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首都蓝天热能计划
主题:
为了治理首都大气环境污染,利用好陕甘宁和未来俄罗斯天然气资源,在社会主义市场经济机制下,采用先进的燃机联合循环热电联供技术,有计划、有组织地,分期分批一揽子对北京现有大中热力厂进行一次彻底改造。组建一个项目发展有限责任公司,通过集约经营的方式,以商业化、规模化、系统化的开发、筹资、建设、运行和管理来降低运营成本和电价、热价,以扩大天然气用量来实现降低气价,从而解决目前天然气进京所面临的种种难题,并为发展天然气汽车创造条件,还首都一个蔚蓝色的天空。
蓝色能源:
煤和石油被人类称之为黑色能源,它们支持了人类若干世纪的文明,同时也污染了人类家园的生态环境;核电蕴藏着巨大能量,一旦事故可能造成巨大威胁,被称为灰色能源;风电、太阳能、潮汐是未来的绿色能源,但近期还无法形成规模;
97年10 月在北京召开的世界能源大会上,来自全世界的专家一致认为:天然气,由于它蕴藏丰富,对环境影响很小, 21世纪将成为支撑人类文明的最主要的能源,即:蓝色能源。
与黑色能源相比,天然气排硫极少,影响人类呼吸系统健康的氮化物、一氧化碳和导致地球温室效应的二氧化碳的排放均有大幅度降低,特别是不产生能造成北京大气污浊的粉尘悬浮微粒污染,燃烧之后也没有废渣、废水。实际上,天然气是目前人类最理想、最切实际的新兴能源。
地球上已探明的天然气地质储量1,420,433亿立方米,超过了石油储量。目前全世界年开采 21,771亿立方米,可采65年。而天然气的勘探、开采和利用才仅仅是一个开始。专家们证实,占天然气主要成份的甲烷不仅可以有机生成,也可以无机合成。早在地球形成之初,甲烷就已经存在于地壳之中,天文学家也证实了一些星球是被甲烷大气层包围着,这一理论大大拓展了天然气资源的勘探领域。此外,海洋学家发现在大洋深处的海底由于海水的压力作用存在着大量的液态甲烷,其数量之大将足以支撑人类数十年,甚至数百年的现代文明。
北京的污染:
每年燃烧2,700多万吨煤、排尘324 万吨(每人每年平均270kg ),将北京列入全球污染最严重的城市之一,成为世界环境会议的矢的和全国人大每次大会质询的焦点。除了汽车以外,最主要的污染是目前的燃煤能源结构。多年来形成的由小煤炉、小锅炉和一些中、大型燃煤热力设施共同构成的燃煤能源系统,成为北京最大的污染源。特别是在冬季采暖期,使北京乌烟瘴气不见蓝天。尽管市政和环保部门坚持不懈地为改善北京环境作出了巨大努力,但面对急速扩展的城市,却无力从根本上改变这一每况愈下的局面。
燃煤,造成大量铁路和公路运力被占用,灰渣增加了城市垃圾的清运和处理负担,煤中的大量硫化物腐蚀着北京的历史文明遗迹,烟尘和低空氮氧化物、一氧化碳严重影响着每一个人的健康,除灰冲渣的污水污染了北京的水域。二氧化碳的排放增加了地球的温室效应,大量燃煤和使用电空调,以及汽车又造成北京严重的城市热岛效应,使雨雪难于在市内形成,导致城市荒漠化。首都肮脏不堪的生态环境,妨碍着我们面对世界树立一个具有中国特色的社会主义精神文明的现代形象。
天然气进京:
为了从根本上改变燃煤能源结构带来的诸多问题,中央和北京市采取了一系列根本性解决措施:国家投资 50亿元开发建设了储量为 3,200亿立方米的陕甘宁气田;投资 28亿建设完成了长达 900公里,年输气量可达 30亿立方米的陕京天然气管道工程;北京市政部门为安排使用该天然气,投资 28亿元进行了配套设施的建设。并计划另投资约 6亿元,在华北油田建设地下储气库;此外,国家正在积极与俄罗斯洽谈合作开发利用西伯利亚地区天然气资源。北京决定逐步在三环路以内推行建立“无煤区”计划,以天然气置换现在的煤,同时发展天然气汽车,治理这两个最大的污染源,以改善北京的大气环境。
昂贵的天然气:
中国的石油、天然气田均为陆象沉积构造,储量分散,单井产量低。陕甘宁气田的情况也不例外,平均单井合理日产仅为 4万立方米,自然稳产周期仅为 9年,所以开采成本必然较高,天然气气田出口价已到 0.58元/ 立方米。加之900 公里输气管道和门站投资、市内管网配套设施的还本付息、管理费用、以及地下储气库的损耗等,特别是用量不成规模,都是造成价格过高的原因。目前每立方米天然气的售价初步订为 1.5元至1.8 元,大约是国际市场价格的2-3 倍。
按热值计算法天然气与其他燃料的价格比较
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燃料 |
热值 |
单位 |
价格 |
百万大卡价格 |
% |
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天然气A |
8,400 |
大卡/立方米 |
1.50 |
178.57 |
100% |
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天然气B |
8,400 |
大卡/立方米 |
1.80 |
214.29 |
120% |
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重油 |
9,000 |
大卡/公斤 |
1.00 |
111.11 |
62% |
|
柴油 |
10,300 |
大卡/公斤 |
1.95 |
189.32 |
106% |
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原煤 |
5,000 |
大卡/公斤 |
0.25 |
50.00 |
28% |
根据上表所示的燃料价格,考虑一般锅炉热效率差的因素,每获得一个百万大卡热能的燃料成本,天然气是煤的 4–6倍,因此严重阻碍了天然气换煤的进度。
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燃料 |
百万大卡价格 |
锅炉热效率 |
百万大卡燃料成本 |
% |
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天然气A |
178.57 |
85% |
210.08 |
294% |
|
天然气B |
214.29 |
85% |
252.10 |
353% |
|
重油 |
111.11 |
80% |
138.89 |
194% |
|
柴油 |
189.32 |
85% |
222.73 |
312% |
|
原煤 |
50.00 |
70% |
71.43 |
100% |
价格的承受:
置换天然气的目的是改善环境,我们主要讨论那些与北京环保直接相关的用户。而这些用户能否承受这一价格是天然气能否顺利置换煤碳的一个关键因素。我们仅分析采暖时的两类典型方式的成本,从而进行比较。
<> A. 独立采暖:即一家一户或一座建筑独立的天然气供热系统。此种方式热利用率较高,没有热管损,但存在初始投资大、管理维护成本大、占用管网系统调峰容量大、使用不安全等问题,估计气价将采用上限
1.8元/ 立方米。由于生活水平的提高,北京地区平均实际采暖期为 150天(11 月5<日至4月 5日)。考虑到直燃方式有较大的灵活性,每平方米平均供热量应在
40大卡/ 时,年需0.144 百万大卡热/ 平米。年每平米燃料成本为36.3 元/< 年,一个居住70< 平米的家庭每年大约需要支付2,541.17
元的天然气取暖燃料费。若每平方米规定采暖费用 21元,该家庭需再增加 1,000元左右的支出即可。如果气价降至 1.2元/ 立方米,将可持平于目前采用燃煤集中供热规定
21元/ 平米的采暖支出。
<> B. 集中供热:区域性集中供热设施来担任统一的采暖、制冷供热。由于集中供热设施可从高压管道直接接气,占用管网的调峰能力小,故可争取较低的天然气价格
1.5元/ 立方米,150 天采暖期,考虑损耗较大,平均每平方米供热量 50大卡/ 时,年需0.18 百万大卡热/ 平米。平米燃料成本为37.81 元,居住70
平米家庭每年大约需要支付2,646.7 元的天然气取暖燃料费。每平米比燃煤增加燃料费 24.95元,年增加燃料开支 1,746.68元,合计支付约 3,286.68元/
年。如果居民采暖费维持在21 元,且政府又不另做补贴,天然气价格需下调到 0.723元/ 立方米方可持平。而陕甘宁气田的价格已达 0.58元/ 立方米,按目前的使用方案低于
1元/ 立方米的用户价格几乎是不可能的。
置换的压力来自集中供热:
对于采用独立供热系统取暖的用户来说,压力主要来自初投资、水软化剂和设备检修费用,必须在建房时就从结构上充分考虑好,一旦安装了天然气独立采暖系统,如果用户节约一点,燃料费的压力还有可能承受。
鉴于北京地区大量的城市集中供热采暖设施已经完善,已建的居民住宅改造独立供热系统将非常困难,集中供热系统改烧天然气将必然是今后天然气置换工作的重点。由于需要投资更换天然气锅炉和天然气燃烧、配气系统,加之原有化学水系统、供水系统和电器系统的运行都不能简化,管道热损也比较大,所以运行费用必然高于独立的采暖系统。
天然气锅炉的初始投资也非常大,一台 30吨劳斯进口天然气蒸汽锅炉 620万,热效率 88%,如果北辰热力厂改造 9台炉,设备费投资
5,580万。国产天然气锅炉的生产经验还不够,设备的可靠性存在一些问题,实际上国产炉燃烧器也需要进口配套。而将现有燃煤锅炉改造,热效率太低,仅 70%多一点,非常不经济。
为全北京的环境保护,仅仅去增加那些本来已有采暖系统,而因政府强令改烧天然气造成居民的采暖费用上升是不合理的,也是无法实现的,如果他们拒绝交纳该烧天然气增值部分的费用,政府又能采取什么措施。
强行置换问题多:
强行一些热力企业置换将 1.5—1.8元/ 立方米的天然气,如同饮鸠止渴,势必造成一系列的严重后果。以北辰热力厂为例:目前亏损
2,500万元,如全部改烧 1.5元/ 立方米的天然气后亏损将超过7,000 万元。北辰集团是香港上市公司,若因此造成政策性亏损将会导致极为严重的后果,不仅可能造成其本身的股票崩盘,同时也会殃及北京控股和北京有关的其他一些上市公司,导致北京今后在国际金融市场筹资融资出现困难。
北辰已算北京承受能力最强的企业之一,其他一些热力企业若改烧天然气面临的问题将更加严酷。就我们所知,普遍存在着这样一种心态,即:逼我改气我就改,收不上采暖费就交不上天然气钱。大家相信在北京,谁也不敢对不交天然气钱的供热厂断气停热。如此发展下去对公用局系统、市政管理部门、以至对市政府将造成严重后患。问题是明摆着的,将改烧天然气增加的亏损转嫁供热企业,这些企业已经在亏损。转嫁给居民,居民采暖费是由国务院、国家计委控制的,很难操作。即使国家计委同意,北京老百姓也很难交出
65元/平米/年的采暖费,并可能造成社会的不安定因素。
降低天然气价是关键一环:
天然气价高是所有问题中最突出的一个矛盾,如果目前的气价降不下来,无论是谁用气,无论使用什么样的燃烧方式,无论采取什么样的补贴方式,对于供应者、经营者、使用者和政府都将是一个灾难。要降气价,就必须提高已投资设备的利用率,必须多用气。陕京天然气管道的输气成本是按
98年3 亿、99 年5<亿、2000年 7亿立方米“照付不宜”的用量来核算的,北京如果希望天然气降价就必须在上述基础上增加用气总量。居民一日三餐的生活用气量是非常有限的,由于气价和国家对用气方向的控制,未来工业用气量也不会很大,为解决环境问题,采暖将是一个主要的天然气使用方向。而采暖呈非常强的季节性,以北辰热力厂为例:冬季采暖蒸汽最大负荷为
250吨,夏季制冷期最大负荷为 50吨,春秋季的负荷仅为 20吨,燃气峰谷差为 5:1至12.5:1 。而向左家庄、方庄等采暖供热厂的春夏秋季负荷几乎是零。天然气大量用于采暖用途,将造成采暖季用气量过大,非采暖期用气量过少,直接影响气田、气井、管道和接气配套设备的利用率,并将导致气田采收率下降、采供气成本上升等一系列的问题。因此,提高非采暖期的用气负荷是提高全系统用气量的关键。
陕京天然气管道在不增加设施的情况下,输送能力为 20亿立方米/年,增加少量投资进行加压输送,能力达到 30亿立方米/年。设想一下,如果
2001年将用气量从7亿立方米提升到 15亿立方米这一经济规模,天然气陕甘宁气田的价格 0.58元/立方米不变,陕京天然气管道管输增值 0.74元/立方米,北京城市管网增值
0.18—0.48元/立方米,后两项合计增值 0.92--1.22元/立方米。以15 亿立方米为基数时,后两项的增值可相应减少到 0.54--0.71元/立方米,天然气价格就有可能下降至
1-1.15元/立方米这一合理价格。但怎样才能将平均用气量增加上去呢?
3
燃机热电联供是解决问题的最好途径:
经过我们和有关方面多位专家们一年多的认真研究和论证,并参照发达国家的普遍经验,认为使用先进的燃气轮机
—蒸汽轮机联合循环热电联供技术,将现有的和拟建的大、中型热力厂视情改造或改案建设为管道天然气燃机热电厂是能够从根本上解决上述问题的最好途径。
燃气轮机--<蒸汽轮机联合循环热电联供技术是目前人类对能源进行最大限度利用的有效手段,已被各国广泛采用。燃机联合循环热电站是一种技术先进、高效率、低污染的清洁燃烧热电生产工艺,它先通过燃机的压缩机将空气压缩十几倍注入燃烧室与燃料混烧,温度超过
1,000℃,使压缩空气热膨胀推动叶片带动燃机发电进行首次能源利用;功后热烟气温度超过 500℃,将其排入余热锅炉转换蒸汽,推动蒸汽发电机进行二次能源利用;最后将发电后的蒸汽抽出供热,实现第三次能源利用,热效率可高达
65-85%。
例如一套GE<公司Stag 106B燃机联合循环热电联供系统,燃机每小时消耗燃料 106百万大卡,可发电 39,160kWh,效率
31.8%。同时还产生 508吨548 ℃热烟气,可转换68 吨450 ℃ 39kg 蒸汽。如果用此蒸汽直接供热,可产生 54.25百万大卡热能,效率
82%;如果背压热电联供,可生产 5,230 kWh电力和 68吨10kg 饱和蒸汽,合43.78 百万大卡效率80% ;如果采用抽凝汽轮机,可生产 7,130
kWh电力和 50吨8kg 饱和蒸汽,合33 百万大卡,效率68% ;冷凝发电可发19,000kWh ,效率47% 。燃机补燃锅炉的热效率极高,因为锅炉内的烟气已经燃机充分预热,同时还含大量氧,所以燃烧非常充分,此部分燃料燃烧效率超过
99%。
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燃料 |
百万大卡价格 |
锅炉热效率 |
百万大卡燃料成本 |
% |
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天然气A |
178.57 |
85% |
210.08 |
294% |
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天然气B |
214.29 |
85% |
252.10 |
353% |
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重油 |
111.11 |
80% |
138.89 |
194% |
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柴油 |
189.32 |
85% |
222.73 |
312% |
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原煤 |
50.00 |
70% |
71.43 |
100% |
燃机热电联供优点多:
天然气对于中国来说是一种非常宝贵的资源,如果仅仅用它供热实在可惜。从能源的可利用性看,热能是一种低等级的能源,而电能是一种高等级的能源。从能源转换效率分析,煤转换电,超临界机组最高为
40%多一点。天然气和油转换电,使用燃机联合循环技术,最高为 50%多一点。而使用燃机联合循环热电联供技术,将 40%-45%的热能转换为电能,再用少发的
5%-10% 的电能,换回 20%-40% 的热能,使系统热效率提高到 65%-85%,这是非常合适的。
使用燃机联合循环热电联供,可以在天然气燃料消耗量不变或少变的情况下,根据供热和供电的需求量变化,通过控制蒸汽轮机电能的产量和天然气补燃量来加以调整,所以非常灵活,这就解决了热与电的平衡问题,也解决了天然气稳定消耗的矛盾。同时大大提高了热力系统的使用效率,降低了折旧费压力。由于
40%的热能转换成为高价值的电能,在由电来分担设备运行成本,从而实现降低供热成本。此外,天然气燃机热电联供使热力厂的产品多样化。除了电和蒸汽以外,余热锅炉的尾部和蒸汽轮机的凝气系统还可以生产生活用热水;烟道内加装一个特殊装置,可以利用天然气中碳氢化合物中的氢和空气中的氧的化合作用来大量回收水;燃机热电厂的水处理系统要求较高,厂用电成本较低,所以可利用这些设备生产纯净水和蒸馏水;天然气燃机热电厂的燃料系统中有大型气体压缩机,可在燃机停机或低负荷运行时,利用低价厂用电生产压缩天然气。
用燃机热电联供技术对北京地区现有热力厂进行改造,将可以节省出 70% 以上的土地资源,每个厂每年节约5-10万吨的铁路、公路运力资源和
30%-50% 的水资源,以及80%的人力资源等。每个厂每年还减少 1,000-2,000吨二氧化硫的排放,几千吨粉尘的排放和数万吨废水的排放。每个厂还可生产
3亿度电能,这相当于其他电厂再减少17万吨原煤的燃烧,相应减少排放 3,500吨二氧化硫,对于生态环境保护的意义是不可忽视的。
电源点建在北京城内对提高供电的可靠性非常必要,目前北京市内只有一热电、二热电两个电源点,近郊只有石景山、云岗和高碑店三个电源点,北京
450万千瓦的负荷主要靠内蒙、山西和唐山通过50万伏高压线远距离输送,一旦送电设施出事故,后果难以设想。尤其是首都机场、西客站地区、北辰奥体中心、亦庄工业开发区这样一些重要的电力保障单位,由就近电源点支撑供电将非常安全有利。此外,在市内建设电源点还可以大量减少北京城市电网改造的投资,减少电力线损网损,节约能源。
亏损补贴何处来:
国家对居民供热的热价采取了严格限制政策,通过调整热价来平衡天然气造成的亏损是很困难的,目前的热力厂已经普遍存在亏损,是由市政和一些大企业承担着亏损,如果因使用天然气致使亏损增加
2-3 倍对于市财政部门和供热企业几乎不堪设想。预计 12个热力厂如果只改天然气锅炉,且居民采暖费不提高,须补贴 5-7亿元,政府并无此项支出,企业又难以承受。
国家对电力行业采取了新电新价的原则,如果项目得到国家计委认可,电费将可列入国家目录电价,在国家调整电价的范围内消化。北京每年投资到内蒙、山西进行电力建设,竟管内蒙、山西的煤比较便宜,但是通过几百公里的
50万高压输电到北京,升降压损、线损网损,再加上高压线路的还本复息和管理费用,到市内用户的电价也不便宜。与其投资内蒙建电厂买内蒙的电来保护北京的环境,还不如自己建电厂买自己的电来治理北京已经被污染的环境。
即使天然气电价高了一点,但目的是为了治理北京市居民生活的大气环境,由全市居民共同承担也是顺理成章的事。而由少数使用天然气的人来承担全市的大气环境治理义务,在道理上、道义上都是说不过去的。实际上项目如能操作合理,天然气发电价不一定会超过燃煤电厂加装除硫设备的电价,如果把输供电效率损失的因素也考虑在内甚至不一定高于新建的普通燃煤电厂的电价。从技术上而言,华北电网内只需推迟一台
60万千瓦燃煤火机组一年的建设期,北京的天然气使用问题就有可能迎刃而解,北京的生态环境将得到极大的改善。
改造工程可行:
我公司从96 年起就致力于此项工作的研究和开发,我们通过对北辰热力厂、西客站供热厂和通州燃机热电厂等项目的大量前期工作和“工程项目建议书”的编制,并邀请了中国国际工程咨询公司、华北电力设计院、东北电力设计院、船舶工业总公司
703研究所、航空工业总公司规划设计研究院、法国 GEC-阿尔斯通公司、美国 GE公司、瑞士ABB 公司、美国西屋公司、美国德尔塔锅炉公司、比利时 CMI锅炉公司、杭州汽轮机厂、杭州锅炉厂、南京汽轮机厂、德国
GEA和巴布高克空冷公司、深圳南山燃机电厂等方面的专家对这些热力设施进行了实地考察,或对热力厂图纸进行了研究,专家们一致认为:将北京地区的热力厂改造成为高效率、低污染的管道天然气燃机蒸汽机联合循环热电厂,技术上可行,在不影响供热的前提下改造施工完全能够实施。
基本上可将燃气轮机、蒸汽轮机、补燃余热锅炉、天然气辅助锅炉、辅机、电力设施和控制系统全部安排在现热力厂锅炉主厂房内和周围区域。可利用现有厂房、烟囱、供水、化水、供电等许多实施,大大节省建设投资,在满足供货的前提下,当年施工当年供热,供热能力比现在一般可提高
30%至100%。噪音控制可达到热力厂现在的水平。
基本设想:
就北京目前的情况看,今后 3-5年中,估计有 10-15个已建或将建的大中型热力厂项目将可能被改造或改案建设为天然气燃机联合循环热电厂。每个厂的容量一般为
5万千瓦,个别厂可能达到 10万千瓦,最终总容量不会超过 70万千瓦。估计 2001年实际可能形成的容量为在 60万千瓦左右,相当于 12台5 万千瓦燃气轮机联合循环机组,仅为一台
60万的超临界燃煤火电机组容量。
12台5万千瓦燃气轮机联合循环机组年耗天然气 8.4亿立方米,小时耗气15万立方米,日耗气稳定在 250-300万立方米。
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在不加压状况下的供气成本 |
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单 |
陕甘宁 |
陕京 |
北京 |
合计 |
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|
位 |
气田 |
输气管线 |
城网配套 |
总价 |
|||
|
投资 |
亿元 |
50 |
28 |
34 |
112 |
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用气7亿 M3 |
元 |
0.58 |
0.74 |
0.18 |
0.48 |
1.50 |
1.80 |
|
用气12亿 M3 |
元 |
0.58 |
0.432 |
0.105 |
0.28 |
1.12 |
1.29 |
|
用气15亿 M3 |
元 |
0.58 |
0.345 |
0.084 |
0.224 |
1.01 |
1.15 |
|
用气20亿 M3 |
元 |
0.58 |
0.151 |
0.037 |
0.098 |
0.77 |
0.83 |
12台机组夏季在余热锅炉不补燃状态下运行,每小时可生产 720吨10 公斤工业或制冷蒸汽和6,000
吨生活热水。冬季在余热锅炉补燃装置全启动后,只要增加 55% 的燃料,蒸汽供应量可增加一倍,可供暖 1,100百万大卡,总量可满足近 2,200 万平方米的采暖负荷,解决近
200万居民的冬季采暖。如果进一步启动辅助天然气锅炉,供暖量可增加至 2,300-2,600百万大卡,可供暖 5,200万平方米,满足 400-500万居民的集中采暖要求。此时的天然气燃料消耗量为
700万立方米/ 日,为夏季的2.33 倍,正好满足地下储气库7 个月非采暖期的蓄气量。
全系统全年可利用天然气14 亿立方米, 日平均稳定利用天然气400 万立方米,并可望将总体天然气价格进一步降至 1.0元/
立方米,使北京无煤区计划变为切实可行。预计这一天然气价格的电价将达到或低于燃煤电厂不加除硫装置的相应水平。如果将这一系统与十三陵抽水蓄能电站配合使用,进一步延长燃机运行时间,经济和社会效益将可达到极为理想的状态。天然气价格的降低,为北京大中型供热系统不能覆盖的小型燃煤供热设施和小锅炉、小茶炉,以及居民独立采暖系统的改造进一步奠定了坚实的基础。
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西客站S106B<改造方案电价曲线 |
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天然气价格(<立方米/元) |
1.8 |
1.7 |
1.6 |
1.5 |
1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.1 |
1 |
|
冬季电价(KWH/<元) |
0.6339 |
0.6154 |
0.5969 |
0.5783 |
0.5598 |
0.5413 |
0.5228 |
0.5043 |
0.4858 |
|
夏季电价(KWH/<元) |
0.6616 |
0.6422 |
0.6227 |
0.6032 |
0.5837 |
0.5642 |
0.5448 |
0.5253 |
0.5058 |
|
平均电价(KWH/<元) |
0.6478 |
0.6288 |
0.6098 |
0.5908 |
0.5718 |
0.5528 |
0.5338 |
0.5148 |
0.4958 |
|
热价(百万大卡/元) |
238.10 |
224.87 |
211.64 |
198.41 |
185.19 |
171.96 |
158.73 |
145.50 |
132.28 |
|
热价(吨蒸汽/<元) |
142.86 |
134.92 |
126.98 |
119.05 |
111.11 |
103.18 |
95.24 |
87.30 |
79.37 |

统筹考虑系统化规模化经营:
根据我们对西客站、北辰和通州开发区等几个项目的研究,平均千瓦造价在 5,500-6,500元,每个项目的投资,包括燃机、蒸汽轮机、补燃余热锅炉和天然气辅助锅炉系统的改造费用大约在
3,000万美元左右,在北京市外资项目批准权限之内。对于燃机热电厂来说这一造价属偏高,主要原因是每一个厂“麻雀虽小,五脏俱全”,必然会投资高,经营成本也会很高。对于热电厂来说,五脏是不能减少的,否则不能安全运行。如把热电厂建的太大,供热半径的局限会使热效率下降,供热损耗增加,电价热价也不一定会降下来。所以解决的方法只有一个,对这些改造项目实行一揽子统筹考虑,由一家商业性公司,完全按照市场机制的原则和系统工程的方法,对相对分散的项目进行统一的策划组织和实施,实行系统化、规模化、商业化的经营管理。
其优势在于:一、由一家统筹策划组织可以大大降低项目的前期开发费用;二、由一家去化零为整地将项目集合起来组织投资融资,进行金融运作,可以大幅度压低投资、融资成本和信贷利率;三、购买一套设备和购买
12套设备在订货价格、供货条件、培训、售后服务等方面有根本的不同,可享受更多优惠,根据一般市场规律价格可降低 5-15%;四、统一的施工组织安排可以降低施工成本,提高施工质量;五、
12套统一储存备品备件,可以减低备品备件的订购和储存费用。还可以要求供货方提供全套备件,包括 1-2个转子,可使每个厂的检修时间大大缩短;六、统一的维护检修系统,可以提高设备的运行可靠性,降低故障率和检修费用,使检修人员始终保持在高技术水平和高劳动生产效率。而上面的六个优势可以大幅度降低工程费用、投资费用和运行成本,从而达到降低电价、热价。
以往的经验告诉我们,一项事业一旦有利,便会蜂拥而起,对管理部门和市场造成混乱。而对于电力行业这种混乱是根本无法接受的,特别是在北京。所以应该创造一种机制、由一个责任组织有条不紊、循序渐进地推进此计划的实施。此外,根据我们现阶段工作所遇问题看,一些供热企业的期望值过高,希望借改造得到更多的实惠,这必会增加未来的电价成本,导致这个改造方案失败。
产品多样化:
从改善环境和提高效率两方面考虑,每一个站都应努力提高热效率、充分利用设备,在增加燃机热电厂的综合效益的前提下实现产品的多样化。除了电能和采暖蒸汽(或采暖热水)外,应该利用锅炉尾部和蒸汽轮机冷凝器的余热、以及天然气燃烧回收水生产 75-50℃生活用热水,以改善市民的生活品质,节约能源;夏季生产 4-8℃冷水,改造原集中采暖系统,发展溴化锂集中制冷,改善城市热岛效应;将功后低温低压蒸汽生产成蒸馏水,再利用热电厂反渗透净水装置生产纯净水供应市民,可大大降低蒸馏水、纯净水的市场价格;利用这些热力厂遍及全市和拥有天然气压缩设备、以及低价电力和场地上的优势,生产压缩天然气,把每一个热力厂变成一个压缩天然气加气站,为在北京发展天然气汽车创造有利条件。
天然气汽车:
在国际上,低公害天然气汽车发展的速度非常快,日本丰田、日产、本田、三菱,瑞典沃尔沃等都推出了多种轿车、货车、公共汽车和城市专用车辆,其中凌志
300、本田 CIVIC、沃尔沃850 等一些名车都有天然气型。在技术上,基本在原车型上改进了一些设备,增加了 1-2个高压天然气储罐,充气压力 200kg/cm2,一次充气可行驶
150 -350km。天然气汽车 CO的排放量是国际汽车排放标准的 3.5%,HC的排放量为标准的 1%,NOx 的排放为标准的40% ,完全没有黑烟和尘埃排放。陕甘宁天然气含硫量小于
20mg/立方米,天然气汽车耗气 1立方米可行使 15公里,仅排硫 1.3mg,远低于汽车和柴油车。
日本正在大力推广天然气汽车,现有压缩加气站 47个,压缩机163台,目标到2000年天然气汽车保有量发展到 20万辆。我国深圳也制定了天然气汽车发展规划,北京对此问题也做了长时间的研究探讨,天然气汽车发展的重点是城市出租汽车、公共汽车、环卫车辆等。专家们认为,普及天然气汽车首先第一步就是要建设足够的天然气加气站。实际上国产的桑塔纳、捷达、富康、夏立等车、以及一些大轿车、公共汽车都具有改造的条件,如果形成规模,改造投资将不会太大。
商业化的组织管理机制:
为有效实施这一计划,应由几家资产雄厚、经验丰富的公司共同注资成立一个项目开展有限责任公司,在市政府有关部门的指导和监督管理下,进行项目方案、规划的审批和立项,将天然气量、发电量、电价、供热量和热价按计划落实,成为政策载体。由该机构与天然气供应公司签署一统一的、可分割的天然气供应协议,与华北电管局签署一个统一的、可分割的购售电协议,在国家计委、北京市计委落实电量,在国家计委价管司落实电价。再与现有的热力设施拥有者和管理者协商,租赁或组建针对具体项目的合营公司。由这一项目责任公司进行一体化的前期设计、可研和项目批准工作,并组织国际国内的筹资、融资工作,统一与设备生产厂商谈判订货,投标选择工程总包商,对电力系统的运行先进管理,组织维护检修公司,对热电设施进行维护检修。由于供热管网中外合营企业不能拥有管理,热力管道系统应由原热力厂进行管理和检修。项目责任公司应对这些燃机热电设施进行产权经营,参与、协助原热力厂对节省的土地进行地产经营,并与原热力厂共同进行燃机热电厂附带产品的经营,如:热水、制冷水、蒸馏水、纯净水、压缩天然气等,以解决热力厂原有职工的就业问题。
热力厂土地经营:
北京地区每个热力厂都有一个巨大的煤棚和灰渣处理池,大约占地 25,000-30,000平方米。由于每个热力厂的土地都是国家按公共设施用地批用的,所以即使改造后,原热力厂也不能进行直接的土地开发。为了解决热力厂剩余职工就业问题,降低天然气改造工程的造价,应该有计划地利用这些土地资源。希望政府在这些土地的规划、使用方面给予政策上的优惠,可由该有限责任公司负责进行土地开发,也可由原热力厂或上级公司进行此项工作,将部分收益通过某种机制抵消电价增加所带来的压力。
资金的筹措:
本计划涉及的投资总额最终将达 4-5亿美元,这是一笔巨大的投资,由政府负责筹措将比较困难。因此我们建议由一项目责任公司来负责资金的组织筹措工作。资金主要是三大部分:一、股本金,二、融资,三、配套费用。
股本金占每个项目的25-40%,它的筹集主要通过掺股、私募、组织基金、合资、合作和上市等方式来进行筹集;
融资部分占项目的60-75%,可由发债、银团有限追索贷款、股东融资、银行信贷、政府信贷、设备贷款、融资租赁等多种方式加以解决。积极利用国家节能贷款和外国政府的环保信贷;
配套费用主要指电力并网和城市热网相关,而因政策原因又不能形成热电厂自身资产的费用,一般有两个方式解决:一、在融资时一并解决,计入电价、热价,再由资产拥有者在其折旧和加价中支付购电方、购热方弥补入电价、热价;二、由国内银行配套解决。后一种比较容易操作。
因为原有热力厂均有一定的收入,所以本计划也在考虑在海外直接上市。
国家法律、法规、政策的有力支持:
70年代末 80年代初,西方发达国家出于减少环境污染,提高能源使用效率,开始通过立法程序对天然气热电、风电、地热发电等实行立法保护。卡特政府时期,
1978年美国国会公布了“国家能源政策”等一系列法律法规,其中明确规定电网必须接受热电厂上网。由于这一努力,使美国的环保、能源利用效率都大大得以提高。进入
90年代以来,尽管这些年设备的价格在不断上涨,电价却基本保持了稳定。其他西方国家的情况也大致近同,其实我国自 80年代初,也指定了大量的法律法规和政策,以支持企业提高能源利用效率,降低污染。
中华人民共和国《电力法》第五条:“电力建设、生产、供应和使用应当依法保护环境,采用新技术,减少有害物质排放,防治污染和其他公害。
国家鼓励和支持利用可再生能源和清洁能源发电。”
中华人民共和国《节约能源法》第三十九条:“国家鼓励发展下列通用节能技术:(一)推广热电联产、集中供热,提高热电机组的利用率,发展热能梯级利用技术,热、电、冷联产技术和热、电、煤气三联供技术,提高电能利用效率;”
中华人民共和国《环境保护法》第二十五条:新建工业企业和现有工业企业的技术改造,应当采用资源利用率高、污染物排放量少的设备和工艺,采用经济合理的废弃物综合利用技术和污染物处理技术。
中华人民共和国《大气污染防治法》第十五条:“企业应当优先采用能源利用效率高、污染物排放量少的清洁生产工艺。”
国务院《中国21世纪议程(人口、环境与发展白皮书)》 13.中指出:中国能源结构以煤为主,导致严重的大气污染和水污染。改变能源生产与消费方式,实现能源、电力结构多样化,建立对环境危害小甚至无害的能源系统,是中国可持续发展战略的重要组成部分。推广热电联产,提高能源利用效率,减少环境污染。
江泽民总书记在十五大报告中在强调了环境保护这一基本国策后,特别指出要“把节约放在首位,提高资源利用效率。”这是国家经济发展的战略。
李鹏总理10月15日发表谈话指出:燃气蒸汽联合循环发电,热效率高,污染小,是当今世界能源发展的一个方向。同时提出天然气直接或间接作为汽车燃料使用这一战略问题。
项目发展有限责任公司的组成:
本计划已经酝酿了一年多,有许多政府机关和公司企业积极参与支持了此项工作,其中有北京市计委、北京市市政管委和北京市天然气领导小组,以及公用局等。还有北京市计委所属首创集团、中信东方能源公司、华北电力集团所属华北电力开发公司、中国国际工程咨询公司中咨能海公司、北京惠泰国际投资咨询公司、北京信强投资咨询公司,以及国际东方电力发展公司、美国
GE 公司、瑞士 ABB公司、比利时 CMI 公司、美国群鹰集团公司等多家公司表示了极大的参与诚意。
建议由首创集团和中信东方能源公司共同组建北京蓝天热能发展有限责任公司,根据项目进展情况,进一步考虑吸收其他中外投资伙伴。由美国群鹰集团、惠泰、信强和赛德提供咨询服务,以推动项目的成功。在董事会外,将建立一个理事会,由市计委、市管委、天然气领导小组和公用局的有关领导组成,指导、检查、协调项目公司的工作。
群鹰集团北京群鹰实业发展公司
一九九七年十二月十六日
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