碳達峰、碳中和目標下的園區(qū)綜合能源項目經(jīng)濟性評價

魏海燕

華北電力大學發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟管理系

0 引言

能源是人類生存和發(fā)展的重要基石,是社會經(jīng)濟運行的動力和基礎(chǔ)[1]。隨著世界各國經(jīng)濟的快速發(fā)展，當今社會對能源的需求日益增長，能源的供需矛盾日益突出。近年來，全球的環(huán)境污染問題日益嚴重，為了緩解能源短缺、環(huán)境污染的問題，進一步發(fā)展可再生能源，同時實現(xiàn)傳統(tǒng)能源的清潔刻不容緩，推動能源革命勢在必行[2]。黨中央、國務院又提出了碳達峰、碳中和的戰(zhàn)略決策，碳達峰、碳中和目標是黨中央、國務院對當前環(huán)境問題和能源危機問題審時度勢作出的重大戰(zhàn)略決策，已被納入生態(tài)文明建設(shè)的整體布局，將對全球的能源格局產(chǎn)生重大的影響，也為我國能源行業(yè)的發(fā)展指明了前進的方向[3]。

本文基于上述背景，開展關(guān)于碳達峰、碳中和目標下的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)構(gòu)建，對園區(qū)綜合能源項目的經(jīng)濟性作出評價，節(jié)能減排效益也被考慮在其中。綜合評價碳達峰、碳中和目標下的園區(qū)綜合能源項目經(jīng)濟性，為綜合能源系統(tǒng)項目的投資者提供參考。

1 經(jīng)濟性評價方法

1.1 經(jīng)濟性評價及其指標

經(jīng)濟性評價指標包括：動態(tài)投資回收期（TP）、財務凈現(xiàn)值（NPV）和財務內(nèi)部效益率（IRR），這三個指標計算公式如下。

1.1.1 動態(tài)投資回收期

動態(tài)投資回收期計算公式為：

式中，TP是動態(tài)投資回收期；CI是第t年的收入，視為現(xiàn)金流入；CO是第t年的支出或投資，視為現(xiàn)金流出；i0是行業(yè)的基準折現(xiàn)率。

動態(tài)投資回收期的計算也可以根據(jù)財務分析中的現(xiàn)金流量表計算，計算公式為：

1.1.2 凈現(xiàn)值法

凈現(xiàn)值是評價項目盈利能力的重要指標之一，凈現(xiàn)值大于零則方案可行，且凈現(xiàn)值越大，方案越優(yōu)，投資效益越好。

式中，NPV為凈現(xiàn)值；It為第t年的現(xiàn)金流入量；Ot為第t年的現(xiàn)金流出量；R為折現(xiàn)率。

1.1.3 內(nèi)部效益率

內(nèi)部效益率是一項投資渴望達到的報酬率，該指標越大越好。一般情況下，內(nèi)部效益率大于等于基準效益率時，該項目是可行的。

其中，a、b為折現(xiàn)率，a＞b；NPVa為折現(xiàn)率為a時，所計算得出的凈現(xiàn)值，一定為正數(shù)；NPVb為折現(xiàn)率為b時，所計算得出的凈現(xiàn)值，一定為負數(shù)。

1.2 項目敏感性分析及其指標

本文擬通過計算敏感度系數(shù)來尋找敏感性因素。敏感度系數(shù)是指項目經(jīng)濟評價指標變化率與不確定性因素變化率之比，其計算公式為：

式中：

△A/A——評價指標的變動比率，如凈現(xiàn)值NPV或內(nèi)部效益率IRR；

△F/F——不確定因素的變化率，如建設(shè)投資、工期等。

SAF＞0表示評價指標與不確定性因素同方向變化；SAF＜0表示評價指標與不確定性因素反方向變化。SAF絕對值越大，表明評價指標A對于不確定性因素F越敏感；反之，則不敏感。

2 園區(qū)綜合能源項目方案

目前，對綜合能源系統(tǒng)的建模已經(jīng)有了深入的研究，本文的重點在于碳排放、碳中和的目標下，構(gòu)建包括儲能系統(tǒng)和蓄冷蓄熱系統(tǒng)的園區(qū)綜合能源系統(tǒng)?？紤]綜合能源系統(tǒng)中清潔能源的節(jié)能減排效益，在政府對風光發(fā)電補貼日益減少甚至是不再補貼的情況下，對項目進行經(jīng)濟性評價。

2.1 園區(qū)綜合能源系統(tǒng)項目概況

H省某園區(qū)綜合能源系統(tǒng)包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)和蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)。該項目的設(shè)計目的是合理利用當?shù)氐娘L光及地源資源，并結(jié)合當?shù)氐呢摵汕闆r，通過光伏、風機等清潔能源發(fā)電系統(tǒng)提高當?shù)厍鍧嵸Y源的占比，達到100%清潔能源使用。項目計劃全壽命周期為20年，建設(shè)期2年，第3年開始投入運營。以下對項目進行經(jīng)濟性評價，評價的基本參數(shù)如表2-1所示。

表2 -1經(jīng)濟性評價基本數(shù)據(jù)

2.2 園區(qū)綜合能源項目成本計算

如表2-2所示是項目的投資及年運維成本概況。由該表數(shù)據(jù)可知：

表2 -2項目投資及年運維成本概況

1）初始投資為5 666萬元，全部為自籌資金。

2）年運行維護成本為328.3萬元，主要包括：維修費、材料費、保險費、其他費、人工工資及福利等。

3）固定資產(chǎn)殘值回收

一般在計算期最后一年，按給出的固定資產(chǎn)折舊方法計算，根據(jù)固定資產(chǎn)折舊的平均年限法：

固定資產(chǎn)投資=5 666萬元，固定資產(chǎn)殘值回收=5 666×5%=283.3萬元，各年固定資產(chǎn)折舊=（5 666-283.3）/17=316.63萬元。

2.3 園區(qū)綜合能源項目效益計算

2.3.1 供能效益計算

1）光伏發(fā)電效益：光伏發(fā)電系統(tǒng)容量約為813 kWp，本系統(tǒng)年利用小時數(shù)為1 317 h，每天運行10 h，年發(fā)電量=813×1 317×10=107.07萬kWh。光伏發(fā)電的電量可在園區(qū)內(nèi)被完全消納，按園區(qū)用電綜合電價1.068元/kWh（考慮光伏發(fā)電時段處在用電高峰及平峰時段進行綜合測算電價），園區(qū)每年可節(jié)約電費：107.07×1.068=114.35萬元，發(fā)電效益共114.35萬元。

2）風電發(fā)電效益：風機發(fā)電容量為2MW，年利用小時數(shù)2 400 h，年發(fā)電量：2 000×2 400=480萬kWh。風力發(fā)電的電量可在園區(qū)內(nèi)被完全消納，按園區(qū)用電綜合電價1.068元/kWh（考慮風機發(fā)電時段處在用電高峰及平峰時段進行綜合測算電價），園區(qū)每年可節(jié)約電費：2 000×1.068×2 400=512.64萬元。發(fā)電效益共512.64萬元。

3）儲能電站效益：儲能電站容量為0.8MW，高峰電價1.313 3元/kWh，低谷電價0.427 3元/kWh，峰谷價差：0.886元/kWh，年儲能小時數(shù)：1 873 h，低谷時向電網(wǎng)買電儲存起來，供高峰時段賣出去，獲得峰谷價差的效益，儲能效益：800×0.886×1 873=132.76萬元。

4）地源熱泵系統(tǒng)效益：地源熱泵系統(tǒng)每年制冷供暖共節(jié)電575.9萬kWh，節(jié)省運行費用518.5萬元，節(jié)約電力208 kW。

制冷季節(jié)：地源熱泵機組節(jié)約電量59.9萬kWh。按平均電價0.900 3元/kWh計算，每個制冷季節(jié)節(jié)約電費為0.900 3×59.9=53.9萬元。

供暖季節(jié)：按地源熱泵系統(tǒng)供暖COP4.0計算，每個供暖季節(jié)可節(jié)約電量516萬kWh。平均電價按0.900 3元/kWh計算，地源熱泵供熱比直熱式電鍋爐每個供暖季節(jié)節(jié)省運行費用464.6萬元。

5）冰蓄冷系統(tǒng)效益：冰蓄冷系統(tǒng)每年削峰填谷電量達103.4萬kWh?？晒?jié)約運行費用為46.1萬元。

6）蓄熱式電鍋爐系統(tǒng)效益：蓄熱式電鍋爐采用全蓄熱模式，削峰填谷電量達37.45萬kWh。考慮蓄熱損失，蓄熱式電鍋爐效率約90%，與直熱式電鍋爐（其運行平均電費按0.900 3元/kWh計算）相比，每供暖季節(jié)節(jié)省運行費用37.45×0.900 3-37.45/90%×0.4748=13.96萬元。

綜上所述，項目供電效益為風光儲售電效益：759.75萬元；供熱效益為地源熱泵464.6萬元，蓄熱式電鍋爐13.96萬元，共478.56萬元；供冷效益為地源熱泵53.9萬元，冰蓄冷系統(tǒng)46.1萬元，共100萬元。項目的供能總效益為1 338.33萬元。

2.3.2 節(jié)能減排效益計算

節(jié)能減排效益是指項目建設(shè)對項目場地環(huán)境改善的影響。風能和太陽能發(fā)電系統(tǒng)依賴于風能和太陽能的生產(chǎn)。項目建成后，將不再排放污染物。其環(huán)境成本只是風能和太陽能設(shè)備在制造、運輸和安裝過程中的能源消耗所造成的污染排放。本文按照折算為標準煤來計算節(jié)能減排效益，表2-3為節(jié)能減排折算標準數(shù)據(jù)。

表2 -3折算標準數(shù)據(jù)

1）光伏發(fā)電節(jié)能減排效益

園區(qū)光伏發(fā)電量為107.07萬kWh，折合成362.97 tce，折算的結(jié)果如表2-4所示。光伏發(fā)電節(jié)能減排效益：28.72萬元

表2 -4光伏發(fā)電節(jié)能減排結(jié)果

2）風力發(fā)電節(jié)能減排效益

園區(qū)風力發(fā)電量為480萬kWh，折合成1 627.2 tce，折算的結(jié)果如表2-5所示。風力發(fā)電節(jié)能減排效益：128.49萬元

表2 -5風力發(fā)電節(jié)能減排結(jié)果

3 項目經(jīng)濟性評價

項目先進流量表如表3-1所示。依據(jù)表3-1計算出項目的投資回收期、凈現(xiàn)值和內(nèi)部效益率。Tp=15.43年，NPV=1 395.17萬元，IRR=11.58%，可知項目具有經(jīng)濟性。

表3 -1全投資現(xiàn)金流量表單位：萬元

4 敏感性分析

對項目進行不確定分析，確定項目經(jīng)濟效果評價指標為IRR和敏感性要素SAF（SAF的絕對值大于1，為敏感性因素，SAF的絕對值小于1，為非敏感性因素），影響本項目的主要經(jīng)濟因素為固定資產(chǎn)投資K、經(jīng)營成本C和風光發(fā)電量E，確定各因素變動+20%、+10%、-10%、-20%時對指標IRR和SAF的影響，基準效益率為8%。敏感性分析表如表4-1所示，敏感性圖如圖4-1所示。由表4-1和圖4-1可知，項目對固定資產(chǎn)投資最為敏感，對風光發(fā)電量的敏感性次之，對經(jīng)營成本的敏感性再次之。

圖4 -1敏感性分析圖

表4 -1敏感性分析表

5 結(jié)語

本文在碳達峰、碳中和目標的戰(zhàn)略決策指導下，以H省某園區(qū)綜合能源項目作為研究對象，對其進行經(jīng)濟效益計算和節(jié)能減排效益計算，選取經(jīng)濟性評價指標，研究項目是否具有經(jīng)濟性，并對項目進行敏感性分析，找出影響項目經(jīng)濟性的敏感性因素，為企業(yè)投資和國家制定政策提供可行性依據(jù)。

結(jié)果表明：

1）從項目的經(jīng)濟性評價指標投資回收期、凈現(xiàn)值和內(nèi)部效益率來看，項目具有經(jīng)濟性；

2）從敏感性分析過程來看，項目對固定資產(chǎn)投資最具敏感性，對風光發(fā)電量的敏感性次之，投資者在進行項目投資時，需重點考慮這兩個因素。