我國天然氣和天然氣發電雖保持較快增長,但發展仍不及預期。2019年中國天然氣發電裝機達到9022萬千瓦,但氣電在中國電源結構中占比僅有4.5%,發電量占比僅3.2%,遠低于全球平均23%的水平。按照目前的發展趨勢,中國氣電裝機很難實現電力發展“十三五”規劃提出的1.1億千瓦的目標。目前在我國大力開展的“打贏藍天保衛戰”、加速能源轉型、擺脫煤炭依賴以及應對氣候變化進程中,都迫切需要增加天然氣的供應和消費。
在煤電沙龍第十七期的第一節中,北京大學能源研究院特聘研究員朱興珊、協鑫能源科技股份有限公司副總經理王世宏、江蘇省天然氣發電和分布式能源工程研究中心秘書長劉志坦對“十四五”電力規劃中天然氣發電問題進行了探討。
天然氣發電現狀及優勢
目前我國氣電主要集中分布在經濟發達的長三角、珠三角和京津地區。廣東、江蘇、浙江、上海是中國燃氣電廠分布最為密集的省份,裝機容量約占全國的60%,裝機類型包括燃氣調峰發電機組和供工業熱負荷的燃氣熱電聯產機組。
氣電裝機容量中以五大發電集團為主,約占全國總裝機容量的50%。其中華電、華能裝機規模較大,截至2019年分別達到1509和1042萬千瓦(分別占氣電總裝機的16.7%和11.5%),中海油依托上游天然氣產業的優勢,擁有846萬千瓦裝機。
劉志坦指出:氣電和煤電都是以化石能源為燃料,但是氣電與煤電相比,具有很多優勢。第一是更高效,目前氣電的聯合循環效率已經超過了60%。像最近投產的廣州增城的H型機組效率基本上可以達到63%左右,而目前超超臨界的燃煤機組效率還沒有突破50%。第二是更低碳,氣電的碳排放水平約為煤電的50%左右。第三是更環保,由于燃料性質,目前除了氮氧化物以外,氣電基本上沒有其他的常規污染物。第四是更靈活,燃機的特性是起停速度快,具有更良好的調峰能力。第五是更節約資源,與同等規模的煤電相比,氣電廠更節約水資源,占地更少。
王世宏指出,天然氣被稱為清潔能源,是由于其在開采、生產、運輸、使用全過程中對環境的友好,相比傳統燃煤,天然氣開采、生產對環境影響小,管道運輸幾乎無污染。天然氣熱電聯產相比燃煤熱電,還可大大減少水、土地等環境資源的占用。在東部經濟發達、能源價格承受能力強、能源需求大、環保要求高的地區燃煤熱電聯產項目必然會受到控制,而天然氣熱電聯產必然是替代燃煤熱電聯產,調整能源結構的重要方向,是現階段最現實的選擇。
天然氣發電市場的挑戰
在“十三五”當中,我國天然氣和天然氣發電發展當中也遇到了許多挑戰。
朱興珊表示:我國天然氣發電的成本較高。中國典型地區燃氣電廠發電成本約為0.55-0.60元/kW·h,其中,燃料成本占比約70%-75%。與其他類型的電源特別是與煤電相比,氣電的上網電價相對較高,僅比海上風電和生物質發電稍低。隨著中國新一輪電力體制改革啟動,發電計劃逐步放開,市場交易比例逐步增加。在電力供需整體寬松的形勢下,上網電價下降,氣電盈利空間進一步被壓縮。目前電價機制無法體現氣電的低碳環保價值,氣電與煤電同場競爭,缺乏市場競爭力。
此外,燃氣輪機生產的國產化率雖已經達到70%以上,但仍不具備關鍵部件、配件制造技術和檢修、維護能力。國內燃機的調試、檢修、維護等工作幾乎全部由國外燃機制造企業完成,國內燃氣電廠大部分依托制造廠家服務協議模式管理燃機設備,成本居高不下。
王世宏認為:我國天然氣發電以及天然氣開采,與西方發達國家相比起步較晚,對天然氣的社會價值、環保價值仍然認識不足。天然氣發電、熱電聯產、分布式等利用形式不僅在能源結構優化方面發揮著重要作用,而且它對我國天然氣市場做大做強有積極作用,對于國內氣電高端裝備水平的提升也有積極作用。
劉志坦強調:為了應對天然氣發電較高的燃料成本,多地政府采取了兩部制電價或直接給予財政補貼等方式來加以疏導,但隨著燃機裝機容量的不斷提升,價格疏導的壓力也越來越大,進一步擴大天然氣發電規模難度愈來愈大。此外,我國對氣電產業發展的重要性認識不足,使其發展缺乏科學的統籌規劃。氣電特別是熱電聯產以及冷熱電三聯供既是天然氣高效利用的重要方式,又是調整能源結構、改善區域環境質量的有效措施。
天然氣發電市場展望
2015年以來,在“煤改氣”政策的推動下,中國天然氣消費快速增長,而國內天然氣產量增速相對較低,造成中國天然氣對外依存度快速升高。對此朱興珊表示:我國不應過多的擔憂天然氣對外依存度高的問題。從全球來看,天然氣資源充足,供需長期寬松,價格將長期保持低位,中國利用國際資源的形勢極為有利。全球天然氣探明儲量199萬億立方米,按目前的開采量可開采50年,其中“一帶一路”沿線國家探明儲量占全球天然氣探明儲量比例達76%。全球天然氣可采資源量783-900萬億立方米,按目前的消費量可用二百多年。發達國家天然氣消費已進入平臺期或開始下降,天然氣消費增長主要來自中國、印度等發展中國家,而印度天然氣消費量和價格承受能力較低,中國具有較大的競爭優勢。隨著天然氣液化和儲運技術的進步,近些年全球LNG貿易量迅速增長,天然氣越來越成為全球性的貿易商品。同時,LNG貿易靈活性也日益增加,天然氣進口來源非常多,集中度不高,進口天然氣的風險大大降低。
根據中國石油經濟技術研究院的研究,中國天然氣對外依存度在2040年達到53%左右的峰值,以后開始下降。如果煤炭地下氣化、深海天然氣和天然氣水合物開發取得突破,中國天然氣對外依存度還將大大降低。只要措施得當,供應安全風險是可以得到控制的。我國應保持戰略定力,明確天然氣2030年占比15%目標。因此,“十四五”期間天然氣的占比應該達到12%,才能完成2030年15%的目標。
劉志坦認為:從未來的發展的方面來看,我國應從技術和資源方面加強國際合作,提升燃機自主化和國產化水平,建立多元化的天然氣進口格局,從而盡可能的降低天然氣進口成本和能源安全的風險。與此同時,應加強上下游的一體化力度,實現產業鏈的縱向整合,這樣上游的天然氣企業可以參與下游的發電廠的建設,發電集團也可以積極的向上游延伸,進入上游的勘探開采,包括貿易的環節。通過上下游的緊密的合作實現產業鏈價值的最大化和社會福利的最大化,從而提升我國氣電產業鏈的競爭力。
建議能源“十四五”規劃中應進一步明確氣電的地位,保持戰略定力,不能動搖,在大灣區、長三角和京津冀等重點地區合理布局,有序發展燃氣熱電聯產項目,積極發展調峰燃機項目,加大上下游一體化力度,共同營造氣電發展的良好環境,提升產業競爭力,實現資源配置最優化,進而推動我國清潔能源實現高質量發展。預計到2025年“十四五”規劃期結束時,我國氣電裝機容量將會達到1.5億千瓦左右,占總裝機容量的6%左右。“十四五”期間氣電的快速發展將是實現逐步將天然氣培育成為我國現代清潔能源體系的主體能源之一的有效途徑。
王世宏表示:天然氣發電具有清潔、低碳、靈活、高效等多維綜合優勢,氣電在配合可再生能源調峰、與新能源多能互補發展方面具有較大潛力。煤電雖也能調峰,但在低負荷階段,煤電的能效會急劇下降,污染物排放也難以實現超低排放的控制值。同時對煤電的安全性和相關設備的使用壽命也有很大影響。
未來,煤電退出已經成為大勢,目前對電力供應的主要發展方向是可再生能源,而天然氣與可再生能源的合作能夠共同促進能源體系的清潔低碳轉型。
氣電扮演著兩個重要角色,一是替代煤炭,促進電力系統的清潔低碳發展;二是協調和促進可再生能源發展壯大,最終取代自己。天然氣的最終歸宿是作為原料,而非燃料,為人類服務。
目前,中國的氣電發展落后于能源轉型、生態環境保護和減排減碳的要求。因此“十四五”期間我國應該大力推動天然氣發電,來實現我國未來的能源轉型目標。
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責任編輯: 中國能源網