1 概述
北方大部分地區(qū)以煤炭作為供熱燃料,隨著人們環(huán)保意識的不斷加強,各地大力推廣使用清潔能源,實施了一些供熱熱源煤改氣工程。對燃煤、燃?xì)夤岱绞降沫h(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對比,探討煤改氣的優(yōu)缺點,對決定熱源供熱燃料的類型十分必要。
本文對同等供熱負(fù)荷下的燃煤、燃?xì)夤岱绞降沫h(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析對比,供熱設(shè)備分別為2臺58MW的燃煤鍋爐(SHL58-1.6/130/70-AⅡ)和燃?xì)忮仩t(SZS58-1.6/130/70-Q)。
2 環(huán)境效益分析
煤(煙煤-II)的元素分析見表1,天然氣的組成見表2。其中煤的低位發(fā)熱量為17690kJ/kg,天然氣的低熱值為36533kJ/m3。2×58MW的燃煤、燃?xì)夤岱绞饺赀\行2293h的鍋爐效率、燃料耗量及污染物排放量見表3。其中燃煤供熱方式無脫硫除塵設(shè)施。
從表3得知,燃煤鍋爐的效率為82%,而燃?xì)忮仩t的效率高達(dá)92%。燃煤(無脫硫除塵設(shè)施)比燃?xì)馊紵龝a(chǎn)生更多的有害產(chǎn)物,雖然排放的NOx僅多4.4%,但是排放的CO2多49.6%,而且燃煤要排放SO2和灰渣等。CO2是溫室氣體,會加劇溫室效應(yīng);SO2作為酸性氣體也是大氣主要污染物之一。
表1 煤(煙煤-II)的元素分析
表2 天然氣的組成
表3 2×58MW的燃煤、燃?xì)夤岱绞饺赀\行2293h的鍋爐效率、燃料耗量及污染物排放量
煤炭燃燒后產(chǎn)生的灰渣給周圍環(huán)境造成了污染。因此在環(huán)保方面,燃?xì)夤岱绞絻?yōu)于燃煤供熱方式。
3 兩種供熱方式的工程建設(shè)比較
為了減少燃煤帶來的污染,GB13271——2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對燃煤、燃?xì)忮仩t房的污染物排放濃度提出了限制要求,為了達(dá)到這種要求,要求對燃煤鍋爐房進(jìn)行排煙除塵,需要加設(shè)脫硫除塵設(shè)施。本例燃煤鍋爐房采用布袋除塵器+脫硫塔兩級除塵脫硫,除塵效率可以達(dá)到99.6%,脫硫效率能達(dá)90%。這樣可以極大減少對環(huán)境的污染,但是勢必增加造價和運行費用。不僅如此,在工程建設(shè)方面,燃?xì)夤岱绞揭矁?yōu)于燃煤供熱方式,工程比較見表4
表4 2×58MW燃煤、燃?xì)夤岱绞降墓こ探ㄔO(shè)比較
由表4可知,燃?xì)夤崤c燃煤供熱方式相比,具有占地面積小、土建項目少、建筑高度低、設(shè)備荷載小、地基處理易、施工難度小、工程周期短等特點。
4 經(jīng)濟(jì)效益分析比較
①造價
兩種供熱方式的造價比較見表5。從表5可以看出,燃煤供熱方式的造價比燃?xì)夤岱绞郊s高35%,原因主要是燃煤供熱方式具備除塵脫硫、上煤除渣及干煤棚等設(shè)施。
表5 兩種供熱方式的造價比較
②運行費用
燃煤、燃?xì)夤岱绞降倪\行費用比較見表6,表6中的管理費基數(shù)取銷售收入。由表6可知,燃?xì)夤岱绞降倪\行費用比燃煤供熱方式高2057.77×104元/a,約高40%。
表6 燃煤、燃?xì)夤岱绞降倪\行費用比較
③銷售收入
供熱面積按照200×104m2計算,其中居民用戶供熱面積為150×104m2,非居民用戶供熱面積為50×104m2。熱價:居民用戶為25元/(m2·a),非居民用戶為36元/(m2·a)。兩種供熱方式在滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)情況下,總的銷售收入相同,為5550×104元/a。
④贏利情況
兩種供熱方式的贏利情況見表7。
從表7可知,運行一個供暖期,燃煤供熱能贏利447.13×104元,燃?xì)夤釀t虧損1610.64×104元。
表7 兩種供熱方式的贏利情況
⑤經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)
基于上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù),計算得出經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)(財務(wù)指標(biāo)),見表8。
表8 兩種供熱方式的經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)
由表8可知,燃煤供熱方式滿足財務(wù)評價條件,項目具有生存能力,保本微利運行;而燃?xì)夤岱绞讲荒苡嬎愠鲐攧?wù)效益,在項目投資現(xiàn)金流量中,現(xiàn)金流入嚴(yán)重短缺而現(xiàn)金流出量過大,凈現(xiàn)金流量在評價期內(nèi)始終虧損,項目不具備生存能力。
如要保證燃?xì)夤犴椖康恼_\行,需要補貼收入,只有在得到補貼收入的情況下項目才可能滿足財務(wù)評價條件。補貼收入是與項目收益相關(guān)的政府補助,包括政府按銷量或工作量等依據(jù)國家規(guī)定的補助定額計算并按期給予的定額補貼。補貼收入首先根據(jù)項目投資現(xiàn)金流量表中的“補貼收入”項目試算注入補貼資金,再計算出滿足行業(yè)和項目的財務(wù)內(nèi)部收益率,在保證保本微利的前提下,最后確定項目需要的每年的補貼資金。每單位燃料消耗量補貼等于每年的補貼資金與每年的燃?xì)庀牧恐取?br />5 結(jié)論和建議
對燃煤、燃?xì)夤岱绞降沫h(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析比較得知,燃?xì)夤岱绞皆诃h(huán)境保護(hù)、工程量、造價等方面均優(yōu)于燃煤供熱方式,但是燃?xì)夤岱绞降倪\行成本過高,其優(yōu)勢不是體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)效益方面,而是體現(xiàn)在環(huán)境效益方面。
我國天然氣資源有限,在“富煤、貧油、少氣”的現(xiàn)有條件下,煤炭仍將長期占據(jù)我國能源結(jié)構(gòu)的主體地位,天然氣資源很難滿足大面積的煤改氣需求。此外,燃?xì)夤岱绞竭\行成本很高,在沒有國家財政補貼的前提下,地方財政很難獨立支撐。燃煤供熱方式在增加脫硫除塵設(shè)備進(jìn)行處理后,形成的硫化物和粉塵均能得到有效治理。綜上考慮,建議燃?xì)夤岱绞皆诃h(huán)保要求高、燃?xì)赓Y源充足、供熱面積小的地區(qū)使用。
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