“双碳”目标下的核电项目工程造价回归分析_杨玲玲.pdf

2023年第22卷 第2期产业与科技论坛2023（22）2Industrial&Science Tribune“双碳”目标下的核电项目工程造价回归分析杨玲玲马向春苏鸣皋【内容摘要】实现碳达峰、碳中和是我国基于国家重大发展战略作出的庄严承诺。电力行业是我国碳排放的主要来源，推动能源动力转型、构建以清洁能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的重要举措。从电源供给侧分析，核电是我国实现能源结构低碳化转型最现实的战略选择。“十四五”规划给我国核电发展指明了方向和路线图，随着自主三代核电机组的批量化、规模化生产，技术先进性和安全性进一步提升，经济性指标也得到越来越多的重视。为了客观、全面、准确地反映核电工程造价，文章分析选用影响核电工程造价的主要指标，基于相关数据进行统计分析，建立工程造价指标和回归预测模型。结果显示回归分析方法效果理想，为解决核电行业存在的工程造价预测问题和投资决策提供思路和方法。【关键词】“双碳”目标;低碳能源;核电项目;工程造价;回归分析【作者简介】杨玲玲(198510)，女，重庆人，中国核电工程有限公司核化工院高级工程师;研究方向:核工程设计与成本控制马向春，苏鸣皋;中国核电工程有限公司一、引言实现碳达峰、碳中和(简称“双碳”目标)是我国应对全球气候变化的重大举措，也是我国能源体系实现高质量发展的战略要求，对于实现我国第二个百年奋斗目标具有重大意义1。电力行业是我国碳排放的主要来源，推动能源动力转型、构建以清洁能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的重要举措，也是电力企业高质量发展的内在要求2 3。总体而言，“双碳”目标对电力行业的要求主要体现在电源供给侧的低碳要求和负荷需求侧的节能要求。经分析，可以作为供给侧完成“双碳”目标的主力零碳能源包括水能、风能、光能、核能四种4。与其它低碳能源相比，核电由于单机功率大(发电功率大)、换料周期长(运行周期长)、可保持长期稳定运行等突出优势，是我国应对全球气候变化、最终实现“双碳”目标最现实的战略选择，在能源结构低碳化转型中发挥着不可替代的作用5 6。我国“十四五”规划提出“安全稳妥推动核电建设”，同时列出了核能产业需要重点建设和推进的项目“计划表”。随着国内自主三代核电机组的批量化、规模化生产，技术先进性和安全性进一步提升，带动核电全产业链发展，可有效应对和解决能源领域面临的安全性、可靠性、经济性等方面的挑战7 8。大型核电项目的生产工艺复杂、工程建设周期长，整体资金投入巨大。2013 年“标杆电价”的实施标志着我国核电步入成本控制时代，新建核电站不仅要保证安全性，也要进一步提高经济性及市场竞争力9。目前核电行业已基本实现原始技术资料数据的积累，但要实现对工程造价的准确预测，从而对投资决策有所帮助，还需对数据进行大量统计分析。随着工程技术经济领域的发展，处理变量之间相互关系的回归分析数理统计方法，因其原理成熟、结果可靠、简洁易用等优点，应用更为广泛。为了客观、全面、准确地反映核电i=d2d1=355125=2.84(3)由 n1=940r/min，根据，可求得大带轮的转速为 n2=330.99r/min。v=d1n160 1000(4)由此，可计算 V 带的速度为 V=5.95m/s。四、结语传统肉馅机器和手工技巧的融合升级，能实现传统机械结构的创新设计和控制系统升级，保证肉馅口感及品质，面向更广泛的消费群体。仿生剁肉机比传统型机器更加省时省力，并且更加环保，可作为餐饮行业的一大助力，推动市场发展。【参考文献】1 顾星，朱玮，盖立武 绞肉机送料螺杆专用夹具设计J 机械工程与自动化，2020，4:102 103，106 2 陈志勇，童宝宏，张同雪，王光煜 基于单片机 AT89C51 的多功能绞肉机开发与实现J 包装与食品机械，2014，32(1):38 41 3 童宝宏，许正华，宋斌，孙军，刘元倩 绞肉机螺旋轴输送性能的数值模拟研究J 食品与机械，2012，28(6):174 176，235 4 李兰忖 多功能绞肉机智能控制系统J 食品与机械，2012，28(4):157 160 5 杨硕 除筋膜绞肉机的关键技术研究D 武汉工业学院，2012 6 童宝宏，许正华，宋斌，刘元倩，孙军 影响绞肉机工作品质的产品设计因素分析 J 食品与机械，2012，28(1):112 114，13275产业与科技论坛2023年第22卷 第2期Industrial&Science Tribune2023（22）2工程造价，本文首先阐述核电技术经济分析的难点和回归分析的基本原理，然后从核电工程造价的主要指标中识别主要变量为项目规模和单位造价，最后基于相关数据进行统计分析，建立工程造价指标和回归预测模型。预测和检验结果显示回归分析方法具有较好的适用性。二、核电技术经济分析难点相较于其它成熟的大型工程项目，华龙一号三代核电项目虽然已建成示范工程，但由于仍处于批量化建设前期阶段，在技术经济领域尤其是工程造价预测方面还有一段路要走。对于其它仍处于研发阶段的四代核电技术而言准确造价预测更加艰难。(一)设计深度有待深化。作为核电项目开工建设和后续工作的基础，工程在项目建议书阶段、可行性研究阶段、总体设计阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段等各阶段的设计方案深度，直接影响工程建设技术经济指标的设计方案深度，对项目建设各方面都会产生较大影响。如项目技术路线、项目建设规模、核岛工艺布置、常规岛发电功率、全厂各专业技术标准等。上述因素，对于工程技术经济指标分析的影响尤为显著。以四代核电技术为例，由于仍处于研发阶段，项目可行性研究设计深度和条件有限，设计工作难以全面深入开展，只能随着工艺技术条件逐步明确，进一步优化下游各专业设计方案。优化调整过程包括工艺流程和布置调整、设备抗震级别提高、材料技术要求变化、密封要求变化、辅助厂房改进等，这些因素可能导致工程初步设计和施工图设计的实际费用大幅超出可行性研究阶段的预估费用。因此，前期设计方案深化不足带来后续设计过程中的适应性改进和调整，对项目整体造价预测不可避免产生影响，增加预测难度。(二)设备购置费预测难度较大。设备购置费由于占据核电工程造价的比例较大，导致对造价预测的准确性影响较大。在新项目建设过程中，受工程完工的进度需求影响，要求必须在较短周期内启动和完成设备采购工作，但由于部分设备涉及新工艺、新设备技术要求，甚至部分核心主工艺设备尚处于科研过程，在项目前期设计阶段技术条件未完全明确，所以设备购置费难以准确预估。这些新设备经过验证改进，可能提高设备精度要求，可能修改设备辐射屏蔽条件，可能增加电控系统，可能修改设备配套部件。这些修改直接导致实际设备购置费相比前期预估的费用增加。此外，这些新设备的市场化程度不高，市场供应范围极为有限，导致设备购置费预测的准确度不高，从实际采购合同的金额看，很多设备购置费与预测偏差较大。(三)项目估算概算有待加强管理。编制项目估算时，受设计深度不足、新设备成熟性不足、市场供应有限、建安工程未招标等因素影响，估算金额与实际采购合同和施工合同存在较大差异。初步设计阶段受技术变更、监管要求、技术标准、经验反馈等因素影响，编制设备购置费、建筑工程费、安装工程费和工程其它费时考虑不足，导致项目估算概算过程有待加强管理。以初步设计概算中的设备购置费为例，需依据相关上游设计文件，建立采购包清单和设备清单，评估各采购包(细化到设备台套)的初步概算价格，已订货设备按订货价计价;未订货设备依据当前设备国内外询价，考虑市场供求状况和原材料价格走势、经价格分析和论证后提出设备价计入概算。其中，需根据项目实施难易程度和未明确的设计内容考虑风险准备。值得注意的是，对于可能发生超支的设备采购任务，应经过审批或备案，记录任务来源、超出原因、超出金额等信息，并在采购包和设备维度分析统计，在初步设计概算调整时补充修正。当各采购包费用总额(含合同变更)超出初步设计概算目标限值时，应在采购包和设备维度上汇总偏差。三、回归分析的基本原理回归分析模型，是一种数学方法，即在因变量与自变量之间建立的数学关系函数表达方程式。当研究的数学函数表达式仅涉及一个自变量时，称之一元回归分析;当研究的数学函数表达式涉及两个及以上的自变量时，称之多元回归分析。此外，根据数学函数表达式是线性还是非线性的情况，又称之为线性回归分析或非线性回归分析。由于非线性回归分析，可以采取函数方程式转化的方式转化为线性回归问题，因此在实际应用中，线性回归分析是最基本且应用更为广泛的一种方法。一元线性回归的基本方程如下:Z=a+bX(1)式中:a、b 均为回归系数。式(1)中，令 Z=1nni=1zi，X=1nni=1xi，其中:xi、zi为给定数据序列中的变量值(i=1，2，n)。求解，可得:a=ni=1zi bni=1xin(2)b=nni=1xizi ni=1xini=1zinni=1xi2(ni=1xi)2(3)将求出的 a、b 值代入式(1)求相关系数:相关系数 R=1 ni=1(Zi Zi)2ni=1(Zi1nni=1Zi)2(4)其中 Zi为利用回归方程(1)计算得出的变量 Zi的预测值。在计算出相关系数 R 后，还需进行显著性水平检验，一般以自由度 n 2 和显著水平(根据项目特点选取)作为查验条件，再查相关系数检验表，若 R 大于相关系数检验表中的临界值，则变量 X 和 Z 之间的线性关系成立，反之不成立。简言之，回归分析是从一组已有的统计数据出发，确定相应变量之间是否存在相关关系，进而确定相应变量之间的定量关系函数表达式的过程，其后对可信度进行统计检验，最后利用所找到的定量关系函数表达式，通过设定自变量的数据，对因变量数据进行预测或控制，获得相对科学合理的分析结果。四、回归分析模型的应用回归分析方法在工程和科研领域中应用较多。核电工程造价中涉及的变量复杂，且独立变量依赖于非独立变量，因此常利用回归分析技术分析变量间的数学变化关系，相应预测方法直观且便于操作，适用于项目前期的投资决策852023年第22卷 第2期产业与科技论坛2023（22）2Industrial&Science Tribune阶段。在建立预测模型时，假设预测对象(单位工程造价)为因变量 Z，然后从影响预测值的诸多因素中挑选在项目前期阶段影响最直接的因素作为自变量，即设项目规模(核电功率)为自变量 X。取 5 个样本工程，即自由度 n=5。根据工程项目规模和单位造价情况建立数据表 1。需说明的是，表 1 中相应数据仅为参考数据。表 1核电项目规模与工程造价数据表序号项目项目规模(xi，MW/a)单位造价(zi，*107元/MW)1工程 11255 02工程 26003 03工程 31 0001 84工程 41 1001 75工程 51 2001 6采用回归模型(2)和(3)，计算回归系数结果:a=5 035，b=0 003基于上述结果，可得如下回归模型:Z=5 035 0 003X(5)根据数据表 1 和回归方程(5)绘制回归关系图，如图 1所示。图 1核电项目单位造价回归关系图然后进行显著性水平检验，经计算相关系数的计算结果为:R=0 985经查相关系数显著性检验表，结果大于检验系数 R0 1(取 =0 01，R0 01=0 959)。因此，可以得出核电项目单位造价的预测值与项目规模之间的线性假设合理，由于 的取值非常小，在严苛的条件下仍满足显著性检验要求，可见二者相关性十分显著，具有较强的相关密切度。接下来，进行拟合优度检验，由回归平方和、残差平方和的定义可知，如果回归平方和相比总离差平方和的占比越大，则显示线性回归效果越好，反之则拟合得不理想。设 TSS 为总离差平方和，ESS 为回归平方和，RSS 为残差平方和，相应模型和计算结果如下:TSS=ni=1(Zi Z)2(6)ESS=ni=1(Zi Z)2(7)RSS=ni=1(Zi Zi)2(8)经计算，该回归分析模型的回归平方和 ESS，占总离差平方和 TSS 的比重为:ESSTSS=7 06958 368=84 5%由此可知占比较大，线性回归效果理想，回归直线与样本观测值之间的拟合度非常好。经过分析，一元线性回归模型(8)适用于预测不同规模的核电项目工程造价。假设拟投资建设一个自主设计项目规模为 1,100MW 的核电项目，根据式(8)可预估工程造价预测值为 381.7 亿元。五、结语由上可知，一元线性回归分析是工程领域常用的一种数理统计方法，为解决核电行业存在的工程造价预测问题和投资决策提供思路和方法，具有广泛的适用性。本文分析了核电技术经济分析的难点，采用回归分析模型在项目规模和单位造价指标中建立因果关系函数表达式，实现工程造价指标的客观预测。需说明的是，模型未考虑国外引进、批量化建设等因素，实际建设中，工程造价往往还受发展战略、项目堆型、技术路线、技术改进等因素影响。运用时可根据实际情况和影响因素的变化情况，对预测结果进行适时的修正。“双碳”目标和能源技术革命的新时代背景下，我国需要进一步突破核电技术瓶颈，解决核电安全性、铀资源可持续性、核电经济性、乏燃料后处理等重大问题，实现核电技术的革命性提升和引领式发展。与此同时，如何有效预测、控制和降低核电项目的工程造价，是我国核电产业发展面临的关键问题之一，直接影响到我国低碳能源体系的建设，在一定程度上影响着核电项目的批量化建设和国际竞争优势。后续研究拟从核电项目工程造价的多元影响因素出发，着眼于主次影响因素和控制措施研究，为提高核电竞争优势实现能源体系“双碳”目标提供建议支持。【参考文献】1 童光毅 基于双碳目标的智慧能源体系构建J 智慧电力，2021，49(5):1 6 2 李响，牛赛 双碳目标下源网荷多层评价体系研究 J 中国电机工程学报，2021，41(S1):178 184 3 张凤阳“双碳”目标下的新能源行业全产业链工程成本的思考 J 水电与新能源，2021，35(10):1 4 4 蔡绍宽 双碳目标的挑战与电力结构调整趋势展望J 南方能源建设，2021，8(3):8 17 5 高树超，曹述栋 确保安全前提下积极有序发展核电助力实现碳达峰，碳中和目标 专访中国核工业集团有限公司副总经理曹述栋 J 中国核电，2021，14(3):295 299 6 张蕴 双碳目标下我国核电发展趋势分析J 核科学与工程，2021，41(6):1347 1351 7 张鹤，吴宇翔 三代核电“华龙一号”标准体系研究J 核动力工程，2018，39(S1):109 111 8 郑宝忠，颜岩，李颉，孙汉虹 三代核电工程造价控制研究 J 建筑经济，2014，35(12):46 49 9 梁国亮 华龙一号核电工程造价及控制措施研究J 建筑经济，2017，38(3):66 6895