基于热电联产模式下的趸售热价测算方法应用

摘要：热电联产长输供热项目中趸售热价是投资方决策的重要因素，因其测算方法不同致使结果迥异，进而制定的供热价格不符合热电企业及热用户利益。本文从热电厂生产电、热能原理及过程的角度，分析影响热电厂供热成本的因素，并结合热量法与㶲方法两种测算趸售热价的方法，对某市五家热电厂供热成本进行案例计算分析。根据不同年度供热成本结果，得出基于㶲方法核算的趸售热价符合真实供热成本的结论，为该市制定合理的供热价格提供科学的决策依据，也为国内其它电厂趸售热价计算提供参考价值。

关键词：热电联产、供热成本、㶲方法、热量法、价格联动

0 前言

热电联产集中供热是减少分散燃煤和散烧煤取暖以及北方地区冬季雾霾天气的重要举措，是改善居民基本生活的重大民生工程，关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命的重要内容。热电联产集中供热价格机制的形成一般是按照“满足参与城市集中供热企业各方保证合理运营利润、由政府主导推动、居民可承受”的方针，遵循因地制宜、突出重点、统筹协调的原则。近年来，长输供热[1]决策阶段确定热源（热电厂围墙出口）端口成本成为各投资主体的关注焦点，因此，综合考虑煤、电、热价格联动因素，是提供供热市场各方交易价格的支持依据；制定健全供热价格机制及科学合理的供热价格，有利于集中供热产业的健康发展，有利于保障集中供热企业，热用户利益。所以发展供热长期安全、高效运行的热电联产集中供热模式迫在眉睫[2]。

1 热电联产集中供热原理

热电联产是指同一发电厂锅炉产生的蒸汽驱动汽轮机发电后的乏汽通过继续利用对用户供热的生产方式，即同时生产电能、热能的工艺过程，此种生产方式实现了能源的梯级利用，较之分别生产电能、热能方式节约燃料[3]。热电联产的工艺原理如图1所示，其外部供热的热源可以是汽轮机的抽汽或背压机的排汽。热电联产的蒸汽显著降低了热力循环中的冷源损失（尤其是背压凝汽器和热泵技术），所以能将热效率大幅度提高[4]。以某市电厂20万机组为例，纯凝气额定工况下（纯发电，非供暖季），发电的热效率为43.3%；在额定供热工况下（供暖季），发电的热效率为67.9%。可见热电联产使得发电效率明显上升，进而发电成本下降。

与常规锅炉供热相比，热电联产系统总成本中包含了发电成本，为了确定供热成本，就必须解决供热和发电在整个热电联产系统中的成本分摊问题。影响电厂供热成本的因素主要分为固定成本和可变成本，其中固定成本主要包括：设备折旧费、修理费、材料费、职工薪酬等；可变成本主要包括：燃料费、水费[5]，此外，由于热电联产企业在生产过程中会排放二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、烟尘及粉尘等污染物，会对环境造成一定的污染，可变成本中还需要考虑环保因素。从上述供热成本构成中可以看出，燃料费用是供热成本的主要因素，按热量等效折算燃料来计算，可变成本中燃料费用约占供热成本的60%。同时，热电联产是生产电能、热能两种产品的系统，其总成本不难计算，但具体到发电成本和供热成本分别计算时，就涉及到燃料费与供热有关的非燃料费用的分摊问题[6]。

2 热价计算方法

热电分摊有多种方法，不同的分摊方法得出的结果往往差异较大。本文依据现行规范和标准，采用㶲方法和热量法分别对电厂的供热成本进行测算。

（1）㶲方法

㶲方法‌的核心在于识别和量化能量系统中可转换为有用功的能量部分，它通过分析能量在转换过程中的贬值情况，揭示能量利用的有效性和系统的完善度。与传统的能量数量分析不同，‌㶲方法‌更注重能量的“质量”，即其可转换为有用功的能力。也就是说㶲方法中能量的质量不仅与能量的具体形式有关，而且与载能体的特性、环境参数以及转化过程的性质有关，能量的质量是由多因素决定的因变量。在环境条件下，能量中可转化为有用功的最高份额称为该能量的㶲[7]。

对于供热而言，其实质是以水或者蒸汽为介质实现热量的传递过程，它是在势差（温差）的推动下进行的，热量传递或转换过程中必然会有㶲损失，温差越大，㶲损失就越大。因此应尽量减少热换热温差以达到节能的目的，同时使得供热参数与用热参数相匹配。而供热的热能多来自于燃料的燃烧，其温度比用户用热热温度高得多，应充分利用其高温状态的能量，以最小的热损引导其走向用热温度，以较小的传热端差，完成热量的传递，达到减少热量损失供热节能的目的。

㶲方法计算供热煤耗的公式为：

式中，为热源全年燃料消耗量，单位为kgce/a；为一次网热水㶲折算系数；为热电厂全年输出电量，单位为kWh/a；为供暖期热源出口实测供热量，单位为GJ/a。全厂总煤耗与根据上式得到供热煤耗之差，即为发电煤耗，从而可以进一步得到供热成本分摊比

热电联产是先将燃料燃烧产生的热能推动汽轮机做功发电，再将发电后的低品位热能用于供热的先进能源利用形式，实现了能源的梯级利用，能够较大限度节约能量。㶲方法在热力学第一定律的基础上，同时考虑了第二定律的影响，以热能所包含的㶲在机组消耗燃料的㶲或机组输出㶲中所占比例作为供热成本分摊比。采用㶲方法，供热的蒸汽品质即温度和压力越低，系统供给供热方面的热耗也越少，这就鼓励了热用户努力降低用汽品质， 从而减轻其用热所负担的费用，㶲方法不仅综合考虑了热能利用的数量和质量，又能全面反映热能转换和利用效率。

（2）热量法

目前，热量法是各电厂通行使用的供热成本计算方法，具体是以供热量折合标准煤耗量得到供热标准煤耗量，然后将供热标准煤耗量和发电标准煤耗的比值作为成本分摊比，依据得到的分摊比将电厂生产电、热的所有成本进行分摊[8]。这种方法也同时在“《江苏省供热定价成本监审办法》苏价规[2017]12号”和“湖北省供热价格管理办法》鄂价环资规[2013]125号”中具体引用。这种方法是将热电厂中的总热耗量按照热电厂中分别生产热、电两种能量的数量来进行分配，忽略了物质在能量转换过程中质量的差异，不符合现有热电联产企业生产方式，尽管其操作简便、利于考核，但该方法是完全基于热力学第一定律提出的，既没有反应热、电这两种截然不同形式的能量在质量上的差别，也没有反映出热电联产在节约能源方面的优势。如果利用这种方法计算，计算得到的供热煤耗与锅炉房供热没有区别，这显然是不合理的。

3 趸售热价测算方法成本比较分析

本文案例中，对某市5家热电厂2015～2017年的供热成本分别采用㶲方法和热量法进行了计算。在测算过程中，首先依据“《热电联产项目可行性研究技术规定》计基础[2001]26号”将电厂的固定资产进行详细划分，然后归入发电、厂内供热、厂外供热和公用固定资产等类别。在固定资产的分摊过程中，仅将公用资产按照分摊比分摊，发电和厂外供热固定资产不计入供热成本，厂内供热资产全部计入供热成本。其余成本，均按分摊比进行分摊。

（1）㶲方法计算结果

利用㶲方法计算5家电厂2015～2017年的供热成本如表1所示。从结果可以看出，电厂平均供热成本在2015年和2016年均低于现行的指导价格17元/GJ，但在2017年，供热平均成本达到19.77元/GJ（加权平均为19.75元/GJ），与2016年相比涨幅为18.0%。燃料价格一般占电厂总成本的50%左右，这三年间，电厂购入煤价不断攀升，导致供热成本的持续上升。

图2给出了该地区各电厂3年来燃煤购入平均价格的变化趋势。可以得出，从2015年到2016年，每吨煤价从236.45元增加到251.08，涨幅为6.2%；然而，2016年到2017年，每吨煤价格从251.08元上升到359.55元，涨幅达到43.2%。煤价的大幅上升，导致供热成本也随之从2016年的16.76元/GJ上升到19.77元/GJ。

（2）热量法计算结果

利用热量法计算5家电厂2015～2017年的供热成本如表2所示。从结果可以得出，电厂平均供热成本在3年间均高于现行的指导价格17元/GJ，依次为25.18、26.07和30.83。在2016至2017年，供热成本涨幅为18.3%，这也是由于三年间，电厂购入煤价不断攀升所致。

此外，表2中热电厂1～热电厂4为公用电厂，电厂5为自备电厂，由表可见公用电厂3年的平均成本为27.51元/GJ，而自备电厂的平均成本为26.79元/GJ，后者比前者低2.62%。可以看出，自备电厂的供热成本略低于公用电厂。这主要是由于公用电厂受到电网需求的制约，其发电负荷经常处于未满发状态，这导致其能耗增大；而自备电厂的用电需求旺盛，电厂常年处于满负荷运行状态，这导致电厂效率达到设计工况，使能耗大幅下降。同时，公用电厂中的热电厂1～热电厂4，由于建厂年限较长，老旧设备和人员较多，也是造成其成本偏高的原因。

（3）计算方法对比分析

㶲方法从能的质和量两方面综合考虑能的使用价值 。一定量的能量中所含㶲的多少，表明了这种能在质量上的高低及其使用价值的大小。对于一个简单的输出单一产品的系统，用第一定律分析的能定价来进行系统分析可以得出正确的结论（如锅炉房供热），但是对于多产品输出的系统（如热电联产系统），通过㶲作为能量的考核标准，能够使其使用价值与经济价值较好的吻合，从而反映出所供热量的真实成本。因此，以㶲作为能量定价标准的热经济学分析法也收到世界各国的重视[10][11]。然而，也应考虑到，㶲方法在应用过程中没有考虑热电联产会给发电方面带来的投资增加和引起电能的一定损失，它对电厂实行新型节能技术（如热泵、背压凝汽器等）没有任何经济鼓励。

热量法是按热电厂生产的热量数量比例确定供热应占电厂总成本的分摊比例。其本质是将电厂发电后的低品位乏汽视作高品位蒸汽等价卖给了热用户，忽视了物质能级品味的高低。其优点是计算简便，便于考核；缺点主要有以下四点：

1）把电能和热能看成等价的，既没有反应热电联产生产方式在电能和热能在质量上的差别，也没有反应不同参数供热蒸汽在品位上的不等价。

2）冷源损失的燃料节省所带来的好处全部归于发电成本，使供热成本增加，加重热用户负担。

3）该方法不能反映出电厂采用先进节能供热技术（如背压凝汽器、热泵）带来的经济效益。

4）没有体现热电联产与热电分产之间的区别。

从3年供热平均成本比较：㶲方法的成本为16.06，16.76，19.77元/GJ；热量法的成本为25.18，26.07，30.83元/GJ。三年加权平均供热成本，㶲方法和热量法的计算结果分别为17.49元/GJ和27.39元/GJ，该市各热电厂实际平均成本约20.1元/GJ，㶲方法与实际平均成本相比，每GJ价格低为2.61元/GJ，误差在-12.9%；热量法得出的计算结果高于供热成本7.29元/GJ，成本误差在26.39%，表明㶲方法的计算结果更接近实际成本值。而㶲方法得出的成本价格会低于实际供热价格的原因，是由于在实际供热成本确定方面，需综合考虑电厂在供热机组改造、环保改造，发电负荷不足等方面的因素。因此，在电厂供热成本确定方面，还需在㶲方法计算结果的基础上，考虑电厂在供热机组改造、环保改造，发电负荷不足等方面的困难因素，制定出符合多方利益的供热价格。

（4）供热成本分析

本文对5家热网企业进行成本测算，热网企业涵盖了该市大型国企和小型私企，体现了老企业和新企业在运营管理方面的特点。截至2017年末，这5家热网企业接带的供热总面积达到5338.4万平米，约占该市总供热面积的59.82%。

在测算过程中主要依据以下测算程序进行：

1）核算热网企业实际耗费的成本；

2）热网定价总成本=热网实际总成本±成本监审规定的核增、核减项目；

3）热网定价单位成本=热网定价总成本/测算期供热面积。

测算结果如表3所示。

由表3可以看出，供热企业1与其余3家企业相比，其成本最高，以3年平均成本为例，供热企业1的单位面积成本为19.32元，而其余3家的平均值仅为13.34元，前者比后者高出44.8%。这主要是由于，供热企业1是成立时间最久的大型国企，人员和老旧设备较多。同时，为了保障该市整体供热系统的安全平稳运行，在部分还未有居民入住的区域，前期投入了大量的资金建设。此外，供热企业1还承担着调峰备用燃气锅炉房的运营和维护，锅炉房的设备折旧、维修、人员薪酬和运行费用，也一直由该公司负责。

4煤热价格联动机制

目前，全国的供热一般是当地价格部门发布热力出厂价格和终端售价，热源和热网企业据此执行，煤热价格管理脱节。当煤炭价格下降时，不能及时下调终端热力价格，热用户意见很大；当煤炭价格上涨时，不能及时调整热力出厂价格，企业亏损，严重影响企业生产经营的积极性。因此建议建立煤热价格联动机制，是为了促进企业和用户降低能耗和公平负担；同时是落实煤热价格市场在资源配置中起决定性作用的具体体现。

因此建议以环渤海动力煤指数为煤价变化基准。当环渤海动力煤价格变化达到或超过50%后，相应调整热力出厂价格。煤热价格联动以三年为一个联动周期，原则上以当年10月至第三年9月采暖年度的煤价格作为联动依据。若周期内煤价变化达到或超过50%后，相应调整热价；如本周期内煤价变动未达到50%，则下一周期累计计算，直到累计变化幅度达到或超过50%。对于煤价变化幅度在50%以内，对电厂供热成本和利润的影响，建议建立价格平抑基金制度，在联动周期内，以平抑基金形式保持热价稳定，以应对市场煤价波动的影响。

5 结论

本文分别对电厂和热网企业进行供热成本测算和分析。在电厂供热成本测算中，使用㶲方法和热量法分别进行计算。结果表明，㶲方法和热量法核算的3年加权平均供热成本分别为17.49元/GJ和27.39元/GJ，实际平均成本为20.1元/GJ。对比两种计算结果，由于热量法既没有反应热、电两种截然不同形式的能量在质量上的差别，也没有反映出热电联产的节能优势，所以比实际供热成本误差大。而㶲方法同时考虑热力学第一定律，第二定律，成本误差小，更靠近电厂真实的供热成本，采用㶲方法计算出的成本价格进而制定的供热价格符合热电企业及热用户利益。

同时考虑燃料对供热成本影响最大，为应对煤价波动对供热市场的影响，建议在该市建立煤热价格联动机制，若煤炭等燃料价格变化幅度较大，应相应调整热力生产的出厂和销售价格。煤热价格联动机制是可有效化解煤热价格矛盾、规范热力价格行为，是推动供热市场化进程的重要举措，是促进该市热力产业发展，保障人民冬季供暖提高生活质量的有效手段。

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第一作者简介：刘建国，（1984年，9月），男，内蒙古呼和浩特，汉，本科，高级工程师，从事热能与动力工程设计研究工作。