近日,中國社會科學院發布 《中國能源前景2018~2050》報告稱,未來30年天然氣將是我國需求增長最快的能源產品,從天然氣的應用領域來看,未來電力領域的增量將有較大幅度來自天然氣發電。那么,從電力研究者的角度來看,氣電在我國的發展前景究竟如何?本報記者就此對國網能源研究院研究員張寧進行了采訪。
中國電力報:天然氣發電有哪些優勢和劣勢?
張寧:天然氣發電的優勢主要有以下三個方面。一是相對清潔,二氧化碳和氮氧化物排放水平分別低于燃煤發電的50%和20%,二氧化硫和煙塵排放幾乎為零。二是運行靈活,啟停時間短,爬坡速率快,調節性能出色。三是占地面積小,可以布局在負荷中心。
我國天然氣發電的問題主要在于經濟性。受制于資源稟賦,我國天然氣供應成本較高,發電用氣價格一般在2~2.5元/立方米,這意味著氣電僅燃料成本就需要約0.4~0.5元/千瓦時,已遠超煤電等其他電源的上網電價。其次,從能源安全角度考慮,我國天然氣對外依存度較高,氣源保障能力有限。尤其是冬季發電用氣和居民采暖用氣高峰重合,進一步加劇了天然氣供應壓力,并且在“壓非保民”情況下,對電力系統而言氣電的可靠性和靈活性大打折扣。再次,氣電的“清潔”只是相對于煤電,與水電、核電及各種新能源相比仍會產生一定排放,特別是在新能源成本不斷下降的情況下,氣電“靠清潔性吃飯”的空間較為有限。
中國電力報:如何看待氣電在我國的發展規模?
張寧:總體來講,增長潛力有限。從發電角度,天然氣發電近期不具備經濟性,隨著新能源成本持續下降,未來氣電的經濟競爭力更差。從調峰角度,在我國當前電源結構下,通過建立合理市場機制和開展靈活性改造能夠激發出煤電可觀的調峰潛力,今后隨著儲能成本不斷降低、需求響應商業模式逐漸豐富、互聯電網靈活優化運行能力日益提升,氣電在調峰方面的角色并非不可替代。
需要注意的是,不宜通過與其他國家進行氣電在電源結構中占比的簡單比較得出氣電需要大發展的結論。一方面,我國天然氣資源稀缺,與美國等國家情況差異較大,用氣成本高昂。另一方面,我國燃機裝備制造水平相對落后,核心技術未實現國產化,氣電的固定投資成本和維護成本也相對較高。
在我們構建的中國電力系統源網荷儲協調發展規劃模型中,綜合考慮了氣電在電力電量平衡和提供靈活性等方面的作用,通過系統整體優化,在幾種典型場景下預計氣電合理裝機容量在2030年不超過2億千瓦,在2050年不超過4億千瓦。
中國電力報:在什么條件下,我國氣電有望具備更好的發展潛力?
張寧:氣電的發展離不開相關政策扶持。我國東部地區由于電力需求集中、煤炭資源有限且存在較大的環境保護壓力,氣源相對充裕的部分省份對氣電采取了一定的鼓勵措施。一方面表現為制定氣電上網電價,對氣電進行補貼。隨著分布式能源系統成為發展熱點,部分省市也制定了針對燃氣三聯供項目的補貼政策。另一方面,在能源發展規劃中嚴控煤炭消費總量,鼓勵提高天然氣消費量,以推動能源轉型進程。例如,江蘇省近年來在氣電領域發展迅速,就得益于上述政策的作用。
此外,環境稅今年已經開征,碳交易預計將于2020年在電力行業全面開展,這些外部成本內部化的機制將使氣電相對于煤電的成本劣勢得到一定程度的緩解。但根據我們計算分析,在可預見的環境稅和碳價合理范圍內,氣電成本仍將明顯高于煤電。
最后,隨著電力市場建設的推進,特別是輔助服務市場和現貨市場的建立健全,氣電將憑借其靈活性價值獲取收益,有助于氣電項目經濟性的提升,但預計同樣無法實質性改變氣電的經濟性劣勢。
中國電力報:在您看來,天然氣在能源互聯網中扮演著怎樣的角色?
張寧:能源互聯網應更多以電為核心。第一,從電在能流圖中的位置就不難看出,電是多種能源轉換的樞紐,以電為中心的優化空間較大。第二,電是風、光、水等各類清潔能源利用的有效載體。第三,隨著電氣化水平持續提升,電將成為未來能源消費的主要形式。第四,電力系統的信息化和智能化水平較高,具備實時交互與控制條件,更符合能源互聯網的精神。
氣和熱 (冷)也是能源互聯網的重要組成部分,因為電、氣、熱、冷是主要的終端用能需求,且存在一定互補性。能源互聯網的實質是打破壁壘、提高效率,通過把握多能耦合環節,可以擴大優化空間。
對于天然氣而言,近期可通過分布式能源項目在能源互聯網中發揮重要作用。一方面,分布式三聯供機組綜合能效水平較高,能夠以高效的方式同時滿足園區多種能源需求。另一方面,三聯供機組是多能互補的關鍵環節,既可與分布式新能源實現一定的協調配合,又可作為電熱冷氣四種能源的耦合結點實現多能協同優化。但在推進項目前需做好經濟性分析。能效水平高未必意味著便宜,也要看輸入能源的價格,并且分布式能源項目單位造價高,增加了天然氣供應管道等基礎設施建設成本,需將上述因素統籌考慮,同時結合項目所在地電、熱、冷負荷需求特性進行具體的經濟性測算。此外,近日國務院印發的 《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》提出 “原則上不再新建天然氣熱電聯產”,已對部分省份審批分布式能源項目造成一定影響,需要對有關政策進行持續跟蹤。
遠期來看,隨著電制氣技術逐步成熟、新能源發電滲透率不斷提高,部分時段富余電力制氫和甲烷將成為促進新能源消納、實現系統優化運行的重要方式。屆時,電和氣將能夠實現雙向轉換,有助于進一步挖掘跨能源系統的互補價值。
責任編輯: 江曉蓓