天然气分布式能源项目投资分析研究

黄 宇 陈海平 徐英华 徐立昊 刘月勤

1. 中海石油气电集团有限责任公司, 北京 100028;2. 中国石油大学(北京)经济管理学院, 北京 102249

0 前言

目前,中国天然气分布式能源项目正处于探索发展阶段,投资现状受到行业政策、气源价格、热/电价格、运营负荷率、电力上网限制、进口设备成本、建设技术难度等多重因素影响,尚未形成产业化和规模化,导致已投产的天然气分布式能源项目的盈利能力参差不齐,平均投资回收期为10 a。因中国天然气分布式能源项目受影响因素较多,内部收益率较低,投资回收期长,甚至存在根本无法回收投资、面临亏损或者终止的情况,无法吸引社会投资[1]。从2014年开始,部分新建天然气分布式能源项目陷入停滞状态,已建成项目也多处于停运,市场发展遭受打击[2],以北京为例,已建成的20多个天然气分布式能源项目,半数因上述原因处于停顿状态[3]。因此,开展天然气分布式能源项目投资风险研究具有实际意义。

随着外部环境、政策因素、环保压力的影响,中国天然气板块业务规模和配套快速发展,上游油气田以及海内外LNG液化厂通过天然气管道、LNG船舶、CNG/LNG槽车等方式，将天然气提供给工业用户、城市燃气公司或进入天然气储气库和LNG接收站,天然气市场终端通过城市燃气、车船加注、工业使用等方式实现天然气产业链的全面发展,其中天然气分布式能源项目作为重要的用气工程之一,能够实现区域冷、热、电多系统综合能源利用效率最大化。紧跟中国天然气发展形势,重点对天然气分布式能源项目投资风险开展研究,并结合典型案例的实际运行情况,形成系统性的投资风险因素总结[4]。天然气及发电产业是中国海油集团公司中下游的重要板块,加快天然气及发电业务发展,符合国家能源消费结构调整方向,也是最具发展潜力的效益增长点。结合天然气投资风险因素研究内容,对中国海油分布式能源项目的业务发展进行介绍,为后续天然气分布式能源项目提供参考。

1 研究内容

案例研究法是一种解释社会现象的社会科学研究方法,通过对案例的研究得出归纳性应用的具体结论[5],利用案例研究法对中国天然气分布式能源项目投资案例进行选取,经过信息收集与项目调研,选择符合要求的案例进行介绍。

1.1 北京××集团指挥调度中心

中国第一个成功运行的楼宇式分布式能源项目,至今稳定运行13 a[6]。大楼用电负荷100～1 000 kW,冷负荷500～3 000 kW,热负荷550～2 700 kW,夏天向用户供冷,冬天向用户供热,利用余热直燃机组补燃解决余热回收能力有限、供能不足的问题。系统配置2台725 kW、480 kW燃气内燃机组作为主电源,市电主要为备用电,两者使用比例为7∶3。年运行成本较分供系统每年节省费用45～99万元。

1.2 北京×火车站

1.3 成都××酒店

成都××酒店是中国最早投入运行的分布式能源项目之一,酒店占地26×104m2,由酒店大楼和数栋独立别墅组成,属于区域式分布式能源项目[8],以孤岛方式运行到2013年,稳定运行10 a。该项目全年用电消耗900×104kW·h,天然气消耗290×104m3,运维费用301.7万元,余热利用提供生活热水,节省加热费用49.1万元。因该酒店接入市电以及燃料成本增加等原因,导致项目经济性转差,该分布式能源项目于2013年停运。

1.4 上海市××区中心医院

1.5 上海××垃圾填埋场(一期)

上海××垃圾填埋场的沼气收集和预处理系统一期工程,属于区域式分布式能源项目。配置2台400 kW燃气内燃机、4台48 kW外燃机,设计发电量将达1 000 kW·h,该项目由于受上海当时经济、技术因素制约,一期填埋处于简单、裸堆状态,产生燃料气源不足,最终导致项目停运[10]。

1.6 上海××健康休闲中心

1.7 案例总结

选取的案例存在并网困难、设计不合理、缺乏气源、经济性不足、市政动迁等因素,有行业项目的代表性,涵盖了天然气分布式能源项目投资存在的主要风险。调研案例分析见表1。

表1 调研案例分析

2 研究方法

开展天然气分布式能源项目投资风险研究期间,运用关键风险因素法对关键风险因素进行识别,通过案例研究、项目调研完成风险程度评定。

2.1 风险识别

通过案例研究小组填写、专家访谈问卷调查、项目调研的方式对风险因素进行识别,形成天然气分布式能源项目投资风险因素指标重要性程度，见图1。

图1 天然气分布式能源项目投资风险因素指标重要性程度

2.2 风险防范

风险防范研究应在项目可行性研究阶段设计考虑,根据识别出的项目投资风险因素,做好防范风险措施[12]。针对天然气分布式能源项目高风险等级的风险因素,从针对性、可行性和经济性等方面考虑,进行风险防范措施研究[13]。

2.2.1 决策阶段风险

2.2.1.1 融资风险

项目开发建设初期需要大量资金,融资要求规模大、时间长,资金直接制约项目进展。中国近年发展的天然气分布式能源项目建设企业多为中小民营企业,不具备较强的技术研发水平,缺乏充足的资金,且由于项目产出的不确定性,难以评估项目成本和产品定价,导致难以通过银行风险管控部门的评审,给融资带来困难。

2.2.1.2 环境影响风险

项目设计应当充分考虑气源组分以及设施排放,明确燃气发电机组、溴化锂制冷机、地源热泵、余热锅炉等相关设备技术要求,重视氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、可吸入颗粒物、污水、噪声等影响因素,避免违反相关环保规定,影响项目立项审批。

2.2.1.3 政策风险

中国颁布的各项文件,促进了天然气分布式能源项目的有利成长。同时,相对于民营企业来说,项目高投资带来的风险较大,政策补贴的不稳定性致使投资回收周期较长,加上存在并网难的问题,使企业投资时需充分考虑政策风险。根据政策的变化实时采取措施,识别潜在的风险因素,调整投资策略,寻找项目新的获益点。节能服务公司应充分结合政策导向,要具备政策敏感性,通过政策补贴不断为项目注资,开发新型商业模式,开拓新市场和新业务。

2.2.1.4 气源结构策划风险

管道气具有输送、管网设施、价格等多方面优势,普遍被天然气分布式能源项目选用,CNG/LNG在槽车运输、母站技术成熟、照顾偏远地区等方面也有一定优势,而LPG和人工燃气,因热值、产量不足和环保要求等原因不具有优势[14]。

2.2.2 规划设计阶段风险

2.2.2.1 选址风险

因天然气分布式能源项目分为楼宇式或区域式,建设选址均在楼宇中或区域内附近,被动因素主要为因市政搬迁或其他因素导致项目关闭。选址风险影响较小。

2.2.2.2 技术风险

天然气分布式能源项目系统由电力技术、热能技术、暖通技术等多学科组成,涉及发电设备、电力输配设施等。中国自主技术与国外还有一定差距,关键部件主要依赖进口。其他制冷系统、供热系统的控制也需要提升。目前，应引导中国制造企业进行产业关键设备自主化研制,解决并网难度[15],开展天然气分布式能源项目并网技术、智能电网、智能化运维管理技术研究,减少对国外技术和装备的依赖,保证系统稳定运行。

2.2.3 施工阶段风险

2.2.3.1 建设工期延长风险

工期延误是项目建设中常见现象,是工程造价超支、资金回收困难和其他利益损失的最大原因,其风险因素主要来自业主、承包商、分包商、政府及其他等方面。

2.2.3.2 建设成本控制风险

随着市场竞争压力的不断增强,成本控制成为企业具有核心竞争力的衡量标准,主要风险因素分为自然力的作用、源于社会控制和源于人的行为三个方面[16],只有合理控制建设成本,才能达到提升经营收益率的目标。

2.2.3.3 施工安全风险

近年内发生的施工事故,造成了严重人员伤亡和财产损失,施工安全是衡量建设项目施工活动管理水平的一项重要指标。

建设项目管理应实行从计划、质量、控制、安全、技术等方面的管理,严格遵守国家工程建设规范进行设计和施工,建立“人、机、料、法、环”的全面质量管理体系,引进建筑信息模型(BIM)等有效的项目管理方法,提高项目管理水平。

2.2.4 运营阶段风险

2.2.4.1 建设质量控制风险

建设项目质量影响着建设公司和业主的经济利益,关系到公众的财产和生命安危。质量控制应从建设项目全生命周期的角度入手,从施工准备、施工到项目竣工验收做到质量控制,全面考虑承包单位主体资质风险、施工组织计划风险、环境风险等,达到建设项目质量服务目标[17]。

2.2.4.2 气源价格变化风险

2.2.4.3 消费终端市场风险

因天然气分布式能源项目系统装机容量的设计充分考虑项目的冷、热、电负荷,产品消耗相对稳定,且主要用于项目本身,市场风险相对较低,但需要科学设计,避免出现“大马拉小车”情况,防范市电引入带来的市场竞争。

2.2.4.4 管理层风险

天然气分布式能源项目在投产运行后,投资方各管理代表应主动协商,考虑投资金额占比、管理服务成本等因素,进行职责划分和利益分配,建立合同能源管理方案,定期召开项目管理层会议或董事会议,保证沟通顺畅,避免内部不良竞争和管理混乱,影响项目收益,甚至导致项目终止。

3 研究应用

为提高能源利用率,促进结构调整和节能减排,根据国家发展改革委、财政部、住房和城乡建设部、国家能源局联合印发的发改能源〔2011〕2196号《关于发展天然气分布式能源的指导意见》的有关要求,确定中海油天津研发产业基地分布式能源项目为首批4个国家天然气分布式能源示范项目之一,原计划装机规模4 359 kW[18]。该项目由于天然气分布式能源项目方案运行经济性差、管理费用高,存在天然气分布式能源项目投资风险中的规划设计阶段风险和运营阶段风险,因此天然气分布式能源项目中途搁浅,能源站设备用房土建工程完成,但未引进设备运营。2015年,中海油批准将天然气分布式能源项目方案调整,冬季利用水源热泵机组和燃气锅炉联合供热,水源热泵机组承担基础负荷,燃气锅炉用于调峰;夏季利用水源热泵机组和制冷机组联合,建设该能源中心,原天然气分布式能源项目方案不再实施。该能源中心拟投资5 000万元,利用原天然气分布式能源站已建设备用房中新增供热制冷设备,主要建设4口地热井及其配套管网,采用地源热泵提供冷热源。

南京禄口国际机场天然气分布式能源项目是中海油积极总结天津研发产业基地分布式能源项目后的关键天然气分布式能源项目布局,由中海石油气电集团有限责任公司、南京禄口国际机场和江苏中陆油联石化科技有限公司三方成立合资公司——中海油南京空港能源有限公司,配套南京禄口国际机场二期扩建工程建设。经全面研究各阶段投资风险,该项目建成后不但可以保障机场原有和新建用户的用气需求、基本的电力和冷热负荷需求,而且可以提高能源综合利用率,降低运营成本,平衡冬夏燃气、电力负荷差别大的问题,提高供能安全性、可靠性[19]。项目总投资18 921.42万元,建设规模为2台3 333 kW的燃气内燃发电机组和2台烟气热水型溴化锂机组(余热制冷量3 198 kW,余热供热量2 695 kW)、年供气量1×108m3的LNG气化站及机场内天然气输配管网。2019年1月,这个中海油真正意义上的天然气分布式能源项目初步设计顺利通过审查。项目由中海油南京空港能源有限公司负责投资建设,由中海石油气电集团技术研发中心首次提供PMC项目管理。机场天然气分布式能源项目的实施将具有显著的经济效益和社会效益[20]。

4 结论

天然气分布式能源项目因发展时间短、投资形式多样等特点,其投资风险分析复杂且动态。本文结合中国天然气分布式能源项目的典型案例,开展天然气分布式能源项目的投资风险分析研究,总结主要存在的投资风险因素,形成实际工程项目的经验借鉴,进一步丰富天然气分布式能源项目投资风险研究。项目建设单位在项目投资决策前,全面研究各项投资风险因素,重视气源价格风险、施工安全风险、政策风险、环境影响风险等高评价等级的风险因素,制定投资风险因素的风险防范措施,形成系统性的项目投资风险研究报告,为项目的顺利实施起到参考和决策支持作用。