麦邦咨询网 火电 “十四五”天然气发电发展与竞争路径建议

“十四五”天然气发电发展与竞争路径建议

麦邦咨询火力发电网讯:能源安全问题是我国当前经济发展和实现碳中和目标过程中的重要课题,天然气在我国一次能源中占比较低,这既是我国资源禀赋决定的,也是我国油气改革相对滞后决定的,一定程度上造成我国天然气供需矛盾突出、价格昂贵、发电取暖不经济等一系列问题。但随着能源供给结构转型、可再生能源蓬勃发展,非化石能源在主要能源结构中逐步占据重要位置,但从我国电力工业发展历史来看,天然气发电在我国能源结构中具有重要的历史低位,根据“四个革命、一个合作”能源安全新战略,天然气发电在“十四五”期间仍是重要电力能源供给方式。

(来源:中国电力企业管理 作者:赵岩)

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能源改革中的天然气发电

近年来,国内外经济环境错综复杂,随着经济增速放缓,天然气供需矛盾逐步缓解,天然气发电作为清洁低碳高效能源得到了稳步发展,但装机增长距离电力发展“十三五”规划目标还有一定差距,天然气发电发展进入徘徊期,国内支持和反对的声音均有各自立论依据,天然气发电的发展与改革问题始终是能源供给的重要问题之一。

天然气供需走势有利于天然气发电合理预期

2019年,全球天然气产量持续提高,但增速回落,主要是受到气候和消费的影响,消费增速下降,北美、欧洲和亚太地区天然气价格下降较多,价格低位运行态势持续。从我国消费来看,天然气消费增速始终处于全球领先,但对外依存度也接近45%。根据《2020中国天然气发展报告》,2020年全国天然气消费量将达到3200亿立方米,同比增加130亿立方米,其中进口天然气占比44%。随着我国天然气产量的提升和经济增速放缓影响,天然气对外依存度基本保持稳定,国内陆上天然气价格将在门站价范围内有所降低,LNG现货天然气价格暂时不会对国内价格造成较大冲击。近期看,我国天然气价格季节性波动不会发生根本改变,但天然气供需将保持整体宽松的形势。远期看,国际天然气价格将维持在相对稳定的区间,天然气供应和价格的稳定对我国天然气发电的稳定预期有利。

天然气发电与电力体制改革

2015年以来,新一轮电力体制改革逐步开展,天然气发电在改革中总体经历了置身于外、被动接受、主动参与三个阶段。现货市场试点之前,大部分省区天然气发电机组没有参与市场交易,执行保量保价的政府计划合同,在规定的发电利用小时下,呈现出电力收入基本固定、效益随燃气成本即天然气门气站价格调整而波动;现货市场试点中,广东、浙江的天然气发电机组率先进入市场,从运营方式上看仍然是被动适应市场,燃机利用小时进一步降低,但燃机相对灵活的调峰性能和启停速度对在市场博弈中获得超额效益提供了保障;随着电力市场改革的深入,分时段带曲线的中长期电力合同逐步推广和现货市场长周期运行,以及用户侧真正参与市场响应,电力价格能够真实反映电力产品时间和空间的价值,天然气发电主动参与市场的条件将基本成熟。

天然气发电是能源结构中的重要组成部分

2019年末,全国天然气发电装机占全国电力装机的4.9%,占火电装机的7.6%,这一比重将继续增长。作为天然气产业链的下游环节,天然气发电对天然气产业发展至关重要,多年的发展已经成为与工业燃料、城市燃气三足鼎立的用气结构,且所占比重逐年增长。在上游气源-管网公司-配气管网-天然气发电企业-电网公司-电力用户整条产业链中,显然天然气发电不是天然气价值链的终点,天然气电厂将优质的天然气资源转化为电能,需通过输配电网传递给终端用户,最终实现天然气资源的多级价值。因此,天然气发电又处于电力产业的上游。在当前中国能源体制和市场模式下,面对上游少数天然气供应商和下游电力购买者,天然气发电处于十分特殊的地位,上游能源输送和下游电力交易均需要通过天然垄断的管网或电网进行,这是我国天然气发电产业的重要特点。

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能源改革中天然气发电的机遇和挑战

一是天然气发电具有天然优势。天然气发电的优势主要还是由自身特性决定的。与传统煤电比较看,天然气发电效率高、对环境污染小、单位千瓦投资低、调峰性能好,起停快速,部分负荷下的热经济性高、占地面积小、耗水量小、建设周期短、自动化程度高,运行人员少。与风光电等可再生能源比,传统煤电具有的优势,天然气发电均具备。特别是在部分省区启动现货市场和辅助服务市场之后,天然气发电的优势更加明显。以浙江为例,调频辅助服务市场和电能量市场联合优化出清,通过对调频容量和调频里程报价,结合现货市场节点电价计算机会成本,以调用成本最低的机组进行调频出清,单机60万千瓦及以上煤机调频性能指标约为0.6,而9F级燃机调频性能指标最高可达到1.6,参与辅助服务市场竞争力明显。同时,天然气发电的清洁、便利、高效的特点,使其能够在负荷中心就近提供低碳能源,在电力供给和能源损耗方面优势明显。

二是能源结构调整需要天然气发电。根据《可再生能源法》,国家建立可再生能源保障消纳配额机制,各省均有消纳权重,西部风光电基地清洁电能量通过特高压外送中东部,在更大范围内消纳,能源供给结构发生了重大变化,煤电等化石能源电能量比重进一步下降,为确保可再生能源的长距离输送支撑,西部煤电装机将有进一步增长空间。中东部受电地区,由于减煤量要求和环境容量小等原因,天然气发电将成为进一步消纳远方新能源电量的重要电力支撑,中东部地区天然气发电会随着消纳新能源比重的增加和本地电力安全稳定供应的要求,具有一定发展空间。

三是天然气供应紧张局面没有发生根本改变。近几年,虽然天然气供应整体宽松,但季节性、地域性供需矛盾仍然存在,旺季天然气价格上调明显,淡季价格下浮有限。国际市场价格虽然低位运行,但我国长协合同占进口主要部分,国际现货采购LNG受制于国内接收能力的限制,难以对国内天然气市场价格产生较大影响,国家管网改革后,对气价涨跌影响不大,整体看天然气发电用气价格仍然较高,天然气发电的成本竞争优势不足,不利于承担基础负荷的天然气发电机组通过市场获利。

四是电力市场改革对燃机生存提出新挑战。2021年,经营性发用电计划将全面放开,东部和南方燃机将率先进入市场与其他电源同台竞争,在电力市场整体价格让利和天然气发电成本偏高的情况下,天然气发电效益受到挑战。短期看,江苏、浙江、广东区域燃机进入市场仍有部分优先发电保量保价计划,满足基本生产经营需要,长期看,优先发电计划主要与优先用电计划相匹配,留给燃机的保量保价计划将逐年缩小。目前电力市场机制尚没有考虑高成本机组在市场竞争中的投资回收问题,缺乏科学的容量成本回收机制,浙江、江苏容量电价仍是按照补偿固定成本确定,电能量市场价格帽过低、辅助服务市场补偿不足问题没有解决。广东仍采取价差传到模式,基本能够保障燃机效益,一旦全部采取顺价模式参与市场竞争,单一制电价的燃机将无法参与电能量市场的竞争。

五是核心技术问题没有解决。我国重型燃机、分布式燃机发展较快,内燃机、轻型燃气轮机、重型联合循环燃气轮机等均有较多投产机组,我国首台H级燃机今年在广州投产。但目前我国几乎所有已建、在建的天然气发电机组均来自国外巨头,美国GE、德国西门子及日本三菱公司已垄断中国燃机市场。核心技术卡脖子的问题仍然没有解决,高昂的备配备件和维修维护费用是天然气发电的重大支出。

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天然气发电的建议与展望

十九届五中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二三五年远景目标的建议》,提出“经济发展取得新成效,在质量效益明显提升的基础上实现经济持续健康发展,增长潜力充分发挥”。新电改环境中天然气发电要立足“十四五”规划,把科技创新、改革创新有机结合,逐步向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源和服务主体转变,通过发挥“调峰”、“调频”作用,提供综合能源服务,寻求高质量发展的新思路。

高质量发展天然气发电

“十四五”期间,构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局的过程中,内需扩大和国内大循环畅通是经济发展政策的出发点,基于此要求,传统模式下的天然气发电发展模式已不适应新时期新市场的新要求,北方以采暖为主、南方以调峰和工业供热为主的天然气电站的发展模式要调整转变。调峰燃机和负荷匹配准确的分布式燃机将是发展的主流方向,配合电力现货市场建设和天然气管网改革,在中东部负荷中心、LNG接收站附近规划建设一批清洁高效调峰燃机项目,在西气东输气源基地配套输气管网建设调峰电站,在更大范围内提升电网、气网的调峰能力和能源安全保障能力;在工业园区、城市负荷中心建设一批源、网、荷、服务相结合的分布式燃机项目,实现能源的梯级利用和效率提升。

高质量运营天然气发电

电力生产企业和天然气供应企业通过股权、战略合作等方式组成运营团队,实现天然气市场和电力市场协同,做到天然气采购、供应和用户用电负荷曲线的时序匹配,成本问题不再是制约天然气发电的主要问题,中石油在江苏等地区参股下游天然气发电企业将是有益的尝试和上下游科学发展的保障。加强电力市场和天然气市场改革的研究,有效衔接电、气两个市场,结合电力交易曲线和天然气供给特性,以市场为导向,把握市场要素交易规则、克服污染攻坚战和节能减排指标管理等外部约束,优化天然气发电生产经营,探索参与电力现货、辅助服务市场中发电与不发电的关系,统筹兼顾天然气管网调峰需要和电力市场顶峰需求,以经济效益和市场效率最优为衡量标准,逐步把依靠补贴运营转到适应市场竞争上来,实现效率效益双提升。

高质量创新天然气发电

基于天然气分布式能源项目的综合能源服务将是天然气发电的创新发展模式。综合能源供给与服务将进一步发挥天然气发电项目贴近负荷优势,建立综合能源供给和服务平台,以冷、热、电、气、水等产品的供给为载体,提供智慧服务平台,除传统的节能、修造、能源管理等服务外,重点拓展数据平台和智能服务,发挥就近供能的优势,增加用户黏性,进一步拓展天然气能源的价值创造。例如,上海华电莘庄分布式能源项目在运营分布式燃机冷热电综合供给的同时,既实现了对上海莘庄地区周边的能源清洁低碳替代和集中高效供应,助力莘庄工业区GDP能耗达到先进水平,同时还进一步提供热水、修造、节能等服务,为周边企业提供空调通风系统维护、余热发电试验平台等能源增值服务,由传统能源供应商转变为综合能源服务商,进一步提高了天然气发电在系统中的发展质量。

高质量支持天然气发电

天然气发电产业的健康发展离不开体制机制支撑和科技的支持,以重点项目的建设为载体推进核心技术的研发和突破,彻底解决技术瓶颈。对于政府而言,加快制定财政、税收、价格和市场政策,统筹自主核心技术财政补贴、市场价格机制、税收优惠政策,重点支持国产化项目的运营,为技术攻关提供试验场地和经验积累,为天然气发电行业健康发展提供政策保障。调整完善电力市场和天然气市场机制,促进天然气市场直接交易和消除管网输送瓶颈。加快规划建设LNG接收站、进一步开放现有接收站向第三方放开,打通国家管网、省级管网、城市管网壁垒,引入多种气源,实现天然气销售体制深化改革,实现供给侧竞争。

“十四五规划和二三五年远景目标的建议”要求“推进产业基础高级化、产业链现代化,提高经济质量效益和核心竞争力。”天然气发电是我国能源供给的重要组成部分,补齐上下游供需短板、实施运营管理优化和商业模式再造、实现高质量发展是天然气发电由生产型向生产服务型转型的重要历史机遇。随着天然气管网和调峰储气库的加快建设、天然气市场和电力市场改革不断完善,天然气发电将成为我国经济发展和能源安全的重要支撑。

本文刊载于《中国电力企业管理》2020年11期,作者系中国华电集团有限公司高级工程师

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作者: admin

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