我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潛力、挑戰(zhàn)與推進(jìn)措施

郭華璋 羅歆堯 張紅梅

（1.中鐵國(guó)際集團(tuán)有限公司，北京，10020；2.重慶天然氣管道有限公司，重慶 渝北區(qū) 410020；3.四川川港燃?xì)庥邢挢?zé)任公司，四川 成都 610017）

0 前言

眾所周知，天然氣發(fā)電具有清潔性、高效性、低碳性、靈活性等方面的突出優(yōu)勢(shì)，發(fā)展氣電對(duì)于改善大氣環(huán)境質(zhì)量、積極應(yīng)對(duì)氣候變化、促進(jìn)天然氣能源有效利用和發(fā)展、保障電力系統(tǒng)能源平穩(wěn)供應(yīng)，具有重要的意義。但是，天然氣發(fā)電存在設(shè)備投入和維護(hù)成本較高，燃料供應(yīng)價(jià)格和輸量波動(dòng)，燃機(jī)關(guān)鍵技術(shù)被國(guó)外屏蔽，投資回報(bào)不穩(wěn)定等特點(diǎn)，如果國(guó)家相關(guān)政策扶持力度不夠，對(duì)原料價(jià)格和入網(wǎng)價(jià)格不綜合考慮氣電能源對(duì)電力調(diào)峰和減少碳排放的貢獻(xiàn)成本，氣電的優(yōu)勢(shì)就不能充分體現(xiàn)，也會(huì)影響企業(yè)的投資積極性。從能源結(jié)構(gòu)、供需關(guān)系、氣電特性、裝機(jī)動(dòng)態(tài)、價(jià)格政策、關(guān)鍵技術(shù)等方面，探討了我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展中存在的問(wèn)題和面臨的挑戰(zhàn)，提出我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的途徑和建議。

1 我國(guó)氣電工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

2005 年以前，我國(guó)天然氣產(chǎn)量供不應(yīng)求，燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)比較落后。2006 年以后，開(kāi)始進(jìn)口天然氣，隨著我國(guó)天然氣儲(chǔ)量和生產(chǎn)能力不斷提高，以及環(huán)境保護(hù)對(duì)綜合碳排放量提出越加嚴(yán)格的要求，國(guó)家逐步出臺(tái)了一些政策，以支持氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展。部分央企和地方企業(yè)陸續(xù)進(jìn)入氣電產(chǎn)業(yè)，截止到2019 年底，各企業(yè)在全國(guó)總裝機(jī)量的占比如圖1 所示［1］。其中，中國(guó)華電集團(tuán)有限公司和中國(guó)華能集團(tuán)有限公司裝機(jī)規(guī)模最大，分別占?xì)怆娍傃b機(jī)容量的16.7%和11.5%。中國(guó)海油依托海上天然氣產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)，擁有846×104kW 的裝機(jī)量，占?xì)怆娍傃b機(jī)容量的9.4%。此外，北京能源集團(tuán)有限責(zé)任公司、廣東省粵電集團(tuán)有限公司、浙江能源集團(tuán)有限公司和深圳能源集團(tuán)股份有限公司等地方發(fā)電集團(tuán)的氣電總裝機(jī)容量已達(dá)1 629 104 kW，分別占全國(guó)總裝機(jī)量的5.6%、5.2%、4.5%、2.8%。構(gòu)成了當(dāng)前以央企為主導(dǎo)，地方發(fā)電企業(yè)積極參與的多元化格局。

圖1 央企和地方企業(yè)在全國(guó)總氣電裝機(jī)中的占比

從2010 年至今，我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，氣電裝機(jī)容量增長(zhǎng)了240%。氣電在火電裝機(jī)中占比由2010 年的4.1%增長(zhǎng)到2019 年的8.7%（圖2）。由于光伏發(fā)電和風(fēng)電快速發(fā)展，發(fā)電總裝機(jī)量年年攀升，氣電在總裝機(jī)容量中的占比走勢(shì)平穩(wěn)，近六年維持在4.2%～4.5%。

圖2 氣電裝機(jī)量占比逐年變化圖

由此可知，在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和低碳轉(zhuǎn)型中，氣電作為清潔能源得到持續(xù)的發(fā)展。2020 年和2021年的突出成績(jī)?nèi)缦拢?/p>

近年我國(guó)自主研發(fā)重型燃?xì)廨啓C(jī)取得突破性進(jìn)展。2020 年9 月，東方電氣集團(tuán)自主研發(fā)的F 級(jí)50 MW 重型燃?xì)廨啓C(jī)試運(yùn)行成功［2］。同年12 月，中國(guó)聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)有限公司完成了300 MW F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的初步設(shè)計(jì)，并計(jì)劃在2023 年前完成整機(jī)制造和試驗(yàn)。同時(shí)該公司還在去年底，完成了400 MW G／H 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的主體部件概念設(shè)計(jì)［3］。

2021年3月，中國(guó)海油在珠江的首個(gè)智慧電廠(chǎng)試點(diǎn)項(xiàng)目啟動(dòng)。它的優(yōu)勢(shì)是：通過(guò)信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全廠(chǎng)范圍各控制系統(tǒng)、控制設(shè)備的信息共享、可視化共享。綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的智能優(yōu)化控制，智能決策支持，最終實(shí)現(xiàn)氣電廠(chǎng)全生命周期的企業(yè)資產(chǎn)最佳調(diào)配，生產(chǎn)質(zhì)量最優(yōu)控制，實(shí)現(xiàn)企業(yè)利益與社會(huì)效益最大化。智能電廠(chǎng)是氣電行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，是大數(shù)據(jù)的實(shí)踐典范。

2021 年1 月18 日，東莞深能樟洋擴(kuò)建項(xiàng)目試車(chē)完成，我國(guó)氣電裝機(jī)容量突破1×108kW（“十三五”目標(biāo)計(jì)劃是1.1×108kW），氣電裝機(jī)在我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量中占比達(dá)到約4.5%。

截止到2021 年6 月，我國(guó)又落地、完工、啟動(dòng)了29 個(gè)氣電項(xiàng)目，其中四川省4 項(xiàng)（潼南市、遂寧市、成都市高新西區(qū)、大邑縣），江蘇省5項(xiàng)（鎮(zhèn)江市2 項(xiàng)，蘇州開(kāi)發(fā)區(qū)、漂水縣、清遠(yuǎn)市），海南省4 項(xiàng)（萬(wàn)寧市、洋浦經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)、?？谑?項(xiàng)），山東省2項(xiàng)（泰安市、臨沂市），廣東省11項(xiàng)（廣州東區(qū)、中堂鎮(zhèn)、東江、開(kāi)發(fā)東區(qū)、珠江市、樟洋村、鼎湖區(qū)、惠州市、江門(mén)市、搏羅縣、茂名市、汕尾市），哈爾濱市1項(xiàng)（新區(qū)），湖南省1項(xiàng)（樊城區(qū)），重慶市1項(xiàng)（兩江）。從趨勢(shì)看，新項(xiàng)目主要集中在珠三角、長(zhǎng)江三角州、海南省和京津魯?shù)貐^(qū)，西南和東北地區(qū)有進(jìn)展。燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)新項(xiàng)目落地完成的較多，共有22 項(xiàng)，分布如上各省份。而燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)熱電冷三聯(lián)供項(xiàng)目?jī)H有2項(xiàng)，分布在廣東省江門(mén)市和廣州開(kāi)發(fā)東區(qū)。

4）近年來(lái)江蘇省、福建省、上海市、廣東省等省市采取市場(chǎng)氣電價(jià)格的輔助服務(wù)機(jī)制，扶持氣電廠(chǎng)家的生產(chǎn)積極性，取得一些經(jīng)驗(yàn)。江蘇省以低價(jià)天然氣補(bǔ)貼氣電成本。上海市對(duì)調(diào)峰發(fā)電機(jī)組和天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組實(shí)行不同的電價(jià)；對(duì)天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，根據(jù)利用小時(shí)數(shù)進(jìn)行價(jià)格核算。福建省針對(duì)各個(gè)電廠(chǎng)區(qū)別定價(jià)，并建立終端用戶(hù)與銷(xiāo)售價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制，當(dāng)氣源價(jià)格調(diào)整時(shí)，電價(jià)也相應(yīng)調(diào)整；各城市燃?xì)夤驹诓贿`背相關(guān)合約的前提下，可自由選擇上游氣源，可結(jié)合不同月份的用氣需求與上游供氣企業(yè)簽訂全年供氣合同，使氣電廠(chǎng)盈利基本有保障。廣東省為緩和供電緊張，2021年6月1日對(duì)氣電不再設(shè)置限定年利用小時(shí)數(shù)，統(tǒng)一按照各類(lèi)機(jī)組的上網(wǎng)價(jià)格執(zhí)行（0.605～0.64 元／kW·h），氣電價(jià)格獲量漲幅0.14～0.17元／kW·h。市場(chǎng)價(jià)格的輔助服務(wù)機(jī)制，一定程度上緩解了氣電行業(yè)面臨的生存壓力，同時(shí)也減輕了當(dāng)?shù)卣呢?cái)政負(fù)擔(dān)。今年4月北京市啟動(dòng)燃?xì)怆姀S(chǎng)成本調(diào)查，調(diào)查完畢后將對(duì)燃?xì)怆姀S(chǎng)價(jià)格決策、降本增效提供支撐。

5）在“十四五”即將出臺(tái)之際，一些省份提案，積極穩(wěn)妥發(fā)展光伏、風(fēng)電、生物能等可再生能源。推進(jìn)地?zé)?、余熱、燃?xì)馊?lián)供，拓展清潔能源供熱、制冷等產(chǎn)業(yè)，減少煤炭熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目。例如，浙江省政府提出，完善氣電協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制、增加氣電發(fā)電小時(shí)數(shù)，適時(shí)調(diào)整天然氣發(fā)電價(jià)格，支持氣電參加天然氣代輸試點(diǎn)，逐步完成上下游直接交易。在新建LNG 接收站周邊，鼓勵(lì)配套高效的氣電項(xiàng)目。支持氣電企業(yè)直購(gòu)海外氣源?！笆濉笔展俸汀笆奈濉遍_(kāi)端之年，在2030 年“碳達(dá)峰”，2060 年“碳中和”宏偉目標(biāo)指引下，我國(guó)的氣電產(chǎn)業(yè)得到持續(xù)發(fā)展。

但是，回顧我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，相對(duì)于國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家的水平尚存差距。近50 年氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展得最快的是美國(guó)，成功開(kāi)發(fā)頁(yè)巖氣助力了該國(guó)燃?xì)獍l(fā)電的快速增長(zhǎng)。2019 年美國(guó)的燃?xì)獍l(fā)電量占全球燃?xì)獍l(fā)電量的27%，占全球發(fā)電總量6.2%，位居第一。自2007年以來(lái)，美國(guó)電力產(chǎn)業(yè)在保持總發(fā)電量穩(wěn)定的情況下，二氧化碳排放量下降了約三分之一。俄羅斯具有豐富的天然氣資源，氣電產(chǎn)業(yè)位居第二，占全球天然氣發(fā)電總量的8.2%。日本利用液化天然氣助力天然氣發(fā)電，位居第三，占全球天然氣發(fā)電總量的5.75%。中國(guó)在2016 年進(jìn)入全球第七，2019年進(jìn)入世界第4位，天然氣發(fā)電量占全球天然氣發(fā)電總量的3.78%［4］（表1）。

表1 世界各國(guó)燃?xì)獍l(fā)電量基本情況統(tǒng)計(jì)表 單位：kW·h

2 天然氣發(fā)電在工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用

2.1 氣電是相對(duì)清潔的火電電源，對(duì)減少碳排放具有重要作用

煤電是火電產(chǎn)業(yè)的排放大戶(hù)，煤電通過(guò)技術(shù)改造即使達(dá)到了政府超低排放要求（煙塵、二氧化硫、氮氧化物等排放濃度分別不超過(guò)5 mg／m3、35 mg／m3、50 mg／m3），它的排放指標(biāo)仍然高于氣電。據(jù)專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)，超低排放燃煤機(jī)組的平均煙塵排放濃度是燃?xì)鈾C(jī)組的1.8～2.4 倍，SO2排放濃度是燃?xì)鈾C(jī)組的7～19 倍［4］。另外，燃煤發(fā)電除排放常規(guī)的SO、NOX、CO 外，還會(huì)排放SO3等凝結(jié)顆粒，以及汞、鉛、砷、氟化物等重有害物質(zhì)。它的灰渣處理和廢水處理，對(duì)生態(tài)環(huán)境影響極大。據(jù)測(cè)算，煤電CO、灰渣以及CO2產(chǎn)生的環(huán)境成本為0.15元／（kW·h）。

天然氣發(fā)電主要生成二氧化碳和水，沒(méi)有粉塵和硫化物排放，沒(méi)有重金屬污染，會(huì)有少量NOX排放（空氣中的氮?dú)馊紵纬桑Ｈ绻細(xì)怆姀S(chǎng)經(jīng)過(guò)改造和加裝SCR 后，NOX排放水平可控制在15 mg／m3以下，達(dá)到超低排放。燃?xì)怆姀S(chǎng)水耗率指標(biāo)通常低于燃煤電廠(chǎng)，僅為燃煤電廠(chǎng)的約1／3，屬低耗能清潔火電能源。

根據(jù)全球碳地圖集中2019 年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，自2006 年我國(guó)CO2排放量超過(guò)美國(guó)，連續(xù)13 年成為全球最大的溫室氣體排放國(guó)。2019 年我國(guó)的煤炭發(fā)電量占全球煤炭發(fā)電量的50.2%。2019 年我國(guó)CO2排放量為101.75×108t，與美國(guó)、印度、俄羅斯和日本等4 國(guó)的CO2排放量之和相當(dāng)。我國(guó)CO2排放量與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有較高的匹配度，上世紀(jì)90 年代排放量平穩(wěn)增加，2000至2013年排放量快速增加，2015年后排放量逐漸趨穩(wěn)。2019 年我國(guó)電力行業(yè)耗煤量約22.9×108t，占煤炭消費(fèi)總量的58%左右，電力行業(yè)碳排放量約占我國(guó)碳排放總量的40%。

根據(jù)IPCC 發(fā)布的世界各種電源平均碳排放強(qiáng)度報(bào)告，氣電、油電、煤電的碳排放強(qiáng)度分別為469 g／kW、840 g／kW、1 001 g／kW。換言之，氣電的碳排量?jī)H是煤電的碳排量的50%。因此，增加氣電在我國(guó)火電中的裝機(jī)容量可以有效地降低火電產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的碳排放總量，有助于早日實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”。

2.2 能源結(jié)構(gòu)改革的任務(wù)是，發(fā)展天然氣工業(yè)，發(fā)展氣電

能源結(jié)構(gòu)改革就是打破舊的能源消費(fèi)模式，追求更為清潔環(huán)保，更有社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的能源消費(fèi)格局。隨著我國(guó)天然氣和頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)進(jìn)入成熟期，天然氣利用主體應(yīng)當(dāng)是發(fā)電。截止到2019 年，天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比僅為8.3%，與美國(guó)（31%）、英國(guó)（35%）、日本（22%）等發(fā)達(dá)國(guó)家相差甚遠(yuǎn)［6］，其中氣電用氣553.9×108m3（占比18.1%），低于全球平均水平（39%）。“十三五”期間，我國(guó)政府在《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》中提出，要把天然氣培育成現(xiàn)代清潔能源體系中的主體能源之一，力爭(zhēng)在2030 年讓天然氣在一次消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比達(dá)到15%。這是一個(gè)艱巨的任務(wù)，也是一場(chǎng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)的意識(shí)轉(zhuǎn)變和革命。

2.3 氣電成為可再生能源電力系統(tǒng)調(diào)峰的主力

近年來(lái)，我國(guó)的風(fēng)電、光伏電力發(fā)展較快，它們?cè)陔娏Y(jié)構(gòu)中的占比越來(lái)越大，具有隨機(jī)性、波動(dòng)性，間歇性的特性，對(duì)電力系統(tǒng)的靈活安全可控提出了更苛刻的要求。據(jù)專(zhuān)家測(cè)算，在電力系統(tǒng)中，靈活調(diào)峰電源至少要達(dá)到總裝機(jī)的10%～15%，才能夠消納高比例可再生能源的波動(dòng)變化。目前，我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰能力明顯不足，新能源消納技術(shù)和能力亟需提升。提升電源側(cè)跟隨可再生能源電力變化調(diào)峰調(diào)頻，具有快速調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)負(fù)荷的應(yīng)變能力，是承接高比例可再生能源平穩(wěn)運(yùn)行的必要條件。

燃?xì)廨啓C(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)燃料流量參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，它具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣、能力強(qiáng)、響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)單循環(huán)燃?xì)鈾C(jī)組的調(diào)峰能力可達(dá)100%，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的調(diào)峰能力可達(dá)70%～100%［7］，是理想的靈活性電源。燃?xì)怆娏Σ粌H可以對(duì)天然氣供應(yīng)電網(wǎng)進(jìn)行季節(jié)性調(diào)峰，而且還可以與化學(xué)儲(chǔ)能、抽水儲(chǔ)能、靈活性改造后的煤電共同配合，為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、系統(tǒng)備用和黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)。

我國(guó)抽水塔式蓄能具有交流發(fā)電、調(diào)峰、調(diào)頻，以及發(fā)電事故處理備用等多種功能，能快速準(zhǔn)確響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的快速變化，但塔式蓄能電站受站址資源的約束，一般總量和裝機(jī)容量都不高，有待于后期進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。煤電通過(guò)靈活性改造，也具備一定調(diào)峰能力，但性能不及燃機(jī)，如果深度調(diào)峰可能會(huì)影響機(jī)組運(yùn)行的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性。我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能正處于從項(xiàng)目示范向商業(yè)化初期過(guò)渡的階段，運(yùn)行成本不確定。研究報(bào)告指出，對(duì)于持續(xù)時(shí)間放電時(shí)間為4小時(shí)的電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）為150 美元／WWh，一旦調(diào)峰需求超過(guò)4小時(shí)，成本會(huì)大幅攀升。因此，截止當(dāng)前，僅有氣電的調(diào)峰能力最為強(qiáng)大、持久和靈活。

3 我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

我國(guó)的靈活調(diào)節(jié)電源占比低于6%，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足，影響電力平穩(wěn)運(yùn)行。特別是在可再生能源比較富集的東北、西北、華北北部等地區(qū)，在煤電裝機(jī)比重超過(guò)72%情況下，靈活調(diào)節(jié)電源占比約3%，調(diào)峰調(diào)頻能力低下。相比其他可再生能源比例較高的國(guó)家，有較大的差距，如西班牙、德國(guó)、美國(guó)的靈活調(diào)節(jié)電源占總裝機(jī)比例分別為34%、14%、49%，遠(yuǎn)高于我國(guó)的占比。

氣電發(fā)展分布不均，沿海較強(qiáng)，內(nèi)陸較弱的問(wèn)題，也是我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)目前存在的問(wèn)題。我國(guó)天然氣發(fā)電主要分布在長(zhǎng)三角、珠三角及京津、福建地區(qū)。例如：在珠三角地區(qū)，為配合中澳廣東LNG 一期項(xiàng)目新建燃?xì)怆姀S(chǎng)，為配合荔灣3-1氣田產(chǎn)量登陸和珠海LNG 項(xiàng)目而建設(shè)的燃?xì)怆姀S(chǎng)；在京津地區(qū)，為利用“陜京線(xiàn)”管道氣而建的燃?xì)怆姀S(chǎng)；長(zhǎng)三角地區(qū)，為江浙徽上海LNG 項(xiàng)目和西氣東輸而建設(shè)燃?xì)怆姀S(chǎng)。這些項(xiàng)目多采用9F 和9E 大型機(jī)組集中發(fā)電，占全國(guó)總裝機(jī)量的90%以上。而在我國(guó)天然氣資源和光伏、風(fēng)電較為豐富的西北、東北、華北北部、西南地區(qū)，氣電裝機(jī)容量較小，調(diào)峰調(diào)頻能力不足，電力運(yùn)行的安全性不高。

天然氣發(fā)電由于原料成本高，受到可再生能源和煤電的擠兌。目前我國(guó)用于氣電的原料天然氣定價(jià)在2.0～2.8 元／m3，按每度電耗天然氣0.2 m3計(jì)算，氣電燃料氣成本為0.40～0.56元／（kW·h），綜合發(fā)電成本為0.54～0.75元／（kW·h），與核電、水電、煤電、風(fēng)電、光伏電的綜合發(fā)電成本（＜0.26元、＜0.17 元、＜0.5 元、＜0.62、＜0.7／（kW·h））相比，氣電成本不具備優(yōu)勢(shì)，原料價(jià)格是影響氣電競(jìng)爭(zhēng)力的要原因。多地政府采取財(cái)政補(bǔ)貼和市場(chǎng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制來(lái)扶持氣電發(fā)展。但隨著氣電裝機(jī)規(guī)模的不斷提升，價(jià)格補(bǔ)貼逐步縮水，發(fā)展氣電面臨成本挑戰(zhàn)。

定價(jià)對(duì)氣電調(diào)峰調(diào)頻所付出的成本考慮不足。燃?xì)鈾C(jī)組為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻出力時(shí)會(huì)頻繁啟停，影響主機(jī)的性能和壽命，增加關(guān)鍵設(shè)備部件的維修頻率和次數(shù)。定價(jià)應(yīng)考慮燃?xì)鈾C(jī)組對(duì)調(diào)峰作做出的貢獻(xiàn)消耗，適當(dāng)提高氣電上網(wǎng)價(jià)格，并支持氣電裝機(jī)的利用小時(shí)數(shù)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)正在進(jìn)行改革，嘗試建立市場(chǎng)化的輔助服務(wù)機(jī)制，以化解成本與定價(jià)的矛盾。市場(chǎng)對(duì)提升氣電競(jìng)爭(zhēng)力充滿(mǎn)期待。

我國(guó)燃機(jī)技術(shù)不夠成熟，依靠外企購(gòu)置和運(yùn)維，費(fèi)用太高。目前我國(guó)在重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)能力、制造能力、試驗(yàn)?zāi)芰Α⒕S修技術(shù)等方面均還不夠成熟。在部件損壞或壽命到期時(shí)，依賴(lài)國(guó)外制造商來(lái)維修更換并支付高額費(fèi)用。熱通道部件的維修和更換周期、維修與更換評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)和工藝、維修技術(shù)和其它專(zhuān)業(yè)技術(shù)服務(wù)（如燃燒調(diào)整、控制系統(tǒng)及參數(shù)設(shè)定、維修等）均由國(guó)外制造商控制。我國(guó)需要加研發(fā)大力度來(lái)突破這些屏障。

對(duì)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要性認(rèn)識(shí)不足。眾所周知，天然氣發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電三聯(lián)供，既是天然氣高效利用的重要方式，也是我國(guó)改善能源結(jié)構(gòu)、減少大氣碳排放的有效手段。但是，氣電生產(chǎn)面臨著燃?xì)鈾C(jī)技術(shù)和原料價(jià)格的雙重挑戰(zhàn)。如果專(zhuān)家意見(jiàn)不統(tǒng)一，影響氣電產(chǎn)業(yè)的決策。

冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目拓展不足。近五年來(lái)，我國(guó)天然氣分布式能源項(xiàng)目快速發(fā)展，但能夠達(dá)到國(guó)家規(guī)定的冷熱電三聯(lián)供（綜合能源利用效率70%以上）的項(xiàng)目較少，影響綜合效益的發(fā)揮。

電力市場(chǎng)化改革需要深入。目前無(wú)論重型燃機(jī)還是分布式燃機(jī)仍是計(jì)劃運(yùn)營(yíng)模式，或由電網(wǎng)調(diào)度調(diào)峰、或按供熱量以熱定電運(yùn)行，盈利模式不夠清晰，導(dǎo)致天然氣調(diào)峰機(jī)組對(duì)電網(wǎng)和氣網(wǎng)的調(diào)度指令難以統(tǒng)籌兼顧，當(dāng)氣網(wǎng)需要調(diào)峰的時(shí)候，電網(wǎng)未必支持，電網(wǎng)需要頂峰的時(shí)候，氣網(wǎng)未必能夠支撐。

4 氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的途徑和建議

發(fā)展氣電產(chǎn)業(yè)，對(duì)于我國(guó)積極響應(yīng)《巴黎協(xié)定》（2016 年簽署的氣候變化協(xié)定），減少碳排放、促進(jìn)天然氣工業(yè)發(fā)展，提高我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)制造水平、提升電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻能力、促進(jìn)光伏風(fēng)能發(fā)電等可再生能源的發(fā)展，均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)專(zhuān)家測(cè)算，2060年我國(guó)要實(shí)現(xiàn)“碳中和”，在能源供應(yīng)側(cè)可再生能源占比應(yīng)達(dá)到80%或以上，需求側(cè)電動(dòng)化率應(yīng)達(dá)到80%或以上。目前我國(guó)天然氣呈多元化（天然氣、頁(yè)巖氣、煤層氣）并進(jìn)的供應(yīng)趨勢(shì)。2020年中國(guó)天然氣年產(chǎn)量達(dá)到1 888.5×108m3，較上年增長(zhǎng)9.8%；頁(yè)巖氣年產(chǎn)為200×108m3，較上年增長(zhǎng)39.3%。頁(yè)巖氣產(chǎn)量增加領(lǐng)引了中國(guó)天然氣自供能力增強(qiáng)，使得我國(guó)對(duì)外依存度下降。目前全球天然氣供應(yīng)相對(duì)寬松，我國(guó)管道天然氣進(jìn)口以及LNG 進(jìn)口渠道通暢［8］。充足的天然氣供應(yīng)可以為氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供原料保障。由此，提出如下建議：

將發(fā)展氣電作為中長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)。建議在“十四五”規(guī)劃中進(jìn)一步明確氣電的戰(zhàn)略定位，保持發(fā)展的定力和專(zhuān)注力，在長(zhǎng)三角地區(qū)，珠三角大灣區(qū)、京津冀魯?shù)戎攸c(diǎn)地區(qū)合理布局，有序發(fā)展，提高智能化管理水平。

開(kāi)發(fā)“三北”和西南地區(qū)氣電市場(chǎng)。我國(guó)西南、西北地區(qū)天然氣產(chǎn)量相對(duì)豐富，東北地區(qū)作為“中俄東線(xiàn)”過(guò)境省，天然氣資源和價(jià)格均有優(yōu)勢(shì)。西北、東北地區(qū)有大量可再生能源需要消納，調(diào)峰調(diào)頻的需求長(zhǎng)期存在，氣電發(fā)展具有成本優(yōu)勢(shì)，發(fā)展?jié)摿薮螅?］。

鼓勵(lì)氣電產(chǎn)業(yè)智能化，參與碳資產(chǎn)交易。分步實(shí)施國(guó)家“雙碳”目標(biāo)統(tǒng)一規(guī)劃，依靠科技進(jìn)步，適時(shí)加載CCUS技術(shù)，實(shí)施減污降碳改造，提高數(shù)字化、智能化、綠色化水平，并加強(qiáng)碳盤(pán)查，條件具備時(shí)參與碳資產(chǎn)交易，促進(jìn)節(jié)能減排，降低氣電企業(yè)的生產(chǎn)成本［10］。

穩(wěn)定燃?xì)獬杀?，保障天然氣供?yīng)。雖然2019 年以來(lái)全球主要天然氣市場(chǎng)的價(jià)格均呈下行趨勢(shì)，跨國(guó)管道運(yùn)營(yíng)資源充裕。但我們還需強(qiáng)化天然氣的供應(yīng)安全：要加大常規(guī)和非常規(guī)氣田（頁(yè)巖和煤層氣）的勘探開(kāi)發(fā)力度，提高探明儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量，增加天然氣產(chǎn)能；要構(gòu)建多渠道、多元化的燃?xì)膺M(jìn)口模式，降低進(jìn)口燃?xì)獾某杀?；要充分利用市?chǎng)化輔助服務(wù)機(jī)制，支持氣電廠(chǎng)家直購(gòu)天然氣，減少中間環(huán)節(jié)成本。

實(shí)施多能聯(lián)供的專(zhuān)項(xiàng)改造。因地制宜，實(shí)施多能聯(lián)供的專(zhuān)項(xiàng)改造，由單一發(fā)電向冷熱電氣水綜合供應(yīng)轉(zhuǎn)變，并實(shí)現(xiàn)熱力網(wǎng)源一體、源網(wǎng)荷儲(chǔ)聯(lián)動(dòng)，減少設(shè)備閑置，提高綜合能效。

提升燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)和制造水平。加大科研力度，尋找關(guān)鍵技術(shù)突破口，提升燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室、高溫透平葉片等關(guān)鍵熱部件的設(shè)計(jì)和制造能力，早日實(shí)現(xiàn)重型燃?xì)廨啓C(jī)的國(guó)產(chǎn)化。徹底擺脫國(guó)外商家對(duì)我國(guó)實(shí)行的技術(shù)屏蔽。

突破國(guó)外公司對(duì)燃機(jī)維修市場(chǎng)的壟斷。在政府主導(dǎo)下集中統(tǒng)一采購(gòu)燃機(jī)設(shè)備，在檢修維護(hù)談判和相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)讓方面加強(qiáng)開(kāi)拓，采購(gòu)一些備件備品，吸納燃?xì)廨啓C(jī)維修技術(shù)人才，消化吸收設(shè)備運(yùn)維、檢修的核心技術(shù)，優(yōu)化運(yùn)行，自主檢修，降低運(yùn)行成本。

制定反映氣電環(huán)保價(jià)值與調(diào)峰價(jià)值的電價(jià)和調(diào)度機(jī)制。其一，建議國(guó)家對(duì)氣電實(shí)行多元化的定價(jià)機(jī)制，充分考慮氣電對(duì)減少碳排放的貢獻(xiàn)、對(duì)調(diào)峰的貢獻(xiàn)所付出的生產(chǎn)成本。將氣電納入政府財(cái)政環(huán)保專(zhuān)項(xiàng)資金補(bǔ)貼范圍。其二，對(duì)“十四五”新增煤電裝機(jī)加征排污費(fèi)，限制其發(fā)展；其三，實(shí)行清潔電力優(yōu)先上網(wǎng)的扶持政策。設(shè)定氣電機(jī)組的盈虧邊界，提高氣電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)，以保證盈利，并攤薄成本［11-14］。

探索“氣電一體化經(jīng)營(yíng)“的聯(lián)合體模式。建立穩(wěn)健、靈活、科學(xué)的供氣供電商務(wù)模式，以保證氣電始終具有調(diào)峰的優(yōu)勢(shì)。建議國(guó)家將勘探開(kāi)發(fā)、集輸儲(chǔ)運(yùn)，氣電生產(chǎn)三大部門(mén)納為一體化管理，實(shí)行系統(tǒng)成本核算，系統(tǒng)資源供應(yīng)，系統(tǒng)資源交易。支持供氣企業(yè)參股燃機(jī)發(fā)電項(xiàng)目，分散市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，保障項(xiàng)目收益。

科學(xué)管理分布式發(fā)電項(xiàng)目。充分發(fā)揮分布式燃機(jī)規(guī)模小、布局靈活、運(yùn)營(yíng)高效的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域集群式管理、集中式調(diào)度、集約化運(yùn)營(yíng)，最大限度降低管理成本，提升項(xiàng)目綜合效益貢獻(xiàn)度。

開(kāi)展其他調(diào)峰電力實(shí)驗(yàn)。逐步發(fā)展電池儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目和抽水塔式蓄能項(xiàng)目，對(duì)電力調(diào)峰提供安全補(bǔ)充。利用儲(chǔ)能的多種模式靈活切換和控制優(yōu)勢(shì)，使儲(chǔ)能綜合效益和系統(tǒng)功能達(dá)到最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)安全、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)效益三方共贏。

拓展氣電在油氣開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。利用分布式燃機(jī)易于組合、功率密度高、布局靈活、啟動(dòng)快、易于搬遷等優(yōu)勢(shì)，利用井口（或當(dāng)?shù)兀庠?，為油氣井鉆井和壓裂提供靈活的集中持續(xù)式電力服務(wù)。①能夠?yàn)殂@井提供持續(xù)穩(wěn)定的電力服務(wù)；②通過(guò)持續(xù)大功率的電力供應(yīng)，使壓裂達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果，大幅提升油氣井產(chǎn)量；③提升氣電的應(yīng)用范圍和經(jīng)濟(jì)收益，降低鉆采和壓裂成本。這是近五十年美國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)、燃機(jī)制造業(yè)與油氣產(chǎn)業(yè)相依相存滾動(dòng)發(fā)展的成功經(jīng)驗(yàn)。

開(kāi)展對(duì)氣電廠(chǎng)的超低碳排放或凈零排放的研究。今年Net Power 公司計(jì)劃在美國(guó)建造兩座天然氣發(fā)電廠(chǎng)，通過(guò)特殊設(shè)計(jì)和加裝一些設(shè)備，能夠有效捕集碳排放，將其封存于地下，從而實(shí)現(xiàn)碳的凈零排放。這是美國(guó)對(duì)凈零碳排放氣電廠(chǎng)的首次嘗試。我國(guó)的氣電產(chǎn)業(yè)也應(yīng)當(dāng)有這方面的思路，通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，大膽嘗試，努力實(shí)現(xiàn)超低碳排放或凈零碳排放。

5 結(jié)束語(yǔ)

許多知名機(jī)構(gòu)作出預(yù)測(cè)：未來(lái)幾十年，可再生能源（太陽(yáng)能，風(fēng)能，海洋能、水能，生物能，地?zé)崮艿龋┖吞烊粴鈱⒊蔀闈M(mǎn)足全球能源需求增長(zhǎng)的最主要的能源。它們具有低碳化、多元化、分散化、經(jīng)濟(jì)化、全球化、數(shù)值化的重要特征，將陸續(xù)占領(lǐng)能源市場(chǎng)，推進(jìn)未來(lái)電力產(chǎn)業(yè)朝著更健康、更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)、更安全、更可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展。氣電產(chǎn)業(yè)是順應(yīng)綠色環(huán)?？沙掷m(xù)能源發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，它是本世紀(jì)唯一能夠得到持續(xù)發(fā)展應(yīng)用的化石能發(fā)電。氣電發(fā)展有助于我國(guó)將天然氣逐步培育成為現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一。氣電發(fā)展有利于推動(dòng)我國(guó)高端工業(yè)裝備的制造水平和創(chuàng)新發(fā)展。氣電發(fā)展有利于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)“2030 年達(dá)到碳排峰，2060 年達(dá)到到碳中和”的宏偉目標(biāo)。氣電發(fā)展有利于可再生能源發(fā)展和維護(hù)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。氣電發(fā)展支持國(guó)家的能源戰(zhàn)略決策和安全體系構(gòu)成。氣電發(fā)展，是推動(dòng)可再生能源發(fā)展的安全衛(wèi)士，任重而道遠(yuǎn)，但前途非常光明。