摘要：分析了熱電冷聯(lián)產(chǎn)（CCHP）應(yīng)用于住宅的可行性與經(jīng)濟(jì)性，并與其他空調(diào)方式進(jìn)行了對比體現(xiàn)出熱電冷聯(lián)供的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

　　關(guān)鍵詞：熱電冷聯(lián)供 可行性 經(jīng)濟(jì)性

　　前言

　　熱電冷聯(lián)產(chǎn)（Cogeneration Cooling Heating and Power）是一種建立在能量的梯級利用概念基礎(chǔ)上，將制冷、供熱（采暖和供熱水）及發(fā)電過程一體化的多聯(lián)產(chǎn)總能系統(tǒng)。作為一種新型的能源生產(chǎn)、供應(yīng)系統(tǒng)以其能源利用效率高的特點(diǎn)在西方國家得到了普遍的應(yīng)用。目前我國結(jié)合城市集中供熱的優(yōu)勢和成功經(jīng)驗也開始逐步推廣此項技術(shù)，最早于1992年在山東淄博展開了住宅項目的試點(diǎn)，經(jīng)過十多年的運(yùn)行展示了其良好的經(jīng)濟(jì)效益和綜合環(huán)境效益。本文將以山東濟(jì)南一實(shí)際運(yùn)行10年的熱電冷聯(lián)供住宅小區(qū)為例，結(jié)合用戶側(cè)的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)對其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深入細(xì)致的分析。

　　1、初投資比較

　　研究用戶側(cè)的初投資因投資范圍選取不同會產(chǎn)生較大的差異，這里所研究的用戶側(cè)投資僅限于整個小區(qū)圍墻內(nèi)，用戶使用權(quán)限以外的土地、設(shè)備等費(fèi)用一律不予考慮。該小區(qū)建筑面積57，000平方米，空調(diào)面積46，000平方米，設(shè)計空調(diào)負(fù)荷5，100kW，于1993年正式投入使用.由于空調(diào)主要用能形式主要分為四種—電力、燃?xì)狻⒄羝�和地�(zé)�，但是系統(tǒng)形式很多，所以為了盡可能的比對各種系統(tǒng)的投資情況，這里盡可能多的列舉了各種不同用能途徑的系統(tǒng)形式而不涉及具體的方案實(shí)施情況。以期針對不同的用能方式對他們的投資成本、運(yùn)營成本與收益、內(nèi)部收益率和投資回收周期等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)作全面的比較。表中除熱電冷聯(lián)產(chǎn)以外其他系統(tǒng)形式的投資和運(yùn)行費(fèi)用是根據(jù)采用這種形式的住宅實(shí)際投資和運(yùn)行費(fèi)用按照單位面積投資與運(yùn)行費(fèi)用折算過來的。

　　從上面的初投資分析可以看出，熱電冷聯(lián)供方式的初投資并不是最低的，這也比較符合人們普遍的觀念。人們一般認(rèn)為采用電制冷的投資是空調(diào)系統(tǒng)投資最少的，從上面的表中也不難驗證他們的觀點(diǎn)。一般熱電冷聯(lián)供要比電制冷方式的投資高出10%—15%，而直燃機(jī)方式一般要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他空調(diào)方式的初投資，但是如果系統(tǒng)采用的是雙效直燃機(jī)則還可以供應(yīng)生活熱水（熱電冷聯(lián)供亦可），這是電制冷方式所做不到的。直燃機(jī)空調(diào)方式投資高的主要原因是燃?xì)庠鋈葙M(fèi)的收取，鑒于部分城市已經(jīng)取消電力增容費(fèi)，天然氣增容費(fèi)的取消也是大勢所趨。如果取消燃?xì)庠鋈葙M(fèi)燃?xì)饪照{(diào)的價格將會和電制冷空調(diào)的價格比較接近，所以這種系統(tǒng)的投資在未來會逐步降下來。熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)的制冷設(shè)備初投資比集中電動制冷系統(tǒng)要高，這種投資上的差異主要體現(xiàn)在制冷機(jī)的價格差異上，同時這也是不利于此項技術(shù)推廣的原因之一。戶式空調(diào)的價格與熱電冷聯(lián)供存在較大的差異，這里面除了成本和技術(shù)上的差距以外，人為炒作的因素亦占很大的比例。因為現(xiàn)在戶式分散空調(diào)的生產(chǎn)企業(yè)多、使用群體多、加上有利可圖，所以不但空調(diào)的技術(shù)成熟而且價格也要比各種集中式空調(diào)低很多�？偨Y(jié)住宅空調(diào)的投資比較可以得出，戶式分散空調(diào)的價格最低、集中電制冷其次、熱電冷聯(lián)供稍差、直燃機(jī)系統(tǒng)的價格最高。

　　從用能的角度整體來看，在用戶端應(yīng)用一次能源的空調(diào)系統(tǒng)一般投資比較高，而應(yīng)用二次能源的空調(diào)系統(tǒng)投資比較經(jīng)濟(jì)。雖然熱電冷聯(lián)供亦使用二次能源，但是從大角度來說，它使用的是一次能源的附屬產(chǎn)品或廢品—蒸汽，所以又算不上是完全意義上的二次能源。從使用角度來說，使用一次能源的空調(diào)從能源供應(yīng)上來說更為穩(wěn)定。其投資額的增加主要是來源于能源形式的初步轉(zhuǎn)換，比如使用燃?xì)庀纫�增加鍋爐產(chǎn)生熱水或蒸汽才能供應(yīng)給空調(diào)。而使用二次能源的空調(diào)其能源使用投資降低主要是隨著社會的發(fā)展公用事業(yè)的完善而帶來的利益。比如說電制冷形式如果冬季采用了城市集中供暖，就等于從熱電冷聯(lián)產(chǎn)項目中得到了實(shí)惠而不需要另外添置集中鍋爐房，如果添置集中鍋爐房就需要增加冬季供暖的投資，初投資額將會超過熱電冷聯(lián)產(chǎn)。另外，因為所取投資主體的范圍不同而造成電制冷系統(tǒng)投資上的優(yōu)勢明顯。如果擴(kuò)大投資主體考慮到新增或擴(kuò)容電廠而增加的費(fèi)用而不計入電網(wǎng)與熱網(wǎng)的投資，根據(jù)現(xiàn)行電廠的建設(shè)費(fèi)用，其投資將會大于熱電 冷聯(lián)產(chǎn)和直燃機(jī)系統(tǒng)。而區(qū)域熱電冷聯(lián)產(chǎn)是建立在充分利用電廠熱、電的基礎(chǔ)上建立起來的，做到了熱與電的雙重利用除了很少一部分管線投資外空調(diào)系統(tǒng)用電只占電廠建設(shè)費(fèi)的很小一部分幾乎是可以忽略的。所以站在整個國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高度上來說，熱電冷聯(lián)產(chǎn)是要比其他空調(diào)方式經(jīng)濟(jì)的。

　　2、運(yùn)行費(fèi)用比較

　　對系統(tǒng)的評價除了投資上的比較以外，運(yùn)行費(fèi)用的比較是另外一項衡量系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的重要內(nèi)容。下面分別對所取實(shí)例的年運(yùn)行能耗、運(yùn)行費(fèi)進(jìn)行比較。其中各系統(tǒng)的運(yùn)行成本可近似視為初投資的折舊與運(yùn)行費(fèi)用之和。但是，戶式分散空調(diào)制冷方式或者家用中央空調(diào)的折舊率與其他系統(tǒng)有顯著區(qū)別，夏季供冷部分的投資要按照年均折舊法每年折舊費(fèi)以7%來計（根據(jù)中國家電行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)家用空調(diào)器的平均使用年限為10—15年），其他系統(tǒng)的折舊率按5%計算。同樣，其他系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)也是根據(jù)相似的住宅運(yùn)行數(shù)據(jù)折算后得到。

　　通過比較我們可以得出：

　�。�1）從運(yùn)行費(fèi)用來說，戶式分散空調(diào)是最不劃算的。除了折舊成本高的原因以外，因為分散電制冷的COP低，同樣冷量下電力的消耗幾乎是集中電制冷的2倍，所以運(yùn)行費(fèi)用高自然是不可避免的。因為各種系統(tǒng)都是采用集中供暖，所以他們運(yùn)行費(fèi)用的差距主要是夏季制冷而引起的。所以，上面比較的結(jié)果也可以說是整個夏季運(yùn)行的比較結(jié)果。

　�。�2）新興的水源熱泵形式其空調(diào)費(fèi)用較高，主要體現(xiàn)在冬季加裝了鍋爐輔助采暖，這樣不但折舊費(fèi)用上升而且冬季的運(yùn)行費(fèi)用也不劃算。反而還不如集中電制冷的經(jīng)濟(jì)性好更不如熱電冷聯(lián)供的經(jīng)濟(jì)性。另外一點(diǎn)值得注意的是，由于水源熱泵的冷卻水來自于地下，夏季供冷主要能耗應(yīng)該在泵送上面。但是由于地下水流量的加大（與負(fù)荷容量有很大關(guān)系），反而不能體現(xiàn)出水源熱泵的優(yōu)勢所在。加上濟(jì)南市已經(jīng)明令禁止私人或企業(yè)擅自開采地下水資源，所以這種形式今后的發(fā)展不為看好。

　�。�3）從整體來說，還是傳統(tǒng)的集中電制冷、直燃機(jī)和熱電冷聯(lián)供形式較好。但是因為初投資的偏高導(dǎo)致直燃機(jī)的折舊費(fèi)用大大高于集中電制冷，雖然直燃機(jī)的運(yùn)行成本低于集中電制冷，但是整個運(yùn)行費(fèi)用比較下來還是集中電制冷更劃算一些。

　�。�4）熱電冷聯(lián)產(chǎn)方式都是最為經(jīng)濟(jì)的，總結(jié)其中原因主要是熱電冷聯(lián)產(chǎn)雖然取用的能源品位低，但是能源的價格亦低。如果折算熱價的話，熱產(chǎn)品的價格僅為0.10元/kW.h（熱），而電的價格為0.64元/ kW.h，這樣生產(chǎn)同樣單位冷量的成本上，熱電冷聯(lián)供具有很大的優(yōu)勢。因為每一種空調(diào)方式的運(yùn)行費(fèi)用對能源價格比較敏感，所以熱電冷聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性較好。

　　3、整體經(jīng)濟(jì)性評價

　　3.1 經(jīng)濟(jì)性的橫向?qū)Ρ?/P>

　　下面對先對所取實(shí)例中各種系統(tǒng)整體的橫向經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，引用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)中費(fèi)用—效果分析（Cost—Effectiveness Analysis）的理論。因為本例所達(dá)到的效果相同，即為用戶提供優(yōu)質(zhì)、優(yōu)價的空調(diào)效果，所以這里可以利用此理論對不同的系統(tǒng)進(jìn)行比較。根據(jù)公式：對各種系統(tǒng)投資與消耗的費(fèi)用進(jìn)行對比。將各種系統(tǒng)按照降序排列，按照次序給定分值，總分最小的系統(tǒng)就是投資與效益較佳的系統(tǒng)，對比結(jié)果見表3.

　　從橫向?qū)Ρ鹊慕Y(jié)果看出，從用戶角度來說熱電冷聯(lián)產(chǎn)和集中電制冷加集中供暖形式為最佳。直燃機(jī)和水源熱泵形式都比較差應(yīng)該盡量避免使用。

　　3.2 經(jīng)濟(jì)性的縱向?qū)Ρ?/P>

　　要對各系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對比，就要按照工程經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對各種系統(tǒng)的內(nèi)部收益率、投資回收周期和投資效果系數(shù)等評價指標(biāo)進(jìn)行分析。對于民用建筑采暖按照濟(jì)南市物價局的規(guī)定為19.5元/m²，供冷價格按照35.5元/ m²計算。由于集中空調(diào)方式過度季仍在運(yùn)行多數(shù)屬于免費(fèi)供冷（暖），所以過度季的空調(diào)價格不計入全年，全年的空調(diào)價格應(yīng)為55元/m².該小區(qū)全年的空調(diào)銷售收入應(yīng)為275萬元。

　　通過上面的分析可以看出：

　　1）雖然熱電冷聯(lián)產(chǎn)的投資比集中制冷高97.7萬元，但是每年熱電冷聯(lián)產(chǎn)的運(yùn)行要比集中電制冷節(jié)省24.68萬元，只要4年時間就可以完全收回因為采用熱電冷聯(lián)產(chǎn)而多追加的投資。而且熱電冷聯(lián)產(chǎn)的投資回收周期要比集中電制冷早15年。

　　2）直燃機(jī)系統(tǒng)雖然方案可行，但是初投資太大、經(jīng)濟(jì)效益不佳，造成項目可行但是經(jīng)濟(jì)效益差，回收的周期超過系統(tǒng)的使用年限。

　　3）從用戶的角度考慮，雖然戶式空調(diào)降低了投資的成本，但是與集中供冷（暖）相比這種系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用高，完全是處于被動消耗狀態(tài)根本達(dá)不到最低收益標(biāo)準(zhǔn)，所以無論是戶式分散空調(diào)還是戶式集中空調(diào)系統(tǒng)雖然方案可行但應(yīng)該說是最不經(jīng)濟(jì)。

　　4、結(jié)論

　　首先，從整個經(jīng)濟(jì)效益評價來看，熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)雖然投資較大，但是運(yùn)行費(fèi)用要比其他系統(tǒng)低。所以，熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)應(yīng)用于住宅建筑是完全可行而且經(jīng)濟(jì)的。其次，在電力緊張的地區(qū)推廣三聯(lián)供技術(shù)不但可以有效緩解電力供求矛盾，而且能夠提高熱電廠夏季用熱負(fù)荷和電廠利用效率，為貫徹“以熱定電”的方針提供有力的支持。最后，熱電冷三聯(lián)供的實(shí)施對于提高整個熱電系統(tǒng)的能源利用效率，降低發(fā)電煤耗減少廢熱排放所帶來的熱環(huán)境污染，有著更積極的作用。

　　5、參考文獻(xiàn)

　　1. 江億，付林 《北京熱電冷三聯(lián)供方案分析》，中國能源網(wǎng)。

　　2.陸英莉，宋廣峰，吳吉慶，《濟(jì)南市熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展》，中國能源網(wǎng)。

　　3. 黃渝祥，邢愛芳，工程經(jīng)濟(jì)學(xué)，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1990.