王世宏：我國發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是大勢所趨

天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)是目前能源綜合利用效率最高、且環(huán)保低碳的一種能源利用方式。但受目前國內(nèi)的行業(yè)政策及產(chǎn)業(yè)配套不夠完善等因素的影響，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)發(fā)展存在一些制約因素，因此也引起了一些人的疑慮。如何看待天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，來聽聽企業(yè)大咖的觀點(diǎn)。

近期，是否應(yīng)在國內(nèi)發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)成為業(yè)內(nèi)爭鳴與社會(huì)輿論的熱點(diǎn)，個(gè)別學(xué)者認(rèn)為我國不應(yīng)再發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，而筆者認(rèn)為，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)與煤電相比具有節(jié)能高效、環(huán)保低碳、節(jié)約資源等諸多優(yōu)勢，與可再生能源(風(fēng)電、光伏發(fā)電等)相比，則具有更好的調(diào)度靈活性與供給穩(wěn)定性。無論是從能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的宏觀角度，還是從清潔低碳標(biāo)準(zhǔn)日益提高的城市用能終端的微觀角度來看，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)都是未來能源發(fā)展的重要方向，應(yīng)成為天然氣利用的主要形式之一。

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，許多工業(yè)企業(yè)除了電力以外，也需要大量的熱力產(chǎn)品，以滿足生產(chǎn)過程的用能需求，而天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)正是目前能源綜合利用效率最高、且環(huán)保低碳的一種能源利用方式。但受目前國內(nèi)的行業(yè)政策及產(chǎn)業(yè)配套不夠完善等因素的影響，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)發(fā)展存在一些制約因素，因此也引起了一些人的疑慮。筆者就此進(jìn)行淺析，與大家共同探討。

疑慮一：發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)會(huì)影響能源安全嗎?

1、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)。

2、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)目可以深入負(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，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目對(duì)氣網(wǎng)也具有調(diào)峰作用。天然氣的特點(diǎn)是不易儲(chǔ)存，壓力過高或過低都會(huì)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(dòng)態(tài)的儲(chǔ)氣設(shè)施，可以根據(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。

疑慮二：我國發(fā)展天然氣以減少煤炭消耗的方向?qū)Σ粚?duì)?

1、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(chǔ)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(gè)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(dòng)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。

2、天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)有助于解決空氣污染問題

我國對(duì)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(duì)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。

近年來，京津冀、長三角、珠三角等區(qū)域通過對(duì)燃煤電廠、燃煤鍋爐和工業(yè)窯爐的污染治理與改造，已經(jīng)有效降低了有害污染物排放。氣候變化、環(huán)境保護(hù)、治理大氣污染同根同源，霧霾使人們對(duì)環(huán)境保護(hù)、空氣污染治理的重要性有了深刻的切身體會(huì)，也為氣候變化等問題的解決贏得了方方面面的支持。北京相比中國其他城市在霧霾解決問題上先行一步，選擇天然氣發(fā)電供熱作為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的重要途徑之一，因?yàn)槔锰烊粴饽芨咝Э刂瓶諝馕廴?，是解決可再生能源間歇性、實(shí)現(xiàn)廣泛部署的理想補(bǔ)充能源。

3、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(dòng)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(dòng)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，低碳、清潔的天然氣尚未得到充分利用。根據(jù)國家能源局印發(fā)的《2018年能源工作指導(dǎo)意見》，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(gè)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。

亞洲其他國家也在積極加快天然氣利用：印度計(jì)劃在2024年之前逐步淘汰舊的燃煤發(fā)電廠，并將其燃煤發(fā)電廠改造成燃?xì)怆姀S;泰國正在投資建設(shè)新的天然氣管道和液化天然氣接收站，努力將天然氣在其能源結(jié)構(gòu)中的份額保持在50%左右。毫無疑問，天然氣是優(yōu)化能源供給、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展必不可少的組成部分。

疑慮三：天然氣資源稀缺嗎?

1、我國天然氣資源儲(chǔ)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(chǔ)量為196.9萬億立方米。中國已探明天然氣儲(chǔ)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(chǔ)量豐富，頁巖氣資源儲(chǔ)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(dòng)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(huì)在未來幾年迅速推廣開來，天然氣產(chǎn)量將會(huì)得到爆發(fā)式的增長。

2、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。

疑慮四：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(chǔ)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，我們不能單以價(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(huì)成本方面有著巨大的價(jià)值和優(yōu)勢。

筆者觀點(diǎn)：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

隨著技術(shù)創(chuàng)新與改革政策的不斷推進(jìn)，中國能源行業(yè)正經(jīng)歷著一場前所未有的變革，向著多元化、清潔化、數(shù)字化和市場化的方向轉(zhuǎn)型。天然氣在中國的推廣與發(fā)展，具備豐富的應(yīng)用場景和顯著的系統(tǒng)性優(yōu)勢，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)成為天然氣的重要利用形式。相比燃煤機(jī)組，筆者認(rèn)為，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)還具有以下顯著優(yōu)勢：

1、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%。

據(jù)美國能源信息署(EIA) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2015年初以來，美國約有4000萬千瓦的燃煤發(fā)電機(jī)組退役。在同一時(shí)期，美國天然氣聯(lián)合循環(huán)凈容量增長了約3000萬千瓦。截至2019年1月，美國天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠裝機(jī)容量為26400萬千瓦，而燃煤發(fā)電廠的發(fā)電裝機(jī)為24300萬千瓦。2019年5月，美國凈發(fā)電量為3316億千瓦時(shí)，同比下降2.4%。其中，煤炭發(fā)電量為737億千瓦時(shí)，同比下降13.6%，煤炭發(fā)電自2018年12月以來連續(xù)6個(gè)月保持下降趨勢;天然氣發(fā)電量為1174億千瓦時(shí)，同比增長1.1%。隨著越來越多的天然氣聯(lián)合循環(huán)電廠投用，煤電廠繼續(xù)退役，在可預(yù)見的未來，天然氣發(fā)電仍然是美國最基本的供能方式。

2、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：浙江某藥業(yè)能源站設(shè)計(jì)2臺(tái)12.9兆瓦+7.95兆瓦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，供熱量61.22噸/小時(shí)，廠用電率為4%，單循環(huán)燃機(jī)效率34.5%(相當(dāng)于超高壓參數(shù)的煤電機(jī)組循環(huán)效率)，熱(冷)電比146.91%，整體能源利用熱效率高達(dá)82%。

3、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(duì)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(huì)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(dòng)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)。