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关于天然气发电产业发展策略的研究
王文嘉

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王文嘉,. 关于天然气发电产业发展策略的研究[J]. 天然气进展,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157214.
摘要:
中国要实现碳中和目标,在能源供应侧可再生能源占比不能低于80%,需求侧电动化率不能低于80%。天然气发电一方面可以减少污染物排放,改善空气质量;另一方面可以降低电力行业碳排放强度,使碳排放总量得到控制,甚至大幅下降。文章重点介绍了推进天然气发电产业发展的策略:一是推进天然气发电设备国产化,二是降低天然气发电设备维修成本,三是降低气电企业用气成本。
关键词: 天然气发电产业发展策略
DOI:10.12721/ccn.2022.157214
基金资助:

一、引言

在2030年碳达峰、2060年碳中和的背景下,中国能源转型的任务已经非常明确,即能源结构要进一步调整并向清洁能源发展。根据测算,中国要实现碳中和目标,在能源供应侧可再生能源占比不能低于80%,需求侧电气化率不能低于80%。碳中和是远期目标,但是通过可靠、有效的减排手段实现2030年碳排放总量达峰、减轻未来实现碳中和带来的压力应该是近期的主要目标。

电力行业是碳排放及污染物排放的重要来源之一,其中火力发电更是排放大户。火电中的天然气发电(或称“燃气发电”、“气电”)因其清洁性、环保性、灵活性等受到发达国家的重视。以天然气发电代替煤炭发电(或称“燃煤发电”“煤电”),逐步控制煤炭消费量,一方面可以减少污染物排放,改善空气质量;另一方面可以降低电力行业碳排放强度,使碳排放总量得到控制,甚至大幅下降。本文将探讨天然气发电产业的发展策略。

二、推进天然气发电产业发展的策略

2.1推进天然气发电设备国产化

燃气轮机技术水平的高低现已成为体现一个国家科技水平和综合国力的重要标志。重型燃机制造技术被誉为工业领域皇冠上的明珠,从长远来看,我国要发展天然气发电产业,绝不能依靠进口燃气轮机。需要国家层面的统一规划和资金的投入,组织各生产厂家、设计院和高等院校等通力协作,同时加强国际合作,有计划、分阶段地发展具有自主知识产权的先进燃气轮机工业。

目前,世界上主流的燃机技术和装备供应商有三家,分别是德国西门子,日本三菱,美国通用电气。三家公司联合对我国进行技术封锁,以便长期获取高额垄断利润。对此我国燃机生产厂家通过引进吸收模式打破联合垄断,引入技术合作,快速吸收核心技术,实现重型燃机的国产化。

例如早在2003年,东方电气与三菱(现三菱日立)签署F级重型燃机技术转让协议,以许可证的方式获得三菱燃机制造技术,并对第一捆10台燃机机组逐渐进行国产化研制,正式开启了气电合作的历程。

2004年,双方合资成立了三菱重工东方燃气轮机(广州)有限公司,主要从事燃气轮机的制造和销售;

2018年3月,在双方的共同努力下,三菱日立中国创新中心在成都成立。

截至目前,东方电气在许可证协议框架下,共获得76台套联合循环订单,装机容量高达3400万千瓦,在2018年国内已经开标的8个气电项目中,东方电气获得4个,占比高达50%。这些订单不仅为东方电气气电产业的发展壮大作出重要贡献,也为三菱日立带来可观收益,实现了双方互利互惠和合作共赢。

2.2降低天然气发电设备维修成本

国内燃气电厂传统的运营及管理模式,极大地限制了选择燃机检修维护的方式。管理者为规避技术和责任风险,选择传统的维修模式,严格遵守厂家规定,定期进行机组的维修,为此需付出高昂的检修维护费用。对此燃气电厂应积极探索新的维修维护模式。

一是引入状态维修模式。我国维修技术还处于初步阶段,维修还必须依赖于制造商,严格按照制造商提供的启动次数和运行时间进行定期维修,成本费用高昂。为此燃气电厂可以引入状态维修模式,如在机组D修期间,对燃机热通道的状况进行检测,如热通道状况良好,可考虑适当延长设备的使用寿命,降低维修成本。

二是推动第三方服务商模式。由于中国燃气轮机市场广阔,越来越多国际知名的燃机维修维护第三方服务商对中国市场跃跃欲试,如苏尔寿、伍德等公司期望与中国本土电力运营商合作,共同开展相关业务。通过国内的市场资源与国外的专业技术相结合,积极推动第三方服务商模式,实现优势互补,提高本地维修能力,降低检修成本,实现互惠互利,逐步打破服务垄断的格局。

三是逐步尝试设备零部件的国产化替代。例如广州珠江天然气发电有限公司的压气机进口滤网过滤芯需每两年更换一次。在采购国产滤芯后,在保证同等品质前提下,能比使用原厂进口的GE公司滤芯采购成本节约1/3左右,减少更换费用。

2.3降低气电企业用气成本

目前我国天然气产业链由两部分构成,上游为天然气供应方包括国内石油公司及城市燃气公司等,下游为发电企业及电网公司。石油天然气公司将天然气销售给城市燃气公司,再由燃气公司卖给发电企业,这大大增加了发电企业的用气成本。

为了降低此类成本,在21世纪初,广东省通过打捆招标方式建设了十几个燃气发电厂作为广东省LNG一期项目的配套工程,由澳大利亚ALNG集团为气源供应方,签署了25年照付不议购气合同,用海船运输至深圳大鹏湾秤头角接收,在此气化后通过输气干线送到各个用户。

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作为广东省首批天然气“直供”项目。通过用气大户直供模式的实施,减少了中间环节的费用,从而降低了燃气电厂燃料成本。

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但受国际天然气期货价格大幅度上扬和国际政治因素影响,用气直供项目发展举步维艰。如按照现货天然气价格发电,企业发电成本将显著高于广东省上网电价均价。为此,按照供应成本确定终端用户上网电价,政府可采用度电直补的形式补贴气电企业;逐步开放全国直供气模式,增加直供气的用户;鼓励大型工业用户直接与上游气源企业签订燃气商品的购销合同,减少中间环节等。值得注意的是,即便是用气大户实行直供模式,也需要投入供气管网设施建设费用,可以利用城市燃气企业现有的管网,这样可以减少建设投资、降低营运、管理及维护等费用。

三、结束语

目前,我国天然气发电装机占总装机容量不足1/20,远低于世界平均水平,我国天然气发电市场潜力巨大。当前阻碍我国天然气发电业务发展的关键是技术、设备、气价和电价等问题,解决这些问题的关键一是通过技术进步和加强发电企业的管理降低成本,二是需要国家制定相应的鼓励政策和财政、税收、发电用气价格和气电上网价格等优惠政策。

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