中國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及建議

陳飛（中國(guó)石油大學(xué)）

中國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及建議

陳飛（中國(guó)石油大學(xué)）

隨著國(guó)家“十三五”能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，天然氣分布式能源憑借其能效高、清潔環(huán)保等特點(diǎn)逐漸成為天然氣利用的熱點(diǎn)方向。我國(guó)天然氣分布式能源行業(yè)總體發(fā)展緩慢，從扶持政策逐步完善、商務(wù)和工程模式不斷成熟以及適用地區(qū)特點(diǎn)顯著三個(gè)方面介紹了我國(guó)天然氣分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀，并就發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的政策細(xì)則不明確、經(jīng)濟(jì)性差、技術(shù)難、專(zhuān)業(yè)服務(wù)能力弱等問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié)。對(duì)我國(guó)天然氣分布式能源行業(yè)提出了發(fā)展建議。

天然氣分布式能源；國(guó)家政策；發(fā)展現(xiàn)狀；建議

引言

天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過(guò)冷熱電三聯(lián)供等方式實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，綜合能源效率在70%以上，并在負(fù)荷中心就近實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式，是天然氣高效利用的重要方式。與傳統(tǒng)集中式供能方式相比，天然氣分布式能源具有能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)。

近年來(lái)，空氣污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，治理空氣污染已成為當(dāng)務(wù)之急，從發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，以天然氣等清潔能源逐漸替代煤炭等傳統(tǒng)能源能有效地解決空氣污染問(wèn)題。當(dāng)前，天然氣已經(jīng)和煤炭、石油構(gòu)成了世界能源結(jié)構(gòu)體系的三大支柱。

國(guó)家“十三五”規(guī)劃中明確提出對(duì)我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，加大天然氣的利用力度。隨著《熱電聯(lián)產(chǎn)管理方法》、推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展、進(jìn)一步深化電力體制改革等一系列國(guó)家政策的發(fā)布，天然氣分布式能源因其能效高、清潔環(huán)保成為市場(chǎng)發(fā)展的熱點(diǎn)。總結(jié)了中國(guó)天然氣分布式能源的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了歸納，并提出了相應(yīng)的發(fā)展建議。

1 中國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀

天然氣分布式能源在中國(guó)已有十多年的發(fā)展歷史，但2011年之前發(fā)展特別緩慢，2011年之后國(guó)家相繼頒布了多個(gè)有利于天然氣分布式能源發(fā)展的扶持政策，各省市也陸續(xù)出臺(tái)了配套補(bǔ)貼政策。隨著國(guó)內(nèi)“煤改氣”工程的推進(jìn)，以天然氣分布式能源為代表的天然氣發(fā)電項(xiàng)目逐步增加。據(jù)分布式能源專(zhuān)委會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2014年底，我國(guó)已建和在建天然氣分布式能源項(xiàng)目（項(xiàng)目單機(jī)規(guī)模小于100 MW，且能源利用效率高于70%）裝機(jī)容量380×104kW，年用氣量46×108 m3左右（年運(yùn)行小時(shí)數(shù)5000 h，發(fā)電機(jī)效率取42%）。應(yīng)該說(shuō)“十二五”期間，天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)在政策的支持下，得到較快發(fā)展，在部分城市成為替代燃煤和能源高效利用的典范。項(xiàng)目類(lèi)型從工業(yè)園、醫(yī)院、航站樓、寫(xiě)自樓宇等涉及了多個(gè)行業(yè)，但大部分項(xiàng)目處于盈虧邊緣，能夠帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的項(xiàng)目很少。目前我國(guó)典型的應(yīng)用案例有上海浦東機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目（4 MW）、廣州大學(xué)城項(xiàng)目（150 MW）、北京燃?xì)饧瘓F(tuán)控制中心大樓項(xiàng)目（1.2 MW）、北京火車(chē)南站項(xiàng)目（3 MW）等。

1.1 扶持政策逐步完善

我國(guó)的天然氣分布式能源從2002年開(kāi)始起步，但一直發(fā)展緩慢。2004年《國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于分布式能源系統(tǒng)有關(guān)問(wèn)題的報(bào)告》提出了發(fā)展分布式能源存在的體制障礙，2011年國(guó)家四部委共同發(fā)布《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》，受政策支持天然氣分布式能源行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。隨后國(guó)家能源局、發(fā)展改革委員會(huì)、國(guó)家電網(wǎng)公司以及地方政府機(jī)構(gòu)相繼出臺(tái)了《關(guān)于下達(dá)首批國(guó)家天然氣分布式能源示范項(xiàng)目的通知》、《天然氣利用政策》、《分布式發(fā)電管理暫行辦法》、《天然氣分布式能源示范項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則》、《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》、《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于推進(jìn)價(jià)格機(jī)制改革的若干意見(jiàn)》、《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等多個(gè)政策(表1)。從國(guó)家能源政策、電力體制改革、價(jià)格機(jī)制改革、商務(wù)模式和環(huán)保要求等多個(gè)方面為天然氣分布式能源的發(fā)展保駕護(hù)航。

表1 中國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展政策

1.2 商務(wù)模式和工程模式不斷成熟

目前，我國(guó)分布式能源尚處于起步階段，分布式能源項(xiàng)目的單位投資大、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高，因此，其商業(yè)運(yùn)行模式對(duì)項(xiàng)目的最終盈利能力至關(guān)重要?？紤]到分布式能源投資的階段性差異，從投資建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)兩個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)[1]。投資建設(shè)階段大致可分為獨(dú)立投資模式和合作投資模式兩種[2],運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段一般有獨(dú)立運(yùn)維、完全委外和聯(lián)合運(yùn)維三種模式[3]（表2）。

表2 中國(guó)分布式能源投資模式總結(jié)

天然氣分布式能源項(xiàng)目是一個(gè)多專(zhuān)業(yè)綜合系統(tǒng)，涉及政府部門(mén)、投資公司、能源公司、運(yùn)維公司、設(shè)備供應(yīng)商、用戶多個(gè)主體。結(jié)合現(xiàn)有國(guó)家政策和市場(chǎng)發(fā)展情況，合作投資和聯(lián)合運(yùn)維的模式將是未來(lái)天然氣分布式能源建設(shè)領(lǐng)域的主要商務(wù)模式。

根據(jù)天然氣分布式能源系統(tǒng)的規(guī)模和功能不同，天然氣分布式能源系統(tǒng)有如下三種常見(jiàn)工程模式，三種模式各有特點(diǎn)（表3）。

表3 天然氣分布式能源常見(jiàn)工程模式

1.3 適用地區(qū)特點(diǎn)顯著

天然氣分布式能源項(xiàng)目能否滿足經(jīng)濟(jì)可行性很大程度上取決于項(xiàng)目前期的規(guī)劃和設(shè)計(jì)是否合理，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的市場(chǎng)環(huán)境下，一般滿足以下條件的地區(qū)更適宜發(fā)展天然氣分布式能源[4]：

◇電力負(fù)荷和冷熱負(fù)荷使用規(guī)律相似的地區(qū)；

◇冷熱電負(fù)荷需求連續(xù)穩(wěn)定，且年運(yùn)行時(shí)間超過(guò)3000 h；

◇氣源供應(yīng)方便、穩(wěn)定，能夠滿足系統(tǒng)的需求；

◇電價(jià)相對(duì)較高的地區(qū)，系統(tǒng)發(fā)電成本與市網(wǎng)電價(jià)相比具有一定差價(jià)；

◇滿足并網(wǎng)條件，電網(wǎng)接入適應(yīng)性強(qiáng)；

◇地區(qū)輔助設(shè)施完善，靠近用戶中心。

根據(jù)目前我國(guó)的政策和市場(chǎng)條件，天然氣分布式能源系統(tǒng)更適用于賓館、醫(yī)院、大型綜合寫(xiě)字樓、機(jī)場(chǎng)以及集中式的產(chǎn)業(yè)園區(qū)。對(duì)于正在大力推行“煤改氣”的地區(qū)，如江蘇、山東、浙江、河北等地更適宜發(fā)展。

2 現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題

目前，我國(guó)天然氣分布式能源發(fā)展還存在不少問(wèn)題，主要體現(xiàn)在政策、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及運(yùn)營(yíng)管理等方面。

2.1 政策細(xì)則不明朗

從政策出臺(tái)的密集程度和內(nèi)容來(lái)看，國(guó)家對(duì)天然氣分布式能源發(fā)展的思路和決心是明確和堅(jiān)定的，但大部分政策是框架性的，缺乏細(xì)節(jié)性的條文。目前，國(guó)家層面及地方政府出臺(tái)的政策大多提出了宏觀發(fā)展目標(biāo)，并沒(méi)有具體的實(shí)施細(xì)則，而且涉及到的相關(guān)利益關(guān)系并沒(méi)有捋順，牽扯到如稅收優(yōu)惠政策、天然氣價(jià)格折讓、上網(wǎng)電價(jià)、電力直供等問(wèn)題而無(wú)法落到實(shí)處。

天然氣分布式能源在節(jié)約能源、環(huán)境友好、靈活供應(yīng)等方面的社會(huì)效益，在短期內(nèi)難以體現(xiàn)，而且全國(guó)范圍內(nèi)成功案例較少，使得地方政府對(duì)天然氣分布式發(fā)展的認(rèn)識(shí)不到位。國(guó)家出臺(tái)的大都是指導(dǎo)性意見(jiàn)，并不是強(qiáng)制措施，加上分布式能源發(fā)展的地區(qū)差異化較大，這對(duì)地方政府針對(duì)性規(guī)劃天然氣分布式能源發(fā)展以及財(cái)政補(bǔ)貼政策制定、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范落實(shí)帶來(lái)阻礙。

2.2 經(jīng)濟(jì)性不容樂(lè)觀

天然氣分布式能源項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在的經(jīng)濟(jì)制約因素主要體現(xiàn)在投資成本大、回收周期長(zhǎng)、設(shè)備運(yùn)行及燃料成本過(guò)高等方面。

固定投資成本方面，國(guó)內(nèi)協(xié)鑫能源公司已經(jīng)成功投產(chǎn)了首臺(tái)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分布式燃機(jī)機(jī)組[5]，但目前還沒(méi)有大規(guī)模推廣，許多關(guān)鍵設(shè)備和控制系統(tǒng)尚需進(jìn)口。盡管進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格在逐年下降，但仍維持在較高水平。較高的設(shè)備成本是阻礙分布式能源廣泛推廣的一個(gè)重要原因。運(yùn)營(yíng)成本中，燃料成本占70%～80%。我國(guó)的天然氣價(jià)格一直以來(lái)實(shí)行的是“雙軌制”，使得用于發(fā)電的天然氣成本居高不下，導(dǎo)致其所發(fā)電力上網(wǎng)價(jià)格要高于火電價(jià)格，對(duì)天然氣分布式能源的經(jīng)濟(jì)性帶來(lái)影響。一方面，我國(guó)的天然氣資源本來(lái)就不豐富，主要依賴進(jìn)口；另一方面，長(zhǎng)距離的輸送管道使得天然氣的城市門(mén)站價(jià)格較高。與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電相比，國(guó)內(nèi)天然氣發(fā)電成本是煤炭發(fā)電成本的2～3倍，而天然氣分布式能源產(chǎn)品尚未進(jìn)入真正的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。電能、冷能和熱能等能源雖然早已是社會(huì)必須的能源產(chǎn)品，但未能實(shí)行真正的市場(chǎng)定價(jià)，其價(jià)格大都由政府確定或指導(dǎo)，這并不符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)律，對(duì)天然氣分布式能源的長(zhǎng)期健康發(fā)展帶來(lái)不利影響。

2.3 相關(guān)技術(shù)有待突破

天然氣分布式能源系統(tǒng)涉及多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，有待提升的技術(shù)體現(xiàn)在電網(wǎng)技術(shù)和核心設(shè)備技術(shù)上。

分布式發(fā)電并網(wǎng)過(guò)程中會(huì)對(duì)已有電網(wǎng)帶來(lái)沖擊，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。一方面，分布式能源在并網(wǎng)過(guò)程中，由于其能源的隨機(jī)性，可能會(huì)影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性，增大電網(wǎng)的故障率，降低整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。并網(wǎng)運(yùn)行的分布式電源是一個(gè)獨(dú)立于電網(wǎng)之外的自備電源，很容易產(chǎn)生孤島效應(yīng)，對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)、用電設(shè)備、用戶和維修人員造成一定危害。另一方面，分布式發(fā)電的接入可能會(huì)造成原有電力系統(tǒng)的某些設(shè)備成為備用，而目前電網(wǎng)的精確計(jì)量技術(shù)和控制模式技術(shù)還不能適應(yīng)這種系統(tǒng)模式。

燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵技術(shù)有待突破。雖然我國(guó)也有企業(yè)與GE、三菱等國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商合作，但在熱部件、控制模式等核心技術(shù)上，并沒(méi)有掌握主動(dòng)權(quán)。在超低溫制冷系統(tǒng)和大面積集中供冷系統(tǒng)控制等方面，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，絕大部分依賴進(jìn)口。

2.4 專(zhuān)業(yè)服務(wù)能力薄弱，缺乏專(zhuān)業(yè)人才

由于天然氣分布式能源是一種新興能源產(chǎn)業(yè)，并沒(méi)有太多的經(jīng)驗(yàn)積累和發(fā)展歷史。本地化的工程師和高級(jí)技工比較稀缺，天然氣分布式能源項(xiàng)目中設(shè)備的安裝成本變化范圍大，特別是對(duì)一些不太成熟的安裝調(diào)試技術(shù)，人工成本可占其設(shè)備成本的30%以上。

設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)成本大。由于缺乏具有管理和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的當(dāng)?shù)毓こ處熀透呒?jí)技工，因此增加了運(yùn)行維護(hù)設(shè)備的人工成本。同時(shí)由于主機(jī)是進(jìn)口設(shè)備，需要定期檢查、替換、維修系統(tǒng)部件及易耗品[6]。在項(xiàng)目整個(gè)運(yùn)營(yíng)期內(nèi)，薄弱的專(zhuān)業(yè)服務(wù)能力導(dǎo)致項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性變得更差。

3 發(fā)展天然氣分布式能源的建議

1）完善法律法規(guī)建設(shè)，細(xì)化扶持政策，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。

2）突破現(xiàn)行體制障礙，加快售電側(cè)改革。建議國(guó)家相關(guān)部門(mén)盡快推進(jìn)《電力法》改革，對(duì)一個(gè)地區(qū)只允許一個(gè)電力供應(yīng)公司的改革，取消對(duì)分布式能源的售電限制。

3）加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)技術(shù)研發(fā)，提升小型燃機(jī)國(guó)產(chǎn)化程度，降低成本，提升效益。

4）降低天然氣價(jià)格，給予天然氣上網(wǎng)電價(jià)優(yōu)惠補(bǔ)貼，落實(shí)氣電聯(lián)動(dòng)政策。

5）建議各地方政府加大支持力度，落實(shí)詳細(xì)的財(cái)政補(bǔ)貼政策和項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)程序。

6）培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才，提升專(zhuān)業(yè)服務(wù)能力。

7）統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展，鼓勵(lì)天然氣企業(yè)、電網(wǎng)公司、當(dāng)?shù)卣块T(mén)、市政單位深度合作。

8)加快試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)，不斷學(xué)習(xí)成功經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)天然氣分布式能源行業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

應(yīng)將行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、財(cái)政補(bǔ)貼政策、能源價(jià)格政策、鼓勵(lì)技術(shù)研發(fā)及設(shè)備國(guó)產(chǎn)化政策、進(jìn)出口稅費(fèi)政策、項(xiàng)目規(guī)劃與評(píng)估政策等綜合起來(lái)統(tǒng)籌考慮，逐步形成一整套適應(yīng)天然氣分布式能源發(fā)展的管理體系、市場(chǎng)機(jī)制和技術(shù)后備力量。應(yīng)該相信，在政府努力引導(dǎo)、企業(yè)積極探索、相關(guān)部門(mén)積極配合下，我國(guó)的天然氣分布式能源行業(yè)將迎來(lái)黃金發(fā)展期。

[1]曾鳴，劉宏志，薛松.分布式能源商業(yè)投資模式及實(shí)現(xiàn)路徑研究[J],華東電力，2012(3)：344-348.

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[3]殷虹，莊妍.天然氣分布式能源項(xiàng)目投資管理及建議[J].中國(guó)能源，2012，34（11）：32-35.

[4]劉小琳，劉旭升.淺析天然氣分布式能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和應(yīng)用范圍[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，9（4）：292-295.

[5]Ofweek太陽(yáng)能光伏網(wǎng).協(xié)鑫智慧能源開(kāi)啟全國(guó)產(chǎn)設(shè)備天然氣分布式能源站新篇章[EB/OL].[2016-06-27].http://solar. ofweek.com/2016-06/ART-260009-8460-30001655.html.

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10.3969/j.issn.2095-1493.2016.12.019

2016-07-27

（編輯 李發(fā)榮）

陳飛，中國(guó)石油大學(xué)（北京）在讀碩士，從事石油天然氣的規(guī)劃和設(shè)計(jì)研究，E-mail：1652643698@qq.com，地址：北京市海淀區(qū)志新西路3號(hào)，100083。