河南省宝泉抽水蓄能电站电价模式研究、

1、河南省宝泉抽水蓄能电站电价模式研究、团河南省宝泉抽水蓄能电站电价模式研究李晓沛【摘要】针对当前电力供应的紧张形势,对河南省宝泉抽水蓄能电站进行实地考查表明,通过对宝泉抽水蓄能电站采取单一电量电价模式,两部制电价模式,租赁制电价模式三种模式可能形成的优势及不足进行对比分析,得出河南抽水蓄能电站所应采取的合理电价模式【关键词】抽水蓄能电站电价模式【中图分类号】F726【文献标识码】A【文章编号】1006-2025(2009)090026一O5【作者简介】李晓沛,江南省发展和改革委员会产业研究所宏观经济研究室经济师,主要研究方向为经济学(河南郑州450002).近年来,伴随居民用电的快速增长,河南电

2、网峰谷差日趋增大.2007年河南电网最高负荷为2491万千瓦,最大峰谷差862万千瓦.据测算,2010年,河南电网最大负荷将达到3200万千瓦,最大峰谷差将达到809.3万千瓦.随着河南电网负荷的持续增长和峰谷差的持续扩大,网内许多大型火电机组不得不参与到整网的调峰填谷当中.但是,火电机组的综合调峰能力仅为35%左右,其可提供的最大调峰容量也只有327.2万千瓦,与2010年电网要求火电机组承担的调峰容量还差482.1万千瓦,完全依靠火电机组调峰填谷.既不能解决河南电网调峰矛盾,还极大地影响了电网的经济效益和社会效益.因此,抽水蓄能电站作为一种拥有调峰填谷,调频,调相,负荷跟踪,紧急事故备用等

3、功能的电站,将成为河南电网今后发展的战略重点.一,抽水蓄能电站的作用和效益目前,抽水蓄能电站的作用已被世界各国公认,但河南由于长期受供电缺口影响,电力发展的大头一直被放在发电量较多的火电厂.抽水蓄能电站的作用和效益仍然得不到关注,甚至被误认误识.因此,要发展抽水蓄能电站并制定出合适的电价模式,首先必须正确衡量抽水蓄能电站的作用及其产生的经济与社会效益.目前,河南电网已开建了南阳回龙和河南宝泉两家抽水蓄能电站.笔者以其中的河南宝泉抽水蓄能电站为例,对抽水蓄能电站的作用及其产生的经济与社会效益进行阐述.河南宝泉抽水蓄能电站是目前国内最大的在建抽水蓄能电站机组,位于河南省辉县市,总装机容量120万千

4、瓦,年发电量为20.1亿千瓦时.年抽水耗电量26.42亿千瓦时,工程于2003年3月初开工,预计总工期6年零8个月,2009年10月末竣工,总投资41.72亿元.(一)宝泉抽水蓄能电站的作用1.削峰填谷这是抽水蓄能电站所特有的功能.河南电网位于华中电网北部,网内供电以火电为主,调峰主要依靠火电机组进行.但如前所述,火电机组调峰能力有限,不能完全满足河南电网的调峰要求,且火电机组频繁调峰填谷既降低运行效率又大幅增加燃料消耗.而宝泉抽水蓄能电站装机容量仅为120万千瓦.却能减少河南电网负荷峰谷差246万千瓦.电站发电时承担河南电网峰荷120万千瓦.可以使河南电网少建一座120万千瓦的火力发电站;用

5、电低谷时电站利用电力系统富余电能抽水,使河南电网的低谷负荷上升126万千瓦(机组的抽入水力一般大于发电出力),这可以使河南电网火力发电站本该停止运营的120万千瓦机组不必大幅降低出力或停机调峰,始终保持在热效率较高区间运行,提高运行效率,节约了系统火电机组的燃料费,给火电厂和社会带来巨大效益.2.调频,调相宝泉抽水蓄能电站机组自动化程度高,启停迅速,爬荷,卸载速度快,运行灵活可靠,对负荷随机,瞬间变化可作出快速反应,能保证电网周波稳定,起到调频作用.并且,宝泉抽水蓄能电站机组是同步电机,不仅在发电或抽水以外的时间可以做调相运行,在发电或抽水的同时也可以供给电力系统无功电力,节约投资和运行费用,

6、起到良好的调相作用.3.负荷跟踪河南电网容量在3000万千瓦以上,晚问高峰时负荷变率可达1O万千瓦/分钟左右.火电机组的负荷反应速度仅为百分之几,很难适应这种负荷的急剧变化.宝泉抽水蓄能机组负荷反应速度为万分之儿,可迅速升荷,顶替火电机组的工作,节约燃料消耗,减少运行维护费用.4.紧急事故备用与火电厂相比.宝泉抽水蓄能电站从停机状态启动到满载发电仅需一到两分钟,由抽水工况转换到发电工况也只需三到四分钟;在发电状况下能快速跟踪系统负荷变化,起到旋转备用的作用;在静止状况下,遇到河南电网突发性事故,可在无电源的情况下迅速自启动,并通过输电线路输送启动功率带动其他机组,从而使电力系统在最短时间内恢复

7、供电能力,防止事故进一步扩大.因此,宝泉抽水蓄能电站是河南电网极佳的紧急事故备用电源.5.提高系统运行的经济性,可靠性与火电机组相比,宝泉抽水蓄能机组发电及控制设备相对简单,自动化水平比较高,抽水蓄能电站机组的运行事故率远低于火电机组.采用抽水蓄能电站作为电力系统的功率调整手段,可减少电网内火电机组强迫停运的次数和时间,使电网内大型火电机组能够以额定出力在高效率区运行.改善火电机组的运行工况.延长火电机组寿命,提高供电可靠性,减少电力系统的停电损失.(二)宝泉抽水蓄能电站的效益1.经济效益(1)静态效益.静态效益是抽水蓄能电站利用系统峰谷差,由抽水和发电的差价产生直接效益,由节约投资,节约运行

8、费和节约燃料费3项构成.宝泉抽水蓄能电站单位千瓦投资低,而且改变J,电力系统的电源结构.减少了单位千瓦投资高的调峰火电机组容量,每年可为电力系统节约电力建设投资19万元,节约运行费2.87万元.宝泉抽水蓄能电站投运后,改变系统中火电厂运行方式,提高燃煤火电机组的运行效率,减少电网燃料消耗以2008年底动力煤的平均价格305元/吨,燃料油平均价格2000元/吨计算,按年运行1000个小时计算,宝泉抽水蓄能电站每年可节约煤13万吨.节约油6.85万吨,节约燃李晓沛:河南省宝泉抽水蓄能电站电价模式研究料17665万元.(2)动态效益.动态效益是抽水蓄能电站承担事故备用,调频,调相,负荷跟踪等产生的间

9、接效益.根据美国电力研究院和麻省理工学院提出的研究结论,抽水蓄能电站由于其运行灵活性而取得的年动态效益合计为85美元/千瓦.依此计算,宝泉抽水蓄能电站的动态经济效益约为10200万美元/年.2.社会效益宝泉抽水蓄能电站投运后,以年运行1000小时计算,每年可减少二氧化硫排放量0.8万吨,减少氮氧化物排放1341吨,减少烟尘3.8吨,减少二氧化碳排放30吨,环境效益十分显着.国外相关研究结果显示,每年减少二氧化碳排放量30万吨的抽水蓄能电站,如考虑能源税,可节省3000万美元,其社会效益可见一斑.二,抽水蓄能电站电价模式探讨目前.国内外抽水蓄能电站采取的电价模式不尽相同,归纳起来,主要采用的电价

10、模式有一电量电价模式,两部制电价模式和租赁制电价模式三种模式.(一)三种电价模式简介1.单一电量电价模式在单一电量电价模式下,政府价格主管部门根据发电项目经济寿命周期,按照合理补偿成本,合理确定收益和依法计入税金的原则,采用长期边际成本法计算的发电企业社会平均电价,以此为基点,允许发电企业的电价在一定范围内浮动.例如,北京十三陵抽水蓄能电站,装机容量80万千瓦,设计年发电量12亿千瓦时,电站在初期运行时,经北京市物价局批准的上网电价为1.07元,千瓦时,近年调整为0.8元/千瓦时.差价成本在现行电价基础上,平摊加价到北京地区用户的电价中回收,每一用户多分摊的费用约为O.03元/千瓦时.2.两部

11、制电价模式两部制电价是指按照电站的可用容量及上网的发电量分别计付电费的电价模式,包括容量电价和电量电价.容量电价主要反映以投资成本为主的固定成本,按政府核准的电价执行.电量电价则根据变动成本与合理收益确定,主要反映以燃料为主的变动成本,按现货市场竞争形成的电价执行.两部制电价模式以英国为典型,其抽水蓄能电站电价由补偿调峰电量和电网辅助服务的固定成本与补偿电量的变动成本两部分组成.固定成本中调峰电量补偿一般较高,由电力公司与抽水蓄能电站签订合同,确定年固定调峰电量及固定电价,电网辅助服务补偿根据辅助服务机制计算得出,按年一次性支付;变动成本由抽水蓄能电站通过参加电力平衡市场交易获得的收入,这部分

12、收入完全依靠市场需求和竞价交易获得.国内的浙江天荒坪抽水蓄能电站采取的就是两部制电价模式,其装机容量18o万千瓦,设计年发电量31.6亿千瓦国团时,采用全面委托管理模式,服从电网统一调度,容量电价550元/千瓦/年,电量电价0.309元/千瓦时,抽水电价0.404元/千瓦时.3.租赁制电价模式租赁制电价模式可以看作是两部制电价模式的一种特殊形式,即电量电价为零,容量电价即为租赁费.租赁费按回收全部固定成本,投资回报以及相应的税金考虑,抽水电费不含在租赁费内,而由租赁的电网承担.租赁制电价模式以日本较为典型.租赁费用作为电力公司购电费的一部分,在销售价格中明确.租赁费按照对电价进行核定时遵循成本

13、主义,公正报酬,对用户公平等原则进行确定.对电价测算时,以电站建设费作为基价的固定电费,把营业费加上事业报酬全部作为基本费用.用来计算总费用.其中,营业费用主要包括人工费,燃料费,修缮费,折旧费,税费,购电费,财务费等,事业报酬则等于经营费用资产乘以适当的利润率(一般按6%计算).广州部分抽水蓄能电站采用的就是租赁制电价模式,其总装机容量240万千瓦,从1995年开始实行租赁经营,由广东核电集团公司f以下简称广核电)和广东电力集团公司(以下简称广电1联合租赁,广核电和广电各出资一半,年租赁费按电站一年成本,还贷付息,利润和税收(营业税和附加税)分摊,广东电网约为415元/千瓦/年,香港为350

14、0港元/千瓦年,运行费另加.(二)三种抽水蓄能电站电价模式利弊分析1.单一电量电价模式(1)上网电价测算宝泉抽水蓄能电站总投资约41.71亿元,其中20%为资本金,80%为银行贷款.根据原电力工业部1998年下发的抽水蓄能电站经济评价暂行办法,按"个别成本法"测算宝泉抽水蓄能电站的上网电价:对宝泉抽水蓄能电站经营期的资本金内部收益率按16%计,贷款偿还期为20年,抽水电价为0.156元,千瓦时,宝泉抽水蓄能电站上网电价为0.838元/千瓦时0.883元/千瓦时.(2)单一电量电价模式的优势宝泉抽水蓄能电站上网电价在0.838元/千瓦时,电站财务内部收益率达到14.06%,投

15、资利润率达到12.37%.投资回收期为11.52年;当上网电价为0.883元,千瓦时时,电站财务内部收益率达到14%,投资利润率为13.32%.投资回收期为11.O8年.显而易见,采用单一电量电价模式对宝泉抽水蓄能电站十分有利,可以弥补电站的合理成本,促进电站自身的快速发展,在一定程度上有利于引导投资者的投资决策理性化.(3)单一电量电价模式的不足采用单一电量电价模式测算出的宝泉电站上网电价在0.838元/千瓦时0.883元/千瓦时之间,其上网电价为峰荷电价.2008年河南省电网的平均上网电价为0.369元/千瓦时,根据2003年7月20El河南省计委下发的河南省峰谷分时电价实施意见(豫计价管

16、2003822号)文件规定,河南省峰荷电价为河南电网平均电价的1.335倍,即2008年全省峰荷电价为0.493元.宝泉抽水蓄能电站上网电价远高于全省电网峰荷电价.很难被电网和用户接受.此外,单一电量电价模式仅考虑抽水蓄能电站的发电量,并没有考虑到电站所提供紧急事故备用,调频,调相的辅助功能,对抽水蓄能电站动态效益的发挥有不利影响,难以全面反映抽水蓄能电站的价值.因此,采取单一电量电价模式有可能不利于全省电网经济调度,一定程度上会导致有些电站不顾电力系统整体利益,只顾抢发电量,不愿承担电网的调峰,调频,调相和负荷备用任务,从而使电网最优经济调度难以实现.2.两部制电价模式(1)上网电价测算根据

17、原电力工业部1998年下发的抽水蓄能电站经济评价暂行办法,按"个别成本法"测算宝泉抽水蓄能电站的上网电价:河南省火电厂目前的年度实际利用时间为500o个小时左右计算.宝泉抽水蓄能电站的年度计划可利用率为0.57.根据两部制电价的公式可以得出:宝泉抽水蓄能电站的年容量电价为682.5元/千瓦.电量电价为0.356元/千瓦时.(2)两部制电价的优势两部制电价与单一电量电价的主要区别是,两部制电价包含了电厂所有合理的固定成本,包括电厂的还本付息,与发电量无关的其他固定成本,投资者的合理回报以及固定税收.其优势主要表现为:一是更容易合理补偿成本,确定合理收益.采用两部制电价模式,宝

18、泉抽水蓄能电站的年容量电价在682.5元/千瓦,若河南电网按此租赁费支付给宝泉抽水蓄能电站.则宝泉抽水蓄能电站不但能够按期偿还内外资贷款,而且具有很强的盈利能力,全部投资财务内部收益率大于12%,资本金财务内部收益率大于20%,投资利润率也大于12%,可按期偿还贷款,具有较强的清偿能力;电量电价在0.356元/千瓦时,低于2008年全省峰荷电价的01493元,可以使电网公司按需取得电力,在用电高峰期随时要求电厂增加电量.二是具有较强的竞争优势.首先,笔者将宝泉抽水蓄能电站按"个别成本法"计算得出的上网电价与按"可避免成本法"计算出的上网电价进行比较.根据

19、原电力工业部1998年颁发的抽水蓄能电站经济评价暂行办法,按"可避免电源"边际容量成本和相应的利润要求来测算宝泉抽水蓄能电站上网年容量电价为1022元/千瓦,电量电价为0.162元/千瓦时.将上述测算的两部制电价折合成一部制电价为0.772元/千瓦时.宝泉抽水蓄能电站按个别成本法计算出的上网容量电价为682.5元/千瓦,电量电价为0.356元/千瓦时折合成一部制电价为0.763元/千瓦时.比"可避免成本法"测算出的一部制电价低0.009元/千瓦时.其次,笔者将宝泉抽水蓄能电站的上网电价与河南省火电站的上网电价进行比较.2008年,全省火电站平均上网电价均

20、为0.369元/千瓦时f这些火电厂的年利用小时为5500小时左右1.若按装机年利用小时5000小时计算(腰荷),则这些火电厂的上网电价为0.542元/千瓦时.尽管宝泉抽水蓄能电站上网电价折合成一部制电价仅为0.763元/千瓦时,比全省其他火电站的上网电价要高,但是,综合考虑宝泉抽水蓄能电站的调频,调相,紧急事故备用等动态效益,宝泉抽水蓄能电站的上网电价相比全省火电站的上网电价并不算高.并且宝泉抽水蓄能电站所发出的电量均为高质量的峰荷电量,故宝泉抽水蓄能电站经营期上网电价具有较强的市场竞争能力.三是能较好地体现同网同质同价原则,有利于电网的经济凋度.两部制上网电价可以按不同类型,不同质量(如按丰

21、枯,峰谷,事故支援等因素)以及电厂的固定成本来确定容量电价,并根据高峰,平常和低谷各时段在电网中运行成本最高的电厂变动成本(即燃料费,水费和其它变动运行维护费等随发电量多少而变化的费用)来确定电量电价,使电厂自觉运行在电力系统中最适合于自己的位置上,促进电力系统的优化调度.电网无需保证最低购电量,电网调度自由,灵活,不受利用小时数限制.四是能较好处理新老电厂的竞价上网问题.通过容量电价差别反映新老电厂的固定成本差异.通过电量电价反映变动成本,实行竞争上网给新老电厂提供公平竞争的环境.(3)两部制电价模式的不足两部制电价模式虽然可以弥补电站的动态效益.但是需要对电力需求市场进行准确预测,一旦预测

22、误差较大,河南省电力公司,宝泉抽水蓄能电站都将面临较大的市场风险,并且动态效益的计量,结算相对麻烦.此外,采用两部制电价模式对宝泉抽水蓄能电站年发电量仍有一定要求,若年发电量较少,其电价必然高于承担基荷或腰荷的电站,这将有可能影响到用户的承受能力.3.租赁制电价模式(1)上网电价测算由于租赁制电价模式是两部制电价模式的特例,其电量电价为零,笔者按两部制电价公式进行计算时,将宝泉抽水蓄能电站全部发电成本及相关利润仅计入容量电价.根据原电力工业部1998年下发的抽水蓄能电站经济评价暂行办法,按"个别成本法"测算的宝泉抽水蓄能电站租赁费为434.98元/千瓦,年租赁费为52197

23、.56万元(含税).(2)租赁制电价模式的优势李晓沛:河南省宝泉抽水蓄能电站电价模式研究由于租赁制电价模式是两部制电价模式的特例,为此.租赁制电价模式除具备两部制电价模式的共性优点外.还具备自身的个性优点:一是有利于吸引投资.宝泉抽水蓄能电站租赁费确定后.电站没有还贷风险,经营管理收入较稳定.并且由于电站的租赁费由河南电网承担50%,发电企业和用户各:担25%.能更好地体现风险共担的特点,市场风险较小,融资还贷和投资回报均有保证,普遍地为社会所认可,投资者的积极性极易得到调动.二是有利于抽水蓄能电站辅助服务的经济补偿问题和上网电价的出台.目前我国对辅助服务(调频,调峰,无功服务,备用等)的经济

24、补偿还没找到一个较好办法.实行租赁制电价后,河南电网支付给宝泉抽水蓄能电站租赁费用,电站就有义务为电网提供辅助服务,能够有效解决抽水蓄能电站辅助服务的经济补偿问题.此外,宝泉抽水蓄能电站上网电价与其还贷能力和利润大小息息相关.因为河南电网承担50%的租赁费,投资的比例大,电网考虑到自身利益,必然要促使蓄能电站还贷电价出台.如果将电价规定到租赁合同中,电价出台就更有保证.(3)租赁制电价模式的不足一是电站租赁费的确定难度较大.宝泉抽水蓄能电站作为独立法人,在与河南省电力公司签订租赁合同时,要对租赁费进行谈判.若租赁费较低,电站营利环境差,甚至不盈利,债务负担重,还贷能力低,这将影响电站建设和管理

25、的积极性;若租赁费较高,虽然电站营利环境好,但会相应增加省电力公司的负担.因此,租赁费的核定将增加承租方f省电力公司)和出租方(宝泉抽水蓄能电站)的谈判难度.二是电站的管理和调度运行可能会出现脱节.电站的管理维护,设备更新等由宝泉抽水蓄能电站负责,而河南电网则负责电站的运行调度,如协调不好,极易出现脱节现象.(三)河南省抽水蓄能电站经营模式确定1.采用两部制或租赁制电价模式能更好地体现抽水蓄能电站的动态效益当电网和抽水蓄能电站按单一电量电价结算时,仅以抽水蓄能电站的发电量作为电站经营的唯一指标.其他效益都不计费,这将使抽水蓄能电站动态效益不能充分体现,经营成本不能获得可靠补偿.另外,河南省目前

26、的电力市场尚未完善,没有形成独立的输配电价,辅助服务价格等价格机制没有出台,如果通过市场竞价决定抽水蓄能电站是发电,备用还是提供其他辅助服务,都难以满足系统根据实际情况进行调度的需要,不利于蓄能电站充分发挥其动态效益,也难以全面反映抽水蓄能电站的价值;采取两部制或租赁制电价模式,抽水蓄能电站不受年发电量多少的限制,可以更好地发挥其动态效益,其圈价值将得到充分体现2.采用两部制或租赁制电价模式能更好地促进河南省抽水蓄能电站运营采用单一电量电价模式,电站的电价主要取决于设计发电量,由于抽水蓄能电站担任河南电网中调频,跟踪负荷,紧急事故备用等任务,其实际运行时很难达到设计时的发电量,若每天满出力发电

27、的小时数减少l小时,则年发电量将减少24%左右,这样,电站的年营业收入就要减少24%左右,导致其不能获得合理的成本补偿和收益.缺乏建设和运行的积极性.而采用两部制或租赁制电价模式时,其容量电价得到补偿,使河南省抽水蓄能电站在投入运营后受电站发电量的影响较小,只要向电网提供的各种容量(工作,备用,凋相等)不变,则其租赁收入不变,抽水蓄能电站能获得合理成本补偿和收益,其建设和运行的积极性自然能被激发出来.3.两部制或租赁制电价模式更容易被社会接受随着河南电网的快速增长,预计2010年总装机容量超过5000万千瓦,全年售电量按每年递增20%计算将超过3000亿千瓦时.由于宝泉电站承担系统的尖峰负荷,

28、年发电量较少,仅占2010年河南电网发电量的1.7%,全面考虑建设投资,运营成本,费用及一定的收益等因素,宝泉抽水蓄能电站若采用单一电量电价,由于年发电量少,其电价必然高于承担基荷或腰荷的电站.将严重影响到用户的承受能力.从有关实践经验看,采用两部制或租赁制电价模式可以使抽水蓄能电站的费用在纳入销售电价时得到调整,在全体用户中进行分摊,既能反映蓄能电站的价值,也能体现风险共担的特点,并且用户承担的费用要远低于采用单一电量电价模式所要承担的费用,远低于用户所具备的承受能力,较为普遍地被社会认可是现阶段较为适合抽水蓄能电站发展的电价模式.三,结语随着社会能源事业的快速发展,抽水蓄能电站已经成为国民

29、经济中占据重要位置的电力供应源.而对其电价模式的改革也将成为社会持续关注的热点,抽水蓄能电站电价模式的探索仍需在实践中进行磨合与检验.期待这种探索对河南省抽水蓄能电站电价模式的构建起到应有的助益.【参考文献】【l】李景宗,张迎华,刘耀新.河南电网抽水蓄能电站经营模式探讨fJJ.湖北水力发电,2001,(3).【21孙薇.市场条件下抽水蓄能电站效益综合评价及运营模式研究D.华北电力大学2007届博士学位论文.I3】唐填,高苏杰,郑爱民.国外抽水蓄能电站运营模式和电价机制JJ.中国电力,2007.(9).f4杨中兴,刘耀新,李景宗.南阳回龙抽水蓄能电站经营模式与效益的探讨【JJ.浙江水利水电专科学校,2002,(3).<>o0<>0<>0<>00<><><><><>(><><><>0<>0<><>0()00000<>000(上接