(煤炭工業潔凈煤工程技術研究中心北京100013)
作者簡介:任世華，男，煤炭工業潔凈煤工程技術研究中心，主要研究方向:能源經濟。
分析了目前我國低濃度瓦斯利用率低的原因，介紹了瓦斯發電的技術情況。基於燃氣發電技術，分析了常用政策對低濃度燃氣利用的激勵作用，提出實施碳交易以提高利用的經濟性，並分析了不同交易價格下的經濟效應。
關鍵詞:低濃度燃氣燃氣發電碳交易激勵政策
實施CO2交易促進煤氣利用
任世華、陳桂鳳、寧
(煤炭工業潔凈煤技術研究中心，北京100013)
文摘:闡述了低濃度煤氣直排的原因，介紹了煤氣發電技術的發展。在此基礎上，分析了常規經濟政策對低濃度煤氣利用的刺激作用，提出實施CO2交易以促進煤氣利用，並給出了不同價格下的經濟效果分析。
關鍵詞:低濃度煤氣；氣體發電；CO2貿易；激勵
目前，我國每年采煤過程中抽采低濃度瓦斯90×108m3以上。氣體是壹種溫室氣體，每年排空的氣體相當於1.35×108t二氧化碳當量；天然氣本身也是壹種能源，1000m3甲烷相當於1.26tce，造成了嚴重的資源浪費。低濃度瓦斯利用是減少瓦斯汙染、合理利用資源的重要手段，具有良好的環境效益和社會效益，在國際上已得到成功應用。然而，在我國，低濃度氣體的利用仍處於規劃階段，主要原因是低濃度氣體利用的經濟性較差，商業化應用需要強有力的政策支持。從國際低濃度氣體利用技術的發展來看，發電是低濃度氣體利用的主要方向。因此，本文以發電為例，探討能經濟運行的低濃度瓦斯利用策略。
1技術概述
目前，逆流反應器技術(又稱逆流反應器和流向轉換反應器)主要用於低濃度氣體發電。流動反應器技術可以在催化劑的作用下，實現空氣廢氣在1000℃以上或更低溫度下的自氧化和穩定燃燒。通過在中心反應區安裝熱交換器來提取熱量(熱介質為壓縮空氣、低品位蒸汽或其他工藝)。熱媒可通過熱交換加熱到700 ~ 800℃，產生高熱值的壓縮空氣或過熱蒸汽，作為汽輪機發電的熱源。該技術可實現低濃度自熱氧化燃燒；當入口氣流濃度和速度短時間劇烈波動時，仍能保持穩定運行；它具有較高的轉化率和熱回收率。CANMET公司在新斯科舍省的Phalen礦展示了這項技術，並計劃在中國建立壹個示範點。本文正是基於這壹技術而展開的。
總的來說，該技術基本可行，但其商業應用取決於其經濟性。基於流動反應器技術的低濃度氣體電廠，投資主要包括設備和廠房，運行費用主要包括氣體收集和運輸費用、人員工資、維護費用等。本文將運營期定為15，自籌30%投資。以總投資的財務內部收益率為指標，分析了不同條件下低濃度瓦斯利用的經濟性。
2天然氣利用經濟分析
2.1壹般規模和運行時間
正常情況下，采用流動反應器技術的低濃度瓦斯電廠單位投資約為12000元/kW，規模可達20 MW，年運行5000 h，根據壹般礦井瓦斯湧出情況和目前燃機技術，瓦斯濃度為0.75%，燃機效率為30%，廠用電率為12%。其他參數如表2所示。
在基本參數下，電廠年用氣量為4014×104m3，年發電量為1×108kWh，供電量為0.88×108kWh，相當於燃燒3.75×104t煤產生的電量。雖然具有良好的環境效益和社會效益，但投資較大，銷售電價較低，總投資的財務內部收益率(I RR)為負，經濟性較差，如表1所示。
表1燃氣發電經濟指標(壹般規模、運行時間)
表2基本參數
圖1運行時間影響
2.2規模的影響
考慮到我國礦井規模和瓦斯湧出濃度的巨大差異，分別計算了不同規模下的內部收益率。隨著規模的增大，有壹定的規模效益，但目前20 MW的I RR仍小於-10%，經濟性較差。
2.3運行時間的影響
考慮年運行時間的變化，分別計算了年運行4000~7000 h的總投資財務內部收益率。隨著年運行時間的增加，經濟效益明顯提高。年運行7000 h時，內部收益率達到0.07%，仍不能滿足經濟運行的要求。
通過對規模和運行時間的分析可以看出，在沒有強有力的政策支持的情況下，低濃度瓦斯利用的經濟性較差。因此，推動低濃度氣體的商業化應用需要強有力的政策支持。
3激勵性經濟政策
3.1政策內容
政府制定或批準的各種經濟政策和措施可分為兩類:激勵性和懲罰性。本文討論了如何提高用氣的經濟性，主要研究了激勵性經濟政策。
(1)補貼政策。常見的補貼包括投資補貼、產出補貼和對消費者(即用戶)的補貼。補貼策略問題，即應該補貼誰，用什麽樣的運行機制來補貼，需要進壹步研究。
(2)稅收政策。稅收政策是國內外應用最廣泛的經濟政策之壹，包括關稅減免、增值稅減免和所得稅減免。從理論上講，稅收減免不需要政府花很多錢去補貼，只需要減少壹部分中央或者地方的收入。
(3)價格政策。價格優惠是壹種非常有效的激勵措施，只要運用得當，可以促進技術進步，降低成本。關鍵是差價補貼的資金來源以及價格優惠的對象和選擇。
(4)優惠貸款政策。低息或貼息貸款可以減輕企業償還當期利息的負擔，有利於降低生產成本。但政府需要籌集壹定資金支持貼息或減息補貼。
根據以上分析，本研究主要考慮以下政策因素:
(1)燃氣補貼(參考國內外情況，以0.02元/m3為例)
(2)貼現貸款(以3年期貼現為例)
(3)農村電網優惠還貸基金(以優惠利率100%為例)
(4)設備增值稅抵扣(以50%抵扣為例)
(5)增值稅減免(以免以此為例)
(6)所得稅減免(避免以此為例)
(7)電價補貼(參考德國政府對煤礦瓦斯電廠每千瓦時補貼7分錢，德國電價，以每千瓦時補貼0.15元為例)。
3.2政策影響
激勵性經濟政策有助於提高低濃度燃氣發電的經濟性，但提高的幅度有限，最高只能提高到3.54%，仍處於虧損邊緣，難以滿足企業投資和盈利的要求，項目在經濟上不可行，如圖2所示。這主要是由於項目本身的條件和激勵政策的局限性。項目本身投資大(2.4億元)，項目期產量小(正常運營15，年銷售收入2640萬元)，成本高(年總成本2755萬元，不含建設期貸款利息)，年虧損638萬元(不含建設期貸款利息)。這就決定了各種政策的作用是有限的:
(1)燃氣補貼。燃氣補貼相當於降低了壹部分發電成本，但降低比例有限，難以彌補損失，效果有限。
(2)貸款貼息。貸款貼息減輕了企業的部分利息負擔，但附帶的利息難以彌補損失，效果不明顯。
(3)農村電網優惠還貸基金。相當於間接提高了銷售電價，但優惠幅度有限，最高不超過0.02元/千瓦時，難以改變虧損局面。
(4)設備增值稅抵扣。設備僅占固定資產投資的壹半左右，設備增值稅約占設備的14.5%。設備增值稅抵扣的效果難以彌補損失。
(5)增值稅減免。直接降低了項目的銷售稅負。但是，增值稅是以銷售收入為基礎的。項目產出較少，增值稅減免對改善項目經濟的作用有限。
(6)所得稅減免。稅前利潤為負，所得稅減免不會起到任何作用。
(7)電價補貼。相比較而言，電價補貼對提高低濃度燃氣發電的經濟效益作用最為明顯，主要是因為電價補貼實際上變相提高了銷售電價。
從以上分析可以看出，壹般的激勵性經濟政策可以提高低濃度瓦斯利用技術的經濟性，但提高幅度非常有限，仍不能滿足盈利要求，需要更有力的政策支持。
4實施碳交易
4.1國內外碳交易
隨著2005年初《京都議定書》的正式實施，發達國家向發展中國家投資購買二氧化碳等溫室氣體額外減排量的“碳交易”機制正在逐步形成。根據《京都議定書》的規定，發達國家出錢或與發展中國家合作開發溫室氣體減排項目，最終批準的溫室氣體減排量將抵消發達國家承諾的額度。在這壹規定的衍生下，歐美形成了壹些“碳交易”市場。目前國際市場每噸二氧化碳減排價格為5 ~ 10美元，且價格還在上漲。中國的“碳交易”也進入了初級階段。截至2006年2月15日，國家發改委核準和正在受理的CDM項目有21個，其中已核準18個。
圖2單壹政策的經濟性
4.2碳交易價格影響
參考國際碳交易價格，計算碳交易價格在0 ~ 60元的低濃度燃氣發電技術的內部收益率，如圖3所示。從圖中可以看出。以碳交易價格為例，隨著碳交易價格的增加，I RR也在快速增加，IRR幾乎與碳交易價格成正比變化。當碳交易價格提高到壹定程度(565，438+0.64元/t)時，IRR達到基準收益率(65，438+02%)，滿足項目經濟性要求。如果進壹步提高，超過51.64元/t，項目I RR超過基準收益率，經濟可行。可見，碳交易價格的實施能夠有效促進低濃度氣體利用技術的商業化應用。
圖3碳交易價格的影響
5結論
低濃度瓦斯利用技術的經濟性較差，其商業化應用需要強有力的政策支持。壹般的激勵性經濟政策可以提高低濃度瓦斯利用技術的經濟性，但提高幅度非常有限，仍不能滿足經濟運行的要求。實施碳交易可以有效提高低濃度氣體利用的經濟性，促進低濃度氣體利用技術的商業化應用。
參考
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