齊亞茹 任美桃

（榆林學(xué)院 陜西 榆林 719000）

所謂清潔能源供暖，指的是利用天然氣、電能以及地?zé)崮艿确锨鍧嵒蟮哪茉?，在高效用能系統(tǒng)的運(yùn)行支持下，達(dá)到低排放與低能耗目標(biāo)的一種供暖方式。通過用清潔能源將傳統(tǒng)燃煤代替，清潔供暖方式可以從能源供應(yīng)側(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)一次能源燃燒所帶來的環(huán)境污染以及高能耗問題的有效規(guī)避，由此對(duì)能源的環(huán)保及高效利用產(chǎn)生促進(jìn)作用，助推能源的可持續(xù)發(fā)展。目前，我國(guó)多數(shù)地區(qū)的清潔能源供暖項(xiàng)目尚處于發(fā)展的前期階段，采用科學(xué)而有效的方法評(píng)價(jià)清潔能源供暖設(shè)施設(shè)計(jì)、建設(shè)及其管理效益十分重要，對(duì)于跟蹤措施及相關(guān)應(yīng)對(duì)方案的制定與實(shí)施有著重要意義。但從當(dāng)前情況來看，學(xué)者針對(duì)清潔能源供暖效益評(píng)價(jià)展開的研究并不多。為了提高清潔能源的開發(fā)及利用水平，做到清潔能源供暖方式的合理選擇，本文借助于相應(yīng)的數(shù)學(xué)分析模型，以商業(yè)樓作為本次工作的研究對(duì)象，對(duì)天然氣、電能以及地?zé)崮?種不同類型的清潔能源供暖在其中所表現(xiàn)出來的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益作相應(yīng)的比較分析，以期為相關(guān)部門決策的制定以及措施的采取提供技術(shù)層面的支持。

一、主要的清潔能源供暖方案

（一）空氣源熱泵煤改電

此種類型的清潔能源供暖方案在熱泵原理的指導(dǎo)及支撐之下，從空氣中執(zhí)行對(duì)熱量的提取工作，或是將其排放出去，優(yōu)勢(shì)十分明顯，包括有比較高的安全系數(shù)、可以應(yīng)用的范圍比較廣泛、作為一種清潔能源不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染、施工比較便捷且簡(jiǎn)單、目前所擁有的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟、不會(huì)占據(jù)很大的面積、投資比較小等。不過，該方案缺點(diǎn)也相對(duì)明顯，主要有以下表現(xiàn)：（1）空氣源熱泵的能效會(huì)隨著室外氣溫的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變，制熱能效并不理想；（2）當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間在一個(gè)溫度比較高、壓力比較大的環(huán)境下運(yùn)行之時(shí)，壓縮機(jī)會(huì)比較容易出現(xiàn)老化以及碳化的問題，不僅如此，換熱器發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象的可能性也比較大，這些均會(huì)在較大程度上影響整機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，造成其生命周期的縮短；（3）當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)有相對(duì)較大的噪音產(chǎn)生，若是所處的區(qū)域是對(duì)噪音比較敏感的場(chǎng)所，其適用性比較差。

（二）天然氣煤改氣

眾所周知，作為一種傳統(tǒng)的化石能源，天然氣有著突出的清潔、無污染屬性，在我國(guó)大部分城市以及縣城區(qū)域，目前都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了天然氣的全覆蓋，不過對(duì)于不少鄉(xiāng)鎮(zhèn)而言，管道氣化依舊未完全實(shí)現(xiàn)。借助于天然氣執(zhí)行對(duì)熱能的供應(yīng)有兩個(gè)比較好的表現(xiàn)，即初始的投資并不高以及可滿足清潔環(huán)保要求，但總得來說，其不足同樣不容忽視：（1）作為一種不可再生性資源，天然氣從資源總量層面上來看具有有限性；（2）所使用的初期調(diào)峰設(shè)備較為滯后，與國(guó)家規(guī)定及要求的應(yīng)急儲(chǔ)氣能力相比較，兩者之間存在比較大的差距；（3）氣源供應(yīng)保障比較單一，冬季供暖無法確保較高的保障率；（4）管網(wǎng)設(shè)施需要完善；（5）從價(jià)格層面上來看，天然氣供暖并沒有優(yōu)勢(shì)，不僅如此，其系統(tǒng)運(yùn)行還需要支付一個(gè)比較高的支出。

（三）淺層地?zé)崮?/h3>

對(duì)于此技術(shù)，低溫?zé)嵩粗饕詭r土體、地下水或地表水為主，該技術(shù)主要是在地?zé)崮芙粨Q、熱泵機(jī)組、室內(nèi)等系統(tǒng)的運(yùn)行支撐下發(fā)揮出相應(yīng)的供熱及制冷功能。以不同的地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式為依據(jù)，可將淺層地?zé)崮荛_發(fā)利用技術(shù)劃分為3個(gè)子類，分別為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)以及地表水地源熱泵系統(tǒng)。

二、三種清潔供暖方案的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益比較分析

（一）項(xiàng)目背景

本文將商業(yè)樓作為研究對(duì)象，對(duì)前文所述3種清潔能源供暖方案的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益進(jìn)行計(jì)算。以X市某商業(yè)樓為例，該商業(yè)樓總面積為8.88×104m2，屬性為普通的商鋪功能，每天運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)為11h，熱負(fù)荷以及冷負(fù)荷分別為5.74×103kW與7.65×103kW，對(duì)應(yīng)的熱量與冷量消耗分別達(dá)2.69×106kW·h與 7.54×106kW·h。

（二）各清潔供暖方案的經(jīng)濟(jì)效益比較

1.財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值

所謂財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值，指的是按照事先設(shè)定好的折現(xiàn)率將項(xiàng)目計(jì)算周期內(nèi)凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值之和求解出來。通過對(duì)財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值求解公式的采用，本文發(fā)現(xiàn)在計(jì)算周期內(nèi)，煤改電、煤改氣與淺層地?zé)崮?種清潔能源供暖方案的凈現(xiàn)值都為正值，意味著各方案的實(shí)際報(bào)酬率都比最低報(bào)酬率（6%）的要求要高，基于全部投資的視角，這3種方案均能達(dá)到盈利的目標(biāo)，亦即在財(cái)務(wù)層面都是可以接受的，表現(xiàn)出相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)可行性。進(jìn)一步地，通過比較可以發(fā)現(xiàn)，3種清潔能源供暖方案在凈現(xiàn)值絕對(duì)量上表現(xiàn)出比較大的差異，其中，淺層地?zé)崮艿呢?cái)務(wù)凈現(xiàn)值最高，表明其獲得的利潤(rùn)是最高的，稅后財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值達(dá)1.56×103萬(wàn)元；排在第二位的是煤改電方案，對(duì)應(yīng)稅后財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值為9.72×102萬(wàn)元；煤改氣方案所獲利潤(rùn)最低，僅有3.86×102萬(wàn)元。

2.內(nèi)部收益率

所謂內(nèi)部收益率，指的是在具體的計(jì)算周期之內(nèi)，能夠讓項(xiàng)目?jī)衄F(xiàn)金流量現(xiàn)值累計(jì)為零時(shí)的折現(xiàn)率?；趦?nèi)部收益率計(jì)算公式的支持，本文發(fā)現(xiàn)在計(jì)算周期之內(nèi)，3種清潔能源供暖方案的稅收內(nèi)部收益率均比15%要大，且與現(xiàn)階段不少行業(yè)的基準(zhǔn)收益率相比都要高，意味著3種方案的獲利水平是可以將基準(zhǔn)收益率獲利水平超過的，表現(xiàn)出比較理想的投資價(jià)值。進(jìn)一步地，通過比較可以發(fā)現(xiàn)，煤改電方案表現(xiàn)出比較理想的預(yù)期運(yùn)行效果，有較高的投資盈利率，該方案實(shí)施下的稅后內(nèi)部收益率大于25%，相較而言，大約是淺層地?zé)崮芊桨傅?.4倍，同時(shí)，還是煤改氣方案的1.5倍。有一點(diǎn)需要強(qiáng)調(diào)，雖然以內(nèi)部收益率為支持，可以執(zhí)行對(duì)投資方案的評(píng)價(jià)任務(wù)，不過該指標(biāo)并不可以應(yīng)用于判斷互斥方案的優(yōu)劣性上。對(duì)于3種清潔能源方案而言，它們的投資額存在差異，應(yīng)當(dāng)將它們視作互斥方案，這就要求以增量投資為依據(jù)，做好對(duì)經(jīng)濟(jì)合理性的判斷工作，換句話而言，即分析相較于投資并不大的方案，投資較大的方案多投入的資金到底能不能創(chuàng)造理想的增量效益，這又需要對(duì)差額投資內(nèi)部收益率進(jìn)行比較。而通過對(duì)差額投資內(nèi)部收益率求解公式的采用，本文發(fā)現(xiàn)在計(jì)算周期之內(nèi)，淺層地?zé)崮芊桨敢獌?yōu)于煤改電方案，而煤改電方案又優(yōu)于煤改氣方案，因而優(yōu)選方案應(yīng)是淺層地?zé)崮芊桨浮?/p>

3.投資回收期

所謂投資回收期，指的是在所投資的項(xiàng)目投入生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)之后，累計(jì)已經(jīng)獲得的經(jīng)濟(jì)效益同最初投資費(fèi)用達(dá)到相等條件時(shí)所用的時(shí)間，出于對(duì)資金時(shí)間價(jià)值這一因素的考慮，本文將3種方案的投資回收期求解出來。以不含建設(shè)期1年為條件，基準(zhǔn)收益率下的煤改電、淺層地?zé)崮芤约懊焊臍夥桨傅耐顿Y回收期分別為4.4年、6.4年與6.6年，各方案都可以在預(yù)期的期限內(nèi)完成對(duì)資金的回收，對(duì)于社會(huì)資本而言，吸引力比較突出。

4.投資凈利潤(rùn)率

所謂投資凈利潤(rùn)率，指的是息稅之后基于凈利潤(rùn)的總投資收益率。經(jīng)計(jì)算，3種方案的投資凈利潤(rùn)率表現(xiàn)為淺層地?zé)崮芊桨竷?yōu)于煤改電方案優(yōu)于煤改氣方案，且各種方案的投資收益率均比現(xiàn)階段行業(yè)基準(zhǔn)投資收益率要高，意味著每個(gè)項(xiàng)目在經(jīng)濟(jì)上都是可行的。

（三）各種清潔供暖方案的環(huán)境效益比較

1.節(jié)能性能

用能源消耗量指標(biāo)對(duì)各方案的節(jié)能性能進(jìn)行比較分析?；谙鄳?yīng)公式，淺層地?zé)崮芘c煤改氣兩種清潔能源供暖方案表現(xiàn)出相對(duì)理想的節(jié)能效果，且前者最佳，與煤改電方案相比，該方案在具體的用電量上能夠節(jié)省1.86×106kW·h，節(jié)能率則可達(dá)到45%的水平。由于煤改氣方案只可以對(duì)冬季供暖需求予以滿足，且不會(huì)消耗很大的電量，但天然氣的用量卻很大，因而不對(duì)其與另外兩個(gè)方案做比較。

2.污染物排放量

由于淺層地?zé)崮芘c煤改電清潔能源供暖方案只消耗電能，有明顯的環(huán)境效益，CO2、SO2與粉塵排放量均為零。相較而言，煤改氣方案的污染物排放量最大，CO2、SO2與粉塵的年排放量分別為50kg、50kg與121kg。

三、結(jié)論與建議

煤改電、煤改氣與淺層地?zé)崮苁俏覈?guó)應(yīng)用相對(duì)較多的3種清潔能源供暖方案，以財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回收期以及投資凈利潤(rùn)率為視角，煤改電方案表現(xiàn)出較強(qiáng)的投資回收能力，且內(nèi)部收益率比較高，可以在短期內(nèi)達(dá)到投資回收目標(biāo)，不過項(xiàng)目總獲利較之淺層地?zé)崮芤?；雖然與煤改電方案相比，淺層地?zé)崮芊桨傅幕貓?bào)率及周期均不占優(yōu)勢(shì)，但優(yōu)勢(shì)在于項(xiàng)目規(guī)模比較大，且有較高的利潤(rùn)空間；以增量投資內(nèi)部收益率為視角，淺層地?zé)崮芊桨篙^之煤改電方案而言效益要更高。另外，與兩個(gè)方案相比，煤改氣方案在財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回收期以及投資凈利潤(rùn)率4方面均表現(xiàn)出一定的劣勢(shì)。以環(huán)境效益為視角，淺層地?zé)崮芘c煤改電兩個(gè)方案均可以達(dá)到零污染排放的目的，在能量的消耗方面，前者與后者相比有更為突出的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

今后，為了推動(dòng)清潔能源供暖的發(fā)展，應(yīng)進(jìn)行政府、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)以及供暖客戶等多方聯(lián)動(dòng)傳導(dǎo)機(jī)制的構(gòu)建，向各個(gè)參與方施加適宜的清潔供暖壓力，多方合力，一起將清潔供暖各項(xiàng)限制因素破除，實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)健康有序、互利共贏新局面的打造。對(duì)于政府而言，建議進(jìn)行專項(xiàng)交易與支持政策的制定與實(shí)施，以清潔供熱行業(yè)的健康、有序發(fā)展為基礎(chǔ)，對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生帶動(dòng)作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)壓力的緩解，有效改善民生。對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)，對(duì)風(fēng)電供暖項(xiàng)目配套目標(biāo)客戶的選取進(jìn)行引導(dǎo)，在相關(guān)調(diào)度手段的實(shí)施過程中使新能源企業(yè)更好地對(duì)供暖符合需求予以滿足，將清潔能源的消納能力以及利用率有效地提高。對(duì)于發(fā)電企業(yè)，適當(dāng)對(duì)風(fēng)電供暖模式加以參考，按照合理的比例進(jìn)行電采暖供暖設(shè)備等的投資建設(shè)。對(duì)于清潔能源供暖用戶，主動(dòng)將社會(huì)責(zé)任承擔(dān)起來，實(shí)施采暖改造。