火电厂环境成本分析

火电厂环境成本分析
摘要：本文通过建立火电厂环保装置投运成本模型、排污费成本模型，对其分析，按环保政策推纳出影响火电厂环境成本的因素关系，并对其因素变化对环境成本的影响趋势进行分析，从而得出影响环境成本的有关因素，为控制火电厂环境成本提供策略参考。

主题词：环境成本投运成本脱除成本
前言
电力行业作为我国经济的支柱产业，是国家经济发展与腾飞的基础，电力行业为我国经济发展做出了巨大贡献。

但也应看到火电厂污染物排放对环境造成的负面影响，火电厂排放了大量的SO2、NOx和烟尘等污染物，是我国SO2、NOx 和烟尘等大气污染物的主要排放源。

《国家环境保护“十二五”规划》中明确提出：“持续推进电力行业污染减排。

新建燃煤机组要同步建设脱硫脱硝设施，未安装脱硫设施的现役燃煤机组要加快淘汰或建设脱硫设施，烟气脱硫设施要按照规定取消烟气旁路。

加快燃煤机组低氮燃烧技术改造和烟气脱硝设施建设，单机容量30万千瓦以上（含）的燃煤机组要全部加装脱硝设施。

加强对脱硫脱硝设施运行的监管，对不能稳定达标排放的，要限期进行改造。

”面对实现可持续发展的战略要求，以燃煤为主的火电厂发展将受环境保护成本制约的影响。

火力发电企业为在电力市场中获得生存与发展，必须加强内部经营管理，加强对经营成本与效益的分析，从而达到有效控制成本，提高效益的目的。

本文对火电厂环境成本相关影响因素进行推论分析，从而得出控制环境成本的措施，降低火电厂环境成本，提高火电企业经营效益。

火电厂环境成本分析
2．1环境成本概念
环境会计学对环境成本定义为：“本着对环境负责的原则，为管理企业活动对环境造成的影响而采取或被要求采取的措施的成本，以及因企业执行环境目标和要求所付出的其他成本”。

就火电厂而言环境成本可描述为：“火电厂为降低生产经营活动对环境的污染，或为执行国家环保政策法规而采取一系列环保活动所发生的各种支出”。

其内容包括两方面：一是为了避免或控制污染物对环境造成的影响或为了减少污染物排放而投入的技术、设备及其运行、维护成本等，如火电厂的脱硫、脱硝、除尘设备投资成本和运行成本等；二是火电厂因为排放污染物向有关部门缴纳的排污费、污染税等费用。

目前我国实行的是污染物排放浓度达标控制和污染物排放总量收费并行的环保政策，这就要求火电厂不仅要安装相应的环保设备以达到排放浓度的要求，还要为其造成的环境污染付费。

火电机组的环境成本由两部分构成：环保装置投运成本和排放污染物而需缴纳的费税成本。

2．2火电厂环保装置投运成本分析
2．2．1环保装置投运成本
火电厂环保装置投运成本由两部分组成：固定成本和变动成本。

为治理某种污染物，需要投入和运行对应的环保装置。

当一套环保装置安装后，都会产生固定成本折旧、财务费用、管理费用、维护费用、运行维护人员基本工资等费用，这些费用组成固定成本。

在环保装置稳定运行、减排效率一定的情况下，环保装置的运行费用随着污染物减排量的变化而变化，而污染物减排量随发电量的变化而变化，即是这些费用随着发电量的变化而变化，这些费用组成变动成本。

假设火电厂一共排放种气体污染物，为治理第种气体污染物，需要投入和运行对应的环保装置，投运环保装置，就发生了对应的固定成本和变动成本。

1)治理第种气体污染物的环保装置的年平均固定成本通常包括：
年平均折旧：年平均设备费（工艺设备、给排水、控制检测仪表等）、土建工程费、工程安装费。

年平均财务费用：投资贷款还本付息、流动资金利息、装置保险费。

年平均修理费；
年平均人员基本工资。

因此，治理第中气体污染物的环保设备的年平均固定成本可以表示为：
(1)
2)治理第种气体污染物的环保装置的年平均变动成本通常包括：
年平均运行费用：年平均原材料费用（燃料、工业水、吸收剂等）、年平均电力成本；
年平均人员绩效工资。

因此，治理第种气体污染物的环保装置的年平均变动成本可以表示为：。

(2)
3)治理第种气体污染物的年平均环保装置投运成本
火电厂治理第种污染物的环保装置投运成本为环保装置年平均固定成本与年平均变动成本之和，可表示为：
(3)
4）火电厂年平均环保装置投运成本
火电厂一共排放种污染物，年平均环保成本为这种气体污染物单项环保成本之和，即火电厂年平均环保装置投运成本可表示为：
(4)
2．2．2环保装置投运成本模型扩展分析
火电厂煤燃烧产生的某种污染物（SO2、NOx、COx）的质量与燃煤中硫(S)、氮(N)、碳(C)元素的含量转化为SO2、NOx、COx的质量变换系数与燃煤中S、N、C转变为SO2、NOx、COx转换的的效率及燃煤消耗量有关，某种污染物排放量等于这四者的乘积，它们之间的关系如下：
(5)
式中：
为燃烧产生的某种污染物（SO2、NOx、COx）的质量；
R1为S（N、C）转换为SO2（NOx、COx）的质量变换系数，为定值；
为燃煤中S（N、C）向SO2（NOx、COx）转换的的效率，一般为定值；
为燃煤含硫（氮、碳）量；
为燃煤消耗量。

对于某种气体污染物，安装相应的环保装置后，一部分污染物经环保装置减排掉了，火电厂向大气中排放的某种污染物的量加上环保装置减排的污染物的量，等于燃煤产生的此种污染物总量，即：
(6)
(7)
(8)
式中：
为安装环保设备后的减排量；
为安装环保设备后的排放量；
为环保设备的效率。

火电厂发电标准煤耗等于发电消耗的标准煤除以对应的发电量，即：
(9)
m为发电标准煤耗；
W为发电量。

某种环保装置投运成本等于环保装置固定成本与变动成本之和，而变动成本与减排量相关，即：
(10)
变动成本随着污染物脱除量的增加而增加，在已从现场测得与的变化关系数据的条件下，由数值计算中的数值插值法可知，式（10）可变形为：
(11)
其中：=；
…为对应项的系数，且能保证随着的增大而增大。

2．2．3单位发电量投运成本的影响因素分析
单位发电量投运成本等于环保装置投运成本除以发电量，即单位发电量投运成本为：
(12)
(13)
而(14)
由公式（13）和（14）可以发现，在发电量确定的情况下，某一环保装置的单位发电量投运成本与减排效率、燃煤含S（N，C）量、标准煤耗m有关。

随
着、、m的增大而增大。

即当脱硫（脱硝）效率越高，含硫（氮）量越大，发电标准煤耗越大，单位发电量投运成本越大。

2．2．4单位污染物脱除成本的影响因素分析
单位污染物脱除成本等于环保装置投运成本除以污染物的脱除量，即单位污染物（SO2、NOX、COx）脱除成本为：
(15)
(16)
由于，燃煤消耗量与煤耗成正比，由公式（14）和（16）可知，环保装置单位污染物（SO2、NOx）脱除成本与减排效率、燃煤含硫（氮）量、发电标准煤耗m有关。

2.3火电厂排污费成本分析
2.3.1排污费成本模型
一般说来，燃煤电厂的污染物主要有SO2、NOx、CO2、CO、粉煤灰、炉渣和悬浮颗粒物(TSP)。

其中SO2是常规煤电的首要污染物，NOx是第二大污染物。

按排污收费标准，火电厂需要缴费的污染物排放物为SO2，NOx和TSP。

根据我国《排污费征收标准及计算方法》，废气排污费按排污者排放污染物的种类、数量以污染当量计算征收，每一污染当量征收标准为0.6元。

对每一排放口征收废气排污费的污染物种类数，以污染当量数从多到少的顺序，最多不超过3项。

火电厂排放的各种气体污染物的当量值见表1所示：
表1 火电厂排放的各种污染气体的当量值
单位：千克
污染物二氧化硫氮氧化物烟尘
污染当量值0.95 0.95 2.18
SO2的污染当量数（17）
NOx的污染当量数（18）
则，火电厂排污成本（19）
其中，为火电厂排放第j种污染物所需缴纳的排污费；
、、为火电厂前三项污染物的污染当量数。

2.3.2排污费成本模型的扩展分析
火电厂某种污染物的单位发电量排污费成本等于此种污染物的排污费除以发电量。

火电厂排放的某种气体污染物需缴纳的排污费为：
（20）
其中：为此种污染物每当量的收费标准；
为此种污染物的污染当量值；
定义为单位污染物收费标准。

此种污染物的单位发电量排污费成本为：
（21）
（22）
因为SO2跟NOx的污染当量值都为0.95，每当量的收费都为0.6
元，则，SO2跟NOx的单位发电量排污费成本为：
（23）
由公式（23）可知，环保装置效率越低，燃煤含硫（氮）量越大，机组发电标准煤耗越大，SO2气体的单位发电量排污费成本越大。

2.4 火电厂环境成本因素变化分析
根据定义，火电厂某种污染物的环境成本为环保装置投运成本与排放污染物而需缴纳的费税成本之和，而火电厂总环境成本由各种污染物的环境成本组成，我们通常所说的火电厂环境成本指的是总环境成本。

火电厂一共排放种污染物，那么火电厂环境成本A为：
（24）
对于与某种污染物，单位发电量环境成本等于环境成本除以发电量，则单位发电量后环境成本为：
（25）
（26）
由式（26）可知，在发电量一定的条件下，随着、的增大而增大，随着的增大而增大，而随着、的增大而增大，则随着、的增大而增大，因此随着、的增大而增大；
在发电量一定的条件下，是关于的单调递减函数，随着的增大而减小；随着的增大而增大，而随着的增大而增大，则随着的增大而增大，因此，、随着变化的趋势是相反的，那么，存在一个（，为使火电厂污染物排放满足浓度控制要求和总量控制要求的环保装置效率的最低值，为环保装置效率实际能达到的最高值），使得单位发电量环境成本最小。

下面取环保装置变动成本与的关系为线性关系为例进行说明。

当取环保装置变动成本与的关系为线性关系，即时，可以得出：
（27）
（28）
（29）
①当时，，环保装置减排效率越高，单位发电量环境成本越高，即当变动成本系数大于单位污染物收费标准时，火电厂可以通过尽量降低环保装置的效率来减小单位发电量环境成本（在不低于排放标准值前提下），此时可以取，使最小；
②当时，，环保装置减排效率越高，单位发电量环境成本越低，即当变动成本系数大于单位污染物收费标准时，火电厂可以尽量提高环保装置的效率，来减小单位发电量环境成本，此时可以取，最小；
③当时，，环保装置减排效率与单位发电量环境成本无关，此时可以在与间任意取值，不随的改变而改变。

3．结束语
由以上分析可知：对某种污染物排放物而言，为定值，可通过试验取得，火电厂环境成本与某种污染物脱除效率、燃煤含硫（氮、碳、尘）量、发电标准煤耗m、单位污染物收费标准、变动成本系数有关。

对确定的火电厂而言，燃用煤种相对比较固定，在确定的煤种条件下，燃煤含硫（氮、碳、尘）量为已知确定值；在现行排污收费制度下，单位污染物收费标准也为已知值；在典型负荷率条
件下，发电标准煤耗m也为已知值；在确定的燃用煤种与不同负荷率条件下，通过试验可获得不同脱除效率值下的变动成本系数值；同样通过试验可得出不同煤种同负荷率情况下环境成本与污染物脱除效率间的一组典型曲线；在满足现行排污控制标准条件下，可选择在不同煤种条件下的环保装置对污染物脱除效率区间，从而达到符合排污控制标准，控制环境总成本的目的。

参考文献
1．《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）
2．国函（2001）169号《国家环境保护“十五”计划》
3．国发（2007）37号《国家环境保护“十一五”规划》
4．国发（2011）42号《国家环境保护“十二五”规划》
4．《2006-2012年中国环境状况公告》。