【石油觀察】電力:天然氣產業發展的大方向

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2014-06-25    

 

天然氣發電具有能量轉化效率高、污染物排放小、投資相對較低、建廠周期短、占地面積小、機組啟停用時短等特點。在國外天然氣發電已得到長足的發展,目前美國天然氣發電裝機容量在總裝機容量中的比重為39.4%,日本為29%;我國天然氣發電由于我國資源稟賦問題,起步晚,裝機占總裝機容量的比例僅在3%左右。目前我國已進入天然氣高速發展期,而天然氣發電作為天然氣主要利用方向勢必也會隨著天然氣的發展而發展。
  1、國外天然氣發電經驗
  1.1 世界電力發展形勢
  從1970~1990年的20年間,發達國家通過發展煤、天然氣以及水電完成了自身的電力發展。核電工業從70~80年代中期曾有著穩定的增長,但在1985年的“切爾諾貝利事故”之后開始明顯衰落,從1990~2000年,全球電力工業開始轉型。由于發達國家電力需求增長放緩,鼓勵電力市場自由化,放松了使用天然氣發電的限制,天然氣發電迎來了大發展階段。
  發展中國家(尤其是亞洲)在90年代迎來經濟大發展,同時帶來了新一波的電力需求增長。大部分東南亞國家效仿美國和歐洲,取消了對電力行業的管制,這個時期大部分國家的新建電站都是天然氣電,而由于自身資源稟賦的特殊性,中國選擇了集中發展煤電。除中國外,全球電力市場從90年代末開始進入天然氣發電時代。
  1.2 世界天然氣發電發展模式
  目前世界上天然氣發電發展較為成熟的模式,有以美國為例的歐美模式和以日本為例的日韓模式。
  1.2.1 美國天然氣發電發展模式
  美國是世界上天然氣行業發展最成熟的國家之一,天然氣發電起步早,發展較為充分,目前天然氣發電裝機占總裝機的40%左右。在發展過程中,美國天然氣發電裝機容量不斷上升,天然氣發電量占總發電的比例也不斷上升,近二十年中,天然氣發電量占比從13%增長到25%,發電用天然氣占天然氣消費量的比例達到31%。
  根據EIA 的預測,到2040年美國天然氣發電將占總發電量的30%。
  美國天然氣發電經歷了兩個發展階段,目前的天然氣產業的制度、管網系統和基礎設施最為完善。
  在天然氣市場發展初期,美國已經積累了比較健全的煤氣管網,天然氣主要用于民用和商業。
    在天然氣市場快速發展期,天然氣發電呈漸進式發展,發電用氣占天然氣總消費量的比例從1935年的9%提高到1972年的18%。
  基于第一次石油危機的沖擊和對尋找替代石油燃料的迫切,美國政府1978年頒布了《發電廠和工業燃料使用法案》,禁止公用電力公司使用天然氣發電。
  隨著天然氣探明儲量增加,以及天然氣發電的環保優勢,1987年美國政府解除發電使用天然氣的限制,天然氣發電進入第二個快速發展階段,1998年超過居民用氣,目前發電用氣占天然氣總消費量的比例已超過30%。
  1.2.2 日本天然氣發電發展模式
  日本電力基荷主要有核電和煤電,天然氣發電承擔腰荷和峰荷,特別是對日調峰起到至關重要作用。目前日本天然氣發電裝機容量占總裝機容量的比例為29%左右。自1973年世界石油危機之后日本逐步減少了石油發電,增加了天然氣發電及核電,至2011年日本大地震前形成了天然氣發電、煤電及核電的三足鼎立之勢。
  2011年大地震之后出現了核電安全問題,2012年日本政府關閉了核電機組,天然氣發電的發電量和發電比例相應增長。2010年日本用于發電的天然氣占總天然氣消費量的比例高達63%,在核電安全事故出現后,用于發電的天然氣進一步增加,2012年用于發電天然氣占總量的75%左右。
  相較于美國在使用天然氣初期已經有了煤氣管道基礎設施,民用商業用氣市場也比較成熟,日本在引進天然氣初期,管網系統不發達,民用和商業用戶需求有限,主要為天然氣發電來支撐大型的天然氣引進項目,特別是在引進天然氣的最初幾年,LNG長期照付不議合同靠天然氣發電支撐,發電用氣在全國天然氣消費中的比例較高,后續隨著民用商業用氣市場的開發,基礎管道的建設,民用氣和商業用氣增加、所占比例逐步升高,發電用氣則一直保持平穩。
  1.3 國外天然氣發電經驗對我國的啟示
  1.3.1 天然氣發電是推動天然氣市場的重要力量
  天然氣發電是天然氣消費市場的主要組成部分。目前北美及歐洲發達國家用于發電的天然氣占天然氣總消費比例大多在30%以上,縱觀這些國家天然氣行業發展歷程,天然氣發電是推動天然氣消費增長的重要因素,在天然氣市場快速發展階段,發電用氣跟民用燃氣一致保持增長,在天然氣市場進入成熟期后,民用氣和商業用氣發展平穩,天然氣消費增長主要靠發電拉動。
   在天然氣產業發展過程中,無論天然氣基礎管網建設程度如何,天然氣發電均是天然氣市場中不可或缺的一部分,天然氣發電的發展有效地促進和保障了天然氣市場的發展。

  1.3.2 政策對天然氣發電產業發展的作用

  天然氣發電的發展快慢與政府政策不無關系,在天然氣發電發展進程中歐美國家在政策上均有干預。

  美國政府1978年頒布了《發電廠和工業燃料使用法案》,禁止公用電力公司使用天然氣發電,后又放松了對天然氣發電的限制,天然氣發電得到了快速發展。

  歐盟(時為歐共體)1975年發布指令限制天然氣用于發電,該項指令于1991年被取消,此后天然氣發電迅速增加。

  目前歐美國家天然氣發電主要受市場因素影響,而日本由于自身資源稟賦問題,一直保持對天然氣發電的支持,政府采取包括直接投資、優惠貸款和減免稅費在內的各種政策措施支持鼓勵天然氣發電,使天然氣發電從無到有,得到極大發展。

  2、我國天然氣發電發展趨勢

  2.1 我國已進入天然氣發電發展黃金期

  無論從氣源保障上還是在需求上以及政策環境上均具備了一定的條件,天然氣發電進入發展機遇期。

  2.1.1 氣源條件已逐漸成熟

  與美國天然氣行業發展階段相比,可大致判斷我國天然氣行業在2030年以前為快速發展階段,此后將進入成熟階段。

  近10年內,我國的天然氣供應量迅速增加,為發展天然氣發電提供了氣源條件。隨著“西氣東輸”、“西氣東輸二線”、“川氣東送”的建成通氣,和福建、廣東、上海、大連、江蘇、浙江等地LNG接收站的運營,再加上“海氣登陸”,在我國沿海地區形成了國產氣、進口氣;常規氣、非常規氣;氣態氣、液化氣等多類氣源并存的多元化新格局。

  根據《天然氣發展“十二五”規劃》,預計2015年我國天然氣供應能力為2695億m3。根據國外發展經驗,天然氣發電占天然氣消費量的比例在30%以上,我國目前發電用天然氣占比為20%,根據我國天然氣供應情況,有539億m3天然氣可用于發電,可滿足6500~7000萬kW發電裝機容量。我國目前天然氣發電裝機在 3000萬kW左右,發展潛力高達3750萬kW左右。

  2.1.2 政策環境

    中國電力聯合會發布的《電力工業“十二五”規劃研究報告》認為我國天然氣(包括煤層氣等)發電要實行大中小相結合;結合引進國外管道天然氣和液化天然氣接收地區規劃建設大型燃氣機組,主要解決核電、風電、水電季節性電能對電網的調峰壓力。

  2012年10月14日國家發展和改革委員會發布了《天然氣利用政策》,在在政策中明確約定天然氣熱電聯產作為優先類發展,且在非大型煤炭基地所在地區天然氣發電作為允許類發展。

  天然氣發電作為目前最為現實的清潔能源,越來越受地方政府的關注,在部分經濟發達地區,如北京、上海、深圳已經在能源發展規劃中明確加大發展天然氣發電。

  在國家或行業政策上,定位了我國天然氣發的地位——主要用于電網調峰,具體發展上支持天然氣發電特別是天然氣熱電聯產項目,利于天然氣發的發展。而經濟發達地區和城市已意識到天然氣發電符合能源、經濟發展趨勢,并提出了天然氣發電的具體規劃。

  2.1.3 天然氣發電需求日益加大

  我國部分地區經濟發展程度較高,但節能減排的壓力也越來越大,經濟發展與環境保護的矛盾日益突出,特別是今年伊始北京連續的霧霾天氣更是引發了人們對環保的重視。天然氣發電具有較高的能量轉化效率、污染物排放小的特點。天然氣發電的CO2排放量約為燃煤電廠的38.5%,NOx排放量則不到燃煤電廠的20%,灰、渣排放為零,節能減排效果明顯。

  電網的調峰安全要求發展天然氣發電。隨著經濟發展,我國部分城市“兩高一低”(峰谷差高、季節差高、負荷率低)的國際大都市用電負荷特征更加明顯,電網調峰矛盾將十分突出。而天然氣發電機組具有啟停用時短等特點,適用于電網調峰。

  另外,隨著電力系統容量的不斷擴大,全國聯網的推進,新能源開發力度的加大,電網的安全性和靈活性將變得尤為重要,天然氣發電機組的特性則能保證電網的安全性和靈活性。

  天然氣發電裝機潛力大。就發展現狀來看,目前世界上發達國家天然氣發電已經得到了長期的發展,天然氣發電裝機也在總裝機容量中占據了較為合理的比例,其中美國為39.3%、日本為29%、英國為34.1%、韓國為26.6%,而我國僅在3%左右,說明我國天然氣發電發展與發達國家相比還存在相當大的差距,我國天然氣發電裝機還有很大的發展潛力。

  筆者對未來我國天然氣發電裝機進行情景分析,在低和高情景模式下到2015年我國天然氣發電裝機分別達到5000萬kW和6000萬kW。

  結合我國天然氣供應情況,到2015年我國天然氣發電裝機應達到6000萬kW左右,根據國外燃氣發電經驗和天然氣發電在我國的定位,我國天然氣發電在經濟發展到一定程度的地區和氣源豐富的地區發展,主要有“長三角”、“珠三角”、“環渤海”地區和新疆天然氣產地、四川天然氣產地等地區發展。

  2.2 我國天然氣發展發電存在的問題

  2.2.1 上網電價問題

  在我國天然氣發電上網電價定價機制尚未統一,天然氣價格—發電成本—上網電價之間的關系尚未理順。目前已投運的燃氣機組氣源不同氣價各異,上網電價也各省自定,在各省內也基本是“一機組一價”。原因為發電用氣價格主要由政府以“成本加成”方法進行管控,價格不統一,未能體現天然氣發電用的市場價值。

  而我國發電裝機以煤電為基礎,發電機組上網電價也以煤電為標桿,未能體現燃氣機組的環保以及調峰特性,造成大多數機組經濟競爭力不強,目前各地對燃氣發電多采取補貼的方式來彌補天然氣發電的虧損。

  2.2.2 天然氣價格改革與電力價格改革的矛盾

  天然氣發電跨天然氣和電力兩個產業,而這兩個產業均有發展特性,都關系到國計民生。就價格改革而言,2002年國務院確定的電力體制改革方案明確了“打破壟斷,引入競爭,形成區域競爭電價市場”的電力改革目標,且確定了電力改革的四個步驟——“廠網分開、主輔分離、輸配分開、競價上網”,競價上網成了電價市場化的重要環節;在天然氣價格改革上,2011 年底國家發改委公布了《關于在廣東省、廣西自治區開展天然氣價格形成機制改革試點的通知》,兩廣地區的天然氣定價方法將按照“市場凈回值”方法定價,天然氣價格改革的目的是政府放開天然氣出廠價格,價格最終由市場競爭形成。

  從試點的改革效果來看,天然氣價格呈現出上升趨勢,這將更加削弱天然氣發電的競爭力。而天然氣發電作為天然氣市場不可或缺的部分,怎樣在價格確定中體現發電的特性以及環保價值成了影響天然氣發電競爭力的重要因素。

  3、結論和建議

  天然氣發電清潔高效的優勢,符合我國節能減排及產業結構調整的發展方向,我國天然氣產業發展速度迅猛,為天然氣發電提供氣源保障,根據國外發展經驗以及天然氣發電在我國的定位和作用,預測到2015年我國天然氣發電裝機容量將可能達到6000萬kW左右,我國天然氣發電或已進入黃金機遇期。

  由于目前天然氣發電上網電價尚未統一,還是以“一機組一價”的方式運行,且在上網電價中未體現燃氣發電的調峰和環保作用。

  建議理順天然氣、天然氣發電、電網以及環境的關系,體現其調峰作用和環保價值。在上網電價為基礎上增加“調峰輔助電價”和“環保補償電價”,或者實施“兩步制電價”較少發電小時對發電機組收益的影響。

  建議各地方加強對天然氣發電的中長期規劃,為天然氣發電預留發展空間;加大對天然氣發電的政策引導,為天然氣發電提供良好的發展環境;在財政上給予補貼支持。

  電力企業與天然氣企業加強溝通協調,為天然氣發電提供氣源保障和技術力量,有效推動天然氣發電的發展。(其他作者為黃輝)

 

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