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《發電與空調雜志》2014年第四期
1天然氣與煤發電能源利用率對比
天然氣簡單聯合循環的燃機熱效率為35%~41%,燃氣-蒸汽聯合循環機組熱效率達到50%~58%。常規大型燃煤機組采用朗肯循環,熱效率一般低于40%,僅為聯合循環機組效率的2/3。目前浙江30萬級火力發電機組供電煤耗大約為323~341g/kWh,100萬級火力發電機組為285~295g/kWh,而浙江某天然氣發電廠采用9F聯合循環機組,機組綜合能耗指標為0.2Nm3/kWh,等熱量折算供電標煤耗為260g/kWh,明顯優于浙江現有火力發電機組能源利用率水平。
2天然氣與煤發電環境效益對比
以浙江某燃機電廠2臺9F燃機(單臺390MW)、某火力發電廠單臺600MW機組為例,機組年利用小時數都為5000h,測算天然氣發電廠相對于燃煤電廠的環境效益值[1]。計算污染物減排的環境價值標過程中采用污染損失法、中國排污總量收費標準(PCS)和美國環境價值標準,對天然氣與火力發電廠環境效益進行計算,其中污染物排放的環境價值標準見表4,天然氣電廠相對于燃煤電廠的環境經濟價值見表5。采用上述方法研究表明:在此指標下,天然氣電廠與相同容量的燃煤電廠相比,其環境價值低17.99分/kWh。在浙江當前電煤與煤電機組運行水平下,燃煤發電成本大約為0.18元/kWh;在當前的氣價與燃氣機組運行水平下,燃氣發電成本大約0.64元/kWh,計入環保價值后的天然氣發電價格仍然比燃煤發電高30分/kWh左右。天然氣發電成本遠高于傳統能源發電和外送電,未來浙江天然氣價格可能只升不降。在經濟調度原則下,天然氣發電相對于其它清潔能源、可再生能源的可控性、可調峰性的優勢難以體現。
3影響浙江省天然氣發電的因素
天然氣發電的發展和前景除了受能源需求量和各種燃料的比價變化的影響,同時還受到環境政策的影響。
3.1價格聯動不均衡,氣電價格缺乏競爭力受到全國的影響,浙江省的天然氣價格同樣在不斷上漲,浙江省政府為保障電力穩定供應,多次推出氣電價格聯動政策,部分分擔了企業上漲的發電成本,但電價上漲幅度仍然低于氣價上漲幅度,對企業經營帶來一定壓力。同時目前燃機上網電價已處于高位,上調空間十分有限,盡管如此,聯動機制還并未固定,面對氣電補貼規模的不斷增大,政府財政壓力空前,如天然氣價格繼續上漲,氣電價格聯動機制是否能夠繼續根據,還不確定。下表為浙江某燃機電廠歷年氣價、電價變化情況表。
3.2氣電雙重調度,氣源供應不穩定統計結果顯示,目前浙江省2011年之前燃機電廠都是調峰類型項目,而2011年之后項目以熱電聯供為主。從調度來看,燃機電廠的發電調度權在電網公司,而氣量配給權在天然氣公司,從而形成雙重調度狀態,計劃執行中經常出現“有電無氣、有氣無電”的情況。特別是近年來,國內天然氣供應一直處于緊張狀態。而電廠用氣在天然氣分配次序相對偏后,天然氣供應無法得到有效保障。尤其是在冬季等重點以保民用氣為主的時段,機組正常保養用氣也很難得以保證。
3.3天然氣發電利用小時低,清潔環保效益未體現持續增長的燃料成本,使得天然氣發電在競爭日益激烈的市場中處境被動。2013年,浙江省統調燃煤機組平均計劃完成率103%,發電利用小時數達到6017h,而燃機發電項目的計劃完成率普遍較低,以半山電廠項目為例,一期僅完成計劃(3500h)的93%,二期計劃僅為1000h,卻還是只能完成98.8%,未能充分體現出天然氣的資源稀缺、節能減排和環保高效特性。
4浙江省天然氣發電的激勵政策建議
電網方面。要加快推進電力體制改革,完善天然氣價格、上網電價的聯動機制,具體辦法:原則上以3~6個月為一個氣電價格聯動周期。若周期內平均氣價比前一周期變化幅度達到或超過10%(或者更小),相應調整其上網電價;如變化幅度不到10%,則下一周期累計計算,直到累計變化幅度達到或超過10%,進行電價調整;同時制訂電力行業污染排放權立法和排污交易法,加強對電力企業污染情況的監測與管理,在保證電力行業污染物排放總量不超標的情況下,優化煤電與天然氣發電機組的年利用小時數,充分發揮天然氣發電的節能環保效應。天然氣方面。天然氣的安全穩定供應是浙江省天然氣發電健康穩定發展的前提條件,省政府通過政策引導和市場機制,鼓勵建設調峰儲氣設施,大力建設管道和相關基礎設施,要求管道公司提供公開準入服務,從而給予地方配氣公司、大型終端用戶更多的選擇自由,同時優先保證高效利用天然氣企業(天然氣熱電聯產、天然氣冷熱電三聯供)的氣源供應;天然氣價格是天然氣產業發展的關鍵,也是影響天然氣發電競爭力十分重要的因素(天然氣燃料成本站發電總成本55%~75%)[2]。短期內依靠財政補貼與稅收政策等補償機制,但中長期對于未來天然氣價格改革的取向,以市場為導向必定是最終選擇。要實現該目標,一是堅持以市場定價的原則,建立反映資源稀缺程度和市場供求變化的天然氣價格形成機制;二是政府部門加強對市場的監督,尤其是在管輸費上限價格規制、管道運輸特許經營制度設計、管輸費用標準的透明和公平性等方面,培育充分競爭的市場,實現天然氣行業的有效監管。
5結語
和傳統燃煤發電廠相比,天然氣發電項目的環保優勢明顯,能夠有效控制排放,同時天然氣發電利用技術先進,能源利用效率高、節能率高,是未來浙江省推進能源結構調整、實現能源消費革命的一項重要手段。正確處理好天然氣發電行業在發展中出現的困難將有力促進浙江電力行業發展。
作者:王思文張鐘平周宇昊劉壘單位:國家能源分布式能源技術研發中心重慶旗能電鋁有限公司