旧工业厂房节能改造的经济效益评价研究

时间:2018-02-15 编辑整理:吴智维 来源:早发表网

0 引言

旧工业厂房节能改造宗旨在于,改善室内热环境的同时,减少对环境的负面影响,提高资源与能源的利用率。旧工业厂房在实施节能改造后,其成果是否被开发商接受,基本源于经济效益情况。因此,加强旧工业厂房节能改造的经济效益评价研究具有重要意义。

1 旧工业厂房节能改造的经济构成分析

根据旧工业厂房经济产生时间和周期,可将其普通改造划分为两部分费用,即改造实施与维护运营。再根据经济内容进行划分,得到以下公式:C=C1+C2 (1)C=(Ck+Cq+Cd+Cc)+(Co+Ca+Cm+Cr+Cs+Ce) (2)在式(1)中,C 为普通改造全寿命基础经济数量,C1 为改造实施,C2 为维护运营。在式(2)中,Ck 为可靠性检测鉴定,Cq 为节能潜力评估,Cd 为规划设计,Cc 为改造方案实施。另外,Co 代表运行,Ca 代表管理,Cm 代表维护,Cr 代表维修,Cs 代表更换,Ce 代表拆除。在旧工厂厂房节能改造中,应用的技术措施包括室内采暖系统的计量、厂房内的温度调控、建筑物围护结构保温等。不同阶段产生的额外经济数量,被成为增量经济。在规划、改造、运营、拆除这四个环节中,旧厂房的节能改造经济数量为 C1,得出增量经济为:△C=△C1+△C2 (3)△C =(△Ck+△Cq+△Cd+△Cc)+(△Co +△Ca+△Cm +△Cr+△Cs+△Ce) (4)在式(3)中,△C1 代表改造方案实施经济增量;△C2代表维护运营经济增量。

2 旧工业厂房节能改造经济效益分析与量化

2.1 节能改造增量效益分析

旧工业厂房的增量效益可被划分为两部分:①增量经济效益。减少供暖燃料成本消耗,降低采暖费用与空调用电费用,增加厂房租金收入,提高旧工业厂房价值,提高旧工业厂房出售交易。②增量外部效益[1]。在环境效益方面,减少煤炭的燃烧,节约电力等一次能源消耗,以此减少氮氧化物、毒性碳化气体的排放。在功能效益方面,改善工厂室内环境,提升室内环境,延长旧厂房使用价值。③社会效益方面,提高工业区域形象,提高用户环保意识,带动节能技术,增加就业机会。

2.2 节能改造环境效益量化

针对围护的节能改造效益,要根据居住建筑节能设计标准,设置建筑物耗热指标。厂房围护结构主要包括屋面、门窗、墙体等,节能改造前后,其热传系数发生改变,根据单位建筑面积外墙、门窗等部位的传热量,可得出围护结构节能改造产生的能源为:△qH= tn-teA0(ξq*Fq*Kmqi+ξw*Fw*Kmwi+Fmc*Kmci) (5)式(5)中,t 代表厂房室内温度(一般取值为 18℃);A代表改造后面积(单位为 m2

);T 代表室外平均温度;F 代表改造后的屋面、外墙、门窗的面积;K 代表平均传热系数(单位为 W/(m2*k)[2]。根据采暖消耗煤量:SC=(QC-QC1)*A0,可得围护结构改造年节能效益为:R=SC*Pr。在减少有害气体和烟尘的排放方面,可根据各污染物排量:Si=(SC+△Q 内网)Ai,计算出减少污染物排放的环境效益:Ri=Si*Pi。同时,计算出夏季空调减排的外部效益。根据污染程度排污标准,每吨标准煤炭的烟尘颗粒排放,其外部性价格为 10 元[3]。

2.3 节能改造功能效益量化

旧工业厂房的室内温湿度,决定了其室内的舒适环境。在实施节能改造后,可通过降低夏季室温、提升冬季室温的原则,对空调进行改造[4]。空调的资源消耗,能够在舒适度方面带来经济效益,每年用来提升室内热舒适度的消耗电量为:Se= P 热-P 热(1-f)n冬1000 *H*Z 暖+ P 冷-P 冷(1-f)1000 *H1*Z 冷(6)在式(6)中,P 代表空调制冷功率,或制热功率;H 代表冬季或夏季使用空调的时间(单位:小时);Z 代表冬季或夏季空调采暖,或者制冷的天数;f 代表每变化 1℃所降低的功耗。

3 旧工业厂房节能改造的经济效益评价

3.1 DEA 模型及其经济效益评价适用性

DEA 模型,就是以数学规划模型为基础的数据包络分析法,在输入与产出的决策单元中,做出有效的评价。在旧工业厂房节能改造项目经济效益评价中,运用 DEA模型的对比分析,可评价出增量费用与效益关系,其适用性体现在三方面:①可对改造项目的费用效益,进行多数量的同时评价,不必以生产函数的预设为前提[5]。②不受量纲影响,在参与计算的同时,不必对节能改造项目中的效益数据进行处理。③DEA 模型为线性规划,可通过对DMU 的偏离程度比较,评价各项目的有效性,进而获得经济效益信息。

3.2 建立评价指标及其 DEA 模型

根据上述经济效益分析,可以建立合理的评价指标体系。旧工业厂房节能改造经济效益评价投入产出指标中,投入指标包括规划设计费、改造实施费用、维护运营费用、拆除费用。其中,规划设计过程包括前期调研、可靠性监测、潜力评估、方案比较与决策、图纸设计和审核等费用[6]。改造实施中包括围护结构节能改造费、室内采暖、厂区供热。维护运营包括建筑物中期大修更换、运行管理、维修等费用。产出指标中,经济效益包括降低供热成本、用户采暖费用、空调费用、厂房使用价值提高等。社会效益包括缓解就业压力,提高用户环保意识。此外,还包括环境与功能效益。在选择收益不变条件下,C2R 模型的分式规划为:maxhj0=max uTY0VTX0=V1Phj= uTYjVTXj

≤1;j=1,…,nU≥0,v≥0上述公式中,hj 为 DUM 的效率评价指数,u、v 分别为输入、输出的权系数。根据分式规划,可等价转化为线性规划及对偶规划形式。然后,令阿基米德 ε 的量无穷小,其C2R 模型为:Dt1:Min[θ-ε(eTS-0+eTS+0)]。将各个参与评价节能改造项目的经济效益数据,带入以上列出的 Dt1 模型求解,得出以下规律:①若 θ0 小于 1,DMU 不为弱,DEA 有效。θ 越小,DEA 有效性越低。②θ0 等于 1,eTS-0+eTS+0 大于 0,则 DMU 为弱,DEA 有效。③θ0 等于1 情况下,êTS-0+êTS+0 等于 0,则 DEA 有效。若 DEA 判定为有效,经过 DMU 的有效原因和程度分析,应当调整原有投入和产出向量,保证 DEA 的有效性。

4 结论

旧工业厂房的节能改造成果,取决于经济效益状况是否良好。本文针对旧工业厂房节能改造的经济效益评价的研究,是从旧工业厂房节能改造的经济构成分析入手,对旧工业厂房节能改造经济效益分析与量化进行分析,主要包括节能改造增量效益分析、节能改造环境效益量化、节能改造功能效益量化等重要内容。最后,本文从 DEA 模型、经济效益评价适用性、评价指标建立、DEA 模型等方面,对其旧工业厂房节能改造的经济效益评价展开了论述。希望本文的研究,能为改善旧工业厂房内部环境,以及能源利用率的提升提供一份借鉴,同时为工业厂房的决策者提供科学依据。


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