垃圾焚烧电站的全寿命周期成本研究

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1、垃圾焚烧电站的全寿命周期成本研究叶学民1，王丰1，彭波2，李春曦1(1.华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003;2.中国电力投资集团公司，北京100033)摘要:针对垃圾电站评价机制尚不完善的现状，引入全寿命周期成本(LCC)理论对其进行成本分析，在考虑费用时间价值的基础上，建立了垃圾电站的LCC模型，并采用基于LCC的效能指标、借款偿还期与动态投资回收期对项目进行评价。基于所建模型，针对某2×300T/d+1/12MW垃圾电站，计算了以现值表示的各项费用，在设计运行工时下，其LCC为54435万元，总收益为65927万元，项目利润为15477万元，效能指标为1.211

2、，项目借款偿还期为7年，动态投资回收期为13年。此外，考虑到垃圾产量和成分随季节改变和社会发展的变化，给出了运行工时变化对垃圾电站成本管理以及各项成本和指标的影响。关键词:垃圾发电;全寿命周期成本;现值;成本管理中图分类号:F273.4文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1672-0792.2014.12.001垃圾电站初投资大、运行成本高、服役时间长，而现有的成本管理机制只关注电站的建设投资［9，10］，忽略后期较高的运营成本。Ofori-Boateng等［3］对3种不同WTE工程进行了成本-收益及敏感度分析，研究表明，垃圾填埋气化的平均发电成本最低，而垃圾焚烧发电成本

3、相对于电站年运行时长的变化最为敏感。此外，部分研究利用外部成本的概念量化了不同形式的WTE工程对环境的损害程度［11，12］。然而，上述工作只关注了不同WTE工程的发电定价标准，对工程的成本形成过程却未进行研究。针对上述问题，引入合理的评价机制对垃圾电站进行成本管理就显得至关重要。全寿命周期成本(LifeCycleCost，简称LCC)管理从固定资产的长期经济效益出发，在满足可靠性的基础上，追求项目从决策建设、运行直至报废的全过程中发生的总成本最低。因此，将LCC理论引入垃圾电站进行成本管理分析，对项目的建设与运营方案选取有良好的指导作用。然而，目前尚未有将LCC理论应用于垃圾发电项目成

4、本管理的研究报道，或仅针对于环保企业。本文采用LCC管理理论，建立适用于垃圾电0引言城市垃圾处理是当前全球最为紧迫与严峻的问题之一。日益严重的环境负担、立法和社会需求已经导致了社会垃圾处理手段和能力的巨大压(waste-to-energy)力。WTE工程是一类将城市垃圾中的能量转化为电能的可控热处理手段的统称，可缓解垃圾分解和化石燃料燃烧对环境的破坏，减少垃圾和温室气体的排放，强化社会材料和能源的回收利用并提供大量工作岗位缓解社会就业问题［1～5］。面临相同的困境，近年来我国同样致力于加速城市垃圾处理行业的发展，研究利用可再生清洁能源，推进WTE工程在中国的建设应用。WTE工程主要包括垃

5、圾填埋、热解气化、焚烧和与高质量化石燃料共同燃烧发电4种形式［6～8］。垃圾焚烧发电可缓解城市垃圾的污染公害问题，同时作为一种新兴发电形式正越来越受到重视。《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》中也提到要积极推进垃圾焚烧发电技术的产业化进程。收稿日期:基金项目:作者简介:2014－08－27。中央高校基本科研业务费专项基金(13MS98)。叶学民(1973-)，男，教授，主要从事新能源开发及利用、流体动力学理论及应用、流体机械和强化传热传质技术研究，E-mail:yexuemin@163．com。2电力科学与工程2014年站的成本模型，计算项目的LCC效能指标，获得其借款偿还期与动态投

6、资回收期，进而为垃圾电站的成本管理提供依据。2实例分析以规模为2×300T/d+1×12MW的垃圾焚烧电站为例，其项目预算期为22年，电站运行20年;日处理垃圾量为600t，设计全年运行5500h，约229天。银行贷款年利率按7.05%计，借款偿还期按运行期内最大还款能力计算;银行贷款占总成本的70%，自筹30%。2.1垃圾电站LCC计算2.1.1购置成本表1列出了电站项目的购置成本清单。一般地，购置成本均发生在项目预算期第1年，为工程筹备期各项费用之和，按式(4)计算。项目总购置成本为30180万元，相应现值为30180万元。1垃圾电站LCC建模1.1LCC分解垃圾电站的LCC包括电站

7、从项目决策、设备购置、安装、运行、日常维护、周期性检修直至报废的全过程中所发生的所有费用。根据垃圾电站的实际特点，本文中将其LCC分解如下:CLCC=CP+CO+CM+CF+CＲ(1)式中:CLCC为系统的全寿命周期成本;CP为购置成本;CO为运行成本;CM为维护成本;CF为故障成本;CＲ为退役处置成本，对于垃圾电站，特许权协议到期后，一般移交给政府，暂时不考虑退役处置成本。针对垃圾焚烧电站的基本特点，对垃圾电站的维护成本及故障成本