地热供暖技术经济评价方法及案例研究_以我国北方地区为例.docx

地热供暖技术经济评价方法及案例研究—以我国北方地区为例许 巍 郭明晶 （中国地质大学 （武汉 ） 经济管理学院 湖北 武汉 430074）摘要： 地热能作为新能源之一， 其开发利用日益受到关注 尤其在我国供暖需求市场广阔的北方地区， 地 热供暖正逐渐成为可持续发展项目的重要组成部分 当前对于地热的研究主要集中在地热的资源评价、 经济 效益分析、 开采技术及政策建议等方面， 对于项目的技术经济评价研究较少 基于此， 本文根据地热项目的特 征和技术流程， 构建了地热供暖技术经济评价模型， 并选取雄县、 咸阳两处典型项目具体研究 根据模型计算 结果， 讨论了地热供暖技术经济评价综合评价模型的运用效果及北方地区地热供暖项目的特征 为科学合理 地评价地热供暖项目的综合效益提供参考 关键词： 地热供暖 技术经济评价 北方地区 综合评价一、 引言 我国城市供热已基本形成以热电联产集中供热、 燃煤热水锅炉供热为主， 电、 油、 天然气、 太阳能、 地热、 核能供热为辅的格局 集 中供热以燃煤 （油、 气 ） 为主， 不仅会产生大气环境污染， 而且将高品位能源转换成低品位热水用于供暖， 能源利用效率低。

地热供暖 具有低成本、 可持续和环保等其他能源供热不可比拟的独特优点， 可实现无污染的循环供热我国水热型地热资源资源储量非常丰 富， 且资源分布区与供暖需求城市区重叠， 使得尚处于初期发展阶段的地热供暖行业前景广阔 在我国北方地区， 由于地热采暖不仅 可节省煤炭的运输、 占地， 还可减少大量有害物质的排放， 避免大气污染， 能有效替代常规能源， 近年来， 利用中低温地热能源供暖的 规模不断增长， 主要以传统水热型地热资源供暖的方式， 年均增速 23%全国地热采暖总面积近 2000 万 m2， 仅天津市就独占了 940 万 m2， 占全市采暖总面积的 15%2013 年， 国家能源局、 财政部、 国土资源部和住建部等四部门联合发布 《促进地热能开发利用的指 导意见》 ， 明确提出， 到 2015 年， 全国地热供暖面积达到 5 亿平方米如何更加合理地利用地热能源使其产生更大的经济效益， 是我 国地热利用研究领域提出的前瞻性课题 地热供暖作为一种清洁可再生的供暖方式， 也逐渐受到学者和科研机构的广泛关注 但 目 前国内外研究主要集中在地热能的开采利用技术探讨、 开发利用现状研究、 经济效益分析和政策建议等方面， 对地热供暖的技术 经 济评价研究较少。

基于此， 需要借鉴技术经济评价理论已有的研究成果， 构建地热供暖相应的技术经济评价模型及指标体系， 来评 价 地热供暖的经济性及项目可行性， 为科学决策提供依据 二、 文献综述 技术经济评价起源于英、 美、 法等西方工业发达国家传统的项目经济评价是以成本效益分析为核心， 建立 NPV、IRR、NPVR、 B/C 等指标近四十年来， 项目经济评价理论逐步从单纯的技术分析和财务评价向技术、 财务、 经济、 环境、 社会综合评价转变， 提高 了投资项目系统分析的理论质量 我国项目经济评价主要参考 《建设项目经济评价方法与参数》 （第三版 ） ， 选取净现值、 内部收益率 、 投资回收期等指标作为主要的评价指标， 目前也是投资项目财务评价中应用最广泛的评价指标近些年来， 国内学者对建设项目经 济评价的研究多在主要评价指标和参数的确定和方法的改进上 李春梅、 许爱青、 王奕清等强调项目经济的综合评价， 提出应将环境 效益和社会效益相关指标纳入经济评价构建综合评价体系 张学军、 黄山建立了包括技术、 经济、 社会以及环境影响等因素的综合评 价指标体系 这类评价方法是对项目经济可行性的基本测算方法， 得到了学者们的广泛认可。

此方法简单易行， 计算结果能直接反映 资金使用情况和投资预期， 而且数据可获得性和可靠性较高， 因此被广泛应用 随着工程技术的逐渐成熟， 项目评价的方法也不断创 新， 从其他学科借鉴了丰富的定量研究方法比如风险投资项目评价中借鉴金融期权和实物期权进行价值评估， 再如综合评价方法 中的德尔菲法、 矩阵分析法、 层次分析法 （AHP） 、 主成分分析法、 模糊综合评价法、 灰色系统多层次评价方法、 基于期权的多目标优化 决策方法、 数据包络 （DEA） 分析法等， 已经在项目评价中得到不同程度的应用这类方法的主要特点是， 在一般性指标的基础上， 更 加贴合可再生能源项目的实际情况， 并可以对政策、 技术等因素进行量化， 综合考虑可再生能源项目的综合效益然而， 由于各学者 所选取的模型、 指标有所差异， 评价的侧重点各有不能， 目前并没有一套放之四海而皆准的综合评价体系， 应用的范围有所局限国 外地热经济评价研究工作已初具规模Oliver David（2008） 在研究家庭和社区规模能源系统的基础上， 详细说明了使用可再生能源技 术， 包括地源热泵， 风力涡轮机， 太阳能光伏板， 太阳能热式热水器的几类评价方法， 并在此基础上建立了可再生能源技术的经济评作者简介： 许 巍 （1977— ） ， 男， 湖北天门人， 中国地质大学 （武汉 ） 经济管理学院博士研究生 郭明晶 （1978— ） ， 男， 湖北枣阳人， 中国地质大学 （武汉 ） 经济管理学院副教授125许 巍 郭明晶： 地热供暖技术经济评价方法及案例研究价方法。

Blum Philip（2010） 在 《德国地源热泵系统的技术经济分析》 中， 通过分析 1100 多个独立的地源热泵系统， 相较于其他国家， 如美国， 奥地利， 挪威， 英国， 瑞典， 地源热泵系统的资本成本较高的是德国和瑞士研究结果同样表明， 地源热泵系统的经济效益只 有在系统得到一定规模的情况下才能体现出来 得出地热系统的经济效益只有在一定规模下才能体现 马建中对比了北京某小区内 地热与燃气供暖方案， 从投资运营费用角度得出地热供暖经济可行结论 陈少玲认为不成熟的地热供暖项目设计会影响节能减排效 果 朱家玲， 张凤山认为， 地热供暖需进一步提升节能潜力 林黎等全面分析天津地热资源开发利用模式， 指出必须走回灌开发的可 持续道路 随着技术的不断进步和工程应用范围的扩大， 我国北方地区地热供暖市场份额快速增长 相比之下， 对于地热供暖项目的 技术经济评价研究相对抽象 现有的经济评价体系， 不能很好的概括地热项目在环境效益方面的独特贡献 因此， 在现有经济评价成 果的基础上， 结合地热供暖项目的特征， 构建地热供暖项目技术经济评价体系， 为推广地热能源应用提供参考依据 三、 评价方法与模型构建 （一 ） 常规技术经济评价 经济性评价的指标是多种多样的， 它们从不同角度反映工程技术方案的经济性， 按是否考虑时间价值 可以分为动态指标和静态指标。

考察项目盈利能力的静态指标有静态投资回收期 （Pt） 和投资利润率 （ROI） ， 动态指标有动态投资回 收期 （PT） 、 财务净现值 （NPV） 和财务内部收益率 （IRR） 净现值通过计算折现现金流主要考察地热供暖项目计算期内的盈利能力； 财务内部收益率假设净现值为零， 参考地热供暖行业基准收益率描述项目获利水平； 动态投资回收期考虑了资金的时间价值， 反映 投资回收的年限； 总投资收益率是地热项目每年创造的净收益额最直接表达 地热技术经济评价的参数估算包括直接费用估算和直 接效益估算直接费用为投资、 生产成本和费用及税金， 直接效益为供暖费用收入、 补贴收入和 CDM 收入水热型地热供暖工程初 始投资涉及到地热井勘探钻井费用、 地热井提升及回灌设施、 调峰锅炉房、 热网、 热力站、 室内管道及散热末端等其中， 初始投资与 总供暖面积成正比， 因为地热井数量、 换热站规模、 铺设的管道和 终端设备费取决于供暖面积， 如图 （1 ） 所示 （1 ） 在地热供暖系统设计的初期阶段， 应按照建筑物的设计供 暖、 供冷负荷的要求， 对地热资源进行勘探和资源评价， 为地热供 暖项目的可行性评估和地热供暖工程设计提供依据。

结合实际， 地 热勘察资源评价一般采取外包服务模式，费用算在固定资产其他 费用当中 （2 ） 根据地热井的打井深度、 数量及打井单位深度综合 造价指标， 地热井的初投资公式为 Ktp=mPelktp其中 m 为地热井数 量；ktp 为地热井单位掘进深度勘探钻井综合费用，其值受地理位 置和地质条件等因素影响；Pel 为地热井钻井深度 （3 ） 在地热供暖 系统中， 换热站的投资主要包括换热站厂房建设费、 地热供暖设备 和地热调峰设备的购置、 安装及调试费， 如果室外温度较低， 为了图 1 主要技术及经济参数达到要求的供暖热负荷， 则需要增加调峰设备Kms=λcf+ωgs+ξtf其中，Kms 为换热站投资总额； λcf 为厂房建设费； ωgs 为换热站设备购置费； ξtf 为调峰设备购置费 （4 ） 项目运行费用主要包括地热 资源费、 电费、 水费、 折旧、 燃料费、 人工费、 维修费、 其他费用 （排污费、 管理费、 税金等 ） 地热资源费， 一般开采地热资源的单位须依 法缴纳地热资源补偿费和水资源费 根据实地调研结果， 各省市及地方政府对地热发展的政策不同， 收取的费用也不同。

（5） 水费主 要指自来水水费， 自来水消耗量是采暖系统循环水的补充水形成的自来水费 =（循环水量×换水次数 + 补水量×运行时间） ×水 价 （6 ） 对于采用锅炉调峰的地热供暖系统， 其系统年运行燃料费计算公式为 Krl=ζhm×ηjg 其中，Krl 为燃料费； ζhm 为年耗煤 / 天然 气量 （t） ； ηjg 为燃料价格 （元 /t） （6） 营业收入一般包括暖费收入和售水收入， 暖费收入按供暖面积和当地的暖费价格征收， 售水收 入按热水供应的时间和当地的供水价格征收， 其计算公式为 R（s t）=q（t） ×Pw+Py×th其中 R（s t） 为第 t 年暖费收入；q（t） 为地热供暖期 第 t 年的供暖面积； Pw 为暖费价格； Py 为热水价格 （按小时计算 ） ；th 为热水供应时间 （7 ） 贴费收入的估算公式为 R（b t）=q（t） ×rb其 中， R（b t） 为第 t 年地热补贴收入；q（t） 为地热供暖期第 t 年的新增供暖面积 （一次性 ） ；rb 为地热供暖补贴费率 （8）CDM 收入是按照 项目预计核准的减排量单位， 以每单位 10 欧元， 按当期汇率折算。

（二 ） 综合技术经济评价 前文文献综述中介绍了多种综合评 价方法， 根据地热项目的特性， 本文选取模糊综合评价方法中的突 变级数法对地热供暖综合效益进行评价突变级数法是一种对评 价目标进行多层次矛盾分解，然后利用突变理论与模糊数学相结 合产生突变模糊隶属函数， 再由归一公式进行综合量化运算， 最后 归一为一个参数， 即求出总的隶属函数， 从而对评价目标进行排序 分析的一种综合评价方法根据已有文献关于新能源综合效益评 价的研究， 选取以下评价指标评价地热供暖系统综合效益， 详见表 （1 ） 地热供暖项目不仅能够取得经济效益， 更具有良好的环境效表 1热供暖项目综合效益评价模型 二级指标三级指标 综 合 效 益 评 价 指 标 体 系 A126经济效益指标 B1净现值 （万元 ）C1 内部收益率 （%）C2 投资收益率 （%）C3 投资回收期 （年 ）C4环境效益指标 B2节能减排成本费用 （万元 ） C5 年 CDM 收入 （万元 ）C6 年均减排收入成本费用率 （万元 ） C7 气体减排总量 （万吨 ） C8能源降耗指标 B3年节约耗煤量 （万吨 ） C9 节能减排投资降耗率 （%）C10 单位工业增加值降耗 （吨 / 万元 ）C11 单位工业增加值耗水量 （m3/ 万元 ）C12·综合 2014。