中國(guó)天然氣發(fā)電成本因素敏感性分析與建議

摘要：2014年，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014～2020年）》，該計(jì)劃推動(dòng)能源價(jià)格的改革。天然氣價(jià)格將擺脫政府定價(jià)的機(jī)制，由市場(chǎng)形成。近年來中國(guó)天然氣發(fā)電未得到廣泛應(yīng)用，而是以煤炭發(fā)電為主，主要原因是發(fā)電成本偏高。因此，只有降低天然氣價(jià)格，才能夠與煤炭發(fā)電具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。文章通過建立模型對(duì)影響天然氣發(fā)電成本的主要因素進(jìn)行敏感性分析，得出結(jié)論并提出建議，使中國(guó)未來發(fā)電市場(chǎng)從煤炭轉(zhuǎn)化為天然氣成為可能。

關(guān)鍵詞：天然氣；發(fā)電成本；天然氣價(jià)格；敏感性分析

天然氣發(fā)電在其他大部分國(guó)家已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在我國(guó)起步較晚。20世紀(jì)初，中國(guó)政府才開始尋求擴(kuò)大天然氣發(fā)電廠的方法，但是成功率并不高。直到2010年，政府新提出的天然氣發(fā)電技術(shù)的工業(yè)政策和天然氣價(jià)格的改革，中國(guó)天然氣新的發(fā)展機(jī)會(huì)再次出現(xiàn)。2014年，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃》，此次行動(dòng)計(jì)劃的核心就是推進(jìn)能源價(jià)格改革，這也就意味著天然氣發(fā)電價(jià)格不再受政府約束，而是隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)改革來決定。給天然氣發(fā)電市場(chǎng)更廣闊的平臺(tái)。

一、中國(guó)天然氣供求現(xiàn)狀

我國(guó)天然氣發(fā)展起步稍晚，20世紀(jì)末仍然處于初期階段。但中國(guó)天然氣地質(zhì)資源量很豐富，20世紀(jì)的年增長(zhǎng)率可達(dá)10%以上，20世紀(jì)90年代約為17.3%。但是由于新發(fā)現(xiàn)的速度趨緩，21世紀(jì)初年增長(zhǎng)率就下降到了10%以下，2013年為7.99%，2014年為9.53%；我國(guó)天然氣發(fā)電行業(yè)逐漸興起，因此天然氣需求也日益增長(zhǎng)，我國(guó)目前天然氣供不應(yīng)求，這就需要逐漸加大LNG進(jìn)口量來滿足國(guó)內(nèi)天然氣供不應(yīng)求的差值。我國(guó)目前已經(jīng)建成了三大LNG接收站，分別是廣東深圳LNG接收站、福建LNG接收站和上海LNG接收站，并計(jì)劃在其他地區(qū)相繼投產(chǎn)運(yùn)行。根據(jù)《中國(guó)未來能源》中“資源市場(chǎng)落實(shí)、統(tǒng)籌規(guī)劃，適時(shí)、有序、適度引進(jìn)LNG資源”的原則，預(yù)計(jì)到明年，我國(guó)LNG資源引進(jìn)規(guī)模能夠突破2400×104t。

二、影響天然氣發(fā)電成本的因素及分析

（一）影響因素

我國(guó)現(xiàn)行發(fā)電結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主，占總發(fā)電行業(yè)70%以上，煤炭發(fā)電成本雖低，但是污染物排放問題非常嚴(yán)重，排放的污染物如氮氧化物、二氧化硫等對(duì)環(huán)境污染極大。因此為了滿足空氣污染控制的要求，天然氣發(fā)電已快速發(fā)展。但高昂的發(fā)電成本成了最大的弱點(diǎn)。目前，天然氣發(fā)電的成本是煤炭發(fā)電成本的2～3倍，很多發(fā)電企業(yè)都依靠政府補(bǔ)貼才得以存活，因此天然氣價(jià)格是主要因素。此外，發(fā)電成本還有很多其他重要的因素，如環(huán)境成本、燃機(jī)工作效率、年利用小時(shí)數(shù)等。下文就上述因素建立天然氣價(jià)格敏感性分析模型對(duì)天然氣發(fā)電成本進(jìn)行分析。

（二）建立模型

為了簡(jiǎn)化模型的計(jì)算，假設(shè)天然氣發(fā)電站的發(fā)電成本只包括以下三個(gè)方面：總投資費(fèi)用、總投資的折舊成本以及燃料成本。具體計(jì)算模型如下。

1. 總投資費(fèi)用

天然氣發(fā)電站的總投資費(fèi)用主要包括初期的投資費(fèi)用、利息支出以及運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用。其中靜態(tài)投資費(fèi)用由發(fā)電站的單位容量造價(jià)和裝機(jī)容量計(jì)算所得。為了考慮貨幣時(shí)間價(jià)值，將其發(fā)電站的總投資費(fèi)用折算為現(xiàn)值。

（三）相關(guān)參數(shù)及指標(biāo)值的確定

根據(jù)上述模型計(jì)算天然氣發(fā)電成本涉及到眾多的參數(shù)和指標(biāo)，為了較為準(zhǔn)確地計(jì)算這個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的數(shù)值，本文對(duì)相關(guān)參數(shù)和指標(biāo)確定如表1所示。

燃機(jī)設(shè)備型號(hào)的選擇是進(jìn)行天然氣發(fā)電因素敏感性分析的一個(gè)重要前提。我國(guó)目前的燃機(jī)型號(hào)有6B、6F、9E和9F四個(gè)等級(jí)，本文選用9F型號(hào)的燃機(jī)作為研究對(duì)象，對(duì)天然氣價(jià)格影響因素進(jìn)行敏感性分析。根據(jù)燃機(jī)的型號(hào)得知9F型號(hào)燃機(jī)的供電效率取55.4%，靜態(tài)單位造價(jià)為3282元/kW，并選定動(dòng)態(tài)單位投資SUI=3548元/kW來計(jì)算發(fā)電站的發(fā)電成本。

（四）影響因素的結(jié)果分析

1. 天然氣價(jià)格因素

根據(jù)上述所建立的模型，以及給出的相關(guān)的參考數(shù)據(jù)，選取中國(guó)北京天然氣的價(jià)格作為參考，所選范圍：1.5～2.0元/m3，年運(yùn)行小時(shí)的范圍2500～4000h，天然氣發(fā)電成本計(jì)算結(jié)果如表2所示。

根據(jù)表2結(jié)果分析，假定煤炭發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤價(jià)以650元/t為例進(jìn)行測(cè)算，煤炭發(fā)電廠的單位成本約0.31元/kWh。當(dāng)天然氣價(jià)格取1.5～2.0元/m3，年運(yùn)行小時(shí)取3500h時(shí)，燃料單位成本對(duì)應(yīng)的區(qū)間0.33～0.46元/ kWh。顯然，隨著燃料成本相比，天然氣發(fā)電的單位成本比煤炭發(fā)電高達(dá)0.01～0.14元/kWh。結(jié)果顯示天然氣發(fā)電成本無法與煤炭發(fā)電成本形成競(jìng)爭(zhēng)力。由此可知在發(fā)電市場(chǎng)中，天然氣和燃煤發(fā)電站能夠形成成本競(jìng)爭(zhēng)力的首要解決的問題就是：降低天然氣價(jià)格。

2. 天然氣發(fā)電站燃機(jī)工作效率

提高天然氣燃機(jī)的工作效率是降低發(fā)電總成本的關(guān)鍵途徑。一般來說，“E”型燃機(jī)效率比“F”型燃機(jī)效率低出5%～6%。參照上述公式（3），同樣的功率，以天然氣價(jià)格為1.8元/m3，有COF=0.18/η，根據(jù)公式（4），當(dāng)燃機(jī)工作效率提高5%～6%時(shí)，那么發(fā)電成本可以下降8%左右。由于我國(guó)目前天然氣價(jià)格較高，所以選用先進(jìn)的大容量、高參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)顯得更為重要。

3. 環(huán)境成本的因素

根據(jù)表3數(shù)據(jù)顯示，燃煤電廠的污染物一年的排放量總計(jì)3430902t，燃?xì)怆姀S的污染物一年的排放量總計(jì)1242291t，兩者比例2.8：1，煤發(fā)電排放出大量的污染物，尤其是二氧化碳的排放量，占總的86%，我國(guó)都偏向于發(fā)電后的控制，實(shí)行先排放后治理的政策，因此這部分污染物成本已經(jīng)成為發(fā)電成本的一部分。通過兩者的比較，發(fā)現(xiàn)天然氣發(fā)電的排放物符合國(guó)家治理的環(huán)境政策，從污染物的環(huán)境成本來看，天然氣發(fā)電有了明顯的優(yōu)勢(shì)。

三、擴(kuò)大天然氣發(fā)電市場(chǎng)的建議

根據(jù)上述分析結(jié)果表明，與煤炭發(fā)電相比，天然氣發(fā)電目前的優(yōu)勢(shì)是環(huán)境成本較小，這呼應(yīng)了國(guó)家的能源環(huán)保政策。為了讓天然氣發(fā)電與煤炭發(fā)電具有更大的成本競(jìng)爭(zhēng)力，提出以下幾點(diǎn)建議。

（一）降低天然氣價(jià)格

2014年能源計(jì)劃推動(dòng)能源價(jià)格的改革，天然氣市場(chǎng)價(jià)格應(yīng)適當(dāng)?shù)慕档筒⑦M(jìn)行合理控制，目前就我們國(guó)家而言，天然氣價(jià)格一直處于上下波動(dòng)狀態(tài)，2013年就出現(xiàn)四次調(diào)整，天然氣價(jià)格仍然由政府掌控。根據(jù)十八大報(bào)告最新政策：我國(guó)要實(shí)現(xiàn)多元化市場(chǎng)改革。國(guó)家應(yīng)該大力吸收多方投資者投入天然氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)，這樣一來，我國(guó)發(fā)電行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)就越發(fā)激烈，那么各大企業(yè)通過什么戰(zhàn)略來吸引消費(fèi)者的眼球？只有降低天然氣價(jià)格，天然氣才能在市場(chǎng)上生存。

（二）實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化

天然氣發(fā)電的發(fā)展一直被多個(gè)因素所約束，從宏觀角度看，氣源、氣價(jià)無疑是擋在天然氣發(fā)電面前的絆腳石，但同時(shí)天然氣發(fā)電設(shè)備的燃?xì)廨啓C(jī)也是不容忽視的。因此天然氣價(jià)格保持不變的情況下，提高燃?xì)廨啓C(jī)的效率是降低天然氣發(fā)電成本的有效路徑。目前我國(guó)對(duì)燃?xì)獍l(fā)電核心技術(shù)并未完全掌握，所以所有燃?xì)庠O(shè)備都是進(jìn)口的，而進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，導(dǎo)致發(fā)電總成本偏高。如果我國(guó)能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化，那么就能降低成本。國(guó)內(nèi)一些大型制造企業(yè)目前也只能夠制造、組裝簡(jiǎn)單的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，在整體熱部件材料制造等關(guān)鍵技術(shù)方面尚未取得突破性的成功，還需繼續(xù)研發(fā)。

（三）建立天然氣儲(chǔ)備體系，穩(wěn)定天然氣供應(yīng)

目前，中國(guó)地下天然氣儲(chǔ)氣庫有效容量?jī)H是天然氣年消費(fèi)量的1～2%左右，與歐美國(guó)家20%左右的水平之間的距離甚遠(yuǎn)，與世界平均水平的12%也有相當(dāng)大的距離，所以這是近幾年我國(guó)冬季的“氣荒”的主要原因。應(yīng)該建立天然氣儲(chǔ)備體系來保證天然氣能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地被供應(yīng)，該體系主要包括以下幾方面內(nèi)容：在市場(chǎng)多元化改革體制下， 鼓勵(lì)吸收更多投資者出資建設(shè)天然氣儲(chǔ)備設(shè)施；為了預(yù)防“氣荒”，天然氣生產(chǎn)供應(yīng)企業(yè)以及城市燃?xì)夤緫?yīng)當(dāng)建設(shè)季節(jié)儲(chǔ)氣庫；國(guó)家應(yīng)制定天然氣應(yīng)急儲(chǔ)氣庫。

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*本文受國(guó)家社科重大基金“我國(guó)能源價(jià)格體系建設(shè)與能源發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型”（編號(hào)12ZD062）、國(guó)家自然科學(xué)基金“煤電系統(tǒng)碳捕集碳封存下的碳排放及經(jīng)濟(jì)技術(shù)綜合評(píng)價(jià)”（編號(hào)51276081）、江蘇大學(xué)第13批大學(xué)生科研立項(xiàng)資助項(xiàng)目“環(huán)境績(jī)效關(guān)系的實(shí)證研究——來自重污染類上市公司的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)（編號(hào)13C177）資助。

（作者單位：江蘇大學(xué)財(cái)經(jīng)學(xué)院）