T-EPC模式在水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電中的應用

泰豪科技股份有限公司上海運營總部 周 虹 楊文濱

1 國內(nèi)合同能源管理的嘗試和發(fā)展

20世紀70年代世界石油危機爆發(fā)后，合同能源管理(簡稱EPC)作為一種全新的節(jié)能機制在市場經(jīng)濟國家逐步發(fā)展起來。EPC即由專業(yè)的節(jié)能服務公司通過能源服務合同為客戶企業(yè)提供能源診斷、方案設計、技術選擇、項目融資、設備采購、安裝調(diào)試、運行維護、人員培訓、節(jié)能量檢測、節(jié)能量跟蹤等一整套的系統(tǒng)化服務；并從客戶節(jié)能改造后獲得的節(jié)能效益中，按合同約定收回投資和取得利潤的一種市場化節(jié)能機制和商業(yè)運作模式。

我國是世界上僅次于美國的第二能源消費大國，但能源利用效率低，是能源浪費最嚴重的國家之一。20世紀九十年代初合同能源管理機制正式引入我國。但在我國，這種科學的、先進的與專業(yè)的管理模式?jīng)]有得到普遍應用，遠沒有發(fā)揮其應有的巨大作用。

為此，2010年4月2日，國務院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了發(fā)改委、財政部、人民銀行、稅務總局四部委《關于加快推行合同能源管理促進節(jié)能服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展的意見》，提出將采取資金補貼、稅收、會計和金融四方面措施推動合同能源管理發(fā)展。

目前我國EPC包括三種形態(tài)：

一是節(jié)能效益分享型，即由節(jié)能服務公司提供資金和全過程服務，在客戶配合下實施節(jié)能項目，在合同期間與客戶按照約定的比例分享節(jié)能收益。

二是節(jié)能量保證型，即客戶分期提供節(jié)能項目資金并配合項目實施；節(jié)能服務公司提供全過程服務并保證項目節(jié)能效果。按照合同規(guī)定，客戶向節(jié)能公司支付服務費用。

三是能源費用托管型，即客戶委托節(jié)能服務公司進行能源系統(tǒng)的節(jié)能改造和運行管理，并按照合同約定支付能源托管費用；節(jié)能服務公司通過提高能源效率降低能源費用，并按照合同約定擁有全部或者部分節(jié)省的能源費用。

目前中國主流的EPC是節(jié)能效益分享型項目。而在分布上，節(jié)能效益分享型項目主要分布在建筑領域；節(jié)能量保證型項目主要集中在工業(yè)領域；能源費用托管型項目主要出現(xiàn)在具有一定規(guī)模的醫(yī)院、賓館飯店和商業(yè)賣場。在時間上，節(jié)能效益分享型項目的分享期限有延長的趨勢，平均超過4.5年，最長超過10年；能源費用托管型項目的托管期普遍較長，平均超過10年，最長為15年。隨著國內(nèi)合同能源管理公司運營管理的不斷成熟，目前開始出現(xiàn)一系列結(jié)合中國實際的EPC新模式，如泰豪合同能源管理模式（簡稱T-EPC）。

T-EPC模式主要針對的是新建項目，節(jié)能服務公司在項目論證期或者更早就開始參與設計，進行能源部分的優(yōu)化布局、產(chǎn)品選型、控制系統(tǒng)優(yōu)化等；在建設期保證節(jié)能理念的落實、節(jié)能產(chǎn)品的合格以及節(jié)能工程的質(zhì)量，該階段可依據(jù)投資額享受融資回報；在運營期達到節(jié)能目標的前提下，對節(jié)能量進行收益分享，即全過程多方位參與到新建項目的前中后期建設和運營。

T-EPC投資流程如圖1所示，主要分為四個階段，新建項目的確立、能源部分的優(yōu)化設計、投資建設模式選擇、分期回收方式等。

2 我國新建干法水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電概況

我國現(xiàn)在已是世界上最大的水泥生產(chǎn)國，各地都在新建、擴建新型干法水泥生產(chǎn)線。2010年新增生產(chǎn)線數(shù)量和能力都是歷年之最。

作為能源消耗大戶之一的水泥工業(yè)，水泥生產(chǎn)過程中有約占熟料燒成熱耗35%左右的溫度為350℃以下的中、低溫廢氣余熱不能被充分利用，不僅造成能源浪費，同時也產(chǎn)生嚴重的熱污染。隨著窯外分解技術的成熟和提高，各地新型干法水泥生產(chǎn)線的建設迅速增加，因而余熱資源的綜合利用與CO2的減排成為水泥工業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展的焦點。

采用余熱發(fā)電技術，將排放的廢氣余熱回收并轉(zhuǎn)換為電能再用于水泥生產(chǎn)，將廢氣溫度大幅降低后排入大氣，這對降低水泥生產(chǎn)的綜合能耗、減排CO2、削減熱污染將是一個十分有效的途徑。純低溫余熱發(fā)電相比于帶補燃的余熱發(fā)電不增加粉塵、廢渣、煙氣及二氧化硫的排放，因而更具有節(jié)能和環(huán)保的效果，屬于國家重點推廣的節(jié)能項目。

近年來，由于原燃料價格大幅上漲造成水泥生產(chǎn)成本急劇上升，行業(yè)總體盈利能力不強，水泥企業(yè)存在融資難問題，為降低投資成本，水泥企業(yè)在新建水泥生產(chǎn)線上多未采用純低溫余熱發(fā)電技術。

傳統(tǒng)的EPC模式需要在水泥生產(chǎn)線建成后進行節(jié)能改造，這樣做不但會增加節(jié)能投資，延遲收獲節(jié)能效果，還面臨著場地、技改配合等多方面的問題。在這種情況下，采用T-EPC的合同能源管理模式，由專業(yè)節(jié)能服務公司投資，和新建水泥生產(chǎn)線同步建設余熱發(fā)電電站，在水泥生產(chǎn)線投產(chǎn)后即可生成效益，這樣做將很好的彌補了傳統(tǒng)EPC模式的不足，及早降低能源消耗，減輕環(huán)境熱污染。

3 采用T-EPC合同能源管理模式的某水泥熟料生產(chǎn)線余熱發(fā)電項目

湖北某水泥有限公司投資建設的新型干法水泥生產(chǎn)線設計產(chǎn)量為2500t/d，投產(chǎn)后實際產(chǎn)量為2900t/d。其配套的余熱發(fā)電項目由上海泰豪智能節(jié)能技術有限公司（上海泰豪）采用T-EPC模式投資建設，建設完成后雙方分享效益，在分享一定年限后，泰豪將電站所有權和經(jīng)營權移交給水泥廠，由水泥廠繼續(xù)獲益。

目前水泥生產(chǎn)線常用的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)有單壓不補汽式、復合閃蒸補汽式、雙壓補汽式、冷卻機兩級取熱式和帶三次風管取熱增壓增溫等幾種方式。在綜合考慮了各方因素后，水泥熟料生產(chǎn)線余熱發(fā)電項目采用了技術比較成熟的多壓補汽式低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。其系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

由于在建設初期，泰豪專業(yè)技術人員針對該項目余熱發(fā)電的需求，對其原有設計內(nèi)容進行評估并提出進行節(jié)能優(yōu)化設計建議，預留了余熱發(fā)電設備的建設位置，從而極大的便于電站設備的安裝和調(diào)試。本項目主要布置在2500t/d新型干法水泥熟料生產(chǎn)線周邊預留的空地上。水泥熟料窯自西向東，呈“一”字型布置。按此地形并結(jié)合利用水泥窯窯頭、窯尾廢氣余熱的特點，本項目循環(huán)冷卻水塔及泵房、主廠房（包括汽輪發(fā)電機房、高低壓電氣室、電站中央控制室及化學水處理車間）依次布置在水泥線窯頭廠房東側(cè)和東北側(cè)的空地上，循環(huán)冷卻水塔及泵房位于水泥線窯頭廠房東側(cè)，主廠房位于水泥線窯頭廠房東北側(cè)；窯尾SP余熱鍋爐布置在窯尾框架附近高溫風機上部；AQC余熱鍋爐、AQCSH余熱過熱器布置在窯頭廠房旁邊。

根據(jù)水泥公司提供的2500t/d水泥窯的設計參數(shù)和類似生產(chǎn)線實際運行情況，經(jīng)熱力平衡計算，水泥窯在正常生產(chǎn)時（產(chǎn)量為2900t/d）：廢氣余熱設計發(fā)電功率為4160kW(日平均發(fā)電能力為4050kW)。考慮到水泥生產(chǎn)線廢氣參數(shù)的波動、生料烘干所需廢氣溫度的變化、保證窯尾電收塵效果的需要、熟料產(chǎn)量進一步提高、窯尾收塵器可能的改造及今后余熱發(fā)電技術的發(fā)展等因素，本方案發(fā)電裝機容量按一臺額定功率為5000kW、經(jīng)濟功率4000kW的汽輪機配套一臺最大功率6000kW、額定功率5000kW發(fā)電機的裝機方案。

根據(jù)裝機方案本項目裝機容量為5MW，系統(tǒng)主機包括兩套余熱鍋爐及一套補汽凝汽式汽輪發(fā)電機組。工程建設到第2年開始產(chǎn)生發(fā)電效益，第3年開始正常運行，多年平均供電量（即減少外購電量）為2711.9×104kWh。本工程建成后，水泥公司每年向電網(wǎng)少購電量2711.9×104kWh，每年向環(huán)境減排28485.8tCO2，對削減周圍環(huán)境的熱污染有明顯效果，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

4 結(jié)論與建議

采用合同能源管理模式實現(xiàn)對新建水泥熟料生產(chǎn)線余熱發(fā)電投資建設運營，符合建設節(jié)約型社會的“減量化，再利用，資源化”原則。鑒于我國EPC行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，單獨靠節(jié)能服務公司（ESCo）自身的積累與發(fā)展來促進余熱發(fā)電項目的建設與改造顯然還存在很大困難。為了促進EPC模式在此類項目中的應用，希望政府和金融界有識之士進一步加大政策與資金的支持力度，推動節(jié)能項目的實施，降低企業(yè)能耗成本，使ESCo健康快速發(fā)展、創(chuàng)造經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的多贏局面。

[1]韓永奇 誰來為企業(yè)節(jié)能投資買單—— 合同能源管理破解中國節(jié)能減排難題 電力需求側(cè)管理2007（05）

[2]王敬敏 王李平 合同能源管理機制的效益分享模型研究 中國優(yōu)秀博碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫（碩士） 2006（12）

[3]吳剛美 國合同能源管理（EPC）市場發(fā)展現(xiàn)狀[J]上海節(jié)能2005（04）

[6]白杉 宋云飛 蘇曉雪 EMC（合同能源管理）模式在我國余熱發(fā)電項目投資中的應用探究時代金融2008（10）