文 娟,文 婷

(1.廣東省節(jié)能監(jiān)察中心,廣州510030;2.廣東天聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司,廣州510030)

大力推進(jìn)蓄冷項(xiàng)目是一項(xiàng)十分有效的移峰填谷的措施,也是電力需求側(cè)管理的重要舉措之一。廣東省夏季空調(diào)用電負(fù)荷超過全社會(huì)用電量35%[1],且主要用冷時(shí)段基本上處于全省用電高峰時(shí)段,全省統(tǒng)調(diào)口徑最大用電峰谷差逐年增加,推廣蓄冷空調(diào)項(xiàng)目將是廣東省進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)峰的有效手段。然而廣東省目前除深圳市外,尚未出臺(tái)專門針對(duì)蓄冷項(xiàng)目的電價(jià),且峰谷電價(jià)僅限于大工業(yè)用電,峰谷電價(jià)差也不夠大,從而制約了廣東省蓄冷項(xiàng)目的推廣。為了在廣東省大力推廣蓄冷項(xiàng)目,有必要對(duì)廣東省現(xiàn)行電價(jià)政策進(jìn)行分析并提出改進(jìn)建議。

1 廣東省推廣蓄冷空調(diào)的必要性及推廣情況

1.1 推廣蓄冷空調(diào)的必要性

近年來廣東省電力供需矛盾日益加劇,統(tǒng)調(diào)負(fù)荷逐年提高,導(dǎo)致拉電、錯(cuò)峰限電次數(shù)頻繁,2011年統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷達(dá)7474.6萬kW,最大錯(cuò)峰負(fù)荷達(dá)740萬kWh。并且全省統(tǒng)調(diào)口徑最大用電峰谷差在不斷加大,平均統(tǒng)調(diào)平均峰谷差從2005年的876.4kW逐年上升到2011年的2093.1 kW,最大峰谷差已達(dá)到最大用電負(fù)荷的40%*1。2011年,廣東省的發(fā)電總裝機(jī)容量為7641.98kW,而夜間用電負(fù)荷僅約為4000萬kW,夜間大部分機(jī)組的發(fā)電負(fù)荷率僅為額定負(fù)荷的52.3%,因此白天缺電,而夜間機(jī)組低負(fù)荷發(fā)電的現(xiàn)象十分明顯,造成很大的能源浪費(fèi)。據(jù)有關(guān)研究顯示,當(dāng)發(fā)電機(jī)組在50%額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí),廠用電率大約是額定負(fù)荷下的1.55倍[2]?；趶V東省的用電狀況,僅依靠不斷新建電廠來滿足全省用電需求是不可持續(xù)的,必須要進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)峰,這也是電力需求側(cè)管理的一項(xiàng)十分有效的措施。

電網(wǎng)的調(diào)峰可以通過建調(diào)峰電站和電力需求側(cè)管理兩種方法來解決[3]。蓄冷空調(diào)技術(shù)是電力需求側(cè)管理的最重要的技術(shù)手段。目前通過采用蓄冷空調(diào)技術(shù)調(diào)峰的投資還不到建調(diào)峰電站的三分之一[4]。并且蓄冰空調(diào)工程還有建設(shè)周期短、無需另建電網(wǎng)、無需增加運(yùn)行管理費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)。因此,大規(guī)模推廣蓄能 (蓄冰、蓄水、蓄熱等)項(xiàng)目,能以較低成本從而起到均衡電網(wǎng)用電負(fù)荷,改善電網(wǎng)負(fù)載因素,提高大容量基本負(fù)荷發(fā)電機(jī)組的利用率,減少新建或緩建新電廠,改善電力建設(shè)的投資效益等作用。

1.2 進(jìn)行廣東省蓄冷電價(jià)研究的必要性

至2010年3月,全國已有建成投入運(yùn)行和正在施工的工程794項(xiàng),其中廣東省推廣蓄冷項(xiàng)目數(shù)量為96個(gè),居于全國第四位,但廣東的蓄冷項(xiàng)目中有66個(gè)蓄冷項(xiàng)目 (約69%)位于深圳市[5],這與深圳市出臺(tái)了蓄冷電價(jià)有直接的關(guān)系。江蘇、北京、浙江、上海等地有著比較優(yōu)惠的峰谷電價(jià)或?qū)ｉT的蓄冷電價(jià)*2,因此推廣的蓄冷項(xiàng)目數(shù)量也居于全國前列。

廣東省目前峰谷電價(jià)僅局限于工業(yè),雖然部分地市出臺(tái)了一些針對(duì)蓄冰項(xiàng)目的試點(diǎn)電價(jià),但適用范圍太窄,很多商業(yè)建筑無法享受峰谷電價(jià)優(yōu)惠,加上峰谷電價(jià)差不夠明顯,因此吸引力不夠。同時(shí),一些用戶實(shí)際用冷需求特性與用戶所在地區(qū)所實(shí)行的分時(shí)電價(jià)的時(shí)段劃分不太匹配,導(dǎo)致用戶所蓄冷量很大部分釋放于平段,因而投資回報(bào)期較長,用戶投資蓄冷空調(diào)的積極性不高。

2 廣東省分時(shí)電價(jià)政策現(xiàn)狀

2.1 廣東省峰谷電價(jià)政策 (除深圳外)

廣東省從2003年4月1日起,開始實(shí)施大工業(yè)峰谷電價(jià),對(duì)全省受電變壓器總?cè)萘吭?15kV以上的大工業(yè)用戶,統(tǒng)一實(shí)行峰谷電價(jià) (深圳除外),現(xiàn)行峰谷電價(jià)的峰平谷的電度電價(jià)比價(jià)為1.65∶1∶0.5,并把全省地市劃分為兩組分別劃分峰平谷時(shí)段*3。

廣州市目前工業(yè)峰谷電價(jià),0∶00-8∶00為谷段,14∶00-17∶00 以及 19∶00-22∶00 為高峰時(shí)段,其余為平段。

2.2 深圳市峰谷電價(jià)及蓄冷電價(jià)

深圳市現(xiàn)行峰平谷時(shí)段劃分如下:高峰時(shí)段(9∶00-11∶30、14∶00-16∶30、19∶00-21∶00)、低谷時(shí)段 (23∶00-次日7∶00),其余為平段。峰平谷電價(jià)的比價(jià)約為:1.26∶1∶0.52。2004年,深圳于2009年正式實(shí)行蓄冷電價(jià),目前蓄冷空調(diào)谷期電度電價(jià)為0.2788元/kWh*4。以受電變壓器容量為101至3000kVA,每月每千伏安用電量在250kWh及以下的大工業(yè)為例,高峰期電價(jià)為1.1124元,則峰谷電價(jià)比約為3.99∶1。因此相對(duì)深圳目前的峰谷電價(jià)以及廣東省其他地區(qū)的峰谷電價(jià)而言,深圳市蓄冷項(xiàng)目的谷期電價(jià)有了明顯優(yōu)惠。并且深圳市經(jīng)過驗(yàn)收的蓄冷項(xiàng)目可以申請(qǐng)深圳市的節(jié)能補(bǔ)貼。這也就使得蓄冷項(xiàng)目在深圳地區(qū)得到了極大的推廣,從而使得深圳成為廣東省推廣蓄冷項(xiàng)目最多的地級(jí)市。

2.3 廣東省試點(diǎn)蓄冷電價(jià)政策

廣東省除深圳地區(qū)外,尚未在全省實(shí)行蓄冷電價(jià)政策,但近幾年來,陸續(xù)同意在珠江新城、廣州大學(xué)城以及中山益華城市廣場(chǎng)幾個(gè)點(diǎn)實(shí)行蓄冷試點(diǎn)電價(jià)。其中珠江新城及廣州大學(xué)城從蓄冷電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)含各類基金及附加費(fèi)后為每kWh為0.3元*5。中山市益華城市廣場(chǎng)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)峰谷電價(jià),峰平谷比價(jià)為1.65∶1∶0.4*6。幾個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目的蓄冷電價(jià)的適用時(shí)間為每天00∶00-8∶00,其它時(shí)段按用電戶的規(guī)定電價(jià)執(zhí)行。

3 不同電價(jià)政策對(duì)蓄冷項(xiàng)目回收期的影響分析

為了分析不同電價(jià)政策下對(duì)蓄冷空調(diào)改造項(xiàng)目投資回收期的影響,現(xiàn)以某通信電子公司為例,對(duì)其在7種不同電價(jià)下的空調(diào)運(yùn)行成本進(jìn)行比較。其工程概況如下:空調(diào)用冷主要用于廠房、辦公樓空調(diào)用冷,夏季的尖峰冷負(fù)荷為2470kW(702RT)?，F(xiàn)有特靈300L制冷量為924kW的制冷主機(jī)4臺(tái)。全年空調(diào)使用時(shí)間為300天,其中100%負(fù)荷日為80天,70%負(fù)荷日為150天,50%負(fù)荷日為70天。設(shè)計(jì)日逐時(shí)負(fù)荷如圖1所示。

圖1 某通信電子公司設(shè)計(jì)日逐時(shí)冷負(fù)荷

根據(jù)該用戶的用冷特性,結(jié)合廣州市大工業(yè)峰谷電價(jià),考慮采用將其中三臺(tái)主機(jī)改造成雙工況主機(jī),夜間8小時(shí)全部用戶制冰,白天盡量將所需冷量釋放于峰段,剩余冷量在平段釋放。

7種不同電價(jià)分別命名為方案1～7。其中方案1采用廣州電價(jià),方案2采用深圳電價(jià)比價(jià),方案3～5峰谷比價(jià)均為5∶1,方案6采用佛山電價(jià)。方案7為典型的商業(yè)建筑用冷模式,0∶00-8∶00冷負(fù)荷為0,其余時(shí)段冷負(fù)荷與方案1一致。各方案詳細(xì)電價(jià)見表1。在不同方案下的投資回收期見表2。方案1～5的運(yùn)行策略相同 (其中方案7運(yùn)行策略與方案1～5的運(yùn)行策略區(qū)別在于0∶0-8∶00時(shí)段基載主機(jī)負(fù)荷為0),見圖2～圖4。方案2峰谷時(shí)段劃分與其他方案有區(qū)別,因此運(yùn)行策略也有所不同,見圖5～圖7。

表1 各方案電價(jià)表[8,9]

表2 幾種電價(jià)方案下投資回收期的對(duì)比

從以上圖表所顯示的數(shù)據(jù)可得出以下結(jié)論:

(1)從方案2及方案3可看出,對(duì)于一般的蓄冷項(xiàng)目,當(dāng)峰谷比價(jià)達(dá)到4∶1,峰谷電價(jià)差值達(dá)到0.84元左右;或當(dāng)峰谷差達(dá)到1∶5時(shí),峰谷電價(jià)差達(dá)到0.82左右,其投資回收期在5年左右,則蓄冷項(xiàng)目比較有吸引力。

(2)對(duì)比方案3、4、5,同樣的峰谷比價(jià)下峰段與谷段之間電價(jià)差的絕對(duì)值越大,則回收期越短。若實(shí)行專門針對(duì)蓄冷項(xiàng)目的蓄冷電價(jià),則在各種電價(jià)方案下節(jié)省的電費(fèi)都應(yīng)以方案1電價(jià)下的常規(guī)空調(diào)電費(fèi)為基準(zhǔn),此時(shí)投資回收期是隨著低谷電價(jià)的絕對(duì)值的增加而增加。

(3)對(duì)比方案1與方案5,可見:當(dāng)保持平段和低谷電價(jià)不變,僅以提高峰期電價(jià)來拉大峰谷差價(jià),會(huì)導(dǎo)致電力用戶的空調(diào)電費(fèi)增加。盡管在方案5下進(jìn)行蓄冷改造比方案1下的投資回收期明顯縮短,但若將方案1作為一個(gè)地區(qū)的舊電價(jià),方案5作為新電價(jià),則新電價(jià)下空調(diào)費(fèi)用明顯增加,節(jié)省的電費(fèi)若以舊電價(jià)下的常規(guī)空調(diào)費(fèi)用為比較基準(zhǔn),其投資回收期反而增加。這就有損電力用戶的利益,用戶當(dāng)然情愿選擇舊電價(jià)而不是峰谷差更大的新電價(jià)。因此在確定峰谷電價(jià)時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考慮電力用戶的利益,適當(dāng)降低谷段的電價(jià)。

(4)從方案1及方案6的對(duì)比可以看出,在同樣的冷負(fù)荷需求,同樣的改造方案下,由于電價(jià)高峰時(shí)段的不同而使得空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行策略發(fā)生改變,最后運(yùn)行費(fèi)用也有所區(qū)別。由于方案6處于電力高峰時(shí)段的冷負(fù)荷量比方案1的要少,也就是說在處于70%的負(fù)荷狀況下,方案1有34.2%蓄冷量釋放于平段,而方案6則有39.7%,即方案6有更多的冷負(fù)荷是釋放在平段而不是峰段,因此運(yùn)行費(fèi)用比方案1多,投資回收期更長。

(5)對(duì)比方案7與方案1,可見:若為商業(yè)建筑,則夜間逐時(shí)冷負(fù)荷幾乎為0,夜間無需開啟基載主機(jī),在同樣電價(jià)下投資回收期也將縮短,說明商業(yè)建筑更適合應(yīng)用蓄冷技術(shù)。

目前納入廣東省級(jí)監(jiān)管的商貿(mào)酒店企業(yè)總營業(yè)面積超過300萬平方米*7,按照每平方約200W的冷負(fù)荷估算[6],則以上商貿(mào)酒店的制冷主機(jī)至少需要18萬kW的輸入功率。一般而言,蓄冷空調(diào)至少可以轉(zhuǎn)移10%～20%的高峰負(fù)荷。假如這些酒店全部采用蓄冷空調(diào),則可以達(dá)到轉(zhuǎn)移1.8～3.6萬kW的高峰負(fù)荷。若拓展至全省的三星級(jí)酒店及餐廳、辦公樓等,將產(chǎn)生巨大的規(guī)模效益。

4 完善廣東省蓄冷電價(jià)的建議

4.1 進(jìn)一步拉大峰谷電價(jià)差

為進(jìn)一步縮短蓄冷改造回收期,擴(kuò)大吸引力,應(yīng)進(jìn)一步提高峰谷電價(jià)比。建議將峰谷電價(jià)比拉至4∶1以上,峰谷電價(jià)差值應(yīng)達(dá)到0.84元左右。同時(shí),在拉大峰谷差價(jià)時(shí),不能僅抬高峰期電價(jià),而應(yīng)適當(dāng)降低谷期電價(jià)。

4.2 進(jìn)一步擴(kuò)大峰谷電價(jià)實(shí)施范圍

由于商業(yè)領(lǐng)域更適合采用蓄冷 (熱)技術(shù),加上廣東商業(yè)空調(diào)蓄冷改造潛力大,因此建議將峰谷電價(jià)首先擴(kuò)展至商業(yè)用電領(lǐng)域。在可行的情況下,峰谷電價(jià)可拓展至居民用電。

4.3 出臺(tái)針對(duì)蓄能 (冷或熱)項(xiàng)目的專門電價(jià)

若商業(yè)峰谷電價(jià)的推行存在難度,或者推行的峰谷電價(jià)的峰谷差還不具有足夠吸引力,則考慮出臺(tái)專門針對(duì)蓄能項(xiàng)目的蓄能電價(jià)。蓄能電價(jià)的峰谷差應(yīng)較現(xiàn)行的大工業(yè)的峰谷電價(jià)更明顯,蓄冷時(shí)段的電價(jià)應(yīng)較通常的峰谷電價(jià)的低谷電價(jià)更為優(yōu)惠。建議低谷時(shí)段用電的電價(jià)要比相應(yīng)用電容量的普通工業(yè)峰谷電價(jià)的低谷時(shí)段電價(jià)再降低至少5分錢。比如說廣州市目前的大工業(yè)的谷期電價(jià)電度電價(jià)為0.3422元,則建議蓄冷電價(jià)的低谷時(shí)段電價(jià)應(yīng)在0.29元以下。

4.4 時(shí)段劃分需綜合考慮實(shí)際負(fù)荷與用戶側(cè)用冷需求特性

為解決峰谷電價(jià)時(shí)段與用戶的冷負(fù)荷高峰不相匹配的問題,建議:

(1)峰谷電價(jià)時(shí)段的劃分需充分考慮到全省負(fù)荷曲線,同時(shí)也兼顧用戶側(cè)的用冷需求特性曲線;

(2)若全省實(shí)行蓄冷電價(jià),對(duì)于不同類型的建筑物,在劃分電價(jià)峰谷時(shí)段時(shí)可適當(dāng)考慮其用冷特性,比如商業(yè)用戶將其一個(gè)電價(jià)高峰時(shí)段置于下班后的某時(shí)段,如19∶00-21∶00,而工業(yè)用戶或普通辦公樓的高峰時(shí)段置于中午時(shí)段;

(3)若可行,在每年的蓄冷峰谷電價(jià)時(shí)段的劃分可以給予前一年全省的用電負(fù)荷曲線進(jìn)行重新劃分,并提前通知各蓄冷用戶在當(dāng)年的用電高峰時(shí)段放冷。

4.5 制定更多有關(guān)蓄冷項(xiàng)目的鼓勵(lì)政策

假如蓄冷電價(jià)峰谷比價(jià)不夠大,也可考慮出臺(tái)相應(yīng)的鼓勵(lì)政策,對(duì)驗(yàn)收合格的蓄冷項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)或補(bǔ)貼。同時(shí),由于蓄冷空調(diào)的絕對(duì)耗能量往往會(huì)大于常規(guī)空調(diào),可能會(huì)影響到企業(yè)的節(jié)能目標(biāo)完成,目前也無法獲得國家節(jié)能相關(guān)政策的支持和鼓勵(lì)。為了進(jìn)一步鼓勵(lì)蓄能技術(shù)的推廣,建議在對(duì)進(jìn)行了蓄冷改造的企業(yè)進(jìn)行節(jié)能考核時(shí),對(duì)蓄冷項(xiàng)目耗能考核進(jìn)行合理折算,并將電力移峰量作為節(jié)能減排效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。

5 小結(jié)

一個(gè)地區(qū)電價(jià)政策對(duì)蓄能項(xiàng)目的推廣程度將產(chǎn)生直接的影響,為加快蓄冷項(xiàng)目在廣東省的推廣進(jìn)度,需制定更為合理的分時(shí)電價(jià),進(jìn)一步拉大峰谷電價(jià)差,同時(shí)加大峰谷電價(jià)適用范圍或出臺(tái)合理的蓄冷電價(jià)政策,以推動(dòng)更多蓄冷項(xiàng)目的開展,緩解夏季電力緊缺的局面,確保廣東經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展。

[1]嚴(yán)德隆,張維君.空調(diào)蓄冷應(yīng)用技術(shù) [M].北京:中國工業(yè)出版社,1997

[2]劉福國.燃煤發(fā)電機(jī)組負(fù)荷率影響供電煤耗的研究[J].電站系統(tǒng)工程.2008,24(4):47-49

[3]管屏.空調(diào)蓄冷方式的比較[J].上海節(jié)能.2004(6):17-18

[4]康英姿,華賁.區(qū)域供冷與分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)[J].沈陽工學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版),2006,2(6):289-293

[5]張永銓.我國蓄冷蓄冷技術(shù)的發(fā)展[J].暖通空調(diào),2010,40(6):2-5

[6]實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008,5

*1 廣東經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì).2002-2011年電力運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

*2 全國各地電價(jià)政策

*3 廣東省物價(jià)局.《關(guān)于調(diào)整銷售電價(jià)的通知》 (粵價(jià)〔2009〕 267 號(hào))

*4 廣東省物價(jià)局.2011年12月1日發(fā)布的廣東省各地電價(jià)政策

*5 廣東省物價(jià)局.《廣東省物價(jià)局關(guān)于廣州大學(xué)城和珠江新城集中供冷系統(tǒng)試行蓄冷電價(jià)的通知》 (粵價(jià)〔2010〕 46號(hào))

*6 廣東省物價(jià)局.《關(guān)于中山市益華城市廣場(chǎng)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)試行峰谷電價(jià)的批復(fù)》(粵價(jià) 〔2010〕184號(hào))

*7 《關(guān)于公布我省商貿(mào)酒店領(lǐng)域重點(diǎn)用能企業(yè)名單的通知》(粵經(jīng)信節(jié)能 〔2010〕 728號(hào))