十三五_天然气发电需求与政策研究

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1、“十三五” 天然气发电需求 与政策研究中国电力企业联合会规划与统计信息部编天然气是清洁的化石能源。 本文调研、梳理、总结了天然气发电的现状、政策及问题，定量分析了天然气发电竞争力，对“十三五”期间天然气发电的规模、布局及对应煤电的补贴额度进行预 测，研究提出了我国天然气发电发展思路和政策建议。者 按工、德国西门子股份公司结成联合体受让。 2002 年 7 月进 行了 10 个电站 23 套机组的招标结果， 落实了浙江半山、 上 海 漕 泾 、 江 苏 张 家 港 、 望 亭 、 戚 墅 堰 、 北 京 京 丰 、 广 东 惠 州、深圳东部、深圳前湾等 9 个电站 21 套机组共 800 万千

2、瓦。 “十五”期间，结合技术改造和增加电力供给，适应调峰 需要，共建设 30 多套 9F、20 多套 9E 机组，我国天然气发 电初具规模。截至 2013 年底，我国天然气发电装机 4309 万千瓦， 占全国总装机的 3.45%，天然气发电量 1143 亿千瓦时，占 全国总发电量的 2.13%。 我国天然气发电主要分布在东南 沿海、长三角、环渤海等东部一次能源匮乏 、 经济较发达、 价格承受能力较强的地区，特别是广东、浙江等六省市。天然气发电利用小时。 20092011 年我国天然气发电 利用小时数分别为 2353、2938 和 3210 小时， 比同期煤电 利用小时分别低 2513、2093

3、 和 2095 小时。 天然气发电利 用小时低，一方面反映出天然气发电价格高 ， 主要承担调 峰任务，另一方面也反映了天然气供给不足的影响。天然气发电气耗水平。 天然气发电的气耗水平与燃机 类型、发电负荷及机组运行方式等有关。 目前我国集中式 天然气发电主要有 9F、9E 两种机型， 其中相同机组规模 下 9E 级机组的发电气耗比 9F 级机组高 15%。 燃机在正 常工况下一般具有良好的发电效率， 但燃机深度调峰时， 运行效率将大大降低。 目前我国现役天然气发电机组的平 均气耗约为 0.203 立方米/千瓦时，厂用电率在 2%2.8%。天然气发电单位造价。 从造价构成上来看，天然气发天然气发

4、电现状2007 年和 2012 年， 国家发改委先后两 次 出 台 天 然 气 利 用 政 策 规 定 。 其中在最新修订的 天 然 气 利 用 政 策 中 ， 针对天然气发电有两点调整 ： 一是重要负荷中心 地区的天然气分布式发 电系 统 已经由允许类调整至优 先 类 ； 二是明确用于集中供热的热电联产用户也 属 于 优 先类。为解决国内严重缺电难题， 在上世纪八九十年代，东 南沿海地区建设了部分中小型燃油发电机组，同时主要在 天然气生产地建设了小规模的天然气发电机组 。 上世纪90 年代末，为支撑国内管道天然气、液化天然气接收站(以 下简称 LNG 接收站)发展，主要在东南沿海地区开始配套

5、 规划建设了一批天然气发电机组。按照我国 国民经济和社会发展第十个五年计划纲 要确定的“加快天然气勘探、开发和利用，统筹生产基地、 输送管线和用气工程建设，引进国外天然气，提高天然气 消费比重”要求，国家发改委确定“组织国内市场资源，集 中招标，引进技术，促进国内燃气轮机产业发展和制造水 平提高”，在“十五”期间分三次打捆招标，引进了美国 GE、 日本三菱、德国西门子公司三种 F 级燃气轮机共 54 套，总 规模 2000 万千瓦左右。 我国三大动力制造厂即哈尔滨动 力设备股份有限公司、东方电气集团公司、上海电气集团 有 限 公 司 ， 分 别 与 美 国通用电气公司 （GE）、 日 本 三

6、菱 重40电机组单位造价构成比例与燃煤机 组有较大差别。 天然气发电造价中设 备购置费比例高达 66%以上，建筑安 装费用占比较低。天然气发电上网电价政策。 为支 持天然气发 电 ， 各 省 市 、 自 治 区 政 府 出台了电价补贴等政策措施。 目前， 天然气发电上网电价 （包括热价）采 用成本加成方式，由成本、利润、税金 构成。 但由于全国统一规范的天然气 发电上网电价形成机制尚未形成，天 然气发电上网电价采用的是个别成 本，主要由各地政府价格主管部门确 定， 因此造成“ 一厂 一 价 ” 或 “ 一 机 一 价” 的状态， 且普遍高于煤电上 网电 价。天然气电厂上网电价 定 价 模 式

7、可分为两部制电价和单一电价两种， 前者如上海市。 天然气发电上网电价 呈现多样化和水平相差较大的状况。 我国天然气发电企业 的 运 营 状况。 近几年我国天然气发电规模有了 较明显的增长，各燃气电厂的天然气价格、 上网电价以及热价均采用 “ 一厂 一 价 ” 甚 至 “ 一 机 一 价 ” 的 形 式 确 定，且各地方政府对天然气发电采取 的财政补贴、 电价政策不尽相同，各 地天然气发电电厂的运营情况差 异 较大。 受天然气供应垄断与价格集中 制约的影响，天然气发电企业靠政府 补贴勉强维持经营。 同时，天然气发 电企业还受到 电力系统调峰和天然 气管网调峰协调难的影响，协调上下 游企业供产销的

8、难度极大。 天然气管 网要求燃气机组作为可中断用户 和 日常调峰，尤其是冬季期间天然气严 重供应不足时更为明显；电力系统同 样要求电厂机组作为电网的调峰 手 段，由于气网、电网调峰不同步，造成 电厂机组频繁启停， 设备事故多发， 企业生产压力大。通过调研天然气发电企业现状、 梳理各省市天然气发电相关政策，天 然气发电主要面 临以下五个方面的 问题：天然气价格不断攀升，气电价格为了促进天然气发 电可持续发展，在气价 定价方式与煤炭挂钩的 基础上，建议建立规范 的国家补贴辅助机制。 考虑到天然气发电对改 善地方环境的贡献， 天 然气发电规模与各省市 区财政补贴能力直接挂 钩平衡，由省级地方政 府具

9、体落实资金来源和 补贴政策。4110091.20 9077 80 70 6052.6047.50 5041.4038.60 45.80 403132 30 20 10 0利 牙亚国国国 大 班国 西度 坡 泰美英 意 西韩 来印 加 马新图 1 部分国家天然气消费量中用于发电的比例数据来源：EIA (Electronic Industries Alliance)27.6 30.0 23.7 25.020.015.0 11.110.0 5.05.00 中国 全球平均 美国 亚太图 2 天然气在一次能源消费结构中的比重Cover plot 封面策划无竞争力。 天然气发电的燃料成本占电价的 75%以

10、上，气 价的不断攀升， 致使气电在经济性上毫无竞争力可言，给 天燃气发电上网消纳带来较大的障碍，甚至在机组运行过 程中出现无法完成年度基础电量等情况。科学的定价机制尚未建立。 目前我国天然气发电执行 的是临时上网电价， 没有明确的定价方法和调整机制，也 没有明确热电联供形式下热 、电之间的分摊方法 ， 天然气 发电发展规模完全取决于各地区财政补贴规模，缺乏高效 发展的良性机制。统筹规范的国家补贴机制尚未形成。 目前部分地区的 天然气发电电价是在燃煤机组标杆电价的基础上，增加疏 导电价，再附加地方补贴。 补贴机制尚处于地方政府自行 制定执行的层面。 调研表明，部分地区没有纳入疏导电价 的项目存在

11、电价补贴不到位的情况。天然气供应得不到有效保障。 部分区域存在天然气供 应紧张状况。 电厂用气在天然气分配次序相对偏后，天然 气供应无法得到有效保障。 尤其是在冬季重点保民用气为 主时段，机组正常保养用气甚至也很难得以保证。关键设备检修费居高不下。 发电装备的设计、生产、检 修等关键技术还掌握在少数国外制造企业手中，发电企业 生产成本难以有效降低。 由于核心技术受制于人，导致检 修费居高不下，这是我国燃机电厂运行维护中的一个共性 问题。天然气发电竞争力分析天然气资源情况天然气发电的环境价值。 计算污染物减排的环境价值标准有治理成本法和污染损失法。 中国电力企业联合会在能源供应多元化下我国天然气

12、发电发展研究课题中，采 用污染损失法，对温室气体和主要污染物减排的环境价值 进行分析。 选取装机 600 兆瓦年发电量 30 亿千瓦时同规 模两类电厂的排放进行对比研究，得出天然气电厂相对于 燃煤电厂的环境经济价值，见表 1。研究表明： 在此环境价值标准下，600 兆瓦的天然气 电厂与同容量的燃煤电厂相比， 其环境 价值大致相当于17.04 分/千瓦时。 对天然气发电较集中地区的气电价格进行测算，与当 地燃煤机组含税脱硫标杆电价对比结果，见图 3。图示表明：在当前气价水平下， 不考虑环保价值的气 电价格基本上是煤电价格的两倍左右，计入环保价值后的 天然气发电价格仍然比燃煤发电高 2030 分/

13、千瓦时。世界三大油气消费集中地区为美洲、欧洲和亚太。 2012 年全球天然气消费总量为 3.31 万亿立方米， 其中美国消费 占全球的 21.9%（7221 亿方），欧洲 32.6%，亚太 18.8%（2011 年部分国家天然气消费量中用于发电的比例，见图 1）。 根据油气资源评价和全国油气资源动态评价 （2010 年），我国常规天然气地质资源量为 52 万亿 立方米， 最终 可采资源量约 32 万亿立方米。 累计探明储量占全球探明 储量（约 187.3 万亿立方米）的 4.3%。 煤层气资源埋深 2000 米以浅煤层气地质资源 量 约 36.8 万亿立方米，可采资源量约 10.8 万亿立方米

14、。 煤层气 探明地质储量 2734 亿立方米。 页岩气资源可采资源量为 25 万亿立方米，与常规天然气资源相当。 天然气在一次能源消费结构中的比重从 2000 年 的 2.4% 增 长 到 2011 年 的 5.0% （2011 年中外天然气 发 电 在 一次能源消费中的比重，见图 2）。42气耗率 标立方米 /千瓦时0.70.60.50.40.30.20.1 机组负荷0兆瓦 0100200300400图 4 9F 机组气耗特性曲线电价（元/兆瓦时）1000.0922.6920.0917.5922.6877.1 776.0 800.0697.6695.1700.2654.7600.0 521.

15、0482.9455.0477.3 400.2 400.0200.00.0 广东省 浙江省江苏省上海市 北京市燃煤机组标杆电价（含脱硫）存量气价下气电上网电价 增量气价下气电上网电价图 3 含税脱硫标杆电价对比结果表 1天然气电厂相对于燃煤电厂的环境经济价值-2-2-2（ 瓦时（千瓦时）（另外， 燃机机组在启停过程中需要额外的天然气消耗，启停一次（冷态），需多消耗约 1520 万立方米气量,按 照 气 价 3.32 元/立 方 米 测 算, 增 加 额 外 成 本 49.866.4 万 元。天然气发电多联供优势。 从供热负荷看，目前我国天 然气发电的联供方式可分为两类 ， 两类机组的运行方式 有

16、所不同。 一是以北方城市冬季采暖为主。 在北方城市冬 季 采 暖 期 实 行 “ 以 热 定 电 ” 运 行 方 式 ， 非 采暖期参与经济 调度。北京、天津等大型城市的集中供热多采用 9F 型机组，由于采暖期为 4 个月，梯级利用只占 1/3。 如何开发夏 季制冷负荷经济可行的联供方式 ， 是提高现有联合循环 燃气机组热效率的措施之一。 二是南方工业热负荷为主。 相比北方采暖负荷， 南方工业热负荷及供冷负荷具有参 数种类多、昼夜变化大、需求时间分散等特点 。 对供热机 组而言，并非机组越大，联合循环机组的热效率越高 。 据 了解，实际供热负荷远小于设计值的现象 ， 在北方集中供 热城市和南方工业园区都有发生， 致 使热电联产机组运 行效率降低。 偏离设计工况的运行还不同程度地加大了 污染物的排放。根据冷热负荷特性，因地制宜的燃气分布式能源站 ， 采用电、热、冷联供方式，既减少了电网配套投资及升