第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
近年来伴随着我国经济社会的快速发展，我国空气污染也愈发严重，雾霾天气频发且有愈演愈烈之势，尤其是在京津冀地区冬季取暖期间。由于雾霾持续时间长、危害程度大、影响范围广，它不仅给人们的日常生产生活带来诸多不便，还对人们的身心健康造成了严重的威胁。为了改善空气质量，我国北方许多城市采取了汽车限号、秸秆回收等措施，但是这些措施都“治标不治本”，对空气质量的改善程度有限。
2013 年国务院发布《大气污染防止行动计划》后，为了减少大气污染物排放，改善大气质量，保障民生权益，2016 年 5 月国家八部委联合发布了《关于推进电能替代的指导意见》，明确指出生产制造领域是电能替代的四个关键领域之一，在工、农业生产中要大力推广电锅炉、电窑炉、电灌溉等。针对雾霾的重灾区——京津冀地区，环保部于 2017 年 8 月出台了《京津冀及周边地区2017-2018 年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》和 6 个配套方案，聚焦于京津冀及周边地区秋冬季空气污染治理的薄弱环节，从重点地区、重点领域、重点时段、关键问题入手，提出了更加严格的标本兼治措施。为响应国家政策的号召，国家电网公司与南方电网公司大力开展电能替代工作。以国家电网公司为例，如图 1-1 所示，2014 年国家电网公司共实施了 1.3 万个电能替代项目，实现了 503 亿千瓦时的替代电量；2015 年实施了 1.72 万个电能替代项目，实现了 760 亿千瓦时的替代电量；2016 年共实施 4.1 万个电能替代项目，替代电量为 1030 亿千瓦时；2017 年累计实施了约 10 万个电能替代项目，实现了 1150亿千瓦时的替代电量；2018 年国家电网公司计划完成 1300 亿千瓦时的电力替代。
雾霾的主要污染源是燃煤排放，而治理雾霾的根本措施之一就是采用清洁能源替代煤炭。作为最环保、清洁的能源之一，电能无噪音、无废气。在大气污染防治过程中，除了大规模淘汰小型燃煤锅炉外，还需要确保居民用户冬季的供热取暖。为此，国家电网公司推出了“电能替代”发展战略，实施以电代煤，其中“煤改电”工程是其最重要的部分。除了在城市中心地带，在城市入风口及城乡结合部的农村地区，全面加强散煤治理。
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1.2 国内外研究综述
1.2.1 全寿命周期成本理论研究综述
1.2.1.1 国外研究现状
全寿命周期成本（Life Cycle Cost——LCC）也被称为生命周期成本，全寿命费用，或总拥有成本[1]。为了避免混淆，本文以 LCC 作为成本导向型经济生命周期评估方法的总称。在上世纪 60 年代中期，美国国防部首次在实际中运用LCC 方法来进行军费控制，并开始不断将 LCC 理论应用与实践进行推广，之后英国、法国、德国、挪威等国家也开始使用将 LCC 理论应用到军事中。LCC理论在军事领域的成功应用后，逐渐开始在民用领域应用，例如航空航天、交通运输系统、能源工程等领域，影响范围不断延伸。
LCC 的第一个国际标准是 2008 年出版的 ISO15686-5，它将 LCC 定义为“一种能够在特定时间内进行成本评估比较的技术，同时考虑到初始成本和未来运营成本的所有相关经济因素”[2]。通过 ISO 的定义，LCC 允许在整个生命周期内进行全面的成本评估[3]，还包括实施阶段和回收报废阶段。在所谓的 LCC手册，即 Hunkeler 等人（2007）出版的《环境生命周期成本计算书》中也遵循了类似的结构，它包括评估过程中的生产者，供应商，消费者和生命周期（EoL）参与者，反映与产品或系统生命周期相关的所有成本。这些成本类别之前就已经由 Grießhammer 等人（2003）提出，以区分不同的参与者和类型[4]。
Hunkeler 等人将全寿命周期成本区分三种类型：传统全寿命周期成本，社会全寿命周期成本和环境全寿命周期成本[3]。传统 LCC 聚焦于与产品或系统的生命周期相关的真实内部成本。环境 LCC 除了这一点外，还包括可能在关于未来决策中内部化的外部成本。此外，在环境 LCC 中，税收和补贴以及非货币化的全寿命周期评估结果也被考虑在内。社会 LCC 通过将目前及长期内所有外部成本以货币化的形式纳入，甚至进一步考虑到社会上任何人所涵盖的所有费用。因此，根据 Hunkeler 等人看来，成本效益分析（CBA）可能有助于确定如何将社会成本考虑在内[3]。在这种情况下，外部成本讨论由于双重计数的风险、模糊的系统边界定义和未解决的内部化方法也获得了发展的动力[5]。为了避免与生命周期评价（LCA）和社会生命周期评价（SLCA）的其他两个部分重复计算，在 LCSA 内，通常将其称为环境 LCC，仅包括可能内部化的外部成本。
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第 2 章 电网企业“煤改电”配网改造工程现状分析
2.1 电能替代与“煤改电”工程
2.1.1 电能替代的理念
2.1.1.1 电能替代的内涵
2013 年，国家电网公司制定了《国家电网公司电能替代实施方案》，全面启动了电能替代工作，在终端用能地区大力推进“以电代煤、以电代油，电从远方来，来的是清洁电”的全新能源消费方式。电能替代是在终端能源消费过程中使用电能替代石油、煤炭等污染较大的一次能源的能源消费方式，例如地源热泵、电采暖、电动汽车、廊桥岸电等。
图 2-1 电能替代基本内涵
图 2-2 我国电能占终端能源消费比重
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2.2 “煤改电”配套电网改造工程基本情况
2.2.1 主要内容
广大农村地区的居民是“煤改电”工程的主要实施对象之一，而农村地区的配套电网改造工程由于投资较大、牵涉到电网升级等问题，目前主要由电网企业实施开展。
当前农村地区的“煤改电”配套电网改造工程，从“煤改电”项目的前期审批、征地拆迁等工作流程，到墙、地箱的安装、高低压电缆敷设、高低压架空线的架设，再到为“煤改电”居民用户进行户内线改造，都由电网公司负责实施。根据现行的国家计量规范，农村地区“煤改电"配套电网改造项目可以分为撤旧工程、电气工程和土建工程三个分部分项工程。撤旧工程部分主要包含老旧电气设备拆除，老旧高低压线路拆除工作。电气工程部分主要包含立杆架线(电杆设立、10kV 线路架设、横担及杆上配电装置安装、低压接户线架设等工作内容)，电缆敷设(10kV 线路敷设、通信光缆敷设)，电气设备安装及调试(包含变压器、互感器、电能计量装置及各类箱体的安装和调试)，通信设备安装及调试工作）。土建工程部分主要包含电缆沟道及管井开挖、基础设立、接地装置安装工作。
2.2.2 取得成果
为治理雾霾，积极响应国家节能减排号召，北方各省市积极开展“煤改电”改造工程。以北京市为例，2016 年以来，北京电网公司完成了近 90 万户的“煤改电”配套电网改造工作，工程量是 2003 年到 2015 年十三年总和的 2.3 倍。北京地区 2013 至 2017 年“煤改电”实际改造户数如表 2-2 所示。截至 2018 年 10月，北京地区“煤改电”用户已经超过 120 万户，规模居全国之最。
作为国家目前大力推行的民生工程，“煤改电”给经济、环境、社会等方面都带来了十分显著的效益。而电网企业承担的“煤改电”配网改造工程对“煤改电”工程的推行起到了重要的推动作用。“煤改电”工程所带来的巨大的经济、环境、社会效益也进一步推动了其在全国各地区的开展。因此，除了电网企业开展此工程的经济效益外，还要看到由此带来的诸多间接效益。
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第 3 章 电网企业“煤改电”配网改造工程经济效益评估方法 ................................ 25
3.1 成本分析 .......................................... 25
3.1.1 全寿命周期成本相关概念 ................................. 25
3.1.2 设计决策阶段成本 ................................... 27
第 4 章 实证研究 ............................................. 35
4.1 北京市某地区“煤改电”配网改造项目概况 ............................... 35
4.2 成本分析 ...................................... 35
第 5 章 提高“煤改电”配网改造项目经济效益的对策 ........................... 47
5.1 改革电价机制 ......................................... 47
5.2 充分利用分布式可再生能源 ......................................... 47
第 5 章 提高“煤改电”配网改造项目经济效益的对策
5.1 改革电价机制
针对目前峰谷计价方式下，“煤改电”中实施的峰谷电价政策和电网企业购电电价的不一致问题，对电网企业购电电价制度进行改革，大力推进低谷电量打捆交易方式，建立适应居民峰谷电价的电价机制。目前，电网企业购电成本，即发电企业的上网价格由政府统一制定，电网企业无权进行更改。而对于“煤改电”工程，电网企业的购电价格还是按照日常上网电价进行计算，而“煤改电”居民由于享受政府优惠政策，不执行阶梯电价政策，电费按照峰谷峰时电价进行结算，低谷电只需 0.3 元/千瓦时，比电网企业的购电价格 0.3598 元/千瓦时更低，因此“煤改电”居民在谷段用电时电网企业处于负盈利的状态。并且由于峰谷电价的实施，使得居民白天即峰时用电相对减少，谷段用电相对增加，电网企业的售电收入较“煤改电”实施前会有所降低，甚至无法弥补电网企业的成本。
可以发现，实施低谷电量打捆交易方式在一定程度上增加了电网企业的经济效益。由于低谷电量打捆交易方式下，电网企业在谷段只收取输配电价，可以收回部分成本，而不用贴钱卖电。以第四章的案例为例，实施低谷电量打捆交易方式较峰谷计价方式每年的收益增加了 2329696.53 元，净现值增加了 29782375 元，使得电网企业实施“煤改电”的经济效益提高了 24.5%。因此，若想提高电网企业实施“煤改电”配网改造工程的积极性，政府可以针对“煤改电”地区降低电网企业的购电价格，对该部分的上网电价进行调整，从而降低电网企业的购电成本，提高其实施“煤改电”的经济效益，而低谷电量打捆交易方式不失为一种很好的方式。
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第 6 章 研究结果与结论
本文对电网企业实施“煤改电”配网改造工程经济效益进行了一定深度的研究。首先系统研究了电网企业“煤改电”配网改造工程的相关内容，阐述了电网企业实施“煤改电”配网改造工程的背景与现状，突出了对电网企业开展该工程的经济效益进行研究的重要性与必要性。随后根据全寿命周期理论确定了电网企业开展“煤改电”配网改造工程的成本构成模型与效益构成模型，并选取了经济效益的评估指标，构建了电网企业开展“煤改电”配网改造工程经济效益的评估方法。然后利用案例研究的方法，对北京某地区的“煤改电”配网改造工程进行了实证分析，计算了该案例全寿命周期内电网企业的经济效益，并针对计算结果进行了分析研究，给出了相应的对策与建议。通过以上研究，主要得出以下结论：
（1）通过实例分析得出，电网企业实施“煤改电”配网改造工程的经济效益较差，在全寿命周期内电网企业无法收回全部成本；经分析导致经济效益差的主要原因在于投资较大、电价不合理以及季节峰谷差较大。
（2）本文在对电网企业“煤改电”配网改造工程进行经济效益分析时，进行了敏感性分析。结果表明，电网企业购电价格的敏感性最高，属于最为敏感因素。因此对现有的电价机制进行改革将在很大程度上提高电网企业的经济效益与积极性。
（3）通过研究可知，相比于峰谷计价方式，实施低谷电量打捆交易方式在一定程度可以增加电网企业的收入，减少电网企业实施“煤改电”配网改造工程的亏损，提高电网企业的经济效益。
（4）通过研究发现，可以采取改革电价机制、充分利用分布式可再生能源、利用“煤改电”改善电力负荷峰谷差、开拓电力市场、开展综合能源服务等措施来提高电网企业实施“煤改电”配网改造工程经济效益与积极性，发挥“煤改电”配网改造工程的巨大社会效益与环境效益。
参考文献（略）