太阳能热水工程经济效益分析

太阳能集热项目利用的经济性可以从两个方面看太阳能利用的经济性。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接受太阳时不征收任何费用，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能的利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不需投入，而燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉等在使用时仍需耗费。有关研究结果表明，太阳能热水器已具有很强的竞争力。随着科技的发展以及人类开发利用太阳能的技术突破，太阳能利用的经济性将会更明显。项目概况：工程现场情况：详见图纸。用水情况：此工程为学生洗浴用水及餐厅用水，定时用水。按总住校人数4000人计算，每人每4天洗浴一次，每次洗浴使用50升热水计算，每天洗浴需要热水65吨，另加厨房用水，合计按设计院要求安装日产80吨热水的太阳能系统。本系统晴好天气情况下每天可生产80吨50℃的热水，不足部分由辅助能源加热。需要增压,定时控制。冷水计算温度：15℃。其他情况:辅助能源：电加热或其他辅助能源。一、太阳能集热系统总能量计算：按系统全年平均每天将80吨15℃的水升温到60℃，总共吸收的热量为：1.5×107Kcal：计算如下：Q=Cpm△T=1×4.18×80000×（60－15）=1.5×107KJ式中：Q—80吨水从15℃升温到60℃吸收的热量（KJ）Cp—水的定压热容（Cp=4.18KJ/(kg•℃)）△T—水的温差（即热水温度与初始水温之差）m—水的质量（kg）。二、其它能源及设备的参数能源当量热值类别单位当量热值（KJ）折算热值KJKg标准煤电能蒸汽（低压）KwhKg3599.52687.7～2762.41192539760.4070.136石油制品汽油柴油煤油重油渣油燃料油Kg4311646040431114185537670413104742250639474224604041436454551.6191.7291.6191.5711.4141.551炼制品焦炭城市燃气焦炉气m32841616742179983348432228211791.1431.1000.723炼厂气液化石油气Kg439485022648343552491.6501.886注：标准煤的当量热值为29298KJ/Kg。常规能源的计算参数各种燃料的当量热值分别为：燃油：41310kJ/kg；天然气：16742kJ/m3；电：3600kJ/Kwh；蒸汽：2687.7kJ/kg各种锅炉效率及能源费用如下表：类别燃煤燃油锅炉燃气锅炉电锅炉蒸汽效率70％80％85％95％85%能源费用标准煤：1300元/吨柴油：6.5元/kg城市燃气：3.5元/m30.6元/KWh235元/吨表中能源费用为当前全国均价，计算中应考虑能源费用的自然增长因素，以10年为一个周期，按每年5％增长率取平均值，取值如下：电：0.75元/KWh；燃油：8.17元/kg；天然气：4.4元/m3；标准煤：1634元/吨；蒸汽：295元/吨三、日产80吨60°热水的太阳能系统所提供的能量：辅助能源费用情况：（按每年40天完全用电）每天所需能量为：Q=Cpm△T=1×4.18×80000×（60－15）=1.5×107KJ每年所需的能量为：1.5×107KJ×325=4.9×109kJ每年产生的能量折合为标准煤的量：4.9×109kJ/（29298×70％）×10-3=239吨；20年所节省的标准煤的量为：239吨×20年（太阳能使用寿命20年）=4780吨标准煤20年节省的费用为：4780吨（标准煤）×1634元/吨=781万元水泵所消耗的电能：水泵功率为4KW，平均每天运行时间按照4小时计算，每天水泵电费为：4×4×0.75×1＝12（元）每年水泵电费为：12×270＝3240（元）20年水泵电费为：3240×20＝64800（元）四、各种能源经济效益计算：1、如果完全使用燃煤锅炉供给的费用预算(按标准煤计算、每年使用325天)每天燃煤量为：1.5×107KJkJ/（29298×70％）＝731（kg）每天燃煤费用：731kg×1.634元/kg＝1195（元）每年燃煤费用：1195元×325天=39（万元）20年燃煤费为：39万元×20年=780万元2、如果完全使用电锅炉供给的费用预算（每年使用325天）每天耗电量为：1.5×107kJ/（3600×95％）＝4386（Kwh）每天电费为：4386×0.75元＝3290（元）每年电费为：3290×325=107（万元）20年电费为：107×20=2140（万元）3、如果完全使用蒸汽供给的费用预算（每年使用325天）每天蒸汽量为：1.5×107kcal/（2687.7×85％）＝6566（kg）每天蒸汽费用：6566kg×0.235元/kg＝1543（元）每年蒸汽费用：1543元×325天=50万元20年蒸汽费为：50万元×20年=1000万元4、如果完全使用燃气锅炉供给的费用预算（每年使用325天）每天耗气量为：1.5×107kcal/（16742×85％）＝1054（m3）每天燃气费用：1054×4.4元/m3＝4638（元）每年燃气费为：4638×325=150（万元）20年燃气费为：150×20=3000（万元）五、80吨的太阳能热水系统与各类常规能源锅炉经济效益对比项目太阳能系统燃煤锅炉蒸汽锅炉电锅炉燃气锅炉设备投资180万15万15万10万15万设备使用寿命20年10年10年10年10年20年设备总投资180万30万30万20万30万每年使用天数325325325325325燃料单价0.75元/KWh1634元/吨295元/方0.75元/KWh4.4元/m3每年能源费用0.33万39万50万107万150万20年能源费用6.6万780万1000万2140万3000万20年人工费用忽略不计20年维护费用忽略不计20年设备及运行总费用(万元)186.6万810万1030万2160万3030万20年各类能源对比图（单位：万元）（2）投资回收期估算：（按每年使用325天计算）项目燃煤锅炉电锅炉系统常规能源投资810万2160万太阳能系统投资187万187万与太阳能系统相较20年太阳能节省费用623万1973万与常规能源相比太阳能系统投资回收期4.3年1.5年六、社会环境效益分析社会环境效益：1、燃煤烟尘排放量计算：20%-180%-120%20%烟尘中的可燃物）除尘效率（）灰分中的烟尘（）煤的灰分（耗煤量（吨）燃煤烟尘排放量吨）（86.2620%-180%-120%20%68622、燃煤SO2排放量计算：）煤中的含硫量（耗煤量（吨）排放量1.5%8.022SO吨吨46.641.5%26868.023、燃煤NOX排放量计算：20年能源费用对比表2682678.56979504611276855137526290200000040000006000000800000010000000120000001400000016000000能源种类元太阳能系统燃油锅炉燃气锅炉电锅炉））转化率（燃煤中氮的）（燃煤中氮的含量（耗煤量（吨）排放量25%NOX1.5%1.63NOX吨吨42.1625%1.5%26861.63则一个25吨的太阳能热水系统20年累计可节约：减少粉尘排放:26.86吨；减少SO2排放:64.48吨；减少NOX排放:16.42吨；太阳能热水系统与各类常规能源锅炉社会效益对比项目太阳能系统燃油锅炉燃气锅炉电锅炉能源或燃料太阳能柴油天然气电能源状况取之不尽用之不竭全球日趋紧缺全球日趋紧缺日趋紧缺燃料价格变化趋势免费使用不断涨价不断涨价不断涨价增容费无有有有环保环保、无污染污染很严重污染严重间接污染严重噪音噪声很小震动、噪声大有较小震动和噪声噪声很小安全安全非常危险非常危险危险社会效益综合评价非常好一般一般较好七、太阳能热水系统可行性分析每推广1平方米集热器减少CO2排放400Kg，节约SO2排放4Kg，节约NOX排放2.08Kg，节约粉尘排放0.5758Kg。以燃用矿物燃料形成的CO2为主体的温室气体排放是造成气候变化的主要根源。减少温室气体的排放，关键在于减少矿物能源的使用。在现有技术条件下，无非是提高能源效率和寻求替代能源，而最终解决问题的根本出路在于替代能源，太阳能的开发利用是替代能源中至关重要的选择。通过上述各项分析可以看出，使用太阳能系统虽一次性投资较大，但以后的运行费用很低；而锅炉等能源设施虽然首次投资较小，但后期燃料等能源费用巨大，并且各种能源的价格在不断提高，无论从经济效益还是社会效益上考虑，太阳能集热系统可谓当前最佳的热水解决方案，也是目前最经济、最适合的投资方案。因此，项目是可行的。