燃氣電價政策及燃機電廠的發(fā)電策略

周志偉

(華能國際電力股份有限公司上海分公司,上海 200120)

1 發(fā)展燃機電廠是改善能源結(jié)構(gòu)的需要

19世紀前期,人類以煤炭代替木材為主要能源,帶來了世界資本主義的發(fā)展;20世紀中期興起以石油為主要能源,帶來了世界經(jīng)濟的繁榮,而隨著世界上天然氣的探明儲量與產(chǎn)量的增長,在21世紀中將可能出現(xiàn)以天然氣代替石油為主要能源的大變革[1]。

能源結(jié)構(gòu)的發(fā)展,反應(yīng)著社會經(jīng)濟的發(fā)展,落后的能源結(jié)構(gòu)將會阻礙社會經(jīng)濟發(fā)展。由于客觀原因,我國目前的能源消費結(jié)構(gòu)還是以煤炭為主。單一的煤炭能源消費,不僅造成北方主要產(chǎn)煤省留下大片地下采空區(qū),引發(fā)地陷、地面沉降、地下水枯竭等地質(zhì)災(zāi)害,還因大量燃煤造成嚴重的環(huán)境污染問題。

由于煤炭主要在我國北方開采,而煤炭的消費市場卻主要在我國南方,“北煤南送”也給我國鐵路、公路、海運等交通運輸帶來了巨大的壓力。天然氣作為一種高效清潔能源,如果能在我國的能源消費結(jié)構(gòu)中增加其比重,不僅可以緩解煤炭供應(yīng)所帶來的種種壓力,而且還可以改善能源消費結(jié)構(gòu),有利于我國經(jīng)濟的發(fā)展。

天然氣具有熱值大,運輸使用方便,燃燒完全,無煙無渣等優(yōu)點,因此,可大量供給作為生活燃料。例如:利用蒸發(fā)溴化鋰制冷工藝,可以實現(xiàn)供冷、供暖以及冷熱聯(lián)供。

以天然氣為燃料的燃機電廠的廢物排放水平大大低于燃煤與燃油電廠,而且天然氣在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電利用中,其熱能利用率可達55%,高于原油和煤的熱能利用率[2]。同時,還具有電廠建設(shè)成本低、速度快;機組耗水少、占地省、啟?？臁⒄{(diào)峰能力強等特點,要比普通燃煤發(fā)電機組具有更好的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益和發(fā)展前景。

2 發(fā)展燃機電廠是都市經(jīng)濟發(fā)展的需要

我國是以煤炭為主要一次能源的國家,而電力工業(yè)耗煤占到了全國煤炭消費的 60%左右。燃煤發(fā)電機組雖然保證了國民經(jīng)濟發(fā)展所急需的電力需求,但在發(fā)電過程中也帶來了大量的環(huán)境污染問題,主要有產(chǎn)生酸雨的二氧化硫;導致地球溫室效應(yīng)的二氧化碳;煤炭燃燒后產(chǎn)生大量的廢渣,占用了寶貴的土地資源以及在發(fā)電過程中需要消耗大量的水資源等問題。

天然氣發(fā)電要比燃煤發(fā)電更居優(yōu)勢。從環(huán)保角度看,天然氣燃燒過程中所產(chǎn)生影響人類呼吸系統(tǒng)健康的氮化物、一氧化碳、可吸入懸浮微粒極少,幾乎不產(chǎn)生二氧化硫,二氧化碳的排放量僅為燃煤發(fā)電的40%左右,燃燒后也沒有廢渣廢水,同時燃氣發(fā)電機組在運行中耗水較小,一般僅為燃煤發(fā)電機組的1/3[3]。

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,城市電網(wǎng)的容量越來越大,晝夜用電負荷峰谷差也越來越大,電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)十分艱巨。相對于普通燃煤機組的最低穩(wěn)燃負荷為額定出力的40%,燃氣發(fā)電機組則可在額定出力的25%下可靠發(fā)電,同時還具有機組啟動快,啟動成功率高等特點,有利于提高電網(wǎng)的整體安全性[4]。另外,燃氣發(fā)電機組還具有調(diào)節(jié)城市天然氣管網(wǎng)壓力的重要作用。

正因為燃氣發(fā)電具有明顯的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益,國家能源局相關(guān)官員表示,到“十二·五”末,煤炭占我國一次能源消費比重將由目前的70%以上降至63%左右,同時將天然氣占一次能源比重提高4.4個百分點[5]。上海市政府也在《2011年上海市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展主要目標與任務(wù)》中指出:要著力推進節(jié)能降耗,大力發(fā)展低碳經(jīng)濟,繼續(xù)推進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,積極發(fā)展天然氣、風能等清潔能源的政策。

3 燃氣電價政策及燃機電廠的發(fā)電策略

天然氣除用于發(fā)電外還有其他廣泛的用途,同時我國能源需求與供給的矛盾還很突出,在各省市天然氣年度耗量的安排上還采用類似計劃分配的形式,在上海這樣的能源稀缺型城市,不可能將有限的天然氣資源全部用作發(fā)電用,其他行業(yè)也需要相當?shù)奶烊粴饬?所以目前上海燃機電廠除漕涇燃機電廠因供熱需要保持一定負荷24 h開機外,其余的燃機電廠主要作用就是在電網(wǎng)需求緊張時發(fā)揮燃氣輪機啟停速度快,調(diào)峰能力強的特點,參與高峰頂出力運行,這樣,燃機電廠年利用小時無法達到燃煤電廠5000 h左右的水平。

燃機電廠特殊的狀況決定了其不可能與燃煤電廠執(zhí)行相同的單一制電價政策。目前上海市針對燃氣發(fā)電執(zhí)行的是類似于兩部制電價的政策,即:年利用2500 h以內(nèi)的上網(wǎng)電量,電價按0.662元/(kW·h)(含稅,下同)結(jié)算(9F級燃氣機組),當燃機電廠處于電網(wǎng)頂峰備用狀態(tài)時,備用價值通過容量電價予以補償。容量電價補償標準為0.22元/(kW·h)。采用這種電價政策,很好地解決了燃機電廠發(fā)電量偏低影響發(fā)電收入無法彌補固定成本的困境,也在一定程度上考慮了維持燃機電廠正常生產(chǎn)經(jīng)營所需要的合理回報。

首先,一起來探討一下當前電價水平下燃機電廠發(fā)電量與收益之間的關(guān)系。以華能上海燃機發(fā)電有限責任公司為例,在簡化一些不影響評估結(jié)論的因素后(例如:廠用電率、增值稅率等),按照目前發(fā)電上網(wǎng)價格為0.662元/(kW·h),補償電價為0.22元/(kW·h),發(fā)電燃料成本估算為0.44元/(MW·h)計算,得到的總收益(總收益=實發(fā)電量×(上網(wǎng)電價-發(fā)電單位燃料成本)+(計劃電量-實發(fā)電量)×補償電價)曲線如圖1所示。

圖1 發(fā)電量與收益之間關(guān)系

由此可以得出這樣一個結(jié)論,在年利用2500 h發(fā)電量30億kW·h范圍內(nèi),隨著發(fā)電量的增加,總收益有所增加,但總體的收益變動很小,這是由于發(fā)電收益略大于補償電價,上網(wǎng)電價扣除發(fā)電成本后為0.222元/(kW·h),大于0.22元/(kW·h)。所以,目前的電價政策使發(fā)電收益與補貼收益接近,在一定程度上彌補了由于天然氣氣價上漲所帶來的發(fā)電成本壓力。

但對于燃機電廠來說,大型燃機檢修計劃和檢修周期都是嚴格根據(jù)制造商在技術(shù)合同文件中所規(guī)定的條件即等效運行時間(EOH)或啟動次數(shù)來確定的。發(fā)電量越多意味著等效運行時間越長,檢修間隔將被大大縮短,由此帶來的檢修費用上漲因素不容忽視。同時機組長時間運行,日常維護費、材料費甚至水費、廠用電等都有所增加,這些增加的成本費用無法靠發(fā)電收益與補貼收益的差值來彌補,客觀上造成了燃機電廠多發(fā)少賺,少發(fā)多賺的局面。所以,除非由于電網(wǎng)負荷需要短時期頂出力運行或者由于天然氣管網(wǎng)壓力過大需要燃機電廠短時期開機緩解管網(wǎng)壓力外,對燃機電廠來說,盡量少發(fā)電是目前最佳的發(fā)電策略。

4 電價政策需要政策的扶持

隨著西氣東輸二期工程的建設(shè)、東海天然氣、液化天然氣(LNG)等相繼落戶上海,上海天然氣氣量在今后幾年將大幅度增加,燃機電廠發(fā)電量也可能逐年上升,電廠將會面臨越來越嚴重的經(jīng)營壓力,要繼續(xù)生存發(fā)展要么降低燃料成本,要么寄希望于電價政策的進一步調(diào)整。從長遠發(fā)展趨勢看,天然氣作為不可再生能源,價格上漲的趨勢是明顯的,而燃氣機組的特性又決定了發(fā)電氣耗不可能無限制降低,所以降低燃料成本的困難較大。燃機電廠只能寄希望氣電聯(lián)動政策,在天然氣價格上漲達到一定幅度后,相應(yīng)提高燃機電廠的上網(wǎng)電價。

由于燃機存著靈活的調(diào)峰優(yōu)勢,同時又承擔著調(diào)節(jié)天然氣管網(wǎng)壓力的責任,那么對應(yīng)這種優(yōu)勢及責任,在電價政策上也應(yīng)有所體現(xiàn)。上海對燃機電廠實行類似兩部制電價政策,通過控制補償電價水平的辦法,對補貼實行固定,不再與實發(fā)電量掛鉤,在一定程度上鼓勵了燃機電廠發(fā)電的積極性,同時也保證燃機電廠的維持正常的生產(chǎn)經(jīng)營。從最近的一次調(diào)整電價實際情況看,大幅度上調(diào)了實發(fā)上網(wǎng)結(jié)算電價,同時略微下調(diào)了補償電價,可見政府已經(jīng)注意到了燃機電廠面臨的發(fā)電矛盾。

5 建議

通過以上的分析與研究,提出以下建議:

1)建立省間天然氣年度計劃指標轉(zhuǎn)讓市場。兄弟省市燃機電廠實行的是單一制電價政策,需要發(fā)電量來攤薄固定成本,如果能有天然氣年度計劃指標轉(zhuǎn)讓市場,在市場上形成的天然氣轉(zhuǎn)讓價格使得這些燃機電廠發(fā)電有利可圖,則可達到雙贏的效果。

2)遵循誰得益誰補償?shù)脑瓌t。燃機電廠在年度電量、天然氣量計劃以外,由于天然氣管網(wǎng)壓力高電廠不得不多發(fā)的電量,天然氣管網(wǎng)運營公司應(yīng)給予一定補償;由于電網(wǎng)負荷需求原因影響多發(fā)的電量應(yīng)由電網(wǎng)公司給予一定補償。

3)鼓勵燃機電廠與燃煤電廠開展電量替代工作、與上海市其他天然氣用戶開展氣量計劃指標轉(zhuǎn)移工作,讓天然氣資源得到更好的利用。由于替代轉(zhuǎn)移工作涉及發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、天然氣用戶、天然氣管網(wǎng)運營公司等多方面,這項工作需要政府部門出面統(tǒng)一協(xié)調(diào)才能得到較好的執(zhí)行。

4)確定合理的實發(fā)電量上網(wǎng)電價。根據(jù)近幾年上海燃機的實際經(jīng)營情況,對補償電價進行固定,再根據(jù)天然氣氣價及機組氣耗情況確定一個合理的實發(fā)電量上網(wǎng)電價,這樣的電價政策有利于長期執(zhí)行。

[1] 吳 吟.用價格杠桿鼓勵以天然氣代替石油[EB/O L]. http://finance.sina.com.cn/ny/,20100619/11558140154. shtm l.

[2] 張志良,楊 帆,龍 云.天然氣發(fā)電在中國的經(jīng)濟性分析[J].現(xiàn)代電力,2003(6):18-22.

[3] 吉桂明,劉長和.燃氣輪機的技術(shù)和應(yīng)用:現(xiàn)狀和展望[J].熱能動力工程,2000(4):339-343.

[4] 劉 峻,林章歲.福建電網(wǎng)調(diào)峰電源規(guī)劃[J].電力建設(shè), 2010,31(6):35-39.

[5] 江 冰.2015年我國煤炭占一次能源消費比重將降至63% [EB/O L].http://newenegy.toocle.com/detai-5285447. htm l,201007.