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基于上述公式,推导出度电成本LCOE的完整计算公式:
其中,-初始投资成本的年值,包括自有资金、贷款以及折旧;
FCn-电厂每年的燃料成本;
OPEXn-运营维护成本的年值,包括保险费用、修理费用、劳动成本等;
TAXn-电厂每年应纳税额,包括营业税、增值税、土地税等;
C-装机容量;H-年利用小时数;On-厂用电率;N -电厂运营年限;r-折现率。
模型需要的计算公式包括:
固定成本=折旧+财务费用+运行费用
财务费用=总投资×年利息率
折旧=总投资×年折旧率
投资回报=总投资×自有资金比例×年回报率
贷款利息=总投资×借用资金比例×负债回报率
燃气电站燃料费=每千瓦时耗气量×气价
集中式天然气发电与传统燃煤发电一样,直接发电成本一般包括总投资折旧成本、运营和维修费用以及燃料成本,发电成本加上资金回报和贷款利息构成上网电价,也就是说,当发电成本一定时,为了满足内部收益率、投资回报率等经济评价指标,就会形成一个最低的上网电价标准。本文最终目标是针对集中式天然气发电,在已知的数据背景下,构建一个财务评价指标模型——平准化发电成本LCOE模型,对项目投资收益情况做出合理的分析。
2.2模型参数
影响集中式气电项目经济效益的因素有很多,除了气价和发电利用小时数等关键因素,单位投资成本、装机容量等参数也会产生一定影响。本文选取典型省市(上海、北京、浙江、江苏、广东、湖北)的集中式天然气发电项目作为代表性机组进行分析。气价以各省物价局公布的发电用气价为准;由于涉及调峰机组,设定各省平均利用小时数在2500~4000小时。其他参数根据几个典型省份的具体情况和行业数据进行设定(见表2)。
考虑到全国各省市的燃气发电状况存在较大差异,对装机容量、气价、利用小时数等变量取全国平均值计算出平均水平的LCOE电价,作为标准情景来衡量各省市的气电电价水平。全国集中式天然气发电项目的平均机组容量为30万千瓦,设定单位投资成本3000元,使用年限为20年,发电利用小时数3500小时(较为合理且贴切实际),年利息率6%,税后内部收益率为8%,气价取典型省市平均值为2.5元/立方米,综合其他参数,最终计算得出的上网电价为0.7628元/千瓦时,其中燃气成本占比达到74%。可以看出,气价是影响集中式发电项目上网电价的最主要因素。
3LCOE测算结果及敏感性分析
3.1测算结果
天然气发电可以作为基荷发电,也可以用于调峰,由于调峰机组在利用小时数方面存在较大的不确定性,同时所给予的调峰电价也相对较高,本文以天然气发电作为基荷电厂的情况进行研究。按照基准情景的设定,根据各省市实际气价数据,计算出了全国天然气发电基荷LCOE电价(见图3)。可以看出,东南沿海和中西部地区依靠丰富的气源供应,气价较低,有很好的气电发展环境,北京、上海等地在气电发展政策上的优势使其具有一定的市场竞争力,LCOE价格比其他省市低0.1~0.3元/千瓦时。气电的上网电价直接决定了其电力市场竞争力。
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