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氣電應在我國能源體系中扮演更重要角色

日期: 2020-10-23
來源: 能源研究俱樂部
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在“四個革命、一個合作”能源安全新戰略指引下,我國提出了構建清潔低碳、安全高效的能源體系的戰略目標,包括到2030年非化石能源占一次能源消費比重達到20%,天然氣占比達到15%以上,新增能源需求主要依靠清潔能源滿足,二氧化碳排放2030年左右達到峰值并爭取盡早達峰等具體目標。全球天然氣資源極為豐富,不僅本身是可負擔的清潔低碳能源,還可彌補可再生能源在穩定性方面的不足,支撐可再生能源大規模發展。天然氣發電將在我國構建清潔能源體系中扮演重要角色。氣電發展也與十九大報告提出的滿足人民日益增長的美好生活需要、建設美麗中國和構建人類命運共同體密切相關。

一、天然氣清潔低碳優勢突出

天然氣作為一種潔凈環保的優質能源,凈化后幾乎不含硫和粉塵。從大氣污染角度,其完全燃燒后僅有NOx排放,而原煤燃燒后會排放大量SO2、煙塵和NOx等大氣污染物和固廢。天然氣替代散煤的環保效果已得到公認。

同時,我國氣電的環保效果在火力發電中頗為顯著。氣電采用新型低氮燃燒器和脫硝后,NOx排放濃度可以穩定在15毫克/立方米以下,我國個別先進燃氣電廠已達到10毫克/立方米以下。

從應對氣候變化、控制碳排放角度,從度電CO2排放水平看,最新型燃氣輪機較燃煤電廠減排60%。目前,中國碳排放量全球占比超過1/4,其中電力部門碳排放量在我國碳排放量中約占43%,提升氣電比例可有效降低我國碳排放水平。

二、可再生能源大規模發展需要天然氣發電支撐

風、光等可再生能源發電具有間歇性、隨機性、反調峰特性,其大規模并網需要靈活調節電源的支撐。目前,我國靈活性電源裝機比例還不到6%,風電、光伏發電富集的“三北”地區電源調度靈活性更低,煤電裝機比重超過70%,靈活調節電源占比不足4%。而全球可再生能源比例較高的國家靈活性電源比例均在20%以上,美國更是高達47%。目前我國儲能技術尚待發展,抽水蓄能資源有限。氣電是調峰調頻性能突出、可靠性高、可規模發展的調峰電源,是未來電力系統調峰的主要選擇。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以達到70%~100%。此外,燃機是靠直接調節燃料來調節負荷,響應非??欤锌焖俚纳地摵赡芰Αkm然煤電通過靈活性改造可以一定程度提升調節能力,但調峰能力、性能遠不及燃氣輪機,而且深度調峰對煤電機組的運行安全性、環保性、經濟性產生影響。所以,用氣電來配合可再生能源進行調峰是現實、明智的選擇。

三、我國天然氣中長期供應安全風險整體可控

從全球來看,天然氣資源充足,供需長期寬松,價格將長期保持低位。全球天然氣探明儲量197萬億立方米,按目前的開采量可開采50年以上;而全球天然氣可采資源量783萬億~900萬億立方米,按目前的消費量可用二百多年。當前,發達國家天然氣消費已進入平臺期或開始下降,天然氣消費增長主要來自中國、印度等發展中國家,而印度天然氣消費量和價格承受能力較低,我國具有較大的競爭優勢。隨著天然氣液化和儲運技術的進步,近些年全球LNG貿易量迅速增長,天然氣成為全球性的貿易商品。同時,LNG貿易靈活性也日益增加,天然氣進口來源非常多,集中度不高,進口天然氣的風險大大降低。經過十幾年的驗證,出口商對中國客戶的信譽非常認可,與中國企業簽署LNG貿易協議的意愿較強。加上中國是天然氣需求大國,很多項目都是瞄準中國市場。

2019年以來,全球主要市場天然氣價格呈下行趨勢,2020年受新冠肺炎疫情及國際油價暴跌等因素影響,國際氣價繼續深度下跌,東北亞LNG現貨單日報價跌至2美元/百萬英熱以下。預計“十四五”時期東北亞現貨均價4.8~8美元/百萬英熱,相比“十三五”時期回落10%~20%。預計“十四五”國際油價難以突破65美元/桶,進口氣價將隨之下行。根據近兩年新簽的與油價掛鉤的天然氣進口合同斜率由原先的15%左右降到10%左右的預測,“十四五”與油價掛鉤的進口LNG長貿到岸價格將降至7美元/百萬英熱以下,與氣價掛鉤的長貿到岸價格將降至6美元/百萬英熱左右,綜合進口價格6~7美元/百萬英熱,相比“十三五”的綜合進口價格9~10美元/百萬英熱大幅回落30%~40%。

從國內來看,我國天然氣勘探處于早期階段,陸上常規資源仍有較大潛力,非常規和深海資源潛力巨大,通過深化改革和科技進步完全可以保障安全供應。根據中國石油勘探開發研究院油氣發展戰略規劃首席技術專家陸家亮研究團隊預測,在不考慮煤炭地下氣化、深海天然氣和天然氣水合物開發的情況下,2025年、2030年、2035年和2050年我國天然氣產量可以分別達到2100~2450億立方米、2550~3000億立方米、2800~3300億立方米和3300~4100億立方米,國產天然氣可長期滿足包括民生、公共服務及關系國防民生的關鍵工業用氣的“底線需求”(目前為1000億立方米,2030年2100億立方米,2035年2350億立方米)。根據中國石油經濟技術研究院的研究,我國天然氣對外依存度在2040年達到53%左右的峰值,以后開始下降。如果煤炭地下氣化、深海天然氣和天然氣水合物開發取得突破,我國天然氣對外依存度還將大大降低。只要措施得當,供應安全風險可以得到控制。

四、推動氣電發展相關建議

氣電在多數國家與煤電相比都不具有成本優勢,持續的、愈加嚴格的低碳環保政策是推動天然氣發電大規模發展的關鍵因素,通過完善的政策或機制,改善氣電的經濟性。美國氣電裝機增長最快的時期(2005~2010年)并非低氣價時期,而是氣價最高的時期,氣電發展也主要靠低碳環保政策支持,特別是2015年推出的全國性二氧化碳排放限制體系,極大地推動氣電快速發展。歐洲主要通過提高碳價格,提升氣電相對煤電的經濟性。為進一步促進氣電發展,充分發揮氣電在我國構建清潔低碳、安全高效的能源體系中重要作用,建議進一步明確氣電在電力系統中的定位,加大產業政策支持力度和低碳政策約束力度:

1.從持續改善大氣質量、促進清潔能源替代、履行控制碳排放承諾方面,明確積極發展氣電,提升天然氣發電在電力結構中的占比;從支撐可再生能源發展方面,明確氣電作為調峰電源的優先地位,走依托“非化石能源+低碳(無碳)靈活性電源”的能源轉型之路。

2.制定煤電裝機總量控制目標,建議“十四五”加大減煤增氣力度,從嚴控制新增煤電機組數量。

3.取消對發展氣電的政策限制。

4.大力支持氣電與可再生能源融合發展,捆綁享受有關補貼和優惠政策。

5.加大對重型燃機研發的支持力度,盡快突破發電用重型燃氣輪機關鍵技術,形成完整的重型燃氣輪機產業體系。

6.加快構建和完善全國碳市場,并設定“地板價”。


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