垃圾焚燒電站的全壽命周期成本研究

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1、垃圾焚燒電站的全壽命周期成本研究葉學(xué)民1，王豐1，彭波2，李春曦1(1.華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院，河北保定071003;2.中國電力投資集團公司，北京100033)摘要:針對垃圾電站評價機制尚不完善的現(xiàn)狀，引入全壽命周期成本(LCC)理論對其進行成本分析，在考慮費用時間價值的基礎(chǔ)上，建立了垃圾電站的LCC模型，并采用基于LCC的效能指標(biāo)、借款償還期與動態(tài)投資回收期對項目進行評價?；谒Ｐ?，針對某2×300T/d+1/12MW垃圾電站，計算了以現(xiàn)值表示的各項費用，在設(shè)計運行工時下，其LCC為54435萬元，總收益為65927萬元，項目利潤為15477萬元，效能指標(biāo)為1.211

2、，項目借款償還期為7年，動態(tài)投資回收期為13年。此外，考慮到垃圾產(chǎn)量和成分隨季節(jié)改變和社會發(fā)展的變化，給出了運行工時變化對垃圾電站成本管理以及各項成本和指標(biāo)的影響。關(guān)鍵詞:垃圾發(fā)電;全壽命周期成本;現(xiàn)值;成本管理中圖分類號:F273.4文獻標(biāo)識碼:ADOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2014.12.001垃圾電站初投資大、運行成本高、服役時間長，而現(xiàn)有的成本管理機制只關(guān)注電站的建設(shè)投資［9，10］，忽略后期較高的運營成本。Ofori-Boateng等［3］對3種不同WTE工程進行了成本-收益及敏感度分析，研究表明，垃圾填埋氣化的平均發(fā)電成本最低，而垃圾焚燒發(fā)電成本

3、相對于電站年運行時長的變化最為敏感。此外，部分研究利用外部成本的概念量化了不同形式的WTE工程對環(huán)境的損害程度［11，12］。然而，上述工作只關(guān)注了不同WTE工程的發(fā)電定價標(biāo)準(zhǔn)，對工程的成本形成過程卻未進行研究。針對上述問題，引入合理的評價機制對垃圾電站進行成本管理就顯得至關(guān)重要。全壽命周期成本(LifeCycleCost，簡稱LCC)管理從固定資產(chǎn)的長期經(jīng)濟效益出發(fā)，在滿足可靠性的基礎(chǔ)上，追求項目從決策建設(shè)、運行直至報廢的全過程中發(fā)生的總成本最低。因此，將LCC理論引入垃圾電站進行成本管理分析，對項目的建設(shè)與運營方案選取有良好的指導(dǎo)作用。然而，目前尚未有將LCC理論應(yīng)用于垃圾發(fā)電項目成

4、本管理的研究報道，或僅針對于環(huán)保企業(yè)。本文采用LCC管理理論，建立適用于垃圾電0引言城市垃圾處理是當(dāng)前全球最為緊迫與嚴峻的問題之一。日益嚴重的環(huán)境負擔(dān)、立法和社會需求已經(jīng)導(dǎo)致了社會垃圾處理手段和能力的巨大壓(waste-to-energy)力。WTE工程是一類將城市垃圾中的能量轉(zhuǎn)化為電能的可控?zé)崽幚硎侄蔚慕y(tǒng)稱，可緩解垃圾分解和化石燃料燃燒對環(huán)境的破壞，減少垃圾和溫室氣體的排放，強化社會材料和能源的回收利用并提供大量工作崗位緩解社會就業(yè)問題［1～5］。面臨相同的困境，近年來我國同樣致力于加速城市垃圾處理行業(yè)的發(fā)展，研究利用可再生清潔能源，推進WTE工程在中國的建設(shè)應(yīng)用。WTE工程主要包括垃

5、圾填埋、熱解氣化、焚燒和與高質(zhì)量化石燃料共同燃燒發(fā)電4種形式［6～8］。垃圾焚燒發(fā)電可緩解城市垃圾的污染公害問題，同時作為一種新興發(fā)電形式正越來越受到重視?！丁笆濉眹覒?zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中也提到要積極推進垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進程。收稿日期:基金項目:作者簡介:2014－08－27。中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項基金(13MS98)。葉學(xué)民(1973-)，男，教授，主要從事新能源開發(fā)及利用、流體動力學(xué)理論及應(yīng)用、流體機械和強化傳熱傳質(zhì)技術(shù)研究，E-mail:yexuemin@163．com。2電力科學(xué)與工程2014年站的成本模型，計算項目的LCC效能指標(biāo)，獲得其借款償還期與動態(tài)投

6、資回收期，進而為垃圾電站的成本管理提供依據(jù)。2實例分析以規(guī)模為2×300T/d+1×12MW的垃圾焚燒電站為例，其項目預(yù)算期為22年，電站運行20年;日處理垃圾量為600t，設(shè)計全年運行5500h，約229天。銀行貸款年利率按7.05%計，借款償還期按運行期內(nèi)最大還款能力計算;銀行貸款占總成本的70%，自籌30%。2.1垃圾電站LCC計算2.1.1購置成本表1列出了電站項目的購置成本清單。一般地，購置成本均發(fā)生在項目預(yù)算期第1年，為工程籌備期各項費用之和，按式(4)計算。項目總購置成本為30180萬元，相應(yīng)現(xiàn)值為30180萬元。1垃圾電站LCC建模1.1LCC分解垃圾電站的LCC包括電站

7、從項目決策、設(shè)備購置、安裝、運行、日常維護、周期性檢修直至報廢的全過程中所發(fā)生的所有費用。根據(jù)垃圾電站的實際特點，本文中將其LCC分解如下:CLCC=CP+CO+CM+CF+CＲ(1)式中:CLCC為系統(tǒng)的全壽命周期成本;CP為購置成本;CO為運行成本;CM為維護成本;CF為故障成本;CＲ為退役處置成本，對于垃圾電站，特許權(quán)協(xié)議到期后，一般移交給政府，暫時不考慮退役處置成本。針對垃圾焚燒電站的基本特點，對垃圾電站的維護成本及故障成本