,由于西气一线提高工业用户出厂价格0.40元/m3,上海市工业用户分布式供能销售价格上调0.40元/m3;2010年7月1日,各类分布式供能用户天然气价格再上调0.39元/m3(表2-3)。
表2-2 天然气设备购置费补贴评估表
表2-3 上海市分布式供能项目天然气价格表
表2-42011 年分布式供能用户销售情况
2011年分布式供能用户总共使用天然气725.64万m3(表2-4),其中工业用户使用天然气86.20万m3,占比12%,营事团用户使用天然气639.44万m3,占比88%。目前上海实施的分布式供能价格已是城市燃气各类用户中的最低价,最低用户价格分别约为同档次年用气量工业用户和营事团用户合同基准销售价格的64%-68%,经测算2011年天然气费用共优惠1031.62万元,平均每个项目优惠68.8万元。
3)掘路修复费规定
《上海市分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》(沪府办发[2008]48号)中第三条(三)规定“对分布式供能系统、燃气空调项目的燃气排管工程,优先列入道路掘路计划。排管工程需在新建、扩建、改建的城市道路竣工后5年内或者大修的城市道路竣工后3年内的道路上开挖施工的,市、区县公路管理部门掘路修复费按现行市政定额标准收费(不收取加倍掘路修复费)。”,该项规定对分布式供能系统燃气排管涉及到的掘路修复费予以明确,一定程度上减少了项目工程费开支。
4)并网政策支持
《上海市分布式供能系统和燃气空调发展专项扶持办法》(沪府办发[2008]48号)中第三条(五)规定:经核准,建设符合《分布式供能系统工程技术规程》(上海市工程建设规范D G/T J 08-115-2008)并按照“以热(冷)定电”原则设计的分布式供能系统,电网企业要按有关规定接受并网,与项目单位签订并网协议,并积极提供相关服务。该项规定出台后,上海市电力公司积极接受符合规程的项目并网。已建设完成的项目中除了1个项目业主没有申请并网,其他项目都已经完成并网工作。
在第一轮政策激励下,2004-2007年间建设完工的有10个,装机容量3392k W,占总装机容量的24.0%,在第二轮政策激励下,2008-2011年间的项目有11个,装机容量为5367k W,占总装机容量的37.9%。涌现了浦东机场、华夏宾馆、奥特斯工厂等具有示范价值的项目。
5)既有政策实施效果评价
在上海分布式供能扶持政策的激励下,多年来分布式供能的发展经历了两个阶段:第一阶段——初步试点阶段(2005-2007年),新增6个分布式供能项目,新增装机容量达2250k W,合计项目达14个;第二阶段——扩大试点阶段(2008-2011年),新增12个分布式供能项目,新增装机容量达5467k W。截至2011年底,合计项目26个,其中正常运行的项目18个,用于教学实验的项目3个,已经停运的项目5个。
按照2010年对于全市投产的项目后评估的结果看,分布式供能项目当年节能3920t标准煤,减排二氧化碳9200t。据此推算2011年全市投产项目节能5981t标准煤,减排二氧化碳14030t。2020年总装机规模达50MW以后将可节能27350t标准煤,减排二氧化碳64200t。
自2011年起,上海市分布式供能发展进入新的阶段,其标志是第一家区域式项目开工建设,开始了由楼宇式项目向楼宇式与区域式项目齐头并进的新局面。
当前上海市分布式供能项目主要还是由政府直接推动的居多,市场投资的占少数,项目推进依然遇到一些障碍。这些问题如果得不到及时解决,分布式供能难以从体制和机制上进入市场化运作,其发展也将受到严重阻扰。
分布式供能发展最主要的障碍是项目“节能不赚钱”,有节能减排的社会效益,但是很少、甚至没有投资得利的企业效益,因此难以吸引商业投资。在20年经营期内的投资内部收益率比较银行长期贷款利率,大多为负数。主要原因如下:
1)设备购置费高企
分布式供能的关键设备是原动机及控制装置。目前国产设备可靠性低,所用设备全部依靠进口。单机300k W以下的机组,每k W价格高达10000元以上;500-1000k W的每k W为8000元左右,即使1000k W以上的也要5000元左右。分布式供能项目要节能,必须以热定电,由于热负荷的限制,机组不能盲目选大。特别是楼宇式项目,一般单机容量为1000k W以下,原动机购置费要占总投资的50%左右;区域式的项目原动机容量较大,原动机购置费占总投资的30%左右,但是土地及建筑费用又上去了。
自2007年开始,国家取消了小型和微型原动机进口优惠,目前进口环节税费占到设备购置费的30%,这是造成分布式供能项目设备购置费高企的原因之一。
上海市目前的设备购置费补贴水平为1000元/k W,补贴金额占项目总投资的5%左右,对项目推动难以产生实质性的推动作用。
2)配套接入费用高
电力并网设计和工程相关费用:单个并网点约40万元,多台机组多个并网点的费用接近倍数递增。
燃气配套费用:当项目附近有现成管网,燃气配套费用在40万元左右;如果项目旁边没有燃气管网,要重新排管,费用与排管距离、管径等有关。例如,D N 300以下排管费用一般为200~300万/公里(不含掘路费)。
以两台300k W发电机组的分布式供能新建项目为例,项目需要2个并网点,电力并网费用约80万元,占项目投资的6%左右;燃气管网配套费用以铺设1公里管道为例需要约200万元,占项目投资的13%左右。
运行成本主要是天然气购买费。天然气价格是影响项目经济性的关键因素。按照目前气价水平,分布式供能每发1k Wh电,天然气成本超过0.6元(燃煤电厂的单位燃料成本为0.3元/k Wh左右)。这主要是我国一次能源价格体系不完善所造成的。另外还有几个因素将会导致运行成本进一步上升,需要研究解决。
1)气价上涨趋势明显
上海市分布式供能优惠气价的执行一定程度上降低了项目运行成本,改善了项目经济性。根据国际油价今后几年呈总体向上的态势判断,按照上海市燃气“十二五”规划,预计2012-2015年上海市综合门站价估计还将上涨(详见图3-1)。势必会进一步增加天然气分布式供能项目的运营成本,大幅降低项目经济性,挫伤投资积极性。
2)分类用户价格差异制约工业用户发展
上海市在2005年初次为分布式供能用气定价时,工业用户与营事团用户执行相同的价格。2007年11月,由于西气上调工业用户出厂价格0.40元/m3,故工业用户销售价格随之上调,较营事团用户高0.40元/m3并沿用至今。相对而言,增加了在工业用户中推广分布式供能使用的难度。为了降低工业用户的用气成本压力,建议工业用户和营事团用户执行统一的分布式供能价格。
3)市区和郊区的价格差异问题
2005年以来,上海市试行的分布式供能天然气价格,形式上由燃气集团发布和执行,但不同区域销售公司对执行何种价格具有决定权。目前市区全部执行优惠价格,而郊区燃气价格普遍高于市区价格。目前,上海市新建分布式供能项目,特别是区域式项目大多位于郊区偏远地区,投资者对其气价往往望而却步。
在新一轮扶持政策的制定过程中,如何制定合理的分布式供能系统天然气价格定价机制和收费标准,以抵消天然气价格上涨因素给项目经济性的重大冲击,同时,面对新建项目的区域特点,如何消除郊区燃气价格差异性,实现同网同价,是一个亟待解决的问题。
1)合同能源管理模式项目并网存障碍
根据现行电力法关于电力专营的规定,运用合同能源管理方式建设的分布式供能项目无法办理并网手续,严重阻碍了分布式供能项目的发展。
2)上网电价形成机制不明确
为了解决上述问题,在现有法规框架内,项目只能向电网卖电,再由电网转售给用户,上网电价若按照目前本市燃煤脱硫标杆电价(0.58元/k Wh),则项目每度电将亏损0.4元以上。
结合上海政策发展轨迹,比较国外对于分布式供能发展的政策设计,可以得到不少启迪。
日本分布式供能呈波浪式发展,至2010年3月底分布式供能项目总装机容量9440MW,占全国发电装机总容量的3.4%,每个项目平均装机容量707k W/台。“3·11”大地震后,受国内电力供应紧张,分布式供能优势凸显,发展速度加快。日本政府采取“入口补贴”的政策,即项目投资补贴。对于公益性项目补贴占总投资50%,对于盈利性项目补贴占总投资30%。
德国2005年分布式供能项目共计2938个,容量达到2100万k W,发电量占全国总发电量的12.6%,占供热量的14%。每个项目平均容量为6.6MW。2009年出台新政策,期望到2020年使分布式供能的发电量翻一番,达到全国总电量约25%。据有关部门预测,到2020年,年发电量将达到300-500亿k Wh,减少二氧化碳排放5400-8000万t,可以满足全国37%的用电。德国采用“出口奖励”的扶持政策,即系统发电上网优惠。分布式供能项目发电可以得到高于标杆电价45%的奖励,即使自发自用的电量也能够享受奖励。
美国至2009年底总装机约8500万k W,占全美发电机组总装机9%,发电量占美国总发电量的12%。预计到2030年装机约2.4亿k W,占全美发电总装机的20%。1978年美国颁布联邦《公用事业监管政策法案》支持扩大热电联供和支持小型电站联网,大多数州依据联邦法案制定了各类电站上网标准。分布式供能的奖励标准由各州自行制定,有的州给予采用微型燃气轮机的分布式供能项目投资补贴500美元/k W,有的给予发电上网奖励。
综上所述,各国的扶持政策使项目投资回收年限普遍降低至5年左右。
建议在设计新一轮的优惠政策时,借鉴国外经验进一步加大政策扶持力度,并以“分类扶持、分期推进”为指导原则,促使所扶持的分布式供能项目在十二五期间能够从普遍亏损达到盈亏平衡,其中部分达到合理盈利水平,在政府的推动下扩大发展规模,为实现“十二五”期间建设50-60个项目、分布式供能装机规模达到50MW的发展目标提供政策支撑;随后在客观环境得到改善后,特别是主要设备基本实现国产化、能源价格体系理顺、电力直供普遍化等条件得到不同程度满足后,建议逐步扩大扶持范围,项目逐步增加盈利,扩大装机总规模,能早日参与规模化的电力平衡,对节能减排做出更大贡献。这次政策建议的主要改变是:以往政策扶持是一般化地支持分布式供能的发展,而实际上有些项目的运行情况不佳,节能减排效果甚差;建议政府补贴和项目节能减排效益挂钩,补贴每k W年度节能减排超过“门槛值”的予以支持,低于门槛值的暂时不予支持。
1)项目分类支持
以“年度综合利用效率、项目单位装机容量年度节能量、年度单位容量减排量”等3项指标作为项目分类原则,参照该原则将分布式供能项目分为A、B、C、D共四类(参见表4-1),其中各项指标计算范围都是在4.1.2节中分布式供能系统工程界面范围,并建议予以分类支持。
2)项目投资及运行计算范围
为了设计和实施优惠政策,首先要厘清分布式供能享受优惠的范围。所有分布式供能只是集中供能站的一个组成部分。集中供能站由分布式供能和传统供能(即一般采暖制冷系统)优化组合而成。政策支持的是分布式供能,包括原动机及其余热一次利用设备、燃气及电力并网设备。所有投资及运行费用计算均以此范围划定为准(见图4-1,虚线框内为分布式供能工程范围)。
1)将分布式供能设备购置费补贴调整为分布式供能项目投资补贴
建议新一轮扶持政策将设备购置费的补贴形式调整为项目投资补贴,补贴范围涵盖项目设计费、设备购置费、工程安装费、控制系统费、燃气接入工程费、电力并网费等,以分布式供能的发展带动相关产业的发展。
2)补贴方式建议
表4-1 项目分类表(前提条件:年度综合利用效率≥70%)
以项目在20年经营期内投资内部收益率与银行长期利率差值(%)作为政策设计目标参考值:重点支持A类、B类项目,其中,A类项目拟通过政策扶持达到2%以上,成为吸引市场投资的项目;B类项目通过政策扶持达到盈亏平衡点,此类项目适合社会责任意识比较强的投资者选择,例如大型国企。
经测算,A类、B类项目要实现上述目标,须给予1500元/k W的补贴;C类、D类项目若要实现同样的目标,则须给予3000-5000元/k W左右的补贴不等。因此,建议视财力许可适当支持C类项目,短期内不支持D类项目。
经对上海市天然气分布式供能的典型项目进行测算(见附录6),上网电价为0.90元/k Wh,比上海市燃煤脱硫标杆上网电价高约0.43元/k Wh。建议参照执行《天然气分布式能源示范项目实施细则》中第三十六条“地方价格主管部门及相关部门在确定分布式能源上网机制及运行机制时,应体现其削峰填谷、节能减排的特点,给予示范项目政策优惠;对于示范项目发电上网的,有关部门应在当地燃煤发电上网脱硫电价的基础上给予不低于0.25元/k Wh的电价补贴。”据此,上海地区上网电价建议定为0.72元/k Wh。
1)继续实施优惠气价
目前本市天然气销售价格实行用户分类气价。各类城市燃气用户中,一般工业用户气价为每m33.39-4.19元、非工业用户(营事团)为2.99-3.79元,燃气电厂为2.32元。分布式供能用气价格平均每m32.42元,比燃气电厂用气高0.10元,比工业和非工业用气低0.6-1.5元。继续实行原有较优惠的天然气价格,对分布式供能项目的生存和发展至关重要。
逐步实施全市同网同价。2005年以来本市试行的分布式供能天然气价格由燃气集团发布和执行。但是燃气集团发布的价格,只在其直接销售的市区实行。郊区燃气价格,由郊区燃气公司从燃气集团购得后加上区域因素,加价出售给用户。所以郊区的分布式供能项目,实际享受不到优惠气价。而本市新建分布式供能项目将越来越多地在边远地区发展。目前的燃气价格差别极大地影响到郊区分布式供能的发展。建议逐步制定全市统一的天然气价格政策,做好市、区协调和衔接,做到市区和郊区同网同价。
2)逐步取消分布式供能气价行业分类
进一步优化对分布式供能用气价格,在上游取消分类用户门站价、下游统一工业和非工业销售价格时,再统一分布式供能用气价格,使分布式供能项目的工业和非工业用气同价。按照用气规模适当拉开梯级差价,使分布式供能与燃气电厂和一般用户的梯级相衔接。
从目前趋势看,上海市天然气门站价将大幅提高,参照已出台的广东、广西天然气改革方案,上海门站价可能提高0.50元/m3,天然气销售价格与门站价实行联动后,分布式供能项目恐将难以承受。
综上,对第三轮天然气供应政策建议如下:总体政策思路按照第二轮政策规定执行;建议逐步研究解决用于分布式供能的专项同价,包括同网同价、不同类别同价等。
支持采用合同能源管理模式投资发展分布式项目。
1)楼宇式项目中,以合同能源管理方式建设的,比照楼宇业主自行建造的方式办理并网手续,项目直接向楼宇供电。
2)区域式项目中,建议参照执行0.72元/k Wh的上网电价。最终做到在供热范围内同步供电,实现真正的热电联供。
对于符合A类条件的单位,凡由政府投资而不实施分布式供能的,取消该单位节能减排有关荣誉称号的资格。
1)大力促进原动机国产化。原动机国产化后可以减少30%左右的进口环节税费,可以提高项目经济性,并能促进此高新产业的发展。
2)分布式供能项目中的燃气排管工程建议继续执行原有政策,即“对分布式供能系统、燃气空调项目的燃气排管工程,优先列入道路掘路计划。排管工程需在新建、扩建、改建的城市道路竣工后5年内或者大修的城市道路竣工后3年内的道路上开挖施工的,市、区县公路管理部门掘路修复费按现行市政定额标准收费(不收取加倍掘路修复费)。”
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