引言

　　改善能源結構、提高能源利用效率、走低碳經(jīng)濟發(fā)展之路已成為解決能源供應緊張和環(huán)境保護問題的必然選擇?！笆濉币?guī)劃綱要中明確提出推動能源生產(chǎn)和利用方式變革，構建安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔的現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)體系[1]。隨著能源利用方式的變革和智能電網(wǎng)的發(fā)展，分布式供能系統(tǒng)以其低能耗、低排放、高能效、高節(jié)能潛力等優(yōu)點為我國“大電廠、大電網(wǎng)”集中供電系統(tǒng)提供了重要補充，是提高資源綜合利用效率的重要手段，對我國未來能源的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義[2-3]。當前，分布式供能系統(tǒng)在許多國家和地區(qū)已經(jīng)是一種成熟的能源綜合應用技術，受到各國政府、企業(yè)界、能源科研單位的廣泛關注。文獻[4-5]詳細介紹了分布式發(fā)電并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)建設、運行帶來的問題，提出了此類能源系統(tǒng)所需的驅動力和面臨的發(fā)展機遇。文獻[6-8]分別從分布式電源優(yōu)化運行、含分布式發(fā)電系統(tǒng)的電力經(jīng)濟調(diào)度、分布式發(fā)電的經(jīng)濟效益等角度開展了具體研究。文獻[9]在考慮燃料價格、電價等不確定因素的情況下，利用實物期權的方法分析微網(wǎng)中分布式電源的經(jīng)濟效益。文獻[10]基于用戶所有的分布式發(fā)電，考慮多種不確定因素下利用蒙特卡羅模擬法評估分布式發(fā)電對用戶經(jīng)濟效益的影響。文獻[11-12]應用財務分析方法對分布式發(fā)電的經(jīng)濟效益做了分析，其中文獻[12]中還考慮了分布式發(fā)電對電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟效益影響。已有研究主要是從技術角度研究分布式電源的部署和建設，或是就分布式電源的經(jīng)濟效益進行方案間的對比和分析，而對新時期分布式電源的不同投資模式，以及市場不確定因素增強的情況下分布式電源投資中各相關主體的經(jīng)濟分析的研究很少?；诖?，本文針對分布式電源投資的基本模式，利用財務分析方法，以區(qū)間數(shù)的形式考慮分布式電源投建和運行過程中的不確定性因素，分析分布式電源對各相關主體經(jīng)濟效益的影響，旨在從不同主體的角度研究分布式電源投資的效益，并為投資方提供決策支持。

　　1分布式電源投資模式

　　分布式電源通常建在用電負荷或分散型資源DR(DistributedResources)附近，具有規(guī)模較小、建設周期短、運維方便等特點，能夠起到削峰、緩建或少建輸配電設施、減少網(wǎng)損、提高終端用能效率等作用。因而，各相關利益主體獲取的效益也不同。根據(jù)分布式電源投資主體的不同，本文總結以下3種分布式電源的投資模式。a.合同能源管理投資模式。合同能源管理是一種節(jié)能投資服務管理，通常由用戶和節(jié)能服務公司簽訂合同，節(jié)能服務公司以承諾節(jié)能項目的節(jié)能效益，或承建分布式電源的方式向用戶提供節(jié)能服務，并通過分享用戶的節(jié)能效益來回收投資同時獲取收益[13]。合同能源管理的基本類型包括節(jié)能效益分享型、節(jié)能量保證型和能源費用托管型。b.電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電商或新能源企業(yè)投資模式。該種投資模式與合同能源管理模式相似，投資方通過分享用戶的節(jié)能效益來回收投資并獲取收益。但是，應注意到，不同的投資者還應考慮分布式電源投建對自身原有經(jīng)濟效益的影響，如電網(wǎng)企業(yè)在進行分布式電源投建時需考慮對其未來售電量、輸電設施投資的影響等。c.用戶單方投資模式。用戶單方投資，即用戶從自身經(jīng)濟效益角度出發(fā)，投建分布式電源，通過節(jié)省電費支出逐步回收投資，并獲得遠期利益。但往往由于用戶缺乏相關投建、運維經(jīng)驗，使得該模式較少在實際中采用。對比3種不同的投資模式，同時結合國外分布式電源投建的實踐經(jīng)驗，當前基于合同能源管理的分布式電源投建模式應用較為廣泛，并在推動分布式發(fā)電發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用。

　　2分布式電源投資效益分析

　　2.1區(qū)間數(shù)理論

　　2.2分布式電源成本分析實際中，分布式發(fā)電的經(jīng)濟性受多種因素影響，本文以分布式電源投資和發(fā)電運行的常規(guī)費用支出為主，主要考慮初始投資費用、運行和維護費用、燃料費用。分布式電源的初始投資主要包括前期準備費用、機組設備費用和安裝成本;其運維費用主要包括運行管理費用、折舊費用和維修費用;燃料費用主要為機組日常消耗的燃料成本?；竟饺缦拢浩渲校罜O，t=[CO-，t，CO+，t]為分布式電源的第t年區(qū)間運行總成本(元);×Cfuel，t=[C-fuel，t，C+fuel，t]為系統(tǒng)的第t年區(qū)間燃料費用(元);×Com，t=[Co-m，t，Co+m，t]為系統(tǒng)第t年內(nèi)區(qū)間運行和維護費用(元);W軜=[W-，W+]為區(qū)間發(fā)電功率費用和機組設備費用)為×Cv=[Cv-，Cv+](元);項目建設期為t0年，在第t0+1年投產(chǎn)運行，壽命期為n年。

　　2.3分布式電源經(jīng)濟效益分布式供能系統(tǒng)在正常運行過程中，可為用戶提供基本的能源需求，其經(jīng)濟效益如式(3)所示。

　　2.4分布式電源投建財務評價經(jīng)濟效果評價是項目投資評價的核心內(nèi)容，各經(jīng)濟效果評價指標可從不同角度反映項目的經(jīng)濟性。結合分布式電源的經(jīng)濟性評價需要，本文選取價值型指標凈現(xiàn)值、效率型指標投資回收期和內(nèi)部收益率3個主要指標進行項目投資的財務分析。計算公式如式(5)—(9)所示。a.凈現(xiàn)值。其中，N軒PV=[NP-V，NP+V]為區(qū)間凈現(xiàn)值(元);軇i0=[i-0，i+0]為區(qū)間基準折現(xiàn)率。b.動態(tài)投資回收期。

　　2.5不確定性影響因素分析分布式供能系統(tǒng)的運行過程中，由于受燃料價格、電價、系統(tǒng)年利用天數(shù)等多種因素的影響，其技術參數(shù)和經(jīng)濟數(shù)據(jù)在動態(tài)環(huán)境中可能發(fā)生較大變化。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，本文考慮了燃料價格、電價和系統(tǒng)利用天數(shù)3種不確定因素的影響，并在分布式能源經(jīng)濟效益評估模型中利用區(qū)間數(shù)來表示這3種不確定性因素變量。a.燃料價格的影響。燃料費在三聯(lián)供分布式發(fā)電系統(tǒng)的年運行成本中占有很大比例，尤其在分布式燃氣發(fā)電中最高可達78%，最低也有44%。因此燃料價格的波動將直接影響系統(tǒng)的年運行成本。b.電價的影響。電收益為分布式供能系統(tǒng)的主要收益，分布式電源的發(fā)電成本通常低于普通火力發(fā)電成本，當市場售電價升高時會增加系統(tǒng)投資收益，提高系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性，相反，售電價的降低也將直接影響到系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。c.系統(tǒng)年利用天數(shù)的影響。分布式供能系統(tǒng)啟停迅速且啟停成本較低，轉自:http://www.21ks.net因而系統(tǒng)每年總的運行時間將對其經(jīng)濟效益產(chǎn)生較大影響。系統(tǒng)年利用天數(shù)越長，設備利用效率越高，則分布式供能系統(tǒng)的經(jīng)濟效益越好?？紤]到以上3種不確定因素的波動性，為了準確評估對分布式電源經(jīng)濟效益的影響程度，還需要在經(jīng)濟效果評估中進行敏感性分析[15]，為各市場主體提供更準確的決策依據(jù)。

　　2.6分布式電源投建對各利益主體經(jīng)濟效益的影響基于分布式電源的投建和運營過程中涉及到多個利益相關者，且不同的投建模式對各利益相關者的影響也不同，本節(jié)主要研究合同能源管理模式下相關利益主體的經(jīng)濟效益及其利益訴求。a.節(jié)能服務公司側效益。節(jié)能服務公司按照合同規(guī)定投建分布式電源，并在合同期內(nèi)以一定的節(jié)能效益分享比例分享用戶側的節(jié)能效益，以回收其投資并獲取合理收益。其節(jié)能效益分享比例計算如下：b.用戶側效益。用戶側效益主要體現(xiàn)為節(jié)能效益，通過參與分布式電源的建設和運行，在設備的壽命周期內(nèi)用戶每年其中，V軒t=[V-t，V+t]為用戶的年區(qū)間節(jié)能效益(元)。c.電網(wǎng)企業(yè)效益。分布式電源的投建在一定程度上減少了電網(wǎng)企業(yè)的售電量;另一方面，分布式電源一般建在負荷附近，降低了輸配電網(wǎng)損，緩建或避免了配電設施的投建。分布式電源的投建對電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)濟效益影響的分析如下：

　　3算例分析

　　以北京地區(qū)某三聯(lián)供分布式電源為例，其投建模式采取節(jié)能效益分享模式，由節(jié)能服務公司負責投建和運維，同時通過分享用戶的節(jié)能效益來回收投資。該供能系統(tǒng)采用燃氣輪機-余熱/直燃溴化鋰吸收式空調(diào)機聯(lián)合循環(huán)方案，初始投資895萬元，建設期為1a，設備壽命為20a，折現(xiàn)率取軇i=[8%，10%]，其基本參數(shù)見表1(根據(jù)運行期內(nèi)數(shù)據(jù)的變化確定基本區(qū)間范圍)，分析在其投建和運行過程中各方的經(jīng)濟效益?？紤]到三聯(lián)供分布式供能系統(tǒng)的特性，燃料費用和運維費用為其主要的日常費用支出，且系統(tǒng)的收益其中，R軒C，t=[RC-，t，RC+，t]、R軒H，t=[RH-，t，RH+，t]分別為第t年區(qū)間冷收益和區(qū)間熱收益(元);Q軒h=[Q-h，Qh+]、Q軒c=[Qc-，Qc+]分別為區(qū)間供熱量和區(qū)間供冷量(kW?h);h軌=[h-，h+]為區(qū)間年供應小時;p軌h=[p-h，p+h]、p軌c=[p-c，p+c]分別為區(qū)間供熱價和區(qū)間供冷價(元/(kW?h))。針對該分布式供能系統(tǒng)的投資效益分析如下。a.分布式供能系統(tǒng)的財務分析。根據(jù)表1中的基礎數(shù)據(jù)，利用第2.4節(jié)中提出的財務分析方法可進一步求得該分布式供能系統(tǒng)的基本經(jīng)濟效益數(shù)據(jù)，如表2所示。b.敏感性分析。敏感性分析是一種可行性分析方法，在技術經(jīng)濟分析中常用來研究不確定因素的變化對項目經(jīng)濟效益產(chǎn)生的影響。分布式供能系統(tǒng)的運行過程中不確定因素對其經(jīng)濟效益的影響也存在差異，此處選擇電價和燃氣價格2個可變因素，對分布式電源的動態(tài)投資回收期和內(nèi)部收益率進行敏感性分析，考慮電價和燃氣價格的變動對其產(chǎn)生的影響，敏感性分析結果如表3所示。從表3中可以看出，隨著電價降低幅度的增加，動態(tài)投資回收期逐漸增加，內(nèi)部回收率減小。當電價降低10%時，動態(tài)投資回收期增加到[16.4，19.6]，內(nèi)部收益率減小到[0.084，0.114]，區(qū)間距離增大，且動態(tài)投資回收期的上限和內(nèi)部收益率的下限都接近于臨界值，說明電價繼續(xù)降低將會對項目的投資收益帶來較大風險。同理，作為影響發(fā)電成本的重要因素，燃氣價格上漲也將對項目的動態(tài)投資回收期和內(nèi)部收益率產(chǎn)生影響。c.分布式發(fā)電對不同利益主體的經(jīng)濟效益影響。假設節(jié)能服務公司與用戶簽訂的合同規(guī)定：在分布式供能系統(tǒng)20a的生命周期內(nèi)，參與分享前15a系統(tǒng)運行效益，后5a將所有權交付給用戶。此外，對于電網(wǎng)企業(yè)，分布式電源的投建減少了其售電量進而引起售電收益的減少，同時也減少了輸電網(wǎng)損和避免了輸電投資。假設區(qū)間降損率為[0.09，0.11]，區(qū)間年單位輸電設施投資額為[250，300]元/kW。各利益相關者的具體經(jīng)濟效益見表4。根據(jù)表4中所得結果，各相關利益者將會從自身利益出發(fā)做出投資決策，或采取適當?shù)拇胧┍苊庾陨砝娴氖軗p。如節(jié)能公司將考慮在效益分享期內(nèi)合理確定節(jié)能效益分享比例，以有效回收投資;電網(wǎng)企業(yè)也將調(diào)整未來一段時期內(nèi)的輸電網(wǎng)投資計劃，以確保在自身利益不受損的情況下為用戶提供穩(wěn)定可靠的供電服務。d.不同投資模式間經(jīng)濟效益比較。針對第1種分布式電源投資模式———合同能源管理投資模式，其經(jīng)濟效益分析結果見表4。如果本文算例采取第2種投資模式———電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電廠或新能源企業(yè)投資模式，電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電廠或新能源企業(yè)替代節(jié)能服務公司作為投資主體。結合本文算例分析，如果電網(wǎng)企業(yè)作為投資主體，考慮到投建分布式電源對其帶來的經(jīng)濟影響，電網(wǎng)企業(yè)在合同期內(nèi)要求的年節(jié)能效益分享比例不能小于[0.842，0.913]，該節(jié)能效益分享比例也是電網(wǎng)企業(yè)做出投資決策的基本出發(fā)點。如果本文算例采取第3種投資模式———用戶單方投資模式，投資主體和受益主體均為用戶自身，其考慮經(jīng)濟效益的方式較為單一，僅需分析分布式供能系統(tǒng)運營期內(nèi)的成本效益(見文中表2)。但鑒于多數(shù)用戶在分布式電源投建、運維方面的經(jīng)驗不足，該種模式在實際中較少采用。

　　4結論

　　本文首先對分布式電源的投資模式作了簡要分析;然后考慮到投資和運行過程中的不確定性因素，基于區(qū)間數(shù)理論對分布式電源的投建進行經(jīng)濟效益分析;最后選取節(jié)能效益分享模式，以冷熱電三聯(lián)供分布式供能系統(tǒng)為例分析分布式電源投資的經(jīng)濟效益以及對各相關主體經(jīng)濟效益的影響，并選擇電價和燃氣價格2個不確定因素對動態(tài)投資回收期和內(nèi)部收益率進行敏感性分析。同時，結合算例對比分析不同投資模式下相關利益主體的經(jīng)濟效益。通過投資建設分布式供能系統(tǒng)，各相關利益主體通過不同的方式均獲取了一定利益，說明分布式電源是一項多方共贏的投資項目，將有助于推動分布式供能系統(tǒng)的發(fā)展。同時需注意到，分布式電源的投建和運行過程中不確定因素較多，除依據(jù)理論研究之外，還需在實際中加強對分布式電源投建和運行的監(jiān)管，總結經(jīng)驗，不斷推動分布式電源的發(fā)展。