循環利用天然氣發電?澎湃新聞記者 楊漾【編者按】，今天小編就來說說關于循環利用天然氣發電?下面更多詳細答案一起來看看吧!

循環利用天然氣發電

澎湃新聞記者 楊漾

【編者按】

“氣價偏高、氣源時有中斷、政策不完善，是氣電發展面臨的三大問題。”國務院發展研究中心資源與環境政策研究所研究員郭焦鋒對澎湃新聞表示。

上述因素的存在，導緻中國的天然氣發電雖為低碳清潔能源，角色卻很尴尬，生存空間受到煤電和新能源的雙重擠壓。但在低碳轉型目标下，污染小、靈活性強的氣電不可缺席，它是銜接傳統能源與零碳新能源世界的橋梁。

氣電行業如何走出困境？澎湃新聞行業觀察與産業調查欄目“痛點”推出《“受氣”的天然氣發電》專題，通過采訪多方人士，剖析氣電發展瓶頸，呈現多重背景疊加之下天然氣發電的未來走勢。

自上世紀90年代以來，中國的天然氣發電産業經曆了近三十年持續發展。但時至今日，仍難以擺脫相對尴尬的角色：清潔低碳的氣電本質上屬于化石能源，發電成本競争不過煤電、又不如風電太陽能發電“零碳清潔”，其生存空間受到煤電和新能源的雙重擠壓。“一無名分二無地位”，雖是一句業内的玩笑話，但确是氣電的真實寫照。

随着國内能源電力工業的高速發展，中國的煤電、水電、風電、太陽能發電裝機容量均居世界第一，核電商運裝機容量世界第三、在建規模世界第一，清潔能源發電裝機占比提高到40%左右。相比之下，截至2020年底，國内氣電裝機容量9802萬千瓦，占發電總裝機的比重為4.45%，遠低于四分之一左右的全球平均水平。發電量占比僅為3.26%，也遠低于全球平均數23%。

在行業的官方統計口徑中，氣電被歸并在“火電”名下，沒有正式“名分”。與同為火電的煤電相比，氣電的碳排放水平約為煤電的50%，但全國燃機的平均發電小時數僅為煤機的七成不到。

在天然氣下遊的用氣規模上，氣電排在城市燃氣、工業燃料之後。橫看豎看，氣電就像是委屈的“受氣包”，長期蟄伏前行。雖然氣電裝機在“十三五”期間年均增長達到9.69%，但燃氣發電行業真正的“春天”，始終将至而未至。

受“氣”制約，氣電難以走上C位

氣價和氣源，是長期制約在中國天然氣發電産業的“瓶頸”，經濟性短闆使其低碳環保優勢和靈活性電源的價值受到抑制。“不是氣電人不争氣，而是受制于‘氣’。”一位氣電行業資深從業人士形象地吐槽說，要麼是氣源上氣不接下氣，要麼就是氣價貴得讓人背過氣去。

這導緻了國内天然氣發電企業虧損普遍。面對較高的燃料成本，多地政府采用财政補貼和兩部制電價等措施來解決。但随着氣電裝機規模擴大，成本疏導的壓力也越來越大。

“氣價偏高、氣源時有中斷、政策不完善，是氣電發展面臨的三大問題。”國務院發展研究中心資源與環境政策研究所研究員郭焦鋒對澎湃新聞分析稱，氣電行業存在三大“軟肋”，最根本的問題在于作為燃料的天然氣價格普遍過高，一般情況下燃氣電廠購買的到廠氣價在每立方米2.5元至3元之間，“這就導緻氣電機組要想保本，電價須達到0.6元/千瓦時左右，與水電、煤電、核電、風電、光伏發電相比，氣電在價格上缺乏競争性。”

中國石油集團規劃計劃部副總經濟師、中國石油學會石油經濟專委會秘書長朱興珊在2020年7月的一場線上會議上也曾算過一筆賬：在各地發電用氣價格為2.2-2.7元/立方米的氣價水平下，我國典型地區燃氣電廠發電成本約為0.56-0.58元/千瓦時，其中，燃料成本占比約70%-75%。氣電的成本，介于光伏發電和生物質發電、海上風電之間。

氣價之高推漲氣電價格，氣電機組的上網電價水平長期處于高位。這決定了氣電在電力市場競争中缺乏與其他傳統電源同場競賽的底氣。随着“十四五”風電、光伏全面進入平價、競價時代，來自電力市場的競争壓力将與日俱增：可再生能源沒有碳排放，且邊際成本趨近于零，在電力市場最具優勢。

除了難以承受的氣價之痛，氣源的穩定性也影響着天然氣發電的效率。郭焦鋒表示，燃氣發電需要大量連續穩定的天然氣供應，但在少數企業的壟斷下，近年來燃氣電廠在天然氣供應緊張時經常成為短供甚至斷供的最主要對象，影響其正常運營和市場的投資積極性。

另據了解，由于電廠用氣在天然氣分配次序相對偏後，尤其是冬季重點保民用氣為主的時段，一些機組連正常保養用氣也很難得到保證。

政策方面，郭焦鋒提出，不僅氣電的調峰及環保價值缺乏完善的電價機制予以體現，天然氣分布式能源也因電力并網難阻礙了大規模發展。“盡管能源主管部門出台過多能互補、風光水火儲一體化等政策，但氣電在與其他電源協同發展時應處于什麼地位、怎麼發揮作用，政策層面缺乏明确的定位和指引。”

相對較高的氣電價格，使得氣電機組分布與經濟發展水平高度相關，目前主要集中在經濟發達的長三角、珠三角和京津地區。廣東、江蘇、浙江、上海，是國内燃氣電廠最為密集的省份。

高比例可再生能源挑戰電力系統，氣電靈活性凸顯

但是，天然氣發電的尴尬處境，并不意味着氣電毫無比較優勢。

“3060”雙碳目标的提出、各地碳約束的收緊，加之進行中的油氣體制改革，正在重塑天然氣發電的産業格局。多位接受采訪的業内人士均對澎湃新聞表示，構建以新能源為主體的新型電力系統，氣電不可缺席。氣電面前，仍有長達至少十年的戰略機遇期。

硬币的一面，是氣電貴、燃料成本劣勢，另一面，是氣電相較于煤電的清潔低碳屬性，及其與高比例的波動性可再生能源相匹配、确保電網穩定運行的優質調峰調頻性能。

截至2020年底，我國風電、太陽能發電的總裝機容量約5.3億千瓦，占比約為24%。以中國宣布的減碳目标測算，未來十年，新增風電、太陽能發電裝機容量将達到10億千瓦以上，總占比提升近一倍。可再生能源加速從能源系統的配角晉升為主角，這在全球範圍内已勢不可擋，但其長時間、高出力使得電力系統在運行安全、充足容量和系統韌性等傳統供應安全問題上将面臨巨大挑戰。

“直接減排的主力軍、間接減排的助力者。”江蘇省能源局天然氣發電及分布式能源工程研究中心秘書長劉志坦向澎湃新聞闡述低碳轉型背景下氣電角色時說道。所謂直接減排，是指以氣電替代小煤電與燃煤鍋爐，實現直接碳減排的效益。間接減排，則是氣電作為靈活性電源為可再生能源發展提供支撐。

随着波動性、随機性和間歇性特征明顯的風電、光伏等可再生能源規模迅速擴大，其在電網中的比重越來越高，電網對于靈活性電源的需求越加迫切。隻有配備充足的靈活性電源，才能“撫平”“任性”的可再生能源，從而維持電網安全穩定。

劉志坦介紹說，根據國際經驗，正常情況下，電網應配置約15%的靈活性電源，否則可再生能源的發展将受到一定程度的抑制。目前我國靈活性電源比重僅為6%，主要是抽水蓄能、氣電和少量具有調節能力的水電。“我國電力系統的靈活性電源長期不足，加上新能源增速全球第一，這其中的矛盾就變得愈加突出。”

中電聯2019年12月發布的《煤電機組靈活性運行政策研究》顯示，歐美國家的靈活電源比重普遍較高，西班牙、德國、美國占比分别為34%、18%、49%。在中國新能源富集的“三北”地區，風電、太陽能發電裝機分别占全國的72%、61%，但靈活調節電源不足3%，調節能力先天不足。

在儲能技術突破經濟性掣肘、實現大規模商業化應用之前，抽水蓄能、燃氣輪機機組與完成靈活性改造的煤電機組都可以作為電網靈活性電源，三者各有利弊：抽水蓄能技術成熟、反應快速，但受到站址資源和建設工期限制，遠水解不了近渴；燃氣機組啟停快、運行靈活，單循環燃氣輪機機組調峰能力可以達到100%，聯合循環機組調峰能力可達70-100%，但面臨高氣價、氣源約束；煤電通過靈活性改造可以一定程度提升調節能力，但需要犧牲機組運行效率、提高煤耗來壓低負荷。從碳排放結果來看，經過靈活性改造的燃煤機組的碳排放總量仍大幅高于燃氣調峰機組。

有一種比較激進的觀點認為，我國能源可以從以煤炭為主，越過油氣直接過渡到以新能源為主的零碳系統。聽起來很美，但不切實際。新能源高增速發展下，提高電力系統靈活性已經成為優先事項。由于儲能技術尚無法實現大規模商業部署，平衡電力系統要求部署包括天然氣發電等靈活性技術。

“我個人認為這種觀點是不合适的（注：指從以煤炭為主越過油氣直接過渡到以新能源為主的零碳系統）。一是目前我國的電力系統尚不具備以新能源為主的支撐能力。二是這種能源轉型的代價太大。要構建新型電力系統，應該走能源結構調整和可再生能源發展的并行之路，即低碳和零碳并行。”中國工程院院士、全球能源互聯網研究院院長湯廣福近日接受《國家電網雜志》采訪時稱，歐盟的清潔能源低碳發展之路給了我們很多啟示。要調整能源結構，把煤炭的使用量降下來，把油氣的使用量升上去。雖然我國油氣對外依存度較高，不可能像歐洲那樣大量采用天然氣，但也應該适度發展油氣資源，特别是發展天然氣發電調峰，以配合波動性、間歇性可再生能源的大規模開發利用。如果忽視電網調峰資源的發展，将會給新型電力系統構建帶來巨大的不可逾越的技術鴻溝。

湯廣福告誡稱，目前業界存在一個誤解，認為隻要解決了儲能問題就會解決一切問題。當然，儲能是要大力發展。儲能也能夠滿足一部分削峰填谷的需求，但儲能并不能完全代替靈活電源。在儲能成為大規模靈活電源之前，必須依靠天然氣發電或者經過靈活性改造的煤電作為靈活電源。美國、歐洲轉型之所以比較成功，是因為有大量的天然氣發電作為靈活電源用來調峰。

從歐洲各國實踐來看，由于積極的氣候政策和高碳價擠壓煤電廠利潤空間，退煤進程加速。與煤炭發電量逐年下降同時發生的是，可再生能源發電量日益上升，作為靈活性電源的天然氣發電量也逐漸上升。

“放棄天然氣過渡能源作為擺渡車，想直接上新能源 儲能的登機橋，這是走不通的。”惠州深能源豐達電力有限公司董事長張海成分析稱，可再生能源上馬越多、備用電源及靈活性措施也應同步增長，目前明顯不足。他對澎湃新聞稱，在現有技術路徑下，在邁向碳達峰的途中要平衡經濟增長帶來的能源需求擴張和減排之間的關系，可選項并不多，以氣電作為靈活性電源和調峰機組是最現實的選擇。

中電聯行業發展與環境資源部副主任葉春對于氣電發展前景的觀點較為樂觀。“3060”目标對可再生能源發展按下快進鍵，由于可再生能源的特性，在目前電網規劃方式和結構下，需要有容量足夠且靈活啟停的電廠來調節電網負荷峰谷。一方面，啟停速度快、操作靈活的天然氣發電，是目前較好的調峰調頻電源，在儲能尚不能發揮較大調節潛力下，天然氣發電具有廣闊的發展空間。另一方面，與煤電相比，天然氣發電更加清潔低碳，将成為構建以新能源為主體的新型電力系統的重要過渡電源。“按照發展遠景，全國新能源裝機将達到50億千瓦，風、光各50%，電力需求13萬億千瓦時，最大負荷5200小時。同時，考慮新能源配置10%~15%的儲能，則仍需大量常規機組、儲能、需求側響應幫助實現電力平衡，天然氣發電至少仍需要1億千瓦左右。”

天然氣發電的特殊之處，在于上遊天然氣領域和下遊電力領域正同時經曆市場化改革，價格體制亟待理順。尴尬的氣電要想揚長避短，降氣價和拓氣源依舊是繞不開的話題。那麼，高氣價還有沒有解？以及，對于天然氣對外依存度已攀升至43%的中國而言，有沒有足夠的天然氣支持氣電發展？下一篇，我們将回到源頭，從氣夠不夠用說起。

責任編輯：李躍群

校對：張豔

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!