中国核电工程有限公司 河北分公司 石家庄 050000
摘要：受我国环保政策、能源供给和排放指标限制要求，高能耗产业基地或工业园区亟需清洁供热热源解决方案。以核能替代部分传统热源，是当前工业减排污染物的有效途径，也是优化能源结构的优先选择。同时为了缓解北方区域水资源短缺，将原料海水经淡化后向城市供水。本文采用非供暖季供水，供暖季供水和供热的设计理念，通过分析研究主要工艺流程的经济性比较，以假设核电站海水淡化与水热同输项目案例为依托，在供热量、供热价格、供水量均固定不变的基础上，测算融资前后水价的盈亏平衡价格，以及在保证资本金内部收益率8%的前提下的水价，并与市政水价进行比较，对类似工程具有参考意义。
关键词：清洁供热；海水淡化与水热同输；经济性分析
引 言
随着我国针对环保政策力度的不断加强，新建常规热源难度较大，高能耗产业基地或工业园区亟需清洁供热热源解决方案。以核能替代部分传统热源，不但可以减少煤炭的开采、运输和燃烧总量，而且是工业减排污染物的有效途径，是应对雾霾天气、治理大气污染的重要选择，也是优化能源结构的优先选择，同时也进一步缓解了北方区域水资源短缺的问题。
当前核电站常规岛汽轮机供热抽汽技术已经过汽轮机厂家技术分析论证，可在汽轮机设计上进行适当调整，以满足抽汽供热的要求，此方法已具备实际可操作性。本文将以假设核电站海水淡化与水热同输项目案例为背景，对主要工艺流程进行经济性分析研究，测算水价，并与市政供水价格比较，分析海水淡化与水热同输经济性。
1.工程概况
以核电站海水淡化与水热同输方案设计案例为背景，该地区供暖季4个月，其余为非供暖季，水热用户距离核电站约100km。拟通过建设海水淡化单元、蒸汽转换技术单元和长输管线单元，在供暖季利用核电站常规岛汽轮机乏汽对淡化水加热，为热用户供暖；在非供暖季给水用户供水。根据前期调研该地区水、热用户的需求，海水淡化日需求量约250000t，该地区市场标准热价约38元/GJ。
2.主要工艺流程
2.1海水淡化单元
海水淡化是将海水通过脱盐装置去除盐分及杂质而获得淡水的工艺流程。常见且能用于大规模生产的工艺有反渗透法和蒸馏法，海水淡化水总的来说其水质各项指标均符合国家饮用水标准。
2.2蒸汽转换技术单元
供暖季：通过常规岛抽取乏汽进入蒸汽转换设备，蒸汽释放热量变成凝结水，凝结水回至常规岛凝汽器。来自海水淡化厂房的淡化水经预热、除氧后送入蒸汽转换设备，带走主蒸汽释放的热量加热到指定温度。
非供暖季：系统不需要供热。
2.3长输管线单元
核电站厂址一般距离城市较远，淡化水需要经过长距离输送管道输送至末端用户，供暖季同时为末端用户输送热量，因此采用长距离封闭式的专用管道输水模式，为保证城市供水供热安全和稳定性，采用双管敷设，直埋管道敷设是目前热力管道最为广泛的敷设方式，大多为预制直埋保温管，预制保温管由钢管、保温层、保护层组成，管道敷设方式一般可采用直埋、顶管、架空三种方式。敷设方式结合工艺要求、自然条件、场地条件、经济性等因素综合考虑。
3.经济性对比分析
本节对投资估算工程费用中费用占较高的海水淡化单元，通过技术和经济方面的比较，找出技术可行，经济性好的首选方案。
3.1海水淡化系统
以国内电厂的海水淡化系统为例（设计出力为20000t/d），对反渗透法与低温多效蒸馏法在经济上进行比较，如表3-1所示。
表3-1 反渗透与低温多效蒸馏海水淡化方案经济性比较
由表3-1可见，反渗透方案在工程造价和年总运行费用上均低于低温多效蒸馏法，具有经济上的优势，最终选用反渗透法海水淡化工艺，该工艺技术可行，经济性好。
4.经济性参数计算结果
根据《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）[3]，财务分析应在项目财务效益与费用估算的基础上进行，可分为融资前分析和融资后分析，一般宜先进行融资前分析，在融资前分析结论满足要求的情况下，初步设定融资方案，再进行融资后分析。
在不考虑因用水量增大引起的取水头部扩建等费用，以及外供管道终端配套装置的费用的基础上，最终测得项目费用估算约70亿元。
4.1融资前分析
融资前分析以动态分析（折现现金流量分析）为主，静态分析（非折现现金流量分析）为辅。本次将在不考虑融资方案情况下，采用融资前静态分析，在固定供热量、供热价格、供水量不变的前提下，测算水的盈亏平衡价格，具体方法如下：
供水价格=（总成本费用-供热收入）/年供水量
经测算，该情况下水的盈亏平衡价格约比市政供水价格高78%。
4.2融资后分析
融资后分析包括动态分析和静态分析。其中动态分析包括项目资本金现金流量分析和投资各方现金流量分析，静态分析系指不采取折现方式处理数据。
融资方案如下：资本金占比20%，其余部分拟由投资方申请银行贷款考虑。长期借款利率按照2020年12月21日人民银行LPR利率不上浮计算，即名义年利率4.65%，按季计息，实际年利率4.73%。还款方式为15年等额还本利。
4.2.1融资后静态分析
在考虑融资方案情况下，成本中增加财务费用，最终测得该情况下水的盈亏平衡价格约比市政供水价格高97 %。
4.2.2融资后动态分析
在考虑融资方案情况下，在项目资本金内部收益率8%的情况下，测得水价约比市政供水价格高147%。
5.结论
项目投资中海水淡化和外供管道初投资占比较大，且距离用户100km路途中不可预计因素较多，方案阶段需调研用户需求，确定海水淡化规模。掌握沿途路况采用技术可行且经济性好的敷设方式以降低初投资。
与城市的市政水价相比，水热同输项目水价计算结果较高，但从北方沿海地区水资源跨流域供水角度以及和核电厂热电联产具有良好的环保优势等因素考虑，核电站海水淡化与水热同输项目具有一定的优势。
参考文献：
[1]电力规划设计总院.火电工程限额设计参考造价指标（2019版）[M].北京：中国电力出版社，2019.
[2]肖建群.沿海电厂海水淡化处理工艺方案的探讨[J].重庆电力高等专科学校学报，2009，14（02）：12-14.
[3]国家发展改革委，建设部.建设项目经济评价方法与参数（第三版）[M].北京：中国计划出版社，2006.