上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司 李向全
天然氣是一種輕質(zhì)碳?xì)浠衔锏幕旌蠚怏w,主要成分為甲烷,是一種優(yōu)質(zhì)、高效、低碳的清潔能源,廣泛應(yīng)用于民用、發(fā)電、汽車(chē)、化工等領(lǐng)域。天然氣資源極其豐富,在能源轉(zhuǎn)型中,具有極其重要的作用。近年來(lái),天然氣的需求量不斷持續(xù)增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉,全球天然氣的需求量將達(dá)到5.6萬(wàn)億m3,其中40%的增量來(lái)自亞太地區(qū)。
我國(guó)常規(guī)天然氣資源豐富,常規(guī)天然氣地質(zhì)資源量為52萬(wàn)億m3,最終可采資源量約32萬(wàn)億m3,發(fā)展?jié)摿^大。根據(jù)中國(guó)自然資源部數(shù)據(jù),2014-2018年,中國(guó)天然氣探明儲(chǔ)量不斷增長(zhǎng),2018年我國(guó)天然氣探明儲(chǔ)量達(dá)到5.79萬(wàn)億m3,同比增長(zhǎng)4.9%,增速較2017年上漲3.4%。
隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的重視,天然氣作為清潔能源已逐漸成為我國(guó)能源消費(fèi)的重要組成部分,尤其是生活消費(fèi)、汽車(chē)消費(fèi)等方面的天然氣使用量突飛猛進(jìn)。近年來(lái),盡管我國(guó)天然氣的儲(chǔ)量和產(chǎn)量雙雙快速增長(zhǎng),但是產(chǎn)量的增長(zhǎng)仍然跟不上需求的急速增長(zhǎng),導(dǎo)致產(chǎn)需不平衡的狀況加劇。另外用氣量存在季節(jié)性差異,即“旺季”和“淡季”之分明顯,因此進(jìn)口天然氣已經(jīng)成為中國(guó)天然氣來(lái)源的重要渠道之一,進(jìn)口量逐年增加,至 2018年,我國(guó)天然氣對(duì)外依存度已經(jīng)超過(guò)45%。
隨著我國(guó)天然氣基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的推進(jìn),市場(chǎng)多元化局面基本成型,市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)展積極。同時(shí),我國(guó)天然氣儲(chǔ)存、供應(yīng)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)已經(jīng)形成一個(gè)完整的體系,結(jié)構(gòu)也在不斷發(fā)生變化。
根據(jù)我國(guó)政府的公開(kāi)承諾:2020年,非化石能源要達(dá)到一次能源消費(fèi)量的 15%;單位 GDP的二氧化碳排放量,2020年要比 2005年降低 40%~45%。我國(guó)正開(kāi)展“十四五”(2021-2025年)能源發(fā)展規(guī)劃的研究工作,其中一個(gè)重要任務(wù)是壯大清潔能源產(chǎn)業(yè),為實(shí)現(xiàn) 2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到20%的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。
隨著全社會(huì)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的普遍提高,天然氣因其清潔和高熱性而日益受到重視。我國(guó)天然氣行業(yè)從 2006年開(kāi)始進(jìn)入快速發(fā)展期。在天然氣的使用過(guò)程中,從使用地區(qū)來(lái)看,新疆、陜西、川渝地區(qū)以及沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份的使用量比較高。從消費(fèi)行業(yè)來(lái)看,制造業(yè)、電力/煤/水生產(chǎn)、交通運(yùn)輸物流業(yè)和生活消費(fèi)是天然氣主要消費(fèi)行業(yè),2018年消費(fèi)占比分別為34.3%、19.2%、17.4%和16.6%,尤其是近10年來(lái),天然氣發(fā)電、制造業(yè)、生活消費(fèi)為天然氣使用的主要增長(zhǎng)點(diǎn),平均增速分別為17.1%、13.4%和11.3%。
雖然天然氣生產(chǎn)量、消費(fèi)量以及天然氣占一次能源消費(fèi)比例增長(zhǎng)較快,但天然氣占一次能源消費(fèi)比例仍較低。我國(guó)天然氣應(yīng)用有廣闊的發(fā)展空間,以天然氣發(fā)電為例,我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)和發(fā)電量占比遠(yuǎn)低于全球平均水平。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和電力需求的持續(xù)增長(zhǎng),得益于我國(guó)天然氣行業(yè)的高速發(fā)展和能源供應(yīng)能力的逐步提升,天然氣發(fā)電行業(yè)將大有可為。2012-2018年中國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)容量及占比、2012-2018年中國(guó)天然氣發(fā)電量及占比分別如圖1和圖2所示。
圖1 2012-2018年中國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)容量及占比
圖2 2012-2018年中國(guó)天然氣發(fā)電量及占比
從2006年起我國(guó)開(kāi)始進(jìn)口天然氣,到2018年我國(guó)天然氣的對(duì)外依存度已超 45%,2014-2019年中國(guó)天然氣進(jìn)口數(shù)量及增速趨勢(shì),如圖3所示。
圖3 2014-2019年中國(guó)天然氣進(jìn)口數(shù)量及增速趨勢(shì)
為提高天然氣供應(yīng)保障能力,我國(guó)還建設(shè)了多條天然氣進(jìn)口通道。目前主要有以下幾條進(jìn)口天然氣管道:
(1)中亞天然氣管道:主要?dú)庠催M(jìn)口國(guó)為土庫(kù)曼斯坦、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦等中亞國(guó)家。
(2)中俄天然氣管道:中俄兩國(guó)于 2014年簽訂相關(guān)備忘錄和購(gòu)銷(xiāo)合同,2018年管道開(kāi)始投入運(yùn)營(yíng),分為俄羅斯東線和西線兩條線路。
(3)中緬天然氣管道:2013年投入運(yùn)營(yíng),氣源主要來(lái)自于東南亞沿海地區(qū)。
隨著管道保障能力增加,以及國(guó)內(nèi)需求增加,我國(guó)進(jìn)口天然氣將保持大幅增長(zhǎng)趨勢(shì)。氣源的多元化,也將使中國(guó)天然氣進(jìn)口均價(jià)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
由于中國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視,全社會(huì)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)意識(shí)不斷提高,未來(lái)天然氣在一次能源中的比重將越來(lái)越大。中國(guó)天然氣市場(chǎng)的發(fā)展前景,具有以下幾種趨勢(shì)。
得益于天然氣產(chǎn)量以及儲(chǔ)量的高速雙增長(zhǎng),進(jìn)入 21世紀(jì),我國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)駛?cè)氚l(fā)展快車(chē)道,天然氣消費(fèi)量快速增長(zhǎng)。我國(guó)天然氣儲(chǔ)量占全球儲(chǔ)量的占比雖然不高,但隨著技術(shù)的進(jìn)步,尤其是頁(yè)巖氣技術(shù)的突破,儲(chǔ)量還是呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。只是近幾年探明儲(chǔ)量增長(zhǎng)率并不高,而且還有逐年下降的趨勢(shì),加大國(guó)內(nèi)天然氣資源的開(kāi)采,將有效緩解天然氣對(duì)外依存,對(duì)確保國(guó)家能源安全有一定的積極作用。產(chǎn)量和消費(fèi)的巨大缺口需要從加大我國(guó)天然氣開(kāi)采和擴(kuò)大天然氣進(jìn)口兩方面同時(shí)著手,雙管齊下將是解決我國(guó)天然氣儲(chǔ)量不足的有效途徑。
目前我國(guó)一次能源首選還是煤炭,天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)中的占比并不高。伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,天然氣作為清潔能源,其在一次能源消費(fèi)中的占比將穩(wěn)步提高。2019年全國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)如表1所示,其中煤炭消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的57.7%,比上年下降1.5%;天然氣、水電、核電、風(fēng)電等清潔能源消費(fèi)量占能源消費(fèi)總量的23.0%,比上年上升1.3%。
表1 2019年全國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu) %
表1中數(shù)據(jù)表明,天然氣消費(fèi)在各類(lèi)主要能源消費(fèi)中占比是最低的。因此為提高天然氣在主要能源消費(fèi)中的占比,進(jìn)口天然氣將依然占有重要的地位,未來(lái)我國(guó)對(duì)進(jìn)口天然氣依存度在短時(shí)間內(nèi)將不會(huì)下降。
中國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,能源保障必不可少,因此工業(yè)用天然氣的比重勢(shì)必加大。天然氣的應(yīng)用范圍也將逐步擴(kuò)大,主要可以應(yīng)用在發(fā)電、化工、家電、陶瓷、玻殼、工藝玻璃、金屬切割等領(lǐng)域。
天然氣用于發(fā)電的應(yīng)用實(shí)例逐年增多。過(guò)去 5年,中國(guó)天然氣消費(fèi)量年均增長(zhǎng)率為12%,其中工業(yè)用氣增速為 17%,而天然氣發(fā)電用氣增速則為18%。從國(guó)內(nèi)天然氣用氣結(jié)構(gòu)看,用于工業(yè)用氣的天然氣比重占63.5%,其中發(fā)電用氣占比達(dá)17.9%。天然氣作為燃料,有效降低了發(fā)電企業(yè)中燃煤的使用量,有利于緩解煤炭能源緊缺問(wèn)題,有利于降低環(huán)境污染,而且長(zhǎng)遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)效益明顯。因?yàn)樘烊粴獍l(fā)電的單位裝機(jī)容量所需投資較少、建設(shè)工期短、符合清潔環(huán)保和低污染的要求,且具有能源利用率高、可熱電聯(lián)產(chǎn)等不言而喻的顯著優(yōu)勢(shì)。
以下以上海H公司天然氣發(fā)電的實(shí)踐為例,分析發(fā)電企業(yè)中天然氣需求量的快速增長(zhǎng)。
4.3.1 上海H公司天然氣發(fā)電實(shí)例
H公司的燃料價(jià)格為2.45元/m3(含稅價(jià),以下涉及價(jià)格的,均指含稅價(jià))。由于上海燃?xì)怆姀S大部分機(jī)組承擔(dān)電力調(diào)峰功能,為體現(xiàn)天然氣發(fā)電對(duì)電網(wǎng)的備用和調(diào)峰價(jià)值,解決燃?xì)怆姀S合理發(fā)展和生存問(wèn)題,上海電網(wǎng)實(shí)行了天然氣發(fā)電兩部制電價(jià)。兩部制電價(jià)即分為容量電價(jià)和電量電價(jià):容量電價(jià)通過(guò)發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)可用容量獲得,機(jī)組的備用和調(diào)峰價(jià)值通過(guò)可用容量體現(xiàn);電量電價(jià)通過(guò)發(fā)電上網(wǎng)獲得。
自2019年9月1日起,上海市發(fā)展和改革委員會(huì)為了實(shí)現(xiàn)本市天然氣發(fā)電價(jià)格的調(diào)整,下發(fā)了《關(guān)于優(yōu)化調(diào)整本市天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制有關(guān)事項(xiàng)的通知》。通知中明確要求下調(diào)現(xiàn)役運(yùn)行的天然氣調(diào)峰和熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組的容量電價(jià),騰出電價(jià)空間滿足新上機(jī)組的上網(wǎng)電價(jià)需求,即從2019年9月1日至2020年8月31日,H公司機(jī)組容量電價(jià)和電量電價(jià)在現(xiàn)執(zhí)行電價(jià)基礎(chǔ)上,分別下調(diào)3.62元/(kW·月)和 0.009 1元/(kW·h)。2020年 9月1日起,H公司機(jī)組容量電價(jià)和電量電價(jià)分別按照37.01元/(kW·月)和 0.480 2元/(kW·h)執(zhí)行。
燃機(jī)發(fā)電與煤機(jī)發(fā)電能耗和環(huán)保排放指標(biāo)對(duì)照見(jiàn)表2。
表2 燃機(jī)發(fā)電與煤機(jī)發(fā)電能耗和環(huán)保排放指標(biāo)對(duì)照
從表2可以看出,1臺(tái)F級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組與當(dāng)今世界先進(jìn)的超超臨界百萬(wàn)kW燃煤機(jī)組相比,機(jī)組熱耗可減少1 335 kJ/(kW·h),效率可提高14%以上,每發(fā)1 kW·h可節(jié)約標(biāo)煤約50 g。可見(jiàn)天然氣發(fā)電能源利用效率明顯高于燃煤機(jī)組。此外,天然氣發(fā)電機(jī)組運(yùn)行期間,其大氣污染物排放速率小,年排放總量與百萬(wàn)kW燃煤機(jī)組超凈排放改造后的數(shù)據(jù)相比,總量還要小。
應(yīng)用天然氣作為燃料氣,H天然氣發(fā)電公司2017-2019年的經(jīng)營(yíng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),如表3所示。
表3 H公司2017-2019年技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
4.3.2 國(guó)內(nèi)天然氣發(fā)電項(xiàng)目發(fā)展的建議
結(jié)合上海H公司天然氣發(fā)電項(xiàng)目籌建投產(chǎn)、商業(yè)運(yùn)營(yíng)以來(lái)的實(shí)際情況,對(duì)國(guó)內(nèi)同行企業(yè)今后天然氣發(fā)電的能源建設(shè)項(xiàng)目提出以下幾點(diǎn)建議:
(1)要根據(jù)本地資源狀況和國(guó)際能源形勢(shì),及時(shí)調(diào)整天然氣發(fā)電市場(chǎng)定位。
(2)需制訂與我國(guó)實(shí)際情況相符的天然氣電廠運(yùn)營(yíng)政策機(jī)制。
(3)完善天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)機(jī)制。
(4)爭(zhēng)取合理的天然氣用氣價(jià)格。
(5)努力增加天然氣電廠規(guī)避經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的途徑。
2017年7月,國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局等十三個(gè)部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》,明確了逐步把天然氣培育成為我國(guó)主體能源之一的戰(zhàn)略定位。天然氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃中明確提出了力爭(zhēng)2020年、2030年天然氣占一次能源消費(fèi)比重分別達(dá)到10%和15%的目標(biāo)。
2018年我國(guó)城市人工煤氣供氣總量44.1億m3,天然氣供氣總量1 271.7億m3,液化石油氣供氣總量1 178.8萬(wàn)t,分別比上年減少6.5%、增長(zhǎng)12.6%、增長(zhǎng)3.8%,天然氣對(duì)于液化石油氣和人工煤氣的替代加速。2019年我國(guó)城市人工煤氣供氣總量降至37.5億m3,天然氣供氣總量超過(guò)1 300億m3。2020年我國(guó)城市人工煤氣將降至33億m3,天然氣供氣總量將繼續(xù)上漲。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,天然氣作為一種極具發(fā)展前途的清潔能源,具有長(zhǎng)期投資和向好的投資方向。在當(dāng)前國(guó)家堅(jiān)持綠色發(fā)展、生態(tài)發(fā)展的背景下,天然氣在各類(lèi)領(lǐng)域中的應(yīng)用前景廣泛,特別是在工業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用大有可為。政府應(yīng)及時(shí)出臺(tái)配套的相關(guān)政策,給予有力的扶持。