國網(wǎng)能源研究院研究員張寧:我國氣電行業(yè)發(fā)展應算好經(jīng)濟賬
近日,中國社會科學院發(fā)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(chǎn)品,從天然氣的應用領(lǐng)域來看,未來電力領(lǐng)域的增量將有較大幅度來自天然氣發(fā)電。那么,從電力研究者的角度來看,氣電在我國的發(fā)展前景究竟如何?本報記者就此對國網(wǎng)能源研究院研究員張寧進行了采訪。
中國電力報:天然氣發(fā)電有哪些優(yōu)勢和劣勢?
張寧:天然氣發(fā)電的優(yōu)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(fā)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(diào)節(jié)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(fā)電的問題主要在于經(jīng)濟性。受制于資源稟賦,我國天然氣供應成本較高,發(fā)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(wǎng)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(fā)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(tǒng)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(chǎn)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(fā)展規(guī)模?
張寧:總體來講,增長潛力有限。從發(fā)電角度,天然氣發(fā)電近期不具備經(jīng)濟性,隨著新能源成本持續(xù)下降,未來氣電的經(jīng)濟競爭力更差。從調(diào)峰角度,在我國當前電源結(jié)構(gòu)下,通過建立合理市場機制和開展靈活性改造能夠激發(fā)出煤電可觀的調(diào)峰潛力,今后隨著儲能成本不斷降低、需求響應商業(yè)模式逐漸豐富、互聯(lián)電網(wǎng)靈活優(yōu)化運行能力日益提升,氣電在調(diào)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(jié)構(gòu)中占比的簡單比較得出氣電需要大發(fā)展的結(jié)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(shù)未實現(xiàn)國產(chǎn)化,氣電的固定投資成本和維護成本也相對較高。
在我們構(gòu)建的中國電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)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(tǒng)整體優(yōu)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(fā)展?jié)摿Γ?/strong>
張寧:氣電的發(fā)展離不開相關(guān)政策扶持。我國東部地區(qū)由于電力需求集中、煤炭資源有限且存在較大的環(huán)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(xiàn)為制定氣電上網(wǎng)電價,對氣電進行補貼。隨著分布式能源系統(tǒng)成為發(fā)展熱點,部分省市也制定了針對燃氣三聯(lián)供項目的補貼政策。另一方面,在能源發(fā)展規(guī)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(zhuǎn)型進程。例如,江蘇省近年來在氣電領(lǐng)域發(fā)展迅速,就得益于上述政策的作用。
此外,環(huán)境稅今年已經(jīng)開征,碳交易預計將于2020年在電力行業(yè)全面開展,這些外部成本內(nèi)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(jù)我們計算分析,在可預見的環(huán)境稅和碳價合理范圍內(nèi),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(xiàn)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(jīng)濟性的提升,但預計同樣無法實質(zhì)性改變氣電的經(jīng)濟性劣勢。
中國電力報:在您看來,天然氣在能源互聯(lián)網(wǎng)中扮演著怎樣的角色?
張寧:能源互聯(lián)網(wǎng)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(zhuǎn)換的樞紐,以電為中心的優(yōu)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(xù)提升,電將成為未來能源消費的主要形式。第四,電力系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)的精神。
氣和熱 (冷)也是能源互聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)的實質(zhì)是打破壁壘、提高效率,通過把握多能耦合環(huán)節(jié),可以擴大優(yōu)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(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。一方面,分布式三聯(lián)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(qū)多種能源需求。另一方面,三聯(lián)供機組是多能互補的關(guān)鍵環(huán)節(jié),既可與分布式新能源實現(xiàn)一定的協(xié)調(diào)配合,又可作為電熱冷氣四種能源的耦合結(jié)點實現(xiàn)多能協(xié)同優(yōu)化。但在推進項目前需做好經(jīng)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(chǔ)設施建設成本,需將上述因素統(tǒng)籌考慮,同時結(jié)合項目所在地電、熱、冷負荷需求特性進行具體的經(jīng)濟性測算。此外,近日國務院印發(fā)的 《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》提出 “原則上不再新建天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)”,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(guān)政策進行持續(xù)跟蹤。
遠期來看,隨著電制氣技術(shù)逐步成熟、新能源發(fā)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(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運行的重要方式。屆時,電和氣將能夠?qū)崿F(xiàn)雙向轉(zhuǎn)換,有助于進一步挖掘跨能源系統(tǒng)的互補價值。
責任編輯:仁德財
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