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基于DEEP海水淡化软件的核能发电成本评估方法浅析

2018-06-02陈向婷赖晓丰付翌郑保军

价值工程 2018年15期
关键词:核能

陈向婷 赖晓丰 付翌 郑保军

Analysis of Nuclear Power Generation Cost Evaluation Method Based on

DEEP Seawater Desalination Software

摘要:本文的研究对象为DEEP(Desalination Economic Evaluation Program)软件中的核能发电成本,对软件中应用的平准化电力发电成本LEC(Levelized Electricity Cost)的构成及计算方法进行研究,通过一具体实例实现核能平准化电力成本的计算,并对这一评估方法的适用性进行了进一步探讨。

Abstract: The research object of this paper is the cost of nuclear power generation in DEEP (Descalation Economic Evaluation Program) software. The structure and calculation method of LEC (Levelized Electricity Cost) applied in software are studied through a specific example. The calculation of nuclear power leveling power cost is realized, and the applicability of this assessment method is further discussed.

关键词:核能;发电成本;平准化电力成本

Key words: nuclear energy;cost of electricity generation;levelzed electricity costs

中图分类号:TP311.5 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2018)15-0254-03

1 DEEP软件概述

DEEP(Desalination Economic Evaluation Program)软件是由IAEA(国际原子能机构)发展起来的海水淡化脱盐经济评估程序。DEEP软件可以实现用户对不同海水淡化技术及能源来源的选择,两部分可分别通过海水淡化技术选择模块和能源来源选择模块来实现。软件的经济评价方法适用于核能、煤、石油等不同能源来源。海水淡化软件通过评估技术性能、不同能源的成本和淡化技术配置来评估海水淡化策略。DEEP软件可分别计算电力发电和产品淡水的成本及其具体构成,本文仅对其中的核能发电成本部分进行研究。在DEEP软件中,电厂的具体指标可通过调整包括设计参数、能源利用方式和成本等输入数据的方式进行模拟。

2 DEEP核能发电成本评估方法

2.1 DEEP软件的简化

DEEP软件包是以简化的模型为基础的,若选择能源来源方式为核能,DEEP程序考虑的是由简化的核反应堆和淡化厂组成的简易流程及其电子数据表。

DEEP软件大量采用了默认值,具体厂址情况和海水情况、具体设计和DEEP模型之间的差异、工艺等的区别,应通过适当调整其默认值来进行调整。在实际工程中,最后的工程投资、产品成本、能耗等因素,必须按实际设计方案、合同设备供应商等具体情况做更准确的评估。

2.2 DEEP成本评估方法

对于发电经济性来说,DEEP软件是以计算LEC(Levelized Electricity Cost)来对发电成本进行评估的。LEC可以称为“平准化电力成本”,通过给定贴现率,计算电厂年度总成本支出(包括建设投资及建设期利息)和年度供电量的商。平准化电力成本构成包括投资成本、燃料成本、运维成本和退役成本。

DEEP软件中对这四类成本的具体构成没有明确的规定,多数是通过给定单位成本进行计算的。

2.3 DEEP軟件输入参数

确定成本评估输入参数是计算平准化电力成本的基础,不同的输入参数值,对平准化电力成本的计算结果将产生较大的影响。DEEP软件对利息率、贴现率、建设期、寿命期等主要成本评估输入参数的取值进行了初始设定,并以默认值的形式假定了电站热功率、电站热效率等电站具体设计参数。

软件主要参数取值情况如表1所示。

表1中所列参数取值可结合电站的实际情况及成本评估需求进行修改。除退役成本外,建设成本、燃料成本、运维成本均是以单位成本的形式给出的。

2.4 平准化电力成本LEC的计算

2.4.1 计算步骤

在DEEP软件中,对平准化电力成本LEC(Levelized Electricity Cost)的计算分为三步:

①计算运营期内年度供电量(DEEP软件中假定运营期内每年的供电量均相等);

②计算运营期内年度电力总成本(DEEP软件中假定运营期内每年的成本均相等),其中,年度燃料成本、年度运维成本采用单位成本与年度供电量的乘积计算;年度投资成本、年度退役成本分别采用总成本与给定贴现率下等额系列资金回收系数的乘积计算;

③由年度电力成本和年度供电量的商,计算平准化电力成本。

2.4.2 计算公式

①平准化电力成本:

arev:年度电力总成本;

adpr:年度供电量;

alcc:年度投资成本;

adec:年度退役成本;

afc:年度燃料成本;

aom:年度运维成本。

②年度供电量:

adpr=Qtp×Eb×App×Cf×8760/1000(2)

Qtp:电站热功率;

Eb:电站热效率;

App:电站可利用率;

Cf:负荷因子。

③年度投资成本:

alcc=(Cecon+IDC)×lfc (3)

lfc=PMT(i,Lep,1)

Cecon:隔夜价;

IDC:建设期利息;

lfc:等额系列资金回收系数;

i:贴现率;

Lep:寿命期;

Cecon=Ce×(1+DCr+kec)×Qtp×Eb/1000 (4)

Ce:单位建设成本;

DCr:附加场地相关施工成本;

kec:偶然事故因素。

ir:利息率;

Le:建设期。

④年度退役成本:

adec=Ce×15%×Qtp×Eb×lfc/1000(6)

退役总成本按照建设成本的15%考虑。

⑤年度燃料成本:

afc=Csf×adpr×lff/1000 (7)

Csf:单位燃料成本;

lff:燃料因子;

eff:每年燃料上漲率。

⑥年度运维成本:

aom=Ceom×adpr/1000 (8)

Ceom:单位运维成本。

3 实例分析

利用DEEP软件对一具体实例的平准化电力成本进行计算。

3.1 实例参数值的选取

选择能源来源方式为核能,实例的参数值选取情况如下:

利息率5%,贴现率10%,建设期60个月,寿命期60年,负荷因子80%,电站可利用率90%,电站热效率32%,退役成本15%,附加场地相关施工成本10%,偶然事故因素0%,每年燃料上涨率3%,电站热功率1800MW,单位建设成本4500$/kW,单位燃料成本6$/MWh,单位运维成本10$/MWh。

3.2 DEEP软件实例计算结果

在DEEP软件中选择能源来源方式为核能,将实例参数值输入到DEEP软件中,运行软件进行计算。结果如表2所示。

经DEEP软件计算出的平准化电力成本为0.118$/kWh,其中,投资成本为0.088$/kWh、燃料成本为0.010$/kWh、运维成本为0.010$/kWh、退役成本为0.011$/kWh。

4 DEEP软件成本评估方法小结

DEEP软件给出了平准化电力成本LEC的计算方法,软件在参数的设置上也给出了推荐的参考值,该方法及相应的参数值对计算核能的平准化电力成本具有一定的借鉴性。

由于DEEP软件的平准化电力成本LEC是基于一定的简化和假设条件的基础上进行计算的,因而在适用性上存在一定的局限性。

这主要表现在以下几个方面:①建设投资按照全额贷款进行考虑,未考虑实际工程中,资本金和贷款的比例问题;②建设期投入按每个月等额进行了假设,未考虑实际工程中建设期各年现金流投入比例问题;③在计算建设期利息时,建设起始月是按年初进行考虑的,这与实际工程存在出入;④投资成本的计算未考虑运营期可能发生的短期贷款;⑤全部贷款按照整个寿命期等本息方式进行还款,且还款年限及还款方式不可修改;⑥假定了运营期内每年的成本均相等,这与工程实际情况存在差异。

参考文献:

[1]Desalination Economic Evaluation Program (DEEP-3.0) Users Manual , INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, VIENNA, 2006.

[2]高从堦,陈国华.海水淡化技术与工程手册[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3]韩基文.核能海水淡化.锅炉制造,2010:42-45.

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