崔承龍
(大唐山東發電有限公司,山東 青島 266061)
在我國多年的快速發展中,以煤為主的能源結構所造成的環境污染和生態已經對我國的可持續發展形成了巨大的壓力。我國政府最近開始考慮對能源戰略進行重大調整,先后做出了西氣東輸,西電東送,加快引進天然氣的決定。國民經濟的持續快速發展要求能源供應的保障和電力的超前發展,加上能效需要提高和環境、生態保護方面的壓力,這些都對熱電冷聯產的天然氣發電產生了巨大的需求。
從世界各國發展情況來看降低污染最有效手段,就是以氣代煤。根據IEA《2008世界能源展望》統計數據,目前,全球發電行業仍然以煤炭為基礎燃料,2006年燃煤發電占全球發電量的41%。其次是燃氣、水電和核電,分別占全球發電量的20%、16%和15%。從發展趨勢看,今后天然氣發電比例將逐步增大。隨著我國經濟的發展程度的不斷提高、天然氣價格的逐步到位,天然氣發電條件日漸成熟。
環境效益。在改善環境工作中,利用天然氣發電,環境效益十分明顯,據測算采用聯合循環的燃氣發電方式與煤電比較,每億千瓦時可少排放二氧化硫844 t、氮氧化物160 t、二氧化氮18 800 t,天然氣發電不產生廢渣和灰塵,二氧化硫、顆粒物、氮氧化物等排放量大大減少。
有利于優化和調整電源結構,逐步實現發電多樣化。目前我國用于發電的一次能源主要依賴煤炭。但中國的煤炭產能受到各種制約,如富煤地區多數生態環境脆弱、煤炭開采嚴重損壞了已十分脆弱的土地資源、煤炭資源分布與區域經濟發展水平不一致等,據分析,在保證一定的生產安全和經濟合理的條件下,中國煤炭開發與生產規模上限約為24億噸,2009年中國的煤炭產量已達到29.1億噸。水力發電占有一定比例,到2020年開發量占水能資源技術可開發容量的60%,屆時大多數水資源已被開發,雖然核能發電在中國發展較快,但受到核原料、技術、成本、廠址選擇等限制。而風能、太陽能等新能源的應用還無大規模實施的條件。適量引進天然氣發電,實現中國能源供應優質化、清潔化、多樣化,有利于優化和調整電源結構,逐步實現發電能源多元化。
利用天然氣發電有利于電網安全經濟運行。目前我國大部分電網調峰不得不依靠煤電機組維持,以犧牲煤電機組的壽命和經濟性以及增加電網的運行成本換取電網安全。天然氣發電廠運行靈活、啟動快、可用率高、調節范圍大,宜于在負荷中心附近建電廠,是提高電網質量的有力手段之一。
有利于緩解廠址資源日趨缺乏的矛盾 (特別是負荷中心)。東南沿海地區特別是上海、浙江、江蘇、廣東及京津地區燃煤電廠選址愈發困難,部分地區甚至被禁令規劃新的燃煤電廠,天然氣發電廠面積小,一般為燃煤電廠的30%左右,耗水量少,一般為燃煤電廠的1/3,對廠址外部條件相對寬松,尤其是負荷中心增加廠址資源為改善電力布局提供了有利條件[1]。
目前,中國在建及規劃建設的天然氣發電項目裝機總規劃近1 800萬kW,其中華東的西氣東輸及近海天然氣項目規模約1 050萬kW,福建建設LNG發電項目規模360萬kW,廣東LNG發電項目規模385萬kW。到2020年全國天然氣發電裝機規模約6 000萬kW,但是目前天然氣在中國一次能源消費結構中僅占2.7%,遠低于24%的世界水平和8.8%的亞洲水平。
中國能源需求正在快速增長,以煤炭為主導的能源供應壓力越來越大,煤炭產能有限,石油進口依存度越來越高,加快天然氣工業發展勢在必行。
華東、華南地處中國東南沿海和長江、珠江中下游,是中國面向國際市場、實行外引內聯的經濟發達區。近年來,由于經濟高速增長,導致能源需求急劇上升,能源特別是電力供應的短缺,這些地區的電力增加電力供應的難度越來越大,主要受以下制約:一是煤炭運力不足;二是新建燃煤電廠征地困難;三是環境容量有限。某些地區已禁止建燃煤電廠,所以天然氣發電廠在沿海經濟發達區更有利的發展發展條件和更迫切的需求。
發電成本。電價直接關系到國民經濟和人民生活。我國電力工業體制改革將建立新的電價形成機制,現在根據發電企業成本確定電價的模式將逐步徹底改變。在廠網分開,發電環節引人競爭后,發電企業的上網電價將在市場競爭中形成。從能源價格來看,我國天然氣價格偏高,煤炭價格相對較低,按同發熱量計算,偏高的天然氣與煤炭比較,造成我國天然氣發電經濟性較差。根據有關資料,發達國家的銷售電價普遍高于我國銷售電價水平,其中日本的工業電價是我國工業電價的3倍,日本居民電價也是我國的5倍多,因此與發達國家相比,我國偏低的電價水平,即使天然氣與煤炭比價水平相當,也使天然氣發電缺乏盈利空間。另外國內每千瓦時造價高于燃煤電廠或與燃煤電廠相當,單從項目經濟性看,我國天然氣發電缺乏市場競爭力。如果沒有相應措施,將大大影響天然氣發電的發展。
天然氣購售合同與競價上網沖突。2002年,國家批準的電力體制改革方案,標志著我國競爭上網進入全面實施階段,電網中所有電廠按照上網電價高低公開競爭上網。在競爭上網環境下,電網內各發電廠的競爭力隨外部環境不同而存在很大的不確定性。若天然氣電廠發電量也需要通過競爭確定,相應的用氣量將是很大的一個變數。按照國際慣例和規則,天然氣購售雙方要簽訂長期“照付不議”合同以保障基本用氣量,照此,天然氣發電面臨用氣“照付不議”而發電缺乏保障的兩難境地,承擔著非常大的經營風險。
天然氣工程的規劃。“西氣東輸”工程牽涉面廣,項目規模很大,需協調上游、下游、跨行業、跨地區的關系。配合“西氣東輸”工程規劃的一批大型天然氣電廠,僅一個電廠的投資就需要數十億元人民幣。如果電廠建成后沒有氣,或天然氣管道完成后電廠尚未建成,都會造成巨大浪費。
我國燃氣輪機制造技術與國外先進水平有很大差距,面臨當前和將來更大的燃氣輪機市場,怎樣進行國產化,意見尚需統一。
實施峰谷電價與鼓勵清潔能源的政策。實行峰谷電價政策,發揮燃機對負荷相應良好的優點,即峰谷電量比取大值,則高峰、低谷電價都具有競爭性,可以獲得好的經濟效益。為鼓勵使用清潔能源,建議國家對天然氣發電項目在外匯額度、貸款利率、還款期限、稅收方面給予政策優惠[2]。
降低氣價。天然氣用戶對天然氣價格的承受能力是有限的,不僅發電如此,其他行業同樣情況。只有制定合理的天然氣價格,使買賣雙方達到雙贏,才能有效推動我國天然氣工業的快速發展。
對天然氣電廠參照國家出臺的西部大開發政策,享受西部地區項目同等優惠政策,并享受其他新能源發電相同或更優惠的稅收和其他政策。
電價中確定合理的環保折價標準。為了體現天然氣發電的環保價值,天然氣發電的上網電價應將環保成本(效益)貨幣化計入。近期可先計入SO2的環保折價。
發展有自主知識產權的燃氣輪機工業。燃氣輪機技術水平的高低現已成為一個國家科技水平,綜合國力重要標志之一。我國在目前情況下,很難想象依靠某一個企業力量,通過某一項技術就能建立和發展我國燃氣輪機工業,關鍵是需要國家統一的規劃和資金投入,確立長期的國家目標,組織我國航空部門、機械制造部門、科學院和高等院校通力協作,同時加強國際合作,有計劃、分階段地發展有知識產權的先進的燃氣輪機工業。
多氣源供氣。對區域性用戶采取多氣源、環路供氣方案,可以大大提高不同氣源對該地區供氣的靈活行、效率和可靠性。
以天然氣電廠的上網電價反推的天然氣價格與合同確定的到廠氣價的差價解決方案。由省級地方政府主管部門,天然氣發電方和供氣三方根據上年度平均上網電價水平來確定當年的發電氣價;當年合同氣價與發電氣價差價部分由當地政府部門根據協議進行補貼。
盡管目前天然氣發電還存在許多困難和問題,但隨著我國國民經濟發展,人民生活質量提高,環保意識的加強,對天然氣等清潔能源發電需求越來越大,隨著天然氣用氣量增加,天然氣開發和管輸成本大大下降,加上國家近期出臺鼓勵天然氣開發利用的政策,天然氣發電將迎接美好的未來及挑戰。