干熄焦项目EPC模式运行的可行性分析

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张立岗 康永建 刘小静（陕西煤业化工集团陕西陕焦化工有限公司  渭南711712）

罗万江（西安建筑科技大学 陕西省冶金工程技术研究中心  西安710055）

1   发展干熄焦的背景
       干熄焦是国家产业结构调整指导目录中规定的鼓励类项目，也是国家“十二五”节能减排综合性工作方案中的重点节能工程，符合国家产业政策。我国干熄焦技术日趋成熟，并得到大规模推广应用。截至2012年底，我国干熄焦装置达到136套，干熄焦装置的处理能力从50 t/h到260 t/h不等，对应处理的焦炭总产能达13000万t /a；大中型钢铁企业干熄焦率达90％以上，但整个焦化行业干熄焦率仅40%。
       干熄焦项目不仅是一项环保工程，更是一项社会责任工程。但是企业在资金困难、融资不畅的情况下，如何有效实施干熄焦项目，达到节能减排的目的，是摆在企业面前的难题。在此背景下，以合同能源管理模式实施干熄焦项目，成为焦化企业开展节能减排和环境保护的有效措施。
笔者以某焦化企业一组2×65孔TJL5550D型捣固焦炉配套150 t/h的干熄焦装置为例，对项目采用合同能源管理、节能效益分享型模式运行的可行性进行了分析。150 t/h的干熄焦装置配套包括干熄焦、余热发电和废水深度处理及配套设施。干熄焦装置投产后，原湿法熄焦装置作为备用；并对焦化废水进行深度处理，以实现回用，达到节能减排、资源综合利用的目的。

2   合同能源管理简介
      合同能源管理（Energy performance contracting,简称EPC）是节能服务公司(Energy services company, 简称ESCO )与用能单位以契约形式约定节能项目的节能目标，节能服务公司为实现节能目标向用能单位提供必要的服务，用能单位以节能效益支付节能服务公司的投入及其合理利润的节能服务机制。以EPC模式开展节能技术服务可以克服用能企业节能投资资金不足、节能项目效率低、技术和经验不足以及项目融资困难等问题，以促进各种技术可行、经济合理的节能项目能普遍实施。企业通过实施EPC可以得到投资效益和运作效益，并转嫁投资风险；实现资源的节约和环境的保护，履行企业社会责任；还能促进合同能源管理双方的可持续发展。EPC模式是一种基于市场的、全新的节能创新机制，已发展成为一种新兴的节能产业。EPC促进了节能机制的转换，扩大了节能投资，提高能源利用效率，实现节能减排和环境保护。
       EPC商业运作模式有节能效益分享型、节能量保证型、能源费用托管型、融资租赁型和混合型等几种模式。每种模式的运行方式，资金投入和效益分配不同，具体由合同文本约定。节能效益分享型模式是在合同期内，节能服务公司对与项目有关的投入（包括土建、原材料、设备、技术等）拥有所有权，并按合同约定与用能单位分享项目产生的节能效益。
       在节能服务公司的项目资金、运行成本、所承担的风险及合理的利润得到补偿之后（即项目合同期结束），设备的所有权一般将转让给用能单位。
2.1  利益分配的博弈模型
       EPC的核心问题是利益分配，双方分配的利益是满足双方成本支出后的剩余效益（即按照利率和通货膨胀率后的贴现率计算的净现值ΔNPV(TN)。用能企业和ESCO协商节能效益分配的过程，其实质是一个博弈过程，双方通过谈判最终实现各自利益的最大化。
       从节能服务市场产生的角度来看，在交易费用和支付报酬相同的情况下，当花费在节能市场的费用小于内部资源进行改造花费的费用时，用能企业会选择把节能服务外包给ESCO, ESCO才能获得市场。根据交易费用的有限理性和机会主义特点，通过加强节能技术信息沟通、建立公正的能耗审核机制和能效测评标识制度、降低交易费用等方法，来达到EPC博弈中的公平和透明，最终达到两者之间利益的平衡。
       根据ESCO和用能企业在整个合同能源管理过程中，为项目实现而付出的努力，确定评价指标，可构建双方的重要性评价体系，为节能效益分配博弈奠定基础。
设ESCO和用能企业双方的重要性权重分别为f1、f2，构造双方的效益分配函数。Cz表示ESCO单位产品投入节能项目的资源量，φ为ESCO的效益分配系数，则ESCO可分配的剩余效益为φΔNPV(TN)，用F1表示ESCO单位资源投入所占有的剩余效益分配，则有F1=,φΔNPV(TN)/ f1Cz；同理，Ck表示用能企业单位产品投入节能项目的资源量，则用能企业单位资源投入的剩余效益分配为F2＝(1－φ) ΔNPV(TN)/ f2Ck。F1 、F2之差反映节能效益分配中存在的不公平问题，两者之差越小说明分配越公平。因此，将两者之差作为衡量效益分配是否公平的指标。对F1 、F2进行归一化处理，得到φ＝1/( f2Ck / f1Cz +l )。由此表明，ESCO和用能企业的效益分配系数与其重要性及投入资源比重密切相关。
2.2  项目运作方式
       本项目采用EPC模式运行，用能企业与ESCO合作，签订能源合同管理协议，约定由ESCO全投资建设，并负责余热发电部分的运行，用能企业提供建设用地，并负责干熄焦和废水深度处理的运行。生产期间包括电费、水费、氮气及其他物料消耗，材料费、检修费、人员工资福利和废水深度处理等生产费用全部纳入项目成本支出；回收的焦粉和余热发电的收入作为项目收入统一核算，核算的最终收益按照比例分成，合作期满后资产无偿移交给用能企业。

3   干熄焦项目建设运行数据分析
3.1  基础数据
    （1）TJL5550D型2×65孔捣固焦炉配套建设的干熄焦装置额定能力为150 t/h，平均处理能力为137t/h，最大处理能力为146.6 t/h。锅炉平均产汽量为76.72 t/h，最大产汽量为82.1 t/h，主蒸汽为9.81MPa、540℃的高温高压蒸汽。除尘站最大处理能力为20万m3/h。
    （2）发电机组额定功率20 MW，年运行时间8000 h, 每小时发电18000 kWh，年发电约1.44亿kWh。
    （3）项目配套建设焦化废水深度处理系统，处理量65 t/h，处理成本4元/t，年运行时间8600 h，年回用水56万吨。
    （4）主要投入物与产出物价格以含税价格计算，年产品规模为电力1.44亿kWh，焦粉2.6万吨。该电力经与供电公司协商先供焦化企业内部使用后上网，核算电价为焦化企业生产用电平均价格0.60元/kWh；焦粉价格650元/t，两项合计收入10330万元。
    （5）产品增值税率17%、原材料、燃料、动力税按照种类分别计17%或13%，城建税和教育费附加费率分别为增值税的7%和5%，所得税税率25%；通货膨胀率5%，贴现率8.6%。
    （6）财务基准收益率为8%。
    （7）项目建设期为1年。第一年开工率80%，第二年起开工率达到100%。生产期（合作期限）为15年，计算期16年。
3.2  主要原材料、燃料和动力的消耗
       项目的各种原材料消耗根据物料平衡计算取得；燃料及动力的消耗由热量平衡和动力负荷计算取得；原材料和燃料动力价格根据当前市场价格和实际工艺消耗指标计算。主要原材料、燃料、动力消耗量及单价列于表1。

表1     主要原材料、燃料、动力消耗量及单价

项目

氮气

化学品

电力

新鲜水

脱盐水

消耗量

455万m3/a

66.1t/a

3250万kWh/a

72万t/a

61.5万t/a

单价

0.3元/ m3

10050元/t

0.6元/kWh

3.8元/t

2.6元/t

3.3  投资估算
       项目总投资估算19500万元，其中干熄焦及余热发电投资18000万元，废水处理投资1500万元；项目资金由ESCO全额投资。项目投资费用构成见表2.

表2     项目投资费用构成（万元）

项目

固定资产

无形资产

其他资产

预备费

铺底流动资金

项目总投资

设备购置

10659.6

10659.6

设备安装

3036.6

3036.6

工程建设

2014.2

2014.2

其他费用

1433.27

50

1150

865.33

300

3789.6

合计

17143.27

50

1150

865.33

300

19500

4   财务评价
       通过财务评价对成本、收入、利润进行分析，得到项目的经济可行性。
4.1  收入与税金及附加费用
       本项目正常年份销售收入10330万元（含税），应纳税额为销售税额减原材料、燃料、动力进项税等，再减城市维护建设税和教育费附加费，累计税金及其他1300万元/a。
4.2  成本与效益估算
    （1）原材料、燃料、动力消耗量及价格见表1。正常年原料、燃料、动力费用总计2586. 5万元。
    （2）工资及福利费。定员51人，员工工资及福利总额按每人5万元/a计，共计255万元/a。
    （3）制造费用。本项目的制造费用依据实际建设目标及要求，并考虑本项目的建设规模、固定资产投资情况预测确定。折旧费采用直线折旧，15年折完，计1300万元/a。修理费采用固定资产修理费率，按固定资产原值（表2）的2.8％计，每年提480万元。
    （4）管理费用、销售及财务费用。本项目中不计管理费用、销售费用及财务费用。
    （5）产品成本和费用估算。项目年均总成本为6558.5万元，其中，可变成本4299.75万元，占65.56%。固定成本2258.75万元，占34.44%。项目年均经营成本5034.5万元。
4.3  收益分析
    （1）项目建成后，在合作期内（15年）平均年净利润2471.50万元，利润率12.67％。
    （2）项目所得税后财务净现值为8313.22万元、投资回收期为7.89年。项目所得税前财务净现值为21306.32万元，投资回收期5.34年。项目的财务净现值大于零，投资回收期小于合作期，该项目在财务上是可行的。
4.4  主要技术经济指标
       项目主要年均技术经济指标见表3。

表3     项目主要技术经济指标（万元）

平均年

销售收入

平均年

总成本

平均年销售

税金及附加

平均年

利润总额

平均年

所得税

平均年

净利润

平均投资

利税率

10330

6558.5

118.18

3653.32

1181.82

2471.50

18.73％

平均投资

利税率

平均成本

费用利润率

财务净现值

投资回收期

所得税前

所得税后

所得税前

所得税后

19.34％

55.70％

21306.32

8313.22

5.34年

7.89年

5   利益分配的博弈
       项目建成后，年净利润为2471.50万元，在不同分成比例下探讨合同能源管理双方的博弈接收区。合同能源管理双方效益分配系数对应效益趋势见图1。

图1     合同能源管理双方效益分配系数对应效益趋势图

       在干熄焦项目合同能源管理中，对ESCO和用能企业在效益分配模型的重要性进行评价，分别以双方在项目中的投入量作为评价依据，其中ESCO的投入量以项目投入的资金量进行核算，焦化企业以回收红焦的热量折合标准能源资金进行核算。
       ESCO投资总额19500万元，按照商业贷款6.55%的利率和15年等额本息还款方式进行计算，ESCO每年投入资金2044.8万元。150 t/h的干熄焦项目可回收能源折标煤5.82万t/a，扣除本身消耗，可净回收能源折标准煤3.04万t/a，标煤按500元/t进行折算，计能源资金1520万元/a。则以投入资金量进行重要性评价，ESCO和用能企业的重要性权重分别为：f1＝0.574 , f2＝0. 426 。  ESCO和用能企业的产品资源投入量分别为：Cz=l300万元，Ck＝1520万元，则ESCO的效益分配系数φ＝0.5356, 如图1中a所示位置，相应的用能企业的分配系数为：1－φ＝0.4644，则ESCO每年分配的效益为：
               2471.50×0.5356＝1323.735万元
用能企业每年分配的效益为：
                2471.50×0.4644＝1147.765万元

6   结论
    （1）  150 t/h干熄焦项目采用合同能源管理的效益分享型模式建设运行，ESCO全投资19500万元，年产电力1.44亿kWh，并对焦化废水进行深度处理，回收水资源56万吨。项目平均年销售收入10330万元，利润总额3653.32万元，净利润2471.50万元，净利润率12.67%。财务净现值为8313.22万元（所得税后）。根据基础数据分析，项目所得税后财务净现值为正，财务内部收益率超过行业基准收益率8%，全部投资在7.89年可收回，因此财务上是可行的。
    （2）在合同能源管理双方节能效益分配的博弈中，建立了双方投入重要性权重评价体系，确定了ESCO和焦化企业节能效益分配博弈的最佳系数φ=0.5356, 能使ESCO参与开展干熄焦项目合同能源管理的节能效益分配系数φ在0.5356～1之间。
    （3）150t/h干熄焦项目采用合同能源管理模式运行，焦化企业和ESCO商定合适的分成比例，焦化企业不需要任何资金投入即可获得节能效益，ESCO在收回投资的同时也能获得一定收益，能够实现双方的互利共赢。