分布式供能系统经济收益分析中冷热价的确定

摘 要

摘要：分布式供能系统的经济收益包括冷、热、电，提出采用两种定价方法确定冷价、热价结合工程实例，对这两种定价方法进行了比较。关键词：分布式供能系统；经济收益；冷价；热价Determin
摘要：分布式供能系统的经济收益包括冷、热、电，提出采用两种定价方法确定冷价、热价结合工程实例，对这两种定价方法进行了比较。
关键词：分布式供能系统；经济收益；冷价；热价
Determination of Cold Price and Heat Price in Analysis of Economic Benefit from Distributed Energy Supply System
ZHANG Dan
Abstract：The economic benefit from distributed energy supply system consists of cooling，heating and power generation Two pricing methods are proposed to determine cold price and heat price. The comparison between the both methods is made with an engineering example.
Key words：distributed energy supply system；economic benefit；cold price；heat price
   分布式供能系统被列入十一五重点发展的前沿技术，近年来我国出台了许多相关的政策鼓励其发展。如何给具体建筑配置分布式供能系统，以达到经济性最优是节能行业所关心的。本文介绍分布式供能系统经济效益分析中冷热价的确定方法，以便计算分布式供能系统的经济效益。
1 分布式供能系统
   ① 系统流程[1]
分布式供能系统通常由发电机组、溴化锂吸收式冷水机组和换热设备组成。这里研究的分布式供能系统以天然气为主要燃料，在用户侧安装燃气轮机或燃气发动机发电机组，利用燃料高品位能量进行发电，产生的电力满足用户的电力需求，并通过余热回收利用设备回收发电产生的烟气热量，向用户供冷、供热。分布式供能系统流程见图1。
 
   ② 经济收益组成[2]
   分布式供能系统经济收益包括供冷、供热、发电的收益。供冷收益=供冷量×冷价，供热收益=供热量×热价，发电收益=供电量×电价。由于多数地区电价相对固定，因此分布式系统的经济收益主要取决于冷价、热价。
2 冷热价的定价方法
   ① 方法1
   方法1是将分布式供能系统作为一个孤立系统考虑，分布式供能系统的产品有冷、热、电。其中电的价格已知，通过与电价的类比可以得出冷价、热价。在以下分析中分布式供能系统的发电量以MJ为单位。
   分布式供能系统发电量Qp的计算式为：
    Qp=VQfηp    (1)
式中Qp——分布式供能系统的发电量，MJ
    V——天然气消耗量，m3
    Qf——天然气的低热值，MJ/m3
    ηp——发电效率
   分布式供能系统供冷量Qc的计算式为：
    Qc=VQfICOP(ηs-ηp)    (2)
式中Qc——分布式供能系统供冷量，MJ
    ICOP——分布式供能系统中制冷设备的制冷性能系数
    ηs——综合效率
   分布式供能系统供热量Qh的计算式为：
    Qh=VQfηh(ηs-ηp)    (3)
式中Qh——分布式供能系统供热量，MJ
    ηh——供热效率
方法1冷价pc,1的计算式为：
 
式中pc,1——采用方法1得到的冷价，元/MJ
   pp——电价，元/MJ
方法1热价ph,1的计算式为：
 
式中ph,1——采用方法1得到的热价，元/MJ
   ② 方法2
   方法2并不是将分布式供能系统作为一个孤立系统考虑，而是通过分布式供能系统与其他供能系统比较得出单位制冷、制热量节省的能耗费用，进而确定分布式供能系统的冷热价。因此，分布式供能系统的冷热价随与其比较的供能系统的不同而不同。这里以电空调+燃气锅炉作为对比供能系统，设定对比供能系统与分布式供能系统生产相同的冷量、热量，分布式供能系统制冷、制热利用烟气余热，而对比供能系统需要消耗常规能源。因此，通过计算对比供能系统单位供冷、供热量的能耗费用，即可以得到分布式供能系统的冷热价。
对比供能系统单位供冷量能耗费用fc的计算式为：
 
式中fc——对比供能系统单位供冷量能耗费用，元/MJ
    Ec——对比供能系统单位供冷量消耗的能量，MJ/MJ
    I′COP——对比供能系统中制冷设备的制冷性能系数
对比供能系统单位供热量能耗费用fh的计算式为：
 
式中fh——对比供能系统单位供热量能耗费用，元/MJ
    pf——天然气价格，元/m3
    Eh——对比供能系统单位供热量消耗的能量，MJ/MJ
    由此得到方法2冷热价pc,2、ph,2的计算式为：
    pc,2=fc    (8)
    ph,2=fh    (9)
式中pc,2——采用方法2得到的冷价，元/MJ
    ph,2——采用方法2得到的热价，元/MJ
3 定价方法的比较
    某分布式供能系统配置为：1台装机容量为200kW的微型燃气轮机发电机组，1台制冷能力为233kW的烟气型双效溴化锂吸收式制冷机，1台换热能力为230kW的烟气-水换热器。发电机组的发电效率为0.33、综合效率为0.73，制冷机的制冷性能系数为1.3，换热器的换热效率为0.9。电价为0.9元/(kW·h)。
   按方法1进行计算，得到pc,1=0.159元/MJ、ph,1=0.229元/MJ。按方法2进行计算[3]，设定电空调制冷性能系数为4.0，燃气锅炉的热效率为0.9。电价为0.9元/ (kW·h)，天然气价格为3.4元/m3，天然气低热值为35.5MJ/m3。按方法2计算得到，pc,2=0.063元/MJ、ph,2=0.106元/MJ。按方法1计算得出的冷热价比方法2高。
    方法1根据电价计算出分布式供能系统的冷热价，只要分布式供能系统配置确定，就可计算出冷热价。方法1比较简便，具有通用性，但是采用该方法计算出的经济效益并不是很真实。因此，方法1更适用于方案的初步选择，可以很简便地对多种分布式供能系统的配置方案进行比较，推选出最优方案。
    相比之下，方法2通过将分布式供能系统与其他供能系统比较得出单位制冷、制热量节省的能耗费用，进而确定分布式供能系统的冷热价，更加贴合实际。方法2适用于方案的具体经济效益分析，使得经济分析结果更加可靠和合理。该方法中所比较的供能系统可由业主指定，或者由方案设计者根据实际用能情况选择。
4 结语
    经济性分析在分布式供能系统评价分析中占据重要地位，对系统投资回收期有很大影响。分布式供能系统冷热价的定价方法各有优势，但适用的场所不同，应根据工程实际情况和不同阶段选择合适的定价方法。
参考文献：
[1] 严俊杰，黄锦涛，何茂刚.冷热电联供技术[M].北京：化学工业出版社，2006.
[2] 曹望，苏磊.天然气热电冷联供系统经济模型的建立与分析[J].节能技术，2007，(5)：446-449.
[3] 魏会东，吴静怡，王如竹.楼宇级冷热电联产系统的应用分析[J].建筑科学，2007，(2)：31-36.
 
(本文作者：张丹 上海航天能源有限公司 上海 201201)