天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是大勢(shì)所趨
天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是目前能源綜合利用效率最高且環(huán)保低碳的一種能源利用方式，但受行業(yè)政策及產(chǎn)業(yè)配套不夠完善等因素的影響，行業(yè)發(fā)展存在一些制約因素，近期引發(fā)了一些疑慮。筆者僅從能源安全、資源稟賦、市場(chǎng)價(jià)格等方面淺析。
■疑慮一：發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)影響能源安全嗎？
1、天然氣來(lái)源多元化
天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的氣源有國(guó)內(nèi)自產(chǎn)氣也有進(jìn)口氣，且進(jìn)口氣方向很多：有中亞天然氣、緬甸天然氣、俄羅斯天然氣，還有海運(yùn)來(lái)的進(jìn)口LNG。氣源多元化促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)及配套設(shè)施的逐步完善，更好地保障天然氣供應(yīng)。
2、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目是氣網(wǎng)、電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要保障
天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目具有雙調(diào)峰功能，可保障電網(wǎng)、氣網(wǎng)安全運(yùn)行。一方面，燃?xì)廨啓C(jī)的調(diào)峰性能優(yōu)越，在啟停速率和低負(fù)荷運(yùn)行深度調(diào)峰等方面均優(yōu)于煤電。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目可以深入負(fù)荷中心，滿足潮流分布等電網(wǎng)調(diào)峰需求，保障電網(wǎng)運(yùn)行安全。另一方面，熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目對(duì)氣網(wǎng)也具有調(diào)峰作用。天然氣的特點(diǎn)是不易儲(chǔ)存，壓力過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響氣網(wǎng)運(yùn)行安全，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目相當(dāng)于動(dòng)態(tài)的儲(chǔ)氣設(shè)施，可以根據(jù)氣源氣量的供應(yīng)以及管網(wǎng)的安全運(yùn)行壓力，快速響應(yīng)，及時(shí)增加或減少用氣量，保障氣網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
■疑慮二：天然氣資源稀缺嗎？
1、我國(guó)天然氣資源儲(chǔ)量豐富
根據(jù)英國(guó)石油公司（BP）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2018年底，全球已探明天然氣儲(chǔ)量為196.9萬(wàn)億立方米。中國(guó)已探明天然氣儲(chǔ)存量呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，常規(guī)天然氣資源量約56萬(wàn)億立方米，截至2018年底可開(kāi)采的資源量為6.1萬(wàn)億立方米。從產(chǎn)量來(lái)看，2018年中國(guó)天然氣產(chǎn)量1615億立方米，排名世界第六。另外，我國(guó)非常規(guī)天然氣儲(chǔ)量豐富，頁(yè)巖氣資源儲(chǔ)量全球第一。目前非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)程度較低，但隨著技術(shù)進(jìn)步和油氣改革的不斷深入，開(kāi)發(fā)低滲透、深層、深水、火山巖等領(lǐng)域大量的品位低、難動(dòng)用資源的經(jīng)濟(jì)性將逐步顯現(xiàn)，非常規(guī)天然氣資源潛力將不斷釋放。相信未來(lái)幾年天然氣產(chǎn)量將會(huì)得到爆發(fā)式的增長(zhǎng)。
2、國(guó)際市場(chǎng)氣源充足
中石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院2019年初發(fā)布的《2018年國(guó)內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》顯示，去年全球LNG出口增量主要來(lái)自澳大利亞和美國(guó)。目前的產(chǎn)氣大國(guó)卡塔爾、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、印尼等都在投資建設(shè)定位于出口的液化廠，全球天然氣供應(yīng)已呈現(xiàn)寬松的態(tài)勢(shì)。
■疑慮三：天然氣價(jià)格高不高？
目前，制約天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的主要因素是國(guó)內(nèi)天然氣價(jià)格較高。
近年來(lái)全球LNG市場(chǎng)需求總量持續(xù)較大幅度增長(zhǎng)，由2014年的2.39億噸大幅提升至2017年的2.9億噸。2017年我國(guó)實(shí)行“煤改氣”政策，加上國(guó)內(nèi)的天然氣配套設(shè)施不完善等原因，LNG進(jìn)口價(jià)格在2017年下半年大幅上漲。但在國(guó)際市場(chǎng)上，LNG現(xiàn)貨價(jià)格一直處于較低水平，由于國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)尚未完全放開(kāi)，儲(chǔ)氣設(shè)施不完善，造成用戶端價(jià)格遠(yuǎn)高于天然氣的國(guó)際現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格。2019年以來(lái)，國(guó)際市場(chǎng)LNG現(xiàn)貨價(jià)格持續(xù)走低，近期到岸價(jià)僅為4.4美元/百萬(wàn)英熱（折合人民幣1.5元/立方米），遠(yuǎn)低于同期國(guó)內(nèi)LNG接收站的掛牌價(jià)格及管道氣門站價(jià)格。全球LNG市場(chǎng)在一段時(shí)間內(nèi)將維持供給寬松局面, LNG價(jià)格將趨于合理。
另外，我們不能單以價(jià)格來(lái)比較煤炭與天然氣的經(jīng)濟(jì)性，煤炭雖然價(jià)格較低，但廢棄物更多，環(huán)保壓力更大，且后續(xù)在治理環(huán)境方面需付出更大的代價(jià)。作為優(yōu)質(zhì)高效、綠色清潔的低碳能源，天然氣在降低燃煤帶來(lái)的環(huán)境污染與社會(huì)成本方面有著巨大的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。
■發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目應(yīng)成為天然氣利用的重要方向
中國(guó)能源行業(yè)正經(jīng)歷著一場(chǎng)前所未有的變革，向著多元化、清潔化、數(shù)字化和市場(chǎng)化的方向轉(zhuǎn)型。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)成為天然氣的重要利用形式。與燃煤機(jī)組相比，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)還具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：
1、天然氣發(fā)電是發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)電的重要組成
我國(guó)在天然氣發(fā)電方面仍處于起步階段，但目前美國(guó)、日本、韓國(guó)和歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)將天然氣發(fā)電作為主要能源之一，裝機(jī)容量占比越來(lái)越高，其中美國(guó)42%、英國(guó)42%、韓國(guó)27%。
美國(guó)能源信息署(EIA)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2019年1月，美國(guó)天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠裝機(jī)容量為26400萬(wàn)千瓦，而燃煤發(fā)電廠的發(fā)電裝機(jī)為24300萬(wàn)千瓦。2019年5月，美國(guó)凈發(fā)電量同比下降2.4%。其中，煤炭發(fā)電量為737億千瓦時(shí)，同比下降13.6%，自2018年12月以來(lái)連續(xù)6個(gè)月保持下降趨勢(shì)；天然氣發(fā)電量為1174億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)1.1%。可以預(yù)見(jiàn)天然氣發(fā)電仍然是美國(guó)最基本的供能方式。
2、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)極大地提高了能源利用率
燃煤發(fā)電機(jī)組中，超超臨界參數(shù)機(jī)組循環(huán)效率為45%左右；超超臨界二次再熱機(jī)組的循環(huán)效率為48%左右。若以聯(lián)合循環(huán)+供熱方式運(yùn)行，綜合能源利用方式則效率更高：浙江某藥業(yè)能源站設(shè)計(jì)2臺(tái)12.9兆瓦+7.95兆瓦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，供熱量61.22噸/小時(shí)，廠用電率為4%，單循環(huán)燃機(jī)效率34.5%（相當(dāng)于超高壓參數(shù)的煤電機(jī)組循環(huán)效率），熱（冷）電比146.91%，整體能源利用熱效率高達(dá)82%。
以9HA.01燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組與660MW超超臨界煤電機(jī)組對(duì)比，考慮供暖抽汽使綜合效率達(dá)到最大化時(shí)，兩種技術(shù)的發(fā)電、供熱如下（按等容量折算）：
從上圖可以看出，燃?xì)饴?lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)的效率比煤電要優(yōu)越很多，在燃燒同等熱值燃料的情況下，損失只有煤電的一半不到，高品質(zhì)的能源“電”的產(chǎn)出率是煤電的157%，供熱量是煤電的83%（以上數(shù)據(jù)以9HA.01與66萬(wàn)超超臨界煤電的最大抽汽供暖能力時(shí)的熱平衡計(jì)算）。
3、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)更適合作為城市中心能源點(diǎn)
目前國(guó)內(nèi)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組主要分為燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組及生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。其中，生物質(zhì)熱電機(jī)組由于燃料來(lái)源和燃料質(zhì)量不穩(wěn)定，不適合廣泛地推廣應(yīng)用；燃煤機(jī)組目前是熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的主流，但燃煤機(jī)組對(duì)環(huán)境污染較大，負(fù)荷調(diào)節(jié)性能差，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在更加注重節(jié)能減排和能源供給安全的今天，已無(wú)法滿足社會(huì)的發(fā)展需要，不應(yīng)作為唯一的熱電聯(lián)產(chǎn)選項(xiàng)。
天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電耗水僅為燃煤機(jī)組1/3，占地面積較燃煤機(jī)組少一半以上，無(wú)需設(shè)置煤場(chǎng)、灰場(chǎng)等存在較大粉塵污染的附屬設(shè)施，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定性及安全性也大大提高。顯然，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組更適合作為城市中心能源點(diǎn)。
