燃煤与燃气供热方式的综合分析比较
1 概述
北方大部分地区以煤炭作为供热燃料，随着人们环保意识的不断加强，各地大力推广使用清洁能源，实施了一些供热热源煤改气工程。对燃煤、燃气供热方式的环境效益和经济效益进行对比，探讨煤改气的优缺点，对决定热源供热燃料的类型十分必要。
本文对同等供热负荷下的燃煤、燃气供热方式的环境效益和经济效益进行分析对比，供热设备分别为2台58MW的燃煤锅炉(SHL58-1.6/130/70-AⅡ)和燃气锅炉(SZS58-1.6/130/70-Q)。
2 环境效益分析
煤(烟煤-II)的元素分析见表1，天然气的组成见表2。其中煤的低位发热量为17690kJ/kg，天然气的低热值为36533kJ/m3。2×58MW的燃煤、燃气供热方式全年运行2293h的锅炉效率、燃料耗量及污染物排放量见表3。其中燃煤供热方式无脱硫除尘设施。
从表3得知，燃煤锅炉的效率为82%，而燃气锅炉的效率高达92%。燃煤(无脱硫除尘设施)比燃气燃烧会产生更多的有害产物，虽然排放的NOx仅多4.4%，但是排放的CO2多49.6%，而且燃煤要排放SO2和灰渣等。CO2是温室气体，会加剧温室效应；SO2作为酸性气体也是大气主要污染物之一。
表1 煤(烟煤-II)的元素分析
表2 天然气的组成
表3 2×58MW的燃煤、燃气供热方式全年运行2293h的锅炉效率、燃料耗量及污染物排放量
煤炭燃烧后产生的灰渣给周围环境造成了污染。因此在环保方面，燃气供热方式优于燃煤供热方式。
3 两种供热方式的工程建设比较
为了减少燃煤带来的污染，GB13271——2014《锅炉大气污染物排放标准》对燃煤、燃气锅炉房的污染物排放浓度提出了限制要求，为了达到这种要求，要求对燃煤锅炉房进行排烟除尘，需要加设脱硫除尘设施。本例燃煤锅炉房采用布袋除尘器 脱硫塔两级除尘脱硫，除尘效率可以达到99.6%，脱硫效率能达90%。这样可以极大减少对环境的污染，但是势必增加造价和运行费用。不仅如此，在工程建设方面，燃气供热方式也优于燃煤供热方式，工程比较见表4
表4 2×58MW燃煤、燃气供热方式的工程建设比较
由表4可知，燃气供热与燃煤供热方式相比，具有占地面积小、土建项目少、建筑高度低、设备荷载小、地基处理易、施工难度小、工程周期短等特点。
4 经济效益分析比较
①造价
两种供热方式的造价比较见表5。从表5可以看出，燃煤供热方式的造价比燃气供热方式约高35%，原因主要是燃煤供热方式具备除尘脱硫、上煤除渣及干煤棚等设施。
表5 两种供热方式的造价比较
②运行费用
燃煤、燃气供热方式的运行费用比较见表6，表6中的管理费基数取销售收入。由表6可知，燃气供热方式的运行费用比燃煤供热方式高2057.77×104元/a，约高40%。
表6 燃煤、燃气供热方式的运行费用比较
③销售收入
供热面积按照200×104m2计算，其中居民用户供热面积为150×104m2，非居民用户供热面积为50×104m2。热价:居民用户为25元/（m2·a），非居民用户为36元/（m2·a）。两种供热方式在满负荷运转情况下，总的销售收入相同，为5550×104元/a。
④赢利情况
两种供热方式的赢利情况见表7。
从表7可知，运行一个供暖期，燃煤供热能赢利447.13×104元，燃气供热则亏损1610.64×104元。
表7 两种供热方式的赢利情况
⑤经济评价指标
基于上述基础数据，计算得出经济评价指标(财务指标)，见表8。
表8 两种供热方式的经济评价指标
由表8可知，燃煤供热方式满足财务评价条件，项目具有生存能力，保本微利运行；而燃气供热方式不能计算出财务效益，在项目投资现金流量中，现金流入严重短缺而现金流出量过大，净现金流量在评价期内始终亏损，项目不具备生存能力。
如要保证燃气供热项目的正常运行，需要补贴收入，只有在得到补贴收入的情况下项目才可能满足财务评价条件。补贴收入是与项目收益相关的政府补助，包括政府按销量或工作量等依据国家规定的补助定额计算并按期给予的定额补贴。补贴收入首先根据项目投资现金流量表中的“补贴收入”项目试算注入补贴资金，再计算出满足行业和项目的财务内部收益率，在保证保本微利的前提下，最后确定项目需要的每年的补贴资金。每单位燃料消耗量补贴等于每年的补贴资金与每年的燃气消耗量之比。
5 结论和建议
对燃煤、燃气供热方式的环境效益和经济效益进行分析比较得知，燃气供热方式在环境保护、工程量、造价等方面均优于燃煤供热方式，但是燃气供热方式的运行成本过高，其优势不是体现在经济效益方面，而是体现在环境效益方面。
我国天然气资源有限，在“富煤、贫油、少气”的现有条件下，煤炭仍将长期占据我国能源结构的主体地位，天然气资源很难满足大面积的煤改气需求。此外，燃气供热方式运行成本很高，在没有国家财政补贴的前提下，地方财政很难独立支撑。燃煤供热方式在增加脱硫除尘设备进行处理后，形成的硫化物和粉尘均能得到有效治理。综上考虑，建议燃气供热方式在环保要求高、燃气资源充足、供热面积小的地区使用。
