煤改电电能替代工程效益分析

朱赫炎，张明理，梁 毅，张晓天，李 华

(国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015)



煤改电电能替代工程效益分析

朱赫炎，张明理，梁 毅，张晓天，李 华

(国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院，辽宁 沈阳 110015)

“十三五”以来，辽宁地区大力推进煤改电，政府支持提高电能消费比重。稳步推进电能替代，有利于构建层次更高、范围更广的新型电力消费市场，扩大电力消费，提升我国电气化水平，提高人民群众生活质量；同时，带动相关设备制造行业发展，拓展新的经济增长点。文中简要介绍了辽宁地区燃煤锅炉概况及“十三五”期间煤改电规划情况，对煤改电开展后的边际成本和对全省GDP影响进行分析和计算，最后总结辽宁地区煤改电实施后的效益产出情况，并给出一些建议。

煤改电；边际成本；热指标；GDP

1 辽宁省煤改电电能替代情况

1.1 燃煤锅炉统计情况

目前辽宁省拥有非电锅炉单位共有1 543家，锅炉总数为2 426台，其中燃气锅炉58台、燃油锅炉14台、燃煤锅炉2 354台，总数为44 739 t/h，总供热面积为2.8亿m2，约占总供热面积的30%[1]。辽宁燃煤锅炉情况如表1所示。

表1 辽宁燃煤锅炉情况

1.2 “十三五”煤改电规划及负荷需求情况

按照规划要求，小吨位锅炉安排在“十三五”期间改造，大吨位考虑在“十三五”末期改造。

2016—2017年计划改造20 t/h及以下全部燃煤锅炉，根据统计有意向改造成蓄热电锅炉的用户情况：2年共改造358台，规模2 147.69 t/h。2年改造总量占全部20 t/h及以下锅炉容量的16.6%，其余20 t/h及以下燃煤锅炉将通过接入热网或改造成燃气等其他供暖方式。

2018—2020年，改造目标为20～50 t/h(50 t/h以上燃煤锅炉暂无改造政策支持)。按照目前用户改造意向，预测2018—2020年，每年改造燃煤锅炉总计38台，规模1 587.8 t/h。

综上所述，“十三五”期间共规划改造燃煤锅炉472台，占总台数20%；改造容量6 911 t/h，占比15%。煤改电改造规划具体情况如表2所示。

表2 煤改电改造规划具体情况

按照“十三五”期间改造规模，考虑同时率系数为0.8，预测增加低谷供电负荷817万kW，增加低谷售电量91.8亿。具体情况如表3所示[2]。

表3 辽宁煤改电负荷预测

1.3 煤改电电网建设标准

1.3.1 居民供电

一般3 t/h以内锅炉，采用10 kV及以下接入方式，公网T接供电；3～9 t/h锅炉，需要10 kV专线供电；9～24 t/h锅炉，需要66 kV变电站供电；24 t/h以上锅炉，应根据技术经济比较分析，考虑66 kV或220 kV变电站供电。居民供暖建设标准如表4所示。

表4 居民供暖建设标准

1.3.2 非居民供电

一般4 t/h以内锅炉，采用10 kV及以下接入方式，公网T接供电；4～12 t/h锅炉，需要10 kV专线供电；12～32 t/h锅炉，需要66 kV变电站供电；32 t/h以上锅炉，应根据技术经济比较分析，考虑66 kV或220 kV变电站供电。非居民供暖建设标准如表5所示。

表5 非居民供暖建设标准

2 边际成本分析

2.1 参数选取

截至2013年底，东北电网全口径装机容量为113 476.2 MW，其中火电装机容量82 970.1 MW，水电装机容量8 471.1 MW，核电装机容量1 119 MW，风电装机容量20 808.2 MW，太阳能装机容量50 MW，生物质装机容量57.8 MW，新能源装机容量已占东北电网全口径装机容量的19.4%，在东北地区得到较大发展。

a.热指标：1 m2建筑面积供暖设计热负荷。根据CJJ 34—2010《城镇供热管网设计规范》，我国三北地区采暖热指标(集中供暖)推荐如表6所示。

表6 三北地区采暖热指标推荐表 W

选取居民热指标40～45 W/m2，非居民热指标55～60 W/m2。换算为等效电指标居民96 W/m2，非居民108 W/m2。

b.投资回报年限：20年(锅炉厂家提供设备使用寿命)。

c.根据2016年沈阳地区取暖费收取标准，居民用电采暖价格(含政府补贴)：28元/m2；非居民用电采暖价格：32元/m2。

d.通过具体测算得出居民供热锅炉平均运行时间为6.5 h，非居民供热锅炉平均运行时间为4 h。

e.根据《辽宁省人民政府办公厅关于建立煤改电供暖项目电价有关事项的通知》(辽政办发〔2016〕109号)精神，居民电供暖到户电价为谷段0.28元/kWh，非居民电供暖到户电价为谷段0.33元/kWh，各地市政府补贴不低于0.011元/kWh。

f.根据辽宁省经信委文件，政府目前对煤改电厂家设备本体投资有补贴政策，补贴设备本体投资金额的60%。

2.2 供热时间选取

以沈阳地区为例，室内设计温度18 ℃，室外温度-19 ℃，月平均气温如表7所示。计算出锅炉平均运行时间为设计最大时间的61%，每天运行时间为61%×10=6.1 h，本文计算选取6.5 h[3]。

表7 沈阳地区供暖温度

非居民用电供暖锅炉平均运行时间参考辽宁省交通厅综合楼冬季采暖效果及锅炉运行时间，冬季平均每天锅炉运行2.5 h即可满足供热需求，考虑商场、剧院等建筑规模大、举架高，设置非居民供暖锅炉平均运行时间为4 h。

2.3 具体算例分析

边际成本由年耗电量、热指标、设备本体投资、供热面积、供热单价及投资回报年限等因素影响，等量关系如下：(年耗电量×边际成本)+(设备本体投资/投资回报年限)+运行成本=供热面积×供热单价。

以100 m2供暖面积为例,分别计算居民与非居民供暖用电边际成本。居民采暖边际成本为0.247～0.249元/kWh，比目前低谷用电成本0.269元/kWh略低，基本实现平衡；非居民采暖边际成本为0.409～0.412元/kWh，高于目前低谷用电成本0.319元/kWh，存在较大利润空间。边际成本计算参数如表8所示。

3 电能替代对GDP的影响

3.1 电网投资计算

综合考虑目前电网现状及电锅炉接入需求，预计新增电网投资如下：新建220 kV变电站5座，投资9亿元；新建66 kV变电站197座，投资68.5亿元。新出或就近T接10 kV线路275条，投资共2.177亿元。“十三五”期间投资合计83亿元。

表8 边际成本计算参数

3.2 煤改电对GDP的影响

参考《我国电力工业在国民经济中的地位和作用研究》成果及统计年鉴数据，推算电力行业投资对全行业经济拉动系数为1.14；热力设备投资对全行业经济拉动系数为1.5[4]。

辽宁省“十三五”期间煤改电电网投资83亿元，锅炉设备本体投资84亿元，总计拉动全行业经济220.62亿元，拉动GDP增长0.76%，年平均拉动GDP增长0.152%。

电力设备及热力设备制造均属于高耗能产业，取电力弹性系数为1.0，“十三五”期间，每年因煤改电投资平均拉动电量增长0.152%。

经测算，辽宁省煤改电预计增加用电91.8亿kWh，平均每年增加18.36亿kWh耗电量，占全省电量的0.92%，这部分电量增长对GDP拉动与原燃煤锅炉效果基本一致，没有形成具体的新增固定资产[5]。因此“十三五”期间，煤改电工程每年可拉动电量增长1%，拉动GDP增长0.152%。

4 结束语

按照“十三五”期间规划的改造规模，预测增加低谷供电负荷817万kW，增加低谷售电量91.8亿；居民采暖边际成本0.247～0.249元/kWh，比目前低谷用电成本0.269元/kWh略低，基本实现平衡；非居民采暖边际成本0.409～0.412元/kWh，高于目前低谷用电成本0.319元/kWh。辽宁省“十三五”期间煤改电电网投资83亿元，锅炉设备本体投资84亿元，总计拉动全行业经济220.62亿元，每年可拉动电量增长1%，拉动GDP增长0.152%，存在较大利润空间。

[1] 宋卓然，张子信，张明理.电热供需矛盾下的辽宁地区热电机组规划研究[J].东北电力技术，2016，37(1)：1-7.

[2] 朱成章．能源替代与电力促销[J]．电力需求侧管理，2000，2(5)：7-10．

[3] 王金波.电厂入厂煤与入炉煤热值差问题讨论[J].东北电力技术，2014，35(9)：3-5.

[4] 谭显东.我国电力工业在国民经济中的地位和作用研究[J].能源技术经济，2010，22(11)：8-9.

[5] 綦明明，刘 武，肖 静，等.锅炉本体漏风对锅炉热效率的影响[J].东北电力技术，2015，36(1)：4-6.

Coal to Electricity Analysis of Benefit and Output Ratio of Power Alternative Project

ZHU Heyan，ZHANG Mingli，LIANG Yi，ZHANG Xiaotian，LI Hua

(State Grid Liaoning Electric Power Company Limited Economic Research Institute, Shenyang，Liaoning 110015, China)

Since the 13th five-year plan, the government of Liaoning energetically promote coal to electricty project and support to increase the propotrion of electricity consumption. The steady promotion of electricity substitution is conductive to building a higher level and a wider range of new power consumtion market of more electricity,thereby to boost the level of China's electrification and people's life quality. Meantime, it can enhance the development of related equipment manufacturing industry to expand a new economic growth point. This paper briefly introduces the general situation of coal-fired boilers in Liaoning province and the plan of coal-to-electricity conversion during the 13th five-year plan period.It analyzes and calculates the marginal cost and the impact on the GDP of the province. By analyzing and concluding the electricity output after the implementation of the situation, the paper gives some suggestions.

coal to electricity；marginal cost；thermal index；GDP

F426.61

A

1004-7913(2017)05-0043-03

朱赫炎(1987)，男，硕士，助理工程师，主要从事电网规划工作。

2016-03-01)