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,也有進口氣,且進口氣戰(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,還有海運來的進口LNG。氣源多元化,促進了相關(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)項目是氣網(wǎng)、電網(wǎng)安全運行的重要保障。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目具有雙調(diào)峰功能,可保障電網(wǎng)、氣網(wǎng)安全運行。一方面,燃氣輪機的調(diào)峰性能優(yōu)越,在啟停速率和低負荷運行深度調(diào)峰等方面均優(yōu)于煤電。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目可深入負荷中心,滿足潮流分布等電網(wǎng)調(diào)峰需求,保障電網(wǎng)運行安全;另一方面,對氣網(wǎng)也具有調(diào)峰作用。天然氣的特點是不易儲存,壓力過高或過低都會影響氣網(wǎng)運行安全,天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目相當(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)的安全運行壓力,快速響應(yīng),及時增加或減少用氣量,更好地保障氣網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

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,但同時也是煤炭消費大國,煤炭消費占一次能源消費總量的70%,僅靠國內(nèi)煤炭產(chǎn)量遠遠無法滿足需求。自2009年起我國已成為煤炭凈進口國,進口量從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口大國,進口煤炭來源從印尼、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,高度依賴進口煤炭,而進口煤的波動也直接影響了這些地區(qū)的產(chǎn)能。同時,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)電機組的排放要求越來越嚴(yán)格,但由于需投入大量資金實施超低排放改造,生產(chǎn)運營成本增高。實施超低排放改造后,僅是改善了煤電機組的常規(guī)大氣污染物的排放,脫硫廢水及報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)機組排放要求比燃煤發(fā)電機組更為嚴(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)略行動計劃(2014-2020年)》中提出堅持“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。重點實施四大戰(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,逐步降低煤炭消費比重,提高天然氣消費比重,到2020年,天然氣消費比重達到10%以上,煤炭消費比重控制在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。而從全球能源消費來看,煤炭、石油、天然氣等主要一次能源的消費比例較為均衡。

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。美國之所以能實現(xiàn)天然氣凈出口,就是因為在頁巖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進口價格在2017年下半年大幅上漲。但在國際市場上,LNG現(xiàn)貨價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,造成用戶端價格遠高于天然氣的國際現(xiàn)貨市場價格。2019年以來,國際市場LNG現(xiàn)貨價格持續(xù)走低,近期到岸價僅為4.4美元/百萬英熱(折合人民幣1.5元/立方米),遠低于同期國內(nèi)LNG接收站的掛牌價格及管道氣門站價格。

隨著亞洲地區(qū)部分消費國市場需求出現(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,全球LNG市場在一段時間內(nèi)將維持供給寬松局面, LNG價格將趨于合理。另外,不能單以價格來比較煤炭與天然氣的經(jīng)濟性,煤炭雖然價格較低,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。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值和優(yōu)勢。

發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目應(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)電機組中,超超臨界參數(shù)機組循環(huán)效率為45%左右;超超臨界二次再熱機組的循環(huán)效率為48%左右。而采用微孔預(yù)混技術(shù)的GE 9HA燃機,其DLN2.6e燃燒系統(tǒng)實現(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的熱平衡計算)。

天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)更適合作為城市中心能源點。目前國內(nèi)熱電聯(lián)產(chǎn)機組主要分為燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機組、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組及生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)機組。其中,生物質(zhì)熱電機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;燃煤機組目前是熱電聯(lián)產(chǎn)機組的主流,但燃煤機組對環(huán)境污染較大,負荷調(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。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)機組發(fā)電耗水僅為燃煤機組三分之一,占地面積較燃煤機組少一半以上,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)機組更適合作為城市中心能源點。