三、生活垃圾亚临界水解燃料发电技术投资收益分析
投资模型一:周边多个县城各自建设一套水解生产线+某一区域集中建设一座25MW装机容量的常规火电厂
我们以1200吨/日生活垃圾处理规模为例,假设原生垃圾来自于周边300公里范围内的四个县,每个县城原生垃圾处理量为300吨/日,系统投资主要分两大块:“四条垃圾水解生产线”和“一座焚烧发电生产线”。
1.投资水平:根据测算,每个县城每条“300吨/日水解生产线”总投资7500万元,四条水解生产线总投资约3亿元,产出率40%、热值4200kcal/kg的水解燃料能够配套建设一座25MW的锅炉汽机发电机组、投资约2亿元。
系统总投资约5亿元,相当于每吨垃圾投资42万元。
2.经营成本水平:测算的全年经营成本为5900万元/年,包括四个县生活垃圾水解燃料生产成本、25MW火电机组运行成本、水解燃料运输成本等。
3.年收益水平:垃圾发电主营业务收入主要来源于垃圾贴费年收入和年发电收入,其中垃圾水解生产线可连续生产,垃圾贴费以65元/吨计、25MW火电机组年利用小时数以7200小时、厂用电率以7%计、全年上网电量约1.67亿千瓦时、吨垃圾上网电量=1.67亿千瓦时/(1200吨/日×365日)=381千瓦时/吨;地方脱硫煤炭标杆上网电价以0.36元/千瓦时取值,那么年售电收入:(280千瓦时/吨×0.65元/千瓦时+101千瓦时/吨×0.36元/千瓦时)×1200吨/日×365日/年=9564万元/年。
上述两项相加,全年运行总收入为1.24亿元/年。
4.投资回报率:项目总投资5亿元,注册资本金以总投资33%计,其余资金国内贷款,建设期贷款年名义利率 4.9%(按季结息)。银行借款偿还期 15 年,项目经营期25年,每年运行成本5900万元/年,年总收入12411万元/年。固定资产形成比例95%,残值率5%,25年直线折旧,无形资产形成比例5%,摊销年限5年,所得税率25%,售电增值税率13%,城市维护建设税率7%,教育费附加5%,法定盈余公积金10%。
由上述条件计算出的财务评价指标:总投资收益率8.82%、资本金内部收益率12.72%(税前)、11.13%(税后),资本金净利润率17.44%,投资回收期10.25年。经济效益指标优良,具有较好的投资回收预期。
投资模型二:生物质秸秆水解燃料生产线+一座相应规模装机容量的常规火电厂
研究和应用表明:亚临界水解技术用于生物质秸秆,可以免除对生物质秸秆的干燥,产出的水解燃料热值达4800Kcal/kg、水解燃料产出率达75%以上。这个特征同样给传统生物质发电技术提供了一种崭新的前置处理方法和后置清洁焚烧发电工艺。测算后的各项经济效益指标与传统的“生物质秸秆直燃发电”模型的经济效益相当或略优,但生物质发电的资本金收益率和投资回报期受原材料价格影响因素波动较大,这一点是困扰所有生物质发电行业的一项重大不可控因素。
投资模型三:在传统的亚临界、超临界、超超临界火电厂增建一套亚临界水解反应成套设备
生产用高温高压水蒸汽来自于火电厂直接抽取,产出的水解燃料,由于热值与煤炭平均热值基本相当,可直接用于与煤炭燃料耦合发电,但水解燃料采购价格能稳定在500元/吨左右,跟目前煤炭价格相比,能整体拉低火电厂燃料采购平均价格,为此节省的燃料采购费用、以及水解燃料焚烧发电后执行国家上网电价政策(垃圾发电0.65元/kWh、生物质秸秆0.75元/kWh)与煤炭标杆上网电价的溢价收入,就是该投资模型带给火电厂的纯利收入。
考虑到生活垃圾、生物质秸秆与煤炭耦合发电方式,缺少如何认定各自贡献上网电量的技术标准,目前在执行相关电价方面有待于填补政策空白,在此不再展开讨论。
四、生活垃圾亚临界水解燃料发电技术与传统生活垃圾直燃发电技术的异同
生活垃圾亚临界水解燃料发电与传统生活垃圾直燃发电产生的电能均来自于原生态生活垃圾的热值贡献,所以从本质上完全能够认定此类发电归属于“生活垃圾焚烧发电”,并执行国家所有的电价政策、节能减排政策和税收优惠政策。
两种技术的区别主要在于:
1.生活垃圾在焚烧发电前的预处理方式不同
传统生活垃圾焚烧发电,在焚烧前的预处理方式为:生活垃圾进入厂内垃圾池发酵5-9天(相应需要投资建设一座5-9天储量的大型垃圾库),期间滤出渗滤液,为此需要配备占地面积足够大的、完整的渗滤液处理系统、沼气收集、回喷系统,渗滤液处理后产生的浓缩液,也需要有合适的处理方式。
而水解燃料发电技术,生活垃圾不需要发酵,不需要配备储量5-9天的大型垃圾库(可能会按环评要求配置一个垃圾事故池),不需要滤出渗滤液,从而不需要配备大型的渗滤液处理系统,而且无论原生态垃圾含水率多少,都可直接进入反应釜进行水解反应,大大节省了相应的投资成本和运行成本。
2.生活垃圾水解后的热值没有损失
传统生活垃圾焚烧发电,发酵效果受季节温度、发酵时间、混合搅拌程度所左右,发酵后热值要么没有完全释放,要么在发酵过程中丧失一部分热值。而且发酵过程中滤出的渗滤液是一种高浓度有机废水,其中含有的热值也不能低估,如处理过程中产生的沼气、以及处理后浓缩液中含有的热值,这些热值损失都从一定程度上降低了原生态生活垃圾的固有热值,从而降低了相应的电能转换量。
而水解燃料发电技术,由于原生态垃圾直接进入水解反应釜,其中含有的所有热值,包括渗滤液中蕴含的热值,都被“压缩”在了产出物水解燃料中,过程没有任何热值损失环节,所以水解燃料发电技术的电能转换率更高,其“吨垃圾上网电量”也一定高于传统生活垃圾直燃发电技术。