第十章水力发电及多目标水利工程经济评价

第十章水力发电及多目标水利工程经济评价第一节水电站的投资与年运行费一般电力系统是把若干座不同类型的发电站用输电线、变电站、供电线路联络起来成为一个电网，统一向许多不同性质的用户供电，满足各种负荷要求。由于各种电站的动能经济特性不同，不同类型电站在统一的电力系统中运行，可以使各种能源得到更充分合理的利用，电力供应更加安全可靠，供电费用更加节省。现简要介绍水、火电站的主要经济特性。一、水电站的投资水电站的投资，一般包括永久性建筑工程（例如大坝、溢洪道、输水隧洞等）、机电设备的购置和安装、临时工程及库区移民安童等费用所组成。从水电工程基本投资的构成比例看，永久性建筑工程约占32%～45%；机电设备购置和安装费约占18%～25%；临时工程投资约占15%～20%，其中主要为施工队伍的房建投资和施工机械的购置费等；库区移民安置费和水库淹没损失补偿费以及其它费用共约占10%～35%。由于水电站一般远离负荷中心地区，输变电工程的投资有时可能达到水电站本身投资的30%以上，当与火电站进行经济比较时，应考虑输变电工程费用。水电站单位kW投资与电站建设条件关系很大，50年代平均约为1000元左右，后来由于水电站开发条件逐渐困难，库区移民安置标准适当提高，施工机械化程度不断增加，加上物价水平不断上升等原因，60年代约为1500元左右，70年代约为2000元左右，80年代约为3000元左右。90年代，举世闻名的长江三峡水利工程，其静态投资（包括输变电工程，以1990年不变价格计算）为570亿元，折合单位kW投资为3223元（投资尚未在防洪、发电、航运等受益部门之间分摊），其中库区移民安置费用以及远距离高压输变电工程投资各约占工程总投资的20%左右。二、水电站的年运行费水电站维持正常运行所需的年运行费包括下列几个部分：（1）大修理费：一般每隔二、三年对主要的建筑物和机电设备进行一次大修理，大修理所需费用从每年的电费收入中提存一部分费用作为基金供大修理时使用。大修理费=固定资产原值×大修理费率（10-1）（2）维修费：对其建筑物及机电设备进行经常性的检查、维护与保养所需的费用。（3）材料费：指库存材料和加工材料的费用。（4）工资：包括基本工资和附加工资、各种津贴和奖金等，按职工编制计算。（5）水费：电厂发电按所用的水量和发电水价计算的水费，应向水库管理处或其主管单位缴付。发电用水的水价应与发电、灌溉等各部门综合利用水量的水价不同。汛期内水电站增发电量的水价更低廉些（6）其他费用：包括劳保费、行政管理费、办公费、差旅费等。以上各种费用可根据电力工业有关统计资料结合本电站的具体情况计算求出。当缺乏资料时，水电站年运行费可按其投资或造价的1%～2%估算，大型电站取较低值，中小型电站取较高值。三、水电站的年费用为了综合反映水电站所需的费用（包括一次性投资和经常性年运行费）的大小，常用年费用表示。（1）当进行静态经济评价时，水电站年费用为基本折旧费与年运行费之和，其中（10-2）当采用直线折旧法并不计残值时，基本折旧率为（10-3）式（10-3）中，折旧年限一般采用经济寿命。假设水电站主要建筑物的经济寿命定为50年，则其基本折旧率为2%；假设水电站机电设备的经济寿命为25年，则其基本折旧率为4%，余类推。水电站的发电成本包括基本折旧费与年运行费两大部分，即为水电站的年费用。（2）当进行动态经济评价时，水电站年费用NF水为本利年摊还值（资金年回收值）与年运行费之和，即（10-4）当进行国民经济评价时，式（10-4）中造价现值与年运行费均应按影子价格计算，i为社会折现率；当进行财务评价时，则按现行价格计算，i为行业基准收益率；n为水电站的经济寿命；[A/P，i，n]为本利摊还因子（或称资金回收因子）。四、火电站的投资火电站的投资应包括火电厂、煤矿、铁路运输、输变电工程及环境保护等部门的投资。火电厂本身单位kW投资比水电站少，主要由于其土建工程及移民安置费用比水电站少得多。据统计，在火电厂投资中土建部分约占24%～36%，机电设备部分约占43%～54%，安装费用约占15%～18%，其它费用约占3%～8%。关于煤矿投资，各地区由于煤层地质构造及其它条件的影响，吨煤投资差别较大，火电厂单位kW装机容量年需原煤2.5t左右，相应煤矿投资约为火电厂单位kW投资的40%～50%左右。火电厂可以建在负荷中心地区，这样可以节省输变电工程费用；或者修建在煤矿附近，可以节省铁路运输费用，均根据技术经济条件而定。有关火电输变电工程及铁路运输的投资合计折算为火电厂单位kW投资的50%～60%左右。此外，火电厂及煤矿对附近地区污染比较严重，应考虑环境保护措施，据初步估计，火电厂的消烟、除尘、去硫设施等投资，约为火电厂本身投资的25%左右。综上所述，仅就火电厂本身投资而言，约为同等装机容量水电站投资的1／2～2／3左右，但如包括煤矿、铁路、输变电工程及环境保护措施在内的总投资，一般比同等装机容量的水电站投资（也包括输变电工程等投资）多一些。五、火电厂的年运行费火电厂的年运行费包括固定年运行费和燃料费两大部分，现分述如下。（1）固定年运行费：要包括火电厂的大修理费、维修费、材料费、工资、水费（冷却用水等）以及行政管理等。以上各种费用可以根据电力工业有关统计资料结合本电站的具体情况计算求出。由于火电厂汽轮发电机组、锅炉、煤炭运输、传动、粉碎、燃烧及除灰系统比较复杂，设备较多，因而运行管理人员也比同等装机容量的水电站要增加若干倍。当缺乏资料时，火电厂固定年运行费可按其造价的4%左右估算。（2）燃料费：火电厂的燃料费u燃主要与年发电量E火（kW?h）、单位发电量的标准煤耗e(kg／kW?h)及折合标准的到厂煤价p燃(元／kg)等因素有关，必须说明，如果火电站的投资中包括了煤矿及铁路等部门所分摊的投资，则燃料费应该只计算到厂燃煤所分摊的年运行费；如果火电站的投资中并不考虑煤矿及铁路等部门的投资，仅指火电厂本身的投资，则燃料费应按当地影子煤价（国民经济评价时）或现行煤价（财务评价时）计算。六、火电站的年费用（1）当进行静态经济分析时，火电站年费用为基本折旧费与固定年运行费和燃料费三者之和，即年费用=基本折旧费＋固定年运行费＋燃料费（10-6）火电站固定资产的基本折旧率一般采用4%。火电站固定资产=火电站投资×固定资产形成率（一般采用0.95）。（2）当进行动态经济分析时，火电站年费用NF火为本利年摊还值（资金年回收值）与上述固定年运行费与燃料费三者之和，即（10-7）式中[A/P，i，n]——本利摊还因子（资金回收因子）；n——火电站经济寿命，一般采用25年；i——社会折现率（国民经济评价时）或行业基准收益率（财务评价时）。第二节水电站的效益计算－、水电站的国民经济效益在水电建设项目国民经济评价中，可以用下列两种方法之一表示水电站的国民经济效益。（1）用同等程度满足电力系统需要的替代电站的影子费用作为水电站的国民经济效益。一般认为，水电站的替代方案应是具有调峰、调频能力、并可担任电力系统事故备用容量的火电站。为了满足设计水平年电力系统的负荷要求，如果不修建某水电站，则必须修建其替代电站。换句话说，如果修建某水电站，则可不修建其替代电站，所节省的替代电站的影子费用（包括投资与运行费）可以认为就是修建水电站的国民经济效益。由于火电站的厂用电较多，为了向电力系统供应同等的电力和电量，因此替代电站的发电出力N火应为水电站发电出力N火的1.1倍，即N火=1.1E水,替代电站的年发电量E火应为水电站年发电量E水的1.06倍，即E火=1.06E水。因此根据设计水电站的装机容量和年发电量，即可换算出替代电站的装机容量和年发电量及其所需的造价、固定年运行费和燃料费，根据式（10-7），即可求出替代电站的年费用NF火，这就是水电站的国民经济效益B水，即B水=NF火。（2）用水电站的影子电费收入作为水电站的国民经济效益。（10-8）用此法计算水电站的国民经济效益比较直接了当，容易令人理解，因难在于如何确定不同类电量（峰荷电量、基荷电量、季节性电量等）的影子电价（元／kW?h）。在有关部门尚未制订出作为产出物的各种影子电价之前，可参照国家计委颁布的《建设项目经济评价方法与参数》中的有关规定，结合电力系统和电站的具体条件，分析确定影子电价。对于具有综合利用效益的水电建设项目，应以具有同等效益的替代建设项目的影子费用，作为该水电建设项目的效益；或者采用影子价格直接计算该水电建设项目的综合利用效益。二、水电站的财务效益在水电建设项目的财务评价中，通常用水电站发电量销售收入所得电费作为水电站的财务效益，一般按下列两种情况进行核算。1、实行独立核算的水电建设项目销售收入所得电费=上网电量×上网电价式中上网电量?上网电量=有效电量×(1－厂用电率)(1－配套输变电损失率)，有效电量是指根据系统电力电量平衡得出的电网可以利用的水电站多年平均年发电量上网电价?上网电价=发电单位成本(按上网电量计)＋发电单位税金＋发电单位利润。当采用多种电价制度时，销售收入为按不同电价出售电量所得的总收入。2、实行电网统一核算的水电建设项目销售收入所得电费=有效电量×(1－厂用电率)×(1－线损率)×售电单价（10-9）（10-10）水电建设项目的实际收入，主要是发电量销售收入所得的电费，有时还有综合利用效益中可以获得的其他实际收入第十章：第一讲(总第22讲)第二讲(总第23讲)第三讲(总第24讲)本章小结编制时间2007年6月总第23讲课题：第十章水电站的国民经济评价与水电站的财务评价；基本要求：掌握水电站的国民经济评价和水电站的财务评价方法；重点和难点：水电站的财务评价；技术要求：学会用所学的水电站的国民经济评价和方法解决实际问题；参考资料：《水利工程经济》（高等学校教材,施熙灿、蒋水心和编）。教学过程：一、复习上一讲的内容（用时5分钟）二、讲解第十章水电站国民经济评价与财务评价（用时65分钟）三、自学与讨论（用时20分钟）四、小结（用时5分钟）五、布置作业(用时5分钟)（一）复习本讲内容（二）预习下一讲内容（三）思考下列问题习题十：5，6，8（四）练习补充题附：本节课讲解的主要内容于下第三节水电站的国民经济评价水电站国民经济评价的任务，主要是选择地区供电电源、河流梯级水电站开发方案、水电站正常蓄水位、死水位及其装机容量等主要参数。国民经济评价是水电建设项目经济评价的核心部分，它是从电力系统或从国家整体出发，考察本项目的效益与费用，用影子价格和社会折现率计算本项目对国民经济带来的净效益，评价水电建设项目经济上的合理性。国民经济评价可以用系统年费用NF、效益费用比B／C、经济内部收益率EIRR等作为评价指标，一般以经济内部收益率作为主要评价指标。现分述如下。一、电力系统年费用NF系在此，费用最小法仍然适用。如果有效益相同的若干个比较方案，则其中年费用最小的即为经济上最有利的方案。例如水电站正常蓄水位方案的选择，其经济比较准则，可采用在同等程度满足系统对电力、电量和其它综合利用要求的条件下，选择电力系统总费用或其年费用NF系最小的那个方案。其计算公式如下：（10-11）式中NF系(S)——电力系统方案S的年费用；M——方案S包括有M个工程项目(电力系统一般包括水电站和火电站两个项目，即M=2)；NFj——方案S第j工程项目的年费用，j=1，2。（10-12）式中k——项目j中按经济寿命nk的不同而分为个子项，例如水电工程项目分为土建工程（n1=50年）和机电设备（n2=25年）两个子项，即=2；Kjk——项目j子项各年t净投资折算至基准年T的总投资，即（10-13）r0——社会折现率is，[A/P，r0，nk]为子项k的本利摊还因子；uj——项目j的年运行费，其中包括投产期年运行费的折算值与生产期正常年运行费两部分，即（10-14）现结合水电站正常蓄水位方案的选择，说明国民经济评价中一般采用的计算步骤与计算方法。在正常蓄位方案比较时，首先根据河流梯级开发布置确定其上、下限值，并在此范围内拟定若干个比较方案，然后对各方案计算电站及系统中火电站补充动能