發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)會影響能源安全嗎

天然氣來源多元化。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)使用的氣源有國內(nèi)自產(chǎn)氣,也有進(jìn)口氣,且進(jìn)口氣戰(zhàn)略方向很多:有從西北地區(qū)入境的中亞天然氣,有從云南入境的緬甸天然氣,有從東北地區(qū)入境的俄羅斯天然氣,還有海運(yùn)來的進(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,可以更好地保障天然氣供應(yīng)。

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,對氣網(wǎng)也具有調(diào)峰作用。天然氣的特點(diǎn)是不易儲存,壓力過高或過低都會影響氣網(wǎng)運(yùn)行安全,天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目相當(dāng)于動態(tài)的儲氣設(shè)施,可根據(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,更好地保障氣網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

我國發(fā)展天然氣以減少煤炭消耗的方向?qū)Σ粚?/span>

我國煤炭進(jìn)口逐年遞增,但污染治理迫在眉睫。雖然我國煤炭資源儲量較為豐富,但同時(shí)也是煤炭消費(fèi)大國,煤炭消費(fèi)占一次能源消費(fèi)總量的70%,僅靠國內(nèi)煤炭產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需求。自2009年起我國已成為煤炭凈進(jìn)口國,進(jìn)口量從2009年的0.4億噸上升到2018年的2.8億噸,以平均每年約23%的速度大幅增長。如今我國已成為煤炭進(jìn)口大國,進(jìn)口煤炭來源從印尼、澳大利亞、越南等國發(fā)展到加拿大、美國、南非等33個國家。特別是我國華東和華南等地區(qū)產(chǎn)煤非常有限,高度依賴進(jìn)口煤炭,而進(jìn)口煤的波動也直接影響了這些地區(qū)的產(chǎn)能。同時(shí),燃燒煤炭造成的環(huán)境污染問題日益凸顯,我國二氧化硫排放總量的90%、氮氧化物排放總量的67%、煙塵排放總量的70%和人為源大氣汞排放總量的40%均來自于燃煤,因此,以更清潔高效的天然氣代替煤炭的部分產(chǎn)能,減輕環(huán)保壓力勢在必行。

天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)有助于解決空氣污染問題。我國對燃煤發(fā)電機(jī)組的排放要求越來越嚴(yán)格,但由于需投入大量資金實(shí)施超低排放改造,生產(chǎn)運(yùn)營成本增高。實(shí)施超低排放改造后,僅是改善了煤電機(jī)組的常規(guī)大氣污染物的排放,脫硫廢水及報(bào)廢后的脫硝催化劑等固廢的處置問題還沒有得到妥善的解決。而且,近年來煤電機(jī)組煙氣排放中的可凝結(jié)顆粒物對環(huán)境的影響也引起了業(yè)界的高度重視。而天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組排放要求比燃煤發(fā)電機(jī)組更為嚴(yán)格,即使未經(jīng)處理的煙氣,污染物含量也低于燃煤發(fā)電機(jī)組排放值,能減少近100%的二氧化硫和粉塵排放量,減少60%的二氧化碳和50%的氮氧化合物排放量,有助于減少酸雨形成,舒緩地球溫室效應(yīng),從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。

發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)可優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。國務(wù)院《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計(jì)劃(2014-2020年)》中提出堅(jiān)持“節(jié)約、清潔、安全”的戰(zhàn)略方針,加快構(gòu)建清潔、高效、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系。重點(diǎn)實(shí)施四大戰(zhàn)略:節(jié)約優(yōu)先戰(zhàn)略、立足國內(nèi)戰(zhàn)略、綠色低碳戰(zhàn)略和創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略。其中,綠色低碳戰(zhàn)略,要求著力優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),把發(fā)展清潔低碳能源作為調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的主攻方向。堅(jiān)持發(fā)展非化石能源與化石能源高效清潔利用并舉,逐步降低煤炭消費(fèi)比重,提高天然氣消費(fèi)比重,到2020年,天然氣消費(fèi)比重達(dá)到10%以上,煤炭消費(fèi)比重控制在62%以內(nèi)。目前我國能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主,目前天然氣僅占中國一次能源消耗總量的7.5%,比世界平均水平低了近16個百分點(diǎn)。而從全球能源消費(fèi)來看,煤炭、石油、天然氣等主要一次能源的消費(fèi)比例較為均衡。

天然氣資源稀缺嗎

我國天然氣資源儲量豐富。根據(jù)英國石油公司(BP)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),截至2018年底全球已探明天然氣儲量為196.9萬億立方米。中國已探明天然氣儲存量呈現(xiàn)穩(wěn)定增長趨勢,中國常規(guī)天然氣資源量大約為56萬億立方米,截至2018年底可開采的資源量為6.1萬億立方米。從天然氣產(chǎn)量來看,2018年中國天然氣產(chǎn)量1615億立方米,排名世界第六。另外,我國非常規(guī)天然氣儲量豐富,頁巖氣資源儲量全球第一。目前非常規(guī)天然氣開發(fā)程度較低,但隨著技術(shù)進(jìn)步和石油天然氣體制改革的不斷深入,開發(fā)低滲透、深層、深水、火山巖等領(lǐng)域大量的品位低、難動用資源的經(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。美國之所以能實(shí)現(xiàn)天然氣凈出口,就是因?yàn)樵陧搸r氣開采方面取得了技術(shù)突破。目前,中石化在頁巖氣開采方面已經(jīng)具備了比較成熟的技術(shù)。相信這些技術(shù)會在未來幾年迅速推廣開來,天然氣產(chǎn)量將會得到爆發(fā)式的增長。

國際市場氣源充足。在國際LNG市場,美國的液化能力正在快速釋放,已成為全球最大的天然氣生產(chǎn)國,并在2017年成為天然氣凈出口國。中石油經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院2019年初發(fā)布的《2018年國內(nèi)外油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》顯示,去年全球LNG出口增量主要來自澳大利亞和美國。其中,澳大利亞出口量為6861萬噸,同比增長21.7%;美國出口量為2105萬噸,同比增長高達(dá)63.2%。在2019年5月,國家能源局和美國能源部在我國舉辦了中美兩國天然氣行業(yè)的合作論壇,促進(jìn)兩國的天然氣貿(mào)易。除了美國,目前的產(chǎn)氣大國卡塔爾、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。

天然氣價(jià)格高不高

目前,制約天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的主要因素是國內(nèi)天然氣價(jià)格較高。近年來全球LNG市場需求總量持續(xù)較大幅度增長,由2014年的2.39億噸大幅提升至2017年的2.9億噸。2017年我國實(shí)行“煤改氣”政策,加上國內(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。但在國際市場上,LNG現(xiàn)貨價(jià)格一直處于較低水平,由于國內(nèi)天然氣市場尚未完全放開,儲氣設(shè)施不完善,造成用戶端價(jià)格遠(yuǎn)高于天然氣的國際現(xiàn)貨市場價(jià)格。2019年以來,國際市場LNG現(xiàn)貨價(jià)格持續(xù)走低,近期到岸價(jià)僅為4.4美元/百萬英熱(折合人民幣1.5元/立方米),遠(yuǎn)低于同期國內(nèi)LNG接收站的掛牌價(jià)格及管道氣門站價(jià)格。

隨著亞洲地區(qū)部分消費(fèi)國市場需求出現(xiàn)階段性放緩,國內(nèi)LNG接收站等配套設(shè)施逐步完善,以及今后數(shù)年內(nèi)國內(nèi)外一大批LNG液化站、接收站的建設(shè)投運(yùn),全球LNG市場在一段時(shí)間內(nèi)將維持供給寬松局面, LNG價(jià)格將趨于合理。另外,不能單以價(jià)格來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的環(huán)境污染與社會成本方面有著巨大的價(jià)值和優(yōu)勢。

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

天然氣發(fā)電是發(fā)達(dá)國家發(fā)電的重要組成。我國在天然氣發(fā)電方面仍處于起步階段,但目前美國、日本、韓國和歐洲等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將天然氣發(fā)電作為主要能源之一,天然氣發(fā)電裝機(jī)容量占比越來越高,其中美國42%、英國42%、韓國27%。

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。而采用微孔預(yù)混技術(shù)的GE 9HA燃機(jī),其DLN2.6e燃燒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微孔預(yù)混和全預(yù)混燃燒,ISO工況下聯(lián)合循環(huán)效率可達(dá)63%,并且能夠有效降低氮氧化物的排放。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: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66萬超超臨界煤電的最大抽汽供暖能力時(shí)的熱平衡計(jì)算)。

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,已無法滿足社會的發(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)組三分之一,占地面積較燃煤機(jī)組少一半以上,無需設(shè)置煤場、灰場等存在較大粉塵污染的附屬設(shè)施,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備自動化程度高,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)。