（工商管理专业论文）火电厂环保建设中特许经营模式的研究.pdf

华北电力大学硕士学位论文 摘要 近些年，国家环保总局先后颁布一系列行政法规，并采用政策规制和经济杠杆来促 使火电企业加快实施环保措施，以期实现电力产业向环保化发展的政策目标。在本文中， 作者选择电力环保产业中火电厂烟气治理工程作为研究对象，对特许经营模式在火电厂 环保建设方面的应用进行探讨。 作者首先介绍了电力环保产业在国内的发展过程，并通过对电力行业烟气脱硫代表 性工程的分析，对环保建设在总承包模式下出现的问题及原因进行总结。通过在前后两 种模式下，同类工程的收益情况及现场管理状况的对比分析，并结合火电厂烟气脱硫特 许经营工作的成果，论证了特许经营方式在缓解电力行业环保设施建设资金缺口、减轻 财政负担、推动环保设施投资和运营效率提高、改善环保设施服务的有效供给、促进环 保领域技术发展等方面的重要作用。脱硫建造采用特许经营模式虽面临脱硫电价、税收、 融资等问题，但对确保实现国家节能减排目标、提高环保设施投运率和可靠性、加快环 保技术更新、实现环保产业健康发展等具有重要作用。 “十二五期间大力推进的脱硝项目建造与脱硫项目建设相比，有一定的借鉴性。 本文选择采用理论结合案例的研究方法，在对电力行业环保产业的发展进行概述的基础 上，对烟气脱硫建设模式进行了探讨，进一步深入分析特许经营模式在环保建设领域的 适用性，并对“十二五”期间脱硫、脱硝项目进行展望。 本文试图通过对最近的数据搜集、整理和分析工作，采用定性研究与定量研究相结 合的方法，以期在火电厂烟气脱硫工程特许经营试点成果的基础上对脱硝工程推行特许 经营模式的现实发展状况和趋势进行比较系统的梳理和完整的分析。同时，作者还试图 论证在我国现有的法律法规、政策机制等条件下特许经营方式在电力行业发展的可行性 及潜在的风险，并在此基础上参考他行业经验，寻求一条适合我国电力系统环保建设领 域市场化改革和投融资体制机制拓展的现实路径，为政府及相关部门吸纳民间资本提供 一些政策建议，也为环保公司的运营提供一些具体途径、策略和警示。 关键词：二氧化硫；氮氧化物；污染；e p c ；b o t 华北电力大学硕士学位论文 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，as e r i e so fa d m i n i s t r a t i v er e g u l a t i o n sh a v eb e e np r o m u l g a t e db yt h e m i n i s t r yo fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o no f t h ep e o p l e sr e p u b l i co fc h i n a t h e yt r ) ，t ou s et h e p o l i c ya n de c o n o m i ct os p e e du pt h ei m p l e m e n t a t i o no f e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nm e a s u r e si n t h e r m a lp o w e re n t e r p r i s e s ，a n dt oa d v a n c et h ep o l i c yt a r g e to fc h a n g et h ep o w e ri n d u s t r yi n t o e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n i nt h i sp a p e r , t h ea u t h o r sc h o o s et h eg a st r e a t m e n tp r o j e c ti n e l e c t r i cp o w e re n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o no ft h e r m a lp o w e rp l a n tf l u ea st h er e s e a r c ho b j e c t ， a n dt or e a l i z et h ef r a n c h i s em o d ei nt h e r m a lp o w e rp l a n tt h ea p p l i c a t i o no ft h ec o n s t r u c t i o no f e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t i l i sa r t i c l et h r o u g ht oa n a l y s i st h ee l e c t r i cp o w e re n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nc o n s t r u c t i o n a n dt h ed e v d o p m e n to ff r a n c h i s eb u s i n e s sm o d e li nt h ea p p l i c a t i o no ft h ec o n s t r u c t i o no ff l u e g a sd e s u l f u r i z a t i o ns y s t e m ，仃yt oa n a l y s i s t h e f r a n c h i s i n g i nr e l i e fp o w e ri n d u s t r y e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ni n f r a s t r u c t u r ec o n s t r u c t i o nf i n a n c i n gg a p ，r e d u c ef i n a n c eb u r d e n ， p r o m o t ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ni n f r a s t r u c t u r ei n v e s t m e n ta n do p e r a t i n ge f f i c i e n c y , i m p r o v e e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nf a c i l i t i e se f f e c t i v es u p p l yo fs e r v i c e s ，p r o m o t ee n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o ni nt h ef i e l do ft e c h n o l o g yd e v e l o p m e n ta n do t h e ra s p e c t so f t h ei m p o r t a n tr o l e a tt h es a m et i m e ，t h ea u t h o rt r yt od e m o n s t r a t e di nc h i n a se x i s t i n gl a w sa n dr e g u l a t i o n s ， p o l i c ym e c h a n i s mu n d e rt h e c o n d i t i o n so ff r a n c h i s em o d ei ne l e c t r i cp o w e ri n d u s t r y d e v e l o p m e n tf e a s i b i l i t ya n dp o t e n t i a lr i s k a n dt h ep o w e ri n d u s t r yd e s u l f u r i z a t i o n ，d e n o t a t i o n a n do t h e re n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nf a c i l i t i e sc o n s t r u c t i o nr e p r e s e n t a t i v ep r o j e c t sc a r r i e do u t e m p i r i c a lr e s e a r c hi nr e c e n ty e a r s ，a n g l i n go ft h ep a t t e mo fp o t e n t i a lp r o b l e m s ，t h ea u t h o r t r i e st oe x t r a c tt h eu n i v e r s a l c o m p r e h e n s i v es y s t e mo fi n f l u e n c ef a c t o r sf o rt h eg o v e r n m e n t a n dr e l e v a n td e p a r t m e n t st oa t t r a c tp r i v a t ec a p i t a lt op r o v i d es o m ep o l i c yr e c o m m e n d a t i o n s ， b u ta l s of o re n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nt ot h eo p e r a t i o no ft h ec o m p a n yt op r o v i d es o m e s p e c i f i cw a y s ，s t r a t e g i e sa n dt h ew a r n i n g k e y w o r d s ：s 0 2 ，n o x ，p o l l u t i o n ，e p c ，b o t i i 华北电力大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 我国电力行业环保产业的发展概述 自2 0 0 1 年以来，国家为扩大内需，出台了一系列积极的财政政策，这一举措 有效拉动了社会需求的增长，也加快了工业建设的步伐；同时，国家在基础设施建 设方面的投资加大，使钢材、水泥等材料的社会需求和生产大幅增加。近十年的 经济的快速增长带动了全社会用电需求的全面高涨，我国电力行业也得到迅速发 展。据国家电监会会同国家发展改革委、国家能源局、环保部发布数据，到2 0 1 0 年底，全国发电总装机容量9 6 6 亿千瓦，发电量4 2 2 7 8 亿千瓦时，分别比2 0 0 5 年 增长8 6 9 和6 9 3 【1 | 。 电力行业高速发展的同时，我国的电源结构却没有得到有效的改善。中电联统 计数据显示，火力发电长期以来占据电力市场的7 0 以上的耗量( 见图1 1 ) ，由 此引发的环境污染问题也随之趋于严重。来自文献 1 ( ( 2 0 1 0 年及“十一五”电力行 业节能减排情况通报的数据显示，全国烟尘排放的7 0 ，二氧化硫排放量的 8 5 ，氮氧化物的6 7 ，二氧化碳的8 0 都来自于燃煤，其中来自燃煤电厂的污 染，占比达到一半以上，可以说火电厂已经成为我国主要的大气污染源之一。而 且，除烟尘、废气等污染物的排放外，火电在生产过程中还会形成一定的污水， 这也构成了电力污染的一部分。 啦位：力千瓦 火l 乜，7 0 9 6 7 7 3 5 图1 1 “十一五”末全国发电装机结构 电力污染早已引起政府有关部门的高度关注，国家环保总局、国家经贸委等 先后颁布火电厂大气污染物排放标准、火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产 1 华北电力大学硕士学位论文 化规划要点等行政法规，并采用政策规制和经济杠杆来促使火电企业实施环保措 施，以期实现电力产业向环保化发展的政策目标【2 j 。 目前国内用于缓解火电污染的途径主要有两种。一是在火电厂生产环节实施环 保措施，包括电厂固废处理、污水处理及烟气处理三项主要内容，即通常所说的 电力环保产业；二是改善电源结构，也就是环保电力产业，目前发展较为突出的 是城市垃圾发电。以上两者共同构成电力产业环保化，并在十一五期间高速发 展，取得了一定成绩。 其中，垃圾发电最大的亮点是利用城市垃圾和煤矸石作为基本燃料，替代了 传统方式的燃煤发电。在目前煤炭资源紧张的市场背景下，这种方式在运行成本 方面存在先天的优势；而且垃圾发电在生产电力的同时，也有效地减轻了城市垃 圾污染，所以被称为是一种新型的清洁能源。该行业目前在国内正处于起步阶 段，由于国内固废行业发展比较晚，而且国内垃圾收费体制并不完善，现阶段所 收取的垃圾处理费尚不能够弥补固废行业的相关投资，固废行业的投资主要还是 来自于财政支出。随着环保标准的日趋严格，垃圾收费体制可能会改革，垃圾的 资源化利用可能会更加受到重视。 电力环保的三个发展方向中，污水处理的起步最早，目前市场已处于高度集 中状态。据悉武汉凯迪占据了国内污水处理市场3 0 4 0 的份额，处于行业的领先 位置；固废处理因缺乏明确的要求，市场表现平平。“十一五”期间火电厂对固废 处理多为除尘器改造项目，并出现电除尘器与布袋除尘器复合的创新方案。预计 随环保要求的进一步提高，火电厂固废处理会有较大的发展。烟气处理受产业政 策影响，“十一五 期间烟气脱硫产业有较大的发展，随着脱硝电价补贴政策的出 台，预计“十二五”期间，整个行业又将呈现一个高速发展。 本文将针对电力环保产业中烟气治理工程建造模式的发展及不同建造模式对 此类工程造成的影响进行讨论。 1 2 选题背景及实际意义 s 0 2 是我国最早开始治理的大气污染物之一。我国工业二氧化硫的产生主要是 因为煤炭的燃烧，其主要排放行业有电力、钢铁、水泥，集中度较高。其中电力 行业，每年排放的二氧化硫约占工业二氧化硫总排放量的6 0 【3 1 。2 0 0 6 年，国家 环境保护“十一五”规划纲要【4 l 提出“十一五”期间二氧化硫排放量减少1 0 的 削减目标。为了实现这一目标，国家采取燃用低硫煤、关停小火电机组和烟气脱 硫等一系列措施大力推进火电厂烟气脱硫工程建设。同时，为调动发电企业安装 脱硫设施的积极性，国家发展改革委及地方政府还陆续出台了一系列优惠政策【5 1 ， 如：安装烟气脱硫设施的机组可优先上网；安装并按规定运行烟气脱硫设施的机 华北电力大学硕士学位论文 组，上网电价每千瓦时提高0 0 1 5 元。这些政策有效的促进了“十一五”期间烟气 脱硫产业的发展。 烟气脱硫工程建设的初期，大多数环保公司需要从国外引进相关技术，且施 工能力较弱，多数项目的建造是由国外提供技术支持，环保公司负责设计，并与 施工方组成联合体承接。随着脱硫产业的发展，环保公司也逐渐壮大。为了便于 项目管理，发挥环保公司的设计优势，业主方多采用了e p c 的管理模式，即工程 总承包( e n g i n e e r i n g 、p r o c u r e 、c o n s t r u c t i o n ，设计、生产、施工) 模式。由专业承 包商( 环保公司) 按照合同的约定，对整个工程进行项目设计、设备采购、运输、 土建施工、安装调试、试运行，最后将机组移交业主的商业运行模式。承包商不 参与脱硫工程的运营管理，只赚取脱硫工程建设的利润，脱硫电价及脱硫副产品 带来的利润由电厂获得。 基于e p c 建造模式下，在实际建设及运营过程中，烟气脱硫建设工程陆续出现 建造质量不过关、脱硫投运率低、运行维护专业化水平低、运行效果差，脱硫公 司良莠不齐、技术创新动力不足等问题。为加快环保建设的进度，实现“十一五” 纲要提出的节能减排相关目标，提高烟气脱硫设施建设和运行质量，2 0 0 7 年7 月4 日，国家发展改革委办公厅会同国家环保总局办公厅以发改办环资发布了关 于开展烟气脱硫特许经营试点工作的通知，并提出了火电厂烟气脱硫特许经营 试点工作方案【6 】( 以下简称方案) 。这一举措正式将特许经营模式引入电力行 业的环保建设。试点工作主要选择了五大发电集团旗下的小型机组进行，首批获得 运营资质的企业共有九家单位。 据中电联统计数据显示，截止2 0 1 0 年底，全国批准的火电厂脱硫特许经营试 点项目已达2 3 个5 9 台机组，机组容量合计2 4 4 9 万千瓦，占同期全国电力行业已 投运脱硫总容量的5 2 。到2 0 1 1 年9 月，试点工作基本结束【_ 7 1 ，通过对个项目环 保监测的前后数据比较，特许经营模式已经从烟气脱硫设旋的投资、建设、运 营、维护层面上初步解决了电厂在二氧化硫达标排放、脱硫系统正常运营等方面 存在的问题；对环保企业而言，据部分上市环保公司发布的财务数据显示，参与 特许经营的项目毛利率明显高于e p c 。可以说烟气脱硫特许经营机制的实施，从一 定程度上有利于提高脱硫工程质量和设施投运率，有利于加强对烟气脱硫设施运 行的监管，有利于促进电厂集中精力抓好主业，有利于环保公司的发展壮大。 但是从整体上看，火电厂烟气脱硫特许经营是一项系统性、综合性很强的工 作，还需要在工作中发现并及时解决问题，为进一步推广积累经验。同时，区别 于一般市政特许经营项目，在火电厂烟气脱硫特许经营活动中，主要有四个参与 主体，分别是政府部门( 发改委、环保部) 、火电厂、脱硫公司和电网企业。烟气 脱硫特许经营中政府不是特许经营权的授予主体，而是协调者，需要协调特许经 3 华北电力大学硕士学位论文 营权授予双方之间的利益分配关系，并对双方的运营进行监管。对于“十二五”p 1 期间重点关注的脱硝项目而言，如采用b o t 模式，还有可能涉及到更多的参与主 体，即前端的低氮燃烧器厂家和后端的催化剂生产厂家。特许经营模式是否适用 于脱硝工程，经济性如何，存在哪些风险及问题，需要哪些政策引导，都是迫切 需要解决的问题【9 1 ，并具有很强的现实意义和理论价值。 同时，目前火电厂环保建设中试行的特许经营模式尚未完全发挥b o t 建造模式 的融资优势，且由于试点时间较短，对特许经营项目的运营管理及后期的项目移交 等问题的研究仍存在一定程度的空白，需要做进一步的研究及探讨。 1 3 国内外对b o t 建造模式研究动态 b o t 建造方式是目前世界上发展中国家和部分发达国家吸引外资建设基础设 施、基础工业的重要方式，对于这种融资方式的研究也随之蓬勃发展。从前期投 资的角度来看，它相对于其他融资方式的优越性很明显，但也存在一定的风险。 在国外的期刊杂志中有很多关于b o t 融资风险的研究文献；如g e r a l dp o l l i o u 叫( 1 9 9 9 ) 在其著作中就b o t 融资模式在国际项目的运作进行了分析；m i c h e l k e r f s ，w a r r i c ks m i t h 1 1 在1 9 9 6 年世界银行报告中就b o t 融资方式在非洲地区基础 建设方面的应用进行了探讨；a s h o k a m o d y t l 2 】在1 9 9 7 年世界银行报告中，通过b o t 模式在东亚地区基础设施策略中的运用，就发展基础设施公私伙伴关系取得成功 的关键因素分析了b o t 融资在能源领域的发展；v m r o a nt a m b a l a ，c l m a r k 1 3 1 , k h a l i f a h g h a l i u 4 1 及x u e q i n gz h a n g 巧1 等从不同角度针对其提出了风险管理；j d e l m o n t t l 6 则从商业合同角度对b o t 操作进行了探讨。m i g u e ld r a m i r e z n a d e r n a z m i m j 对拉丁美洲几个b o t 项目做了案例分析并指出所在国政府的保证是发展 中国家b o t 项目成功的关键因素之一；h e i k of r a n k ，s a l l yg a i n sb u r y 【l8 】提出了风 险评价及风险转移的方法；w i l l i a m l m e g g i n s o n 1 9 等提出了发展中国家基础设施项 目融资的风险评估问题。综上，目前国际上关于b o t 融资风险的研究主要集中在 风险评价、风险分担和风险应对方面，这也是目前国内应用中存在的重点和难点， 对我们实际操作有很好的借鉴意义。 国内对b o t 融资模式的研究主要表现在相关政策条例、法律环境、风险预测及 风险控制等方面。如张朝兵 2 0 】( 2 0 0 6 ) 在其著作中对项目融资的理论行程与发展进 行了介绍，同时从风险评估、融资结构设计、合同管理、现金流规划提出了相应的 意见，对我国基础设施建设选用b o t 及相关融资方式起到一定的借鉴作用。刘省 平1 2 l j ( 2 0 0 6 ) 在充分研究国内外资料的基础上，对b o t 项目融资的流程进行了较 为系统的探索，重点讨论了b o t 的功能、特点以及政府在其中的职能作用等问题。 蔡依平、朱文龙和施国庆 2 2 】( 2 0 0 7 ) 则是基于国内外已有的研究结果，提出了借鉴 4 华北电力大学硕士学位论文 风险回避、风险缓解、风险转移、风险自留和风险分散等五大类控制风险的方法 来处理融资过程中的问题。蒋先玲【2 3 】( 2 0 0 0 ) 、江先刚2 4 】( 2 0 0 6 ) 则更全面的介绍 了b o t 项目的定义、历史、发展现状、功能、特点等，为我们进一步研究b o t 项 目提供了理论基础。戴公兴【2 5 】( 1 9 9 7 ) 结合多年的研究与实际经验，就b o t 项目 的运作管理进行了总结。他以+ b o t 项目运作的核心问题为主线，就项目的系统框 架、合同结构、运作流程、投资机会分析、风险预测、融资模式、特许权移交等 问题进行了介绍，并以项目的生命周期为主线，总结了项目前期、实施筹备及运营 管理的经验。 b o t 融资方式在我国的实践，首先就是从电力行业起步的。2 0 世纪8 0 年代中 期，为解决资金问题，广东省率先引进私人资本参与地方电力项目的建设。到了9 0 年代，伴随我国经济的进一步发展，基础设旌和基础工业的建设资金不足的问题 日益突出，并成为各级政府面临的主要问题之一。因此，以多种形式筹集基础设 施和基础工业的建设资金成为必然。为了加快发展，并为b o t 模式的引用建立相应 的政策指引。1 9 9 5 年，原对外贸易经济合作部发布了关于以b o t 吸收外商投资 的有关问题的通知，原国家计委、原国家电力部和交通部发布了关于试办外商 投资特许权项目审批管理有关问题的通知。 电力行业自0 7 年7 月开始推行的火电厂烟气脱硫特许经营试点工作是一项政 策性、技术性都很强的工作。虽然为推行火电厂烟气脱硫特许经营，相关政府机构 和行业协会已做了大量工作，但在试点过程中依然发现存在大量问题。郝利、陈 国强【2 6 】及杨松 2 7 】从不同的法律角度对其中存在风险及问题存在了论述，认为在烟 气脱硫特许经营中，政府、火电厂、脱硫公司和电网企业形成了较为复杂的法律 关系。同时，火电厂烟气脱硫特许经营合同期限一般为1 0 年甚至更长，通常包括 项目的建设、运营、移交( 或拆除) 等多个阶段，其中涉及的法律风险更是复杂多 样，需要引起各方尤其是脱硫公司的充分关注。北京国电龙源环保工程有限公司 作为参与试点工作的九家单位之一，结合实际运营经验，重点从财务管理提出了 相关政策需求，包含税费、电价、罚款等九个方面。吴金辉【28 】从我国火电厂烟气 脱硫行业发展现状入手，论述了脱硫产业健康发展需要市场化污染治理新机制。 吴贵忠【2 9 】则从火电公司的角度出发，对特许经营相关风险进行了分析。王志轩， 潘荔，张静怡【3 0 】基于中电联对大量基础数据统计分析的基础上，对火电厂烟气脱 硫特许经营试点情况进行了总结，并提出了相应的对策。夏军，张中林p l j 立足于 经济学，对特许经营模式下火电厂烟气脱硫经营的经济性前景进行了展望。 1 4 主要工作内容及论文框架 本文从第三方角度着手，通过对特许经营模式在烟气脱硫项目上应用的总 5 华北电力大学硕士学位论文 结，分析这种模式在缓解电力行业环保设施建设资金缺口、减轻财政负担、推动 环保设施投资和运营效率提高、改善环保设施服务的有效供给、促进环保领域技 术发展等方面的重要作用，同时论证在我国现有的法律法规、政策机制等条件下 特许经营方式潜在的风险，以及特许经营方式在脱硝项目上的适用性及政策需 求。通篇结构如图1 2 。 电力环保市场的发展 选题背景及意义 llb o t 模式的研究l主要工作内容 烟气脱硫建设模式的发展 脱硫工程在不同建造模式下的经济性分析 某电厂脱硫工程在e p c 模式下的经济分析 e p c 模式下出现的问 题及原因分析 脱硫项目特许经营 试点情况概述 特许经营模式在环保建设领域的应用分析 b o t 模式对脱硝工程 的适用性分析 b o t 模式下火电厂脱 硝工程的经济性分析 b o t 模式下存在问题及政策需求 环保公司及业主单位 可能的问题及建议 建立政府监管职能 下的新型合作关系 投资导向 ll 法律保障ll 服务政策ii 运行管理 图1 - 2 论文整体结构 6 华北电力大学硕士学位论文 论文共分五章： 第一章：绪论 第二章 第三章 第四章 第五章 烟气脱硫建设模式的发展及分析 特许经营模式在环保建设领域的应用 烟气脱硝建设模式的探讨及经济测算 结论与展望 b o t 项目一般都涉及到多方的利益，由于各方参与及投资的目的不同，在项 目中关注的焦点也不同，因此对项目收益、风险分析及评价的侧重点也有所差 异。作者首先阐述了论文的研究背景及意义，通过对电力行业环保产业的发展概 述，介绍了我国脱硫、脱硝在技术和市场两方面的发展情况，并对未来脱硝市场 的发展进行简单分析。 作者在第二章中首先对脱硫项目在e p c 建造模式下出现的问题进行归类及分 析，提出几点建议及对策；同时，通过对某脱硫公司对在e p c 及b o t 两种模式下 的不同盈利状况的讨论，论证火电厂特许经营模式的优势及隐患；接下来，在第三 章中作者结合脱硫特许经营试点的成绩及问题，借助上文的案例分析，分析当前环 保产业合作关系的现状，论证在政府的政策引导下，在火电厂及环保公司之间建立 新型合作关系，从而够降低建造成本、降低市场不确定性对企业的负面影响，资源 互补、强强联合，从而提高电力环保行业的竞争力的可行性； 在第四章中，作者采用了类比法，通过同样的分析方式对某电厂的脱硝工程基 于b o t 模式下进行经济分析，并基于此对b o t 模式在脱硝产业的适用性及政策需 求进行讨论。 第五章，作者指出了政府在环保行业政策引导中需要注意的一些问题，并提出 加强战略合作关系的思路并对全文做出总结。 作者通过对火电厂烟气脱硫工程特许经营试点成果进行系统的梳理和分析， 期望在此基础上对脱硝工程推行特许经营模式的发展状况和适用性进行分析【3 2 1 ，一 方面为政府及相关部门吸纳民间资本提供一些政策建议，同时也为环保公司的运 营提供一些具体途径、策略和警示。 7 华北电力大学硕士学位论文 第二章烟气脱硫建设模式的发展及分析 2 1 烟气脱硫产业的发展概述 2 0 世纪7 0 年代中期至9 0 年代中期，美国、德国、日本等发达国家开始对燃煤 电厂实施烟气脱硫，国内火电行业结合我国国情先后开展了1 0 多项不同规模、不 同工艺的试验研究并取得一些阶段性研究成果。但由于经济、技术等多方面的原 因，上述工艺并未在燃煤电厂烟气脱硫中得到推广。 2 0 世纪9 0 年代中期至本世纪初，我国陆续从国外引进近十种脱硫技术并在不 同燃煤电厂开展脱硫工艺试点。通过技术引进、消化吸收等方式，我国初步掌握 了烟气脱硫的工艺和技术，为烟气脱硫行业的快速发展奠定了基础。 2 0 0 3 年至2 0 0 7 年，随着新建燃煤机组装机容量的增加和国家二氧化硫减排力 度的加大，烟气脱硫市场需求急剧扩大，脱硫公司数量迅速增加，燃煤电厂脱硫 装置建造和投运容量大幅增长，拥有自主知识产权脱硫技术的专业脱硫公司不断 发展壮大，基本形成典型湿法为主、多种工艺并存的技术路线，我国烟气脱硫行 业也逐步形成了以消化吸收为主、鼓励自主创新的产业化发展模式。 由于烟气脱硫快速发展，脱硫环保建设出现部分建造质量不过关、脱硫投运 率低、运行维护专业化水平低、运行效果差，脱硫公司良莠不齐、技术创新动力 不足等问题，为促进烟气脱硫行业健康良性发展，提高火电厂烟气脱硫技术和服 务产业化水平，2 0 0 8 年国家开始推行火电厂烟气脱硫特许经营新机制，由火电厂 将脱硫电价等政策形成的收益权以合同形式特许给专业脱硫公司并由脱硫公司承 担脱硫设施的投资、建设、运行、维护及日常管理。随着特许经营试点和试点外 项目的不断推进，行业内建造和特许经营两种模式并存发展【3 3 1 。 到目前为止，烟气脱硫行业已呈现出“经营模式同渐多元化，脱硫技术日益 多样化”的发展态势。随着产业定位的提升和结构的调整，我国烟气脱硫行业正 进入市场化、专业化的环保综合服务产业发展新阶段。 根据控制流程的不同，二氧化硫的治理可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三大 类，目前国内主要采用燃烧后脱硫即烟气脱硫f g d ( f l u e g a s d e s u l f u r i z a t i o n ) ，脱 硫装置从锅炉排放的烟气中脱除s 0 2 污染物，不影响炉内燃烧和换热。国际上较为 成熟的烟气脱硫技术包括石灰石一石膏法、海水脱硫法、喷雾干燥法、喷钙增湿 法和电子束法等五种，按反应产物的物质形态( 液态、固态) 则可分为湿法、半干 法和干法烟气脱硫三种【34 | 。 在脱硫技术发展的初期，业界人士大都看好干法脱硫的发展。首先，相较湿 8 华北电力大学硕士学位论文 法脱硫而言，干法脱硫的设备数量偏少，占地面积小，更适用于城市热电厂及改 ，造项目。特别是干法脱硫还能脱除重金属和二恶因等，尤其适于钢铁脱硫。但是 在我国陆续颁布的环保标准下，湿法脱硫却是最大的受益者。主要原因有两方 面：一是受国家“上大压小”政策影响。小机组陆续被关停，国内以后批复的大多 为6 0 0 m w 及以上的大机组。而干法脱硫目前能做到最大容量为6 0 0 m w ，更大机组 上则达不到要求的脱硫效率；二是受煤质变化影响。干法脱硫在设计阶段对煤种 参数的准确性要求较高，而国内电煤市场自0 8 年起始终处于紧缺状态，实际采用 的煤质参数与设计值往往相差较大【”】。 截至2 0 1 0 年底，国内已经安装脱硫装置的火电机组容量达5 7 8 亿千瓦，占期 末火电装机的8 0 以上。其中，8 5 的火电机组采用了石灰石石膏法脱硫、5 采 用循环流化床法、3 采用海水法。在大型火电机组中，采用石灰石石膏法的数量 更是达到了9 3 ( 数据来源于中电联发布( ( 2 0 1 0 年度火电厂烟气脱硫产业信息) 。 本文将基于石灰石石膏湿法脱硫的机组运营情况进行分析【3 6 】。 2 2 脱硫工程在e p c 建造模式下的应用情况 2 2 1e p c 建造模式的应用概况 “十一五”期间，火电烟气脱硫工程大多采用工程总承包e p c ( e n g i n e e r 、 p r o c u r e 、c o n s t r u c t ，设计、生产、施工) 模式。即由烟气处理专业承包商按照合同 的约定，对整个工程进行项目设计、设备采购、运输、土建施工、安装调试、试 运行，最后将机组移交业主的商业运行模式。承包商不参与脱硫、脱硝工程的运 营管理，只赚取工程建设的利润，脱硫电价及脱硫副产品带来的利润由电厂获 得，运行模式见图2 1 。 蘩獭藤 黯e 餮 ，麓潺 黼 图2 1 电厂脱硫e p c 模式 9 ， _ ，i 冀 一 一 巷 一 一 | _ 霄 一 一 渣 一 一 二一 华北电力大学硕士学位论文 e p c 模式由设计方作为项目总承包商完成工程主体设计，允许其将部分设计和 全部安装施工分包出去，有利于实现设计、采购、施t 各。阶段的合理交叉与融 合，从而提高效率、降低成本，充分发挥了设计优势【3 7 | 。 对业主方单位而言，在e p c 项目管理模式下只需要面对一个承包商，从工程设 计、采购、现场设备生产、施工、安装、试运行等各个环节均由总承包负责协调、 控制。除特殊情况，业主主要的沟通及监理仅发生在总承包之上，减轻了管理负担； 其次，全部工程以最终验收结果为依据，工程建设各环节、各阶段的交叉由总承包 商划分，减少了对个别环节遗漏或重复的可能性；同时，总承包合同采用总价包死 的方式，在实际建造过程中价格变更相对较少，有利于业主对整个项目进行财务预 算和费用控制；但是这种方式也对总承包商提出了较高的要求，业主需要在招标阶 段对拟采用的各专业人员及项目经理进行仔细审核p 引。 对承包商而言，随着长期专业化工作的积累，与建设项目有关的设备材料、施 工机械、分包商等各方面信息越聚越多，信息的累计有利于建立价格平台或实现长 期合作，从而实现成本得降低。另一方面，如同时承包多个项目，项目之间的采购 存在重合点，总承包商有可能实行规模化采购和集中化采购，可有效降低采购成 本。 2 2 2 火电厂e p c 脱硫项目的经济性分析 本案例主要选取了某电厂两台3 5 0 m w 机组作为研究对象，对e p c 建造模式下 脱硫设施的运营情况进行经济分析。该电厂的脱硫设施于0 7 年底完成1 6 8 小时试 运行，经过一段时间的自行运营管理后转包给脱硫公司。为了与实际情况相吻合， 案例中假设的参数均采用或参考了0 7 年建造期间的实际数据p 。 2 2 2 1 电厂机组情况及概述 1 、机组情况及脱硫设施工艺设计概述 该电厂一期工程为2 3 5 0 m w 机组，每台机组配备1 台最大连续出力为1 1 8 8 t h 的锅炉，日常燃煤为无烟煤，烟气经过静电除尘器除尘。所采用的脱硫工艺为石灰 石一石膏湿法脱硫，由一家日本公司提供技术支持，国内某脱硫公司进行总承包建造。 脱硫设施的主要的工艺设计原则如下： a f g d 工艺系统由石灰石浆液制备系统、烟气系统、s 0 2 吸收系统、排空及浆 液抛弃系统、石膏脱水系统、工业水系统、废水处理系统、杂用和仪用压缩空气 系统等组成； b 脱硫效率按9 5 设计。脱硫装置采用一炉一塔，每套脱硫装置的烟气处 理能力为一台锅炉1 0 0 b m c r 工况时的烟气量，石灰石浆液制备和石膏脱水与二 1 0 华北电力大学硕士学位论文 期两台机组的脱硫装置公用； c 应业主单位要求，设置1 0 0 烟气旁路( 在后期运营中已按新的管理规定进 行改造，案例分析中保留此设计) ； d 暂定f g d 装置服务寿命为3 0 年； e 烟气系统设有g g h 装置，其烟气进烟囱入口温度8 0 ； f f g d 装置的检修时间间隔与机组一致即：每年1 次小修，每5 年一次大修。 2 、烟气脱硫项目的经济分析概述 对于本项目的经济分析，主要从投资和年运行费用两方面来综合考虑，同时 通过均摊到每年的综合成本来评价系统的经济性。 a 根据中华人民共和国国务院令( 第3 6 9 号) 新颁布的排污费征收标准管理 办法、排污费征收使用管理条例等规定( 2 0 0 3 年7 月1 日起执行) ，大气污 染物的收费起点将从零起点收费，这将会直接影响今后烟气脱硫装置的运行成 本，本次测算也将其作为考虑因素进行成本测算； b 关于设备维护成本，参考总承包商就该项目投标文件中的相关参数编制。 2 2 2 2 运行成本分析 运行成本主要由以下三部分构成：财务费用、运行费用、排污收费。 1 、财务费用：即投资折年费用； 投资折年费用主要与工程投资有关，同时需考虑设备的运行寿命期与贷款利 率。 本工程暂按下列假定条件计算： 计算运行寿命期：n = 3 0 年 按季结息贷款利率： i = 5 7 6 折算年利率：i = 5 8 8 5 6 年均化系数： 0 【= i ( 1 ( 1 + i ) 。n ) = 7 1 7 6 2 ( 按残值为零考虑) 投资折年费：f = f o o 【( f o ：总投资) 本工程总投资暂按1 4 亿，总投资折年费用9 4 7 3 万元年。工程总投资包括总 承包工程费和建设单位管理费等，案例中按单位造价2 0 0 元k w 计算，实际建造 费用低于此价格。 2 、运行费用：包括电耗、水耗、石灰石消耗、蒸汽消耗、人工工资、年维修 ( 维护) 费，同时扣减销售副产品石膏的收益； a 各种物料消耗量及参考价格如下： 表2 1 物料消耗量及参考价格 华北电力大学硕士学位论文 说明：参考该项目招标文件中的相关参数编制。 b 人工成本：按照2 0 人定员考虑，年费用6 万元人年； e 检修费用：3 0 4 2 万元年( 详见第3 小节“检修费用计算 ) 。 3 、排污收费：根据排放收费管理办法规定，所有排污都从零起点计费，所以 还应计算脱硫后，剩余二氧化硫烟气排污的收费。 二氧化硫的当量排污系数为0 9 5 ，排污收费为：排污收费= 实际排放量( k g ) o 6 0 9 5 元。 4 、运行成本测算： 根据以上计算条件测算如下： 表2 - 2 电厂2 3 5 0 m w 机组脱硫设施运行成本测算表 指标折合费用 项目 单位数值单位费用 财务费用 f g d 总投资( 静态)万元 1 4 0 0 0 投资折年费用：万元 1 0 0 4 7 运行费用 电耗量m w h 年4 9 0 1 0万元年 2 2 0 5 5 石灰石块耗量t 年 3 1 5 9 0 万元年 1 8 9 5 工艺水耗量万t 年4 5 5 5 2万元年4 5 6 压缩空气耗量万m 3 年 4 8 7 5 万元年 4 8 7 5 人工工资人 2 0 万元年 1 2 0 维修费：万元年 3 0 4 2 石膏( 收益)万t 年5 。6 0 3万元年 - 2 5 2 1 3 5 小计 万元年 2 6 1 7 5 排污交费 排污量t 年4 8 0 2万元年3 0 3 1 2 华北电力大学硕士学位论文 指标折合费用 项目 单位。数值单位费用 运行成本合计万元年3 6 5 2 5 单位脱硫成本t 年 9 6 0 3 4 元吨 3 8 0 3 每度电新增成本元k w h 0 1 0 0 8 5 不脱硫每年排污费t 年万元年 5 7 6 2 说明：1 ) 装置年利用小时数按照6 5 0 0 h 计算； 2 ) 副产品石膏按照全部综合利用考虑。 2 2 2 3 维修费的计算过程 本工程主要维护费用构成如下： 1 、日常预防性维护保养 日常预防性维护保养发生的费用( 含人工成本和小型维修项目) ，年维护费用 约2 2 万元年( 按实际发生值) 。 2 、设备零部件定期更换 设备维护费用，按照上文所述，检修周期与主机一致，并结合f g d 装置检修 特点考虑。这样，在f g d 投运后每年和第五年，应对设备及管件进行维护；对防 腐内衬进行维修，更换阀门及修补腐蚀、磨损的金属材料。更换损坏的电气仪表 及执行机构。 f g d 投运后每年和第五年的设备维护费用与分项投资的比率如下表所示： 表2 - 3f g d 装置维修比例表 说明： 1 ) 设备维护费用包括泵、风机及搅拌器、石灰石球磨机、真空皮带脱水机等的零 部件更换，但不包括润滑油系统油脂更换。 2 ) 内衬维护成本按设计值考虑，在实际过程中因增容改造过程中进行了更新，与 正常数据偏差较大，不予采用。 1 3 华北电力大学硕士学位论文 3 、停运后定期检修费用 含大小修包括材料、人工及台班费，不包括零部件更换费。 一一第五年定期检修约：1 0 0 万元 一一前四年定期检修共约：4 0 万元 一一折合平均年费用： 2 8 _ 万元年 4 、合计年综合检修费总费用 2 2 + 2 5 4 2 + 2 8 = 3 0 4 2 万元年。 2 2 2 4 综合分析 1 、主要经济指标： 年运行6 5 0 0 h 时数据 投资折年费用： 1 0 0 4 7 万元年 脱硫装置运行费用： 2 6 1 7 5万元年 其中：设备维护费用： 3 0 4 2万元年 脱硫建成后需缴纳排放费： 3 0 3 万元年 综合运行成本合计： 2 6 1 7 5 万元年 单位s 0 2 脱硫成本： 3 8 0 3 元屯 每度电新增成本：0 0 0 8 5元k w h 2 、在案例条件下，脱硫项目运行成本对电价的推动仅0 0 0 8 5 元k w h ，低于 0 0 15 元k w h 的脱硫附加电价，可以说经济指标相对较好。但需要注意的是： a 实际运营中，机组年运行时间很难达到6 5 0 0 h ( 通常在4 5 0 0 - 5 0 0 0 h ) ； b 案例中千瓦造价为2 0 0 元，比平均数据项目偏高，设备质量较好，运行及 1 4 华北电力大学硕士学位论文 维护费用偏低； c 2 0 0 7 年银行贷款利率较低，且人工成本低廉。 受上述因素影响，实际收益与预期相比偏低很多。该项目建成投运一段时间 后，电厂方面还是选择将运营业务外包给专业脱硫公司。 2 2 3e p c 建造模式下出现的问题及原因分析 脱硫设施通过一段时间的建设、运营，暴漏出不少问题，主要表现为以下几 个方面：一是工程质量隐患突出，事故频发；二是工艺路线单一，技术发展滞 后；三是缺乏有效监管，投运情况不佳；四是忽略对脱硫副产物的处置和消纳。 这里就上述问题的原因进行简单分析，并总结如下： ( 1 ) 工程质量隐患突显，建设市场秩序混乱。 工程质量的影响源于脱硫公司的恶性竞争，直接表现为两方面：一是造价， 二是工期。由于脱硫工程的整体造价较高，受融资条件限制，业主方会倾向于选 择低价中标。到2 0 1 0 年底，据中电联发布的统计数据及脱硫公司的年报来看，部 分项目造价已经降至8 0 6 0 元k w 之间，远低于国家发布的指导价格。受成本限 制，脱硫公司不可能保证选用优质的设备、材料和施工质量，同时为了降低造 价，在施工阶段也会片面压缩工期，稍有管理不善就会引发质量事故。以2 3 0 0 m w 机组为例，发达国家机组脱硫工程的建设周期一般为2 0 3 0 个