基于成本競爭力比較的新疆煤炭利用方向研究

寧成浩 王明華 唐 庚

(神華科學技術研究院有限責任公司，北京市昌平區，102211)

★ 經濟管理 ★

基于成本競爭力比較的新疆煤炭利用方向研究

寧成浩 王明華 唐 庚

(神華科學技術研究院有限責任公司，北京市昌平區，102211)

成本競爭力是決定新疆煤基能源化工產品外送規模的重要依據之一，也是影響新疆煤炭、煤電、煤化工產業做大做強的一個重要因素。基于煤基能源化工產品成本競爭力模型及判據，以煤炭、煤電、煤化工產品(煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴)外運為研究對象，分析和比較了新疆與能源“金三角”地區之間煤基能源化工產品的成本競爭優勢。研究表明，新疆煤炭外運競爭優勢很小，僅限于蘭州以西市場；新疆煤化工產品較寧夏、甘肅有一定的競爭優勢，但與內蒙古、陜西相比，無競爭優勢；新疆煤電直流輸送有較明顯的競爭優勢。綜合來看，未來新疆煤炭利用應堅持煤電、煤化工“兩翼齊飛”的戰略發展方向，進一步擴大新疆煤炭清潔高效轉化規模，而不宜擴大煤炭外運規模。

新疆 煤炭利用 成本競爭力 能源“金三角”

新疆煤炭資源豐富，是我國第14個大型煤炭基地和國家五大綜合能源基地之一。特別是隨著我國煤炭開發布局的戰略西移，新疆將成為未來一段時期我國西部、乃至全國煤炭發展的重點區域。改革開放以來，煤炭產業及煤炭下游相關產業發展為新疆自治區發展帶來較好的經濟效益和社會效益。2015年，新疆煤炭和電力的產業增加值約為240億元和310億元，占同期新疆工業增加值的8.3%和11.4%。然而，新疆疆內產品消費能力有限，大部分產品需要外送至疆外市場，煤炭、煤電、煤化工產品也是如此。當新疆煤基能源化工產品(例如商品煤、煤電、煤制油品、煤制天然氣、煤制烯烴等)外銷(輸)至疆外目標市場時，將面臨我國能源“金三角”地區(主要指內蒙古鄂爾多斯、寧夏寧東、陜西榆林及甘肅隴東等煤炭資源富集地區)的強有力競爭。

1 新疆煤炭、煤電、煤化工產品成本競爭力模型

眾所周知，新疆距離我國能源消費中心較遠，要彌補其運距遠的劣勢，必須在生產成本上具有更好的優勢，才能體現煤基能源化工產品的競爭力。換言之，判斷一種煤基能源化工產品是否具有競爭力，將取決于新疆與其他地區的生產成本差能否抵消新疆與其他地區至目標市場的運輸成本差，若能則代表新疆此種煤基能源化工產品有較好的競爭力，反之亦然。

本文基于以上考慮，以內蒙古鄂爾多斯、寧夏寧東、陜西榆林及甘肅隴東為比較對象，構建了新疆煤炭、煤電、煤化工產品成本競爭力模型，見表1和式(1)。

表1 新疆煤炭、煤電、煤化工產品成本競爭模型

C3,i,j=C1,i,j+C2,i,j

(1)

式中：C3,i,j——j地區至目標市場的i產品落地成本；

C1,i,j——j地區i產品生產成本；

C2,i,j——j地區輸送至目標市場的i產品運輸成本；

i——煤炭、煤電、煤化工(煤制油品、煤制天然氣、煤制烯烴)產品序號；

j——地區序號，j=1代表新疆。

判斷新疆某種煤基能源化工產品有其成本競爭力時，需要滿足判據1：C3,i,1

判據1表示當新疆地區i煤基能源化工產品的落地成本低于j地區時，新疆的這種煤基能源化工產品有其成本競爭力。如果判據1不成立，則表示新疆的這種煤基能源化工產品難與來自j地區同類產品進行競爭。

將式(1)帶入判據1，能推導出(C1,i,1+C2,i,1)-(C1,i,j+C2,i,j)<0，也即△C1,i+△C2,i<0。其中，△C1,i是新疆與其他地區的生產成本差；△C2,i是新疆與其他地區至目標市場的運輸成本差。其意義是新疆與其他地區的生產成本差能否抵消新疆與其他地區至目標市場的運輸成本差，若能則表示新疆的這種煤基能源化工產品有競爭力，反之亦然。

判據2表示當實際運輸距離差△L小于△Le時，則可判定新疆煤基能源化工產品具有競爭力，反之亦然。等效運輸距離差△Le越大，則表示新疆煤基能源化工產品的競爭力越強。

2 新疆煤炭外運競爭力比較

煤炭外運方式有公路運輸與鐵路運輸兩種。在遠距離煤炭運輸上，鐵路運輸具備規模和成本優勢，因此本文采用鐵路運輸方式進行比較。在目標市場選擇方面，考慮到蘭州市與西安市是我國西部重要的鐵路運輸樞紐，西部很多貨物由此轉運至我國東部和南部地區，故本文選取這兩個地點作為煤炭外運目標市場。

2.1 煤炭生產成本

煤炭生產成本包括資源成本、基本生產成本、安全成本、生態環境成本和可持續發展成本等，其高低受資源與環境因素、技術與工藝因素、安全生產因素、經營管理因素以及政策與法規因素的影響較大。經過實地考察及調研，新疆及能源“金三角”地區的煤炭生產成本取值見表2。

表2 新疆及能源“金三角”地區的煤炭生產成本

2.2 煤炭運輸成本

根據2015年國家發改委發布的中國煤炭鐵路運價標準，各地區煤炭運輸至目標市場的運輸成本按基價1的18.6元/t和基價2的0.1551元/(t·km)計算，見表3。

表3 新疆及能源“金三角”地區至目標市場的煤炭運輸成本

2.3 煤炭落地成本

將表1和表2的數值帶入式(1)，可計算新疆哈密、能源“金三角”地區至目標市場的煤炭落地成本，見表4。從計算結果來看，同樣運至蘭州市場，哈密煤炭的落地成本較寧東略低，較榆林、鄂爾多斯和華亭略高。按照判據1，可判斷哈密煤炭在蘭州以西市場是有一定競爭能力的。而同樣運至西安市場，哈密煤炭的落地成本則遠高于競爭對手，這表明哈密煤炭在西安以東和以南市場上均無法與競爭對手抗衡。因此，在榆林、鄂爾多斯和寧東等主要競爭地區煤炭供應充分的前提下，新疆煤炭很難進入西安以東和以南地區的煤炭市場。

表4 新疆及能源“金三角”地區至目標市場的煤炭落地成本 元/t

3 新疆煤電外輸競爭力比較

我國西部各煤炭基地的地理位置、送電需求、送電距離、送電路徑等情況各不相同，可以選擇不同的輸電方式和輸電電壓等級進行煤電外送。目前，常用的輸電方式有交流輸電和直流輸電兩種，它們具有截然不同的技術特點。交流輸電具有網絡功能，可以靈活地匯集、輸送和分配電力，需要各電壓等級協調配合，因此其具有較為嚴格的安全輸送距離。直流輸電是一種點對點的高效送電方式，相比于交流輸電，直流輸電被公認在遠距離輸電場合具有更加優異的經濟性。因此本文在進行煤電外輸競爭力比較的時候采用直流輸電方式。在送端上，本文挑選北京、上海、成都作為受端目標市場進行比較。

3.1 煤電生產成本

煤電生產成本(CΣ)由折舊成本(Cd)、燃料成本(Cf)以及維護成本(Cm)三部分組成，煤電生產成本可按下式計算：

(2)

式中：γ——發電成本的運行維護系數，一般取值在1.13～1.18之間，本文取1.15；

iSIC——電站凈功率折算的動態投資費用，元/kW，本文以600 MW超臨界火電機組為參考，取iSIC為4000元/kW；

τ——機組的年利用小時數，以2015年全國火電機組年發電小時數為參考，取4364 h；

t——電站的服役期，一般為20～30年，本文按25年計；

Cf1——單位熱值煤炭生產成本，元/GJ；

η——機組平均熱效率，參考600 MW超臨界火電機組平均熱效率，本文按40%計。

依據上述條件，可計算新疆、能源“金三角”地區的煤電生產成本，見表5。

表5 新疆與能源“金三角”地區煤電生產成本

3.2 煤電輸送成本

輸電成本按如下三步法計算。

第一，運用現金流折現的方式，計算直流輸電項目的成本凈現值。直流輸電項目的生產成本包含了初始投資成本、每年的維護成本、損耗費用、輸電走廊折舊費用。完整的直流輸電項目成本凈現值計算模型如表6所示。

表6 直流輸電項目成本計算模型

其中，現值與年值換算公式為：

(3)

式中：P——現值；

A——年值；

r——年利率；

t——生命周期。

第二，估算直流輸電項目全生命周期內的總輸電量，并將其進行折現。

第三，計算單位發電量的成本凈現值，即為直流輸電成本。考慮到運行額定功率以及運行電壓的不同，將會造成輸電成本不同，本文以兩地之間的最小輸電成本為基準進行比較，主要經濟參數見表7。新疆、能源“金三角”地區至送端目標市場的直流輸電成本見表8。

表7 計算模型中采用的經濟參數

表8 電源點至受端目標市場的直流輸電成本

3.3 煤電落地成本

將表5和表8結果帶入式(1)，可計算新疆哈密、能源“金三角”地區直流輸電至受端目標市場的煤電落地成本，見表9。從計算結果來看，哈密煤電的外送成本較鄂爾多斯、榆林、寧東、華亭都要低。按照判據1，可以判斷哈密煤電直流送至北京、上海和成都均具有較好的競爭優勢。這主要是因為盡管新疆煤電在輸送距離上有著明顯的劣勢，但是其煤電生產成本低廉，例如哈密煤電的單位成本僅為鄂爾多斯的75%、寧東的54%，很好地彌補了新疆距離電力消費中心距離較遠的劣勢。另外，可以預見，隨著大規模直流輸電設備及制造工藝的持續改進，直流輸電的成本將進一步下降，因此未來疆電的競爭優勢將更為明顯。

表9 電源點至送端目標市場的煤電落地成本 元/kWh

4 新疆煤化工產品外運競爭力比較

煤炭通過現代煤化工技術轉化成為石油、天然氣替代產品，不僅延長了煤炭產業鏈，同時也極大地提高了煤炭附加值，因此成為煤炭資源富集地區重要的發展方向之一。本文以煤制天然氣、煤制油和煤制烯烴為主要對象，研究新疆煤化工產品競爭力。

4.1 計算依據

(1)煤化工產品成本構成最主要的差異體現在原煤價差和固定資產折舊及攤銷兩個方面，而職工薪酬、維修費、水費、環保費用及其他費用假定相同。

(2)項目消耗的電力折算到燃料煤。

(3)新疆地區建設項目的固定資產投資為其他地區的1.2倍。

(4)煤制天然氣管道運輸費用為0.116元/(103m3·km)；油品和化學品以鐵路方式輸送，油品運輸費用為0.20元/(t·km)，化學品運輸費用為0.17元/(t·km)。

(5)不同工藝的技術指標按照表10進行計算。

4.2 煤轉化產品成本競爭力分析

本文以規模為40億m3/a的煤制天然氣項目、100萬t/a的間接液化項目和68萬t/a煤制烯烴項目為例，計算了煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴3種煤基能源化工產品的等效運輸距離差，見表11。

表10 不同煤化工產品生產工藝技術指標

表11 新疆準東與其他地區煤化工產品的等效運輸距離差

從煤制天然氣等效運輸距離差結果來看，寧夏寧東、甘肅華亭的數值較大，而陜西榆林、內蒙古鄂爾多斯的數值較小。按照判據2，可以判斷相比較寧東和華亭地區，準東煤制天然氣是有一定競爭力的。但與榆林相比，準東煤制天然氣競爭力較為一般。與鄂爾多斯相比，準東煤制天然氣僅能夠輸送至蘭州以西地區，其成本競爭力較弱，適于在疆內消化。從煤制油、煤制烯烴等效運輸距離差結果來看，也能得出與煤制天然氣類似的結論。盡管如此，從煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴等效運輸距離差結果綜合來看，煤制烯烴的等效運輸距離差數值較大，這說明新疆發展現代煤化工，應著力發展煤制烯烴，其競爭力優勢要高于煤制天然氣和煤制油。

5 結語

受疆內能源化工產品消費能力限制，新疆必須將煤基能源化工產品輸送至疆外， 其規模的大小將影響到新疆煤炭產業能做大到何種程度。而決定煤基能源化工產品外輸規模的主要條件就是，與其他煤炭資源地區相比，要有很好的成本競爭力。從本文煤炭、煤電、煤化工產品成本競爭力分析來看，新疆煤炭外運不具有優勢，僅在蘭州以西市場有一定的競爭力；新疆煤電直流輸送至北京、上海、成都均具有較好的競爭力，優勢較為明顯；新疆煤制天然氣、煤制油、煤制烯烴較部分煤炭資源省區是有一定競爭力的。基于此，未來新疆煤炭利用應堅持以煤電、煤轉化為主線，加大疆內煤炭轉化利用規模，不宜加大煤炭外運規模。在煤炭轉化方向上，也應堅持以煤制烯烴為主、煤制天然氣和煤制油為輔的產業發展方向，并通過國家和地方的政策支持，提高其競爭力，從而將新疆打造成為我國重要的煤電、煤化工生產基地。

[1] 劉振亞，張啟平.國家電網發展模式研究[J].中國電機工程學報，2013(7)

[2] 李峰，李興源.特高壓直流輸電相關問題的綜述[J].四川電力技術，2006(6)

[3] 牛新祥.對我國煤化工示范項目主要產品經濟性分析[J].煤炭加工與綜合利用，2014(2)

[4] 王明華，寧成浩，李瑞峰. 新疆現代煤化工產業的關鍵問題與十三五發展建議[J].中國煤炭，2017(2)

StudyondirectionofcoalutilizationinXinjiangbasinguponcomparisonofcostcompetitiveness

Ning Chenghao, Wang Minghua, Tang Geng

(Shenhua Science and Technology Research Institute Co., Ltd., Changping, Beijing 102211, China)

Cost competitiveness is a vital factor to determine export scale of coal based energy products and also an influencing factor on the sustainable development of coal and coal conversion industry in Xinjiang. According to cost competitiveness model and criterion of coal based energy products, the authors took outward transport of coal, coal power, and coal chemical industrial products in Xinjiang as objects, analyzed and compared cost competitiveness advantages of the products between Xinjiang and energy golden triangle regions. The results showed that the coal products had small competitive advantage if transported the products to the east of Lanzhou, coal-based chemical series products in Xinjiang had more competitive advantage than Ningxia and Gansu, but no competitive advantage in Inner Mongolia and Shaanxi, coal power transport through direct current in Xinjiang had more advantage than other districts. In sum, development of Xinjiang coal utilization should insist developing both coal power and coal-based chemical products, enlarging the size of coal clean and efficient transformation, and restricted the size of outward transport in the future.

Xinjiang, coal utilization, cost competitiveness, energy golden triangle

中國工程院重大咨詢項目(2016-ZD-14-05)

寧成浩，王明華，唐庚. 基于成本競爭力比較的新疆煤炭利用方向研究[J].中國煤炭，2017，43(12):27-31，67.

Ning Chenghao, Wang Minghua, Tang Geng. Study on direction of coal utilization in Xinjiang basing upon comparison of cost competitiveness [J].China Coal，2017，43(12):27-31，67.

TD-9

A

寧成浩(1976-)，男，青海西寧人，高級工程師，碩士，主要從事煤炭高效清潔開發利用相關戰略規劃、政策研究、技術經濟分析等軟科學研究工作。

(責任編輯 宋瀟瀟)