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中国燃气发电发展现状分析与展望

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2025-04-18  来源:CCETP  浏览次数:61
 编者按



在全球能源转型的大背景下,燃气发电凭借其低碳、高效、灵活等特点,正扮演着越来越重要的角色。日前,CCETP发布报告《中国燃气发展目标与展望》,系统梳理燃气发电发展现状,展望发展前景,总结发展过程中面临的挑战,并给出了相关政策建议。本文摘录自报告内容。


2023 年,中国燃气发电装机量12562万千瓦,发电量 3016亿千瓦时,与2011年相比,装机容量年均增长23.7%,发电量年均增长14.8%;同期全国发电装机年均增长14.7%,发电量年均增长8.4%。在此期间,燃气发电在全国发电装机中的占比从3.1%增长到4.3%,发电量从2.3%增长到3.2%。

2011-2023年中国燃气发电装机容量(万千瓦)和发电量(亿千瓦时)

从燃气发电的发展区域来看,受经济发展水平限制,我国燃气发电机组发展地区差异性明显,主要集中在长三角、珠三角和京津地区。广东、江苏、浙江、北京、上海是我国燃气电厂最为密集的地区,装机容量全国占比近80%。根据燃气轮机发电专委会对全国大部分地区的统计(未包括吉林、陕西),截至2023年末,燃气发电装机规模排名前三的省份分别为广东(3940万千瓦)、江苏(2160万千瓦)和浙江(1150万千瓦),装机规模排在前五的省市装机总规模约占到全国的80%。

截至2023年末的各省市气电装机规模(单位:MW)

目前,气电发展的驱动因素由气源驱动转变为宏观电力供需、环保政策、价格政策、其他电源发展等多因素共同影响。


01

中国燃气发电发展历程

 

从上世纪90年代至今,中国燃气发电发展主要经历了4个发展阶段。

第一阶段:(-2003)区域发展阶段。上世纪90年代到21世纪初,沿海地区缺电严重,广东、浙江等建设了一批燃气电厂,为当地保障电力供应发挥了积极的作用。这一阶段燃气发电发展缓慢,经不完全统计,2004年以前,全国燃气发电装机不足300万千瓦,以9E和6B燃机为主。

第二阶段:(2003-2017)全国快速发展阶段。随着西气东输工程的启动,燃气发电的战略地位凸显,国家开始从战略高度重视燃机发展。2001年至2007年六年间,中国以三次“打捆招标、市场换技术”方式引进通用电气(GE)、西门子、三菱公司的F/E级重型燃气轮机50余套,由哈汽-GE、东汽-三菱、上汽-西门子、南汽-GE四个联合体实现国产化制造。

在这一阶段,燃气发电发展较快,经济发达地区建成了一批燃气发电项目,部分区域通过天然气供应的长期协议等支持燃气发电项目,取得了较好的经济和环境效益。到2014年底,全国气电装机约5700万千瓦,占全国总装机容量的4.2%。

在天然气分布式发展方面,2011年10月,国家发展改革委、财政部、住房城乡建设部、国家能源局联合发布《关于发展天然气分布式能源的指导意见》,明确了天然气分布式能源的发展目标和具体的政策措施。在政策引领下,全国开始大范围推广建设示范项目,出现了快速增长的态势,项目出现多元化细分市场,如数据中心、大型公建等。但由于缺乏财政补贴和电力并网等政策支持,行业发展受到限制。

在气价方面,天然气价格自2010年起进入快速上涨通道,2014年出现大幅上涨,不仅新建项目陷入停滞状态,已有项目也多停运,市场发展遭受打击。2015年11月,国家发改委下文将全国范围内天然气门站价格下调0.7元。这一举动对燃气发电的支持效果非常明显,部分分布式能源项目的经济性凸显,促进了社会的投资热情,项目数量也显著增多。

在政策方面,电力发展“十三五”规划提出要“有序发展燃气发电,大力推进分布式气电建设”,并为气电设定了2020年1.1亿千瓦的装机目标。2017年发布的《加快推进天然气利用的意见》提出要实施燃气发电工程,鼓励发展天然气调峰电站,有序发展天然气热电联产。从扩大清洁能源利用的角度,政策层面整体鼓励气电产业发展。但这一势头在2017年底被突如其来的“气荒”打断。

第三阶段:(2017-2020)有序发展阶段。受到天然气供应短缺和价格上涨影响,燃气发电的经济性受到很大影响,燃气发电的发展明显放缓。到2020年底,全国燃气发电装机容量9802万千瓦,占发电装机比例4.5%。除部分地区供热机组外,多以调峰调频为主,约占燃气发电机组总容量的70%。2020年,全国燃气发电发电量为2485亿千瓦时,占全国发电量的3.3%。燃气发电利用小时较低。燃气发电企业经营成本居高不下。

第四阶段:(2021-至今)因地制宜发展阶段。进入“十四五”后,可再生能源的快速增长和灵活性电源不足的矛盾愈发突出,燃气发电的在调峰方面的作用更为突出。2021年国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》提到,大力推动天然气与多种能源融合发展,因地制宜建设天然气调峰电站。2022年国家发改委出台《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》和2024年6月国家发展改革委发布的《天然气利用管理办法》进一步为不同地区因地制宜发展燃气发电提供了政策支撑。“十四五”规划燃气发电装机目标为5000万千瓦,虽然2022年俄乌冲突爆发后天然气价格大涨,但中国燃气发电仍然取得了快速发展,“十四五”规划目标有望实现。

 

02

中国燃气发电相关政策和机制梳理

 

天然气供应对于燃气发电发展至关重要。在燃气发电占比较高的国家,燃气发电用气是天然气消费的主要部分。在中国,随着燃气发电的发展,燃气发电用气量占天然气消费量的比例也较为可观。2023年,燃气发电的用气量占17%,工业燃料用气占42%,城市燃气用气占33%,是天然气消费的主体。相比较发达国家燃气发电用气占比1/3左右,中国燃气发电用气量目标占比不算高。天然气消费主要用在工业燃料和城市燃气,尤其是秋冬季节北方地区采暖高峰,在天然气紧缺的情况下需要首先保障城市燃气和居民用气。因此,燃气发电用户的用气会受到供应和价格的双重影响。

2024年6月,国家发展改革委发布的《天然气利用管理办法》提到,在“优先类”用气项目中新增气源落实、具有经济可持续性的天然气调峰电站,将煤炭基地基荷燃气发电项目从“禁止类”调整至“限制类”,解除了相关地区对于燃气发电的绝对限制,为不同地区因地制宜发展燃气发电提供了政策支撑。

燃气发电的经济性同时也受到上网电价的影响。上网电价主要由省级价格管理部门制定。2014年12月,国家发改委出台《关于规范燃气发电上网电价管理有关问题的通知》,提出“气电应实行气、电价格联动机制”。目前,我国气电电价政策,一部制电价和两部制电价并行。其中,浙江、江苏(重型燃机)、上海(重型燃机)、山东、四川等省市执行两部制电价,北京、天津、湖北、上海(分布式)、江苏(分布式)执行单一制电价。

近年来,中国燃机分布最密集的东部沿海地区气电价格政策呈现两个趋势:一是逐步有更多燃气发电量进入区域电力市场,由市场决定电价;二是对于尚未进入市场的气电,电价与气价联动性不断增强。例如,浙江省2021年最新的气电价格政策中,存量机组的电价按气电联动方式制定,新建9H机组全电量参与电力市场,执行市场交易电价。山东省新出的气电电两部制电价中,电量电价非固定电价,而是由发电企业与电力用户、售电公司通过市场化交易方式自主确定。日前、实时市场电能量申报价格下限为每千瓦时-0.08 元(含税,下同),上限为每千瓦时1.3元。电能量申报价格上下限根据电力现货市场运行情况适时调整。

640 (1)

部分重点省燃气发电电价政策

数据来源:整理自相关文件


总体来看,地方政府财政支持政策对气电产业的发展起到了重要的推动作用,体现了对清洁、低碳、灵活电源的支持。但受天然气成本居高不下的影响,燃气发电的总体成本较高,而其相较煤电更突出的环保和低碳价值、更快更强的调峰能力,尚未得到市场价值差别化的体现,燃气发电的效益无法从市场获得。地方政府补充承担了其成本压力,受制于地方财政压力,燃气发电的发展也因此受到限制。燃气发电环保低碳和灵活的突出价值是电力和能源体系所需要的,怎样使得上述价值得到市场体现从而有效疏导燃气发电的成本是促进燃气发电发展的关键。


03

中国燃气发电前景展望


中国深入开展大气污染治理以来,燃气发电依托其绿色环保的优势,以对高污染燃料的“清洁替代”为主线,形成了规模化提升的利用趋势。

 

此前燃气发电的装机主要布局在经济较为发达、天然气供应充足、环保低碳方面要求较高的长三角、珠三角和京津冀等区域。“十四五”以来,随着双碳目标的提出,更高比例的可再生能源发展,以及2021年全国性缺电、2022年四川省缺电的问题显露,借助四川重庆地区页岩气资源的发展,目前西南地区四川、重庆的燃气发电发展快速布局。同时,鉴于北方区可再生能源装机的增加和新能源基地的发展,在东北、西北等具备天然气资源条件的区域(东北地区有俄罗斯天然气,西北地区有西亚过境的天然气),可以布局以调峰为主的燃气发电机组作为灵活性电源支持可再生能源开发运营和送出。


640 (2)

数据来源:整理自上述机构的研究报告


04

中国燃气发电发展面临的挑战


目前,中国燃气发展的主要挑战包括以下几方面:

 

燃气发电的重要性认识不足缺乏战略统筹。燃气发电的发展不仅对于发电行业的碳中和和安全稳定发展十分重要,也是迈向低碳未来的重要路径之一,同时对中国煤炭为主到低碳能源的转型起到替代和重要支撑,在中国天然气产业的发展、中国燃气轮机技术的进步和发展中发挥着决定性作用。

 

在实际发展过程中,燃气发电的发展受到多重制约。比如项目规划方面缺少统筹考虑,配套政策不完善:一方面是稳定的气源保障,另一方面也有管网建设和电(热)源点建设不协调、不匹配的问题等;部分地区燃气发电上网通道受到限制;燃气发电调峰补偿机制不够完善等;气电联动政策缺少具体可操作政策的配套且往往滞后,上网电价的定价机制缺乏包括环境保护等外部性成本在内的真实成本等。

 

天然气供应不足影响燃气发电的发展。2015年以来,在“煤改气”政策的推动下,我国天然气消费快速增长,而国内天然气产量增长相对较慢,造成我国天然气对外依存度快速升高,尤其是2017年冬季发生“气荒”,引发了各界对天然气供应安全的担忧。但实际上,造成“气荒”的原因并非真正的资源短缺,而主要是由于“煤改气”推进过快、调峰能力不足和基础设施欠缺等因素造成。

 

目前制约天然气快速发展的主要问题有:一是对发展天然气的重要性和必要性认识不足,对供应安全缺乏足够信心,天然气的主体能源定位不够坚定,具体实现路径不明确,且相应的配套政策支持力度不够。二是目前对天然气供应安全的关注,过多放在了对外依存度增加和冬季供应紧张上,而应对的措施又主要放在了限制消费上,缺乏在充分满足消费需求的前提下的保障供应安全的长远部署和政策措施,这与已经确定的天然气定位和目标是不相符的,可以说是应对短期矛盾的措施影响了长期目标的实现。

 

受气源单一,上游市场垄断,缺乏可中断用户气价机制等因素影响,加之燃气电厂在用气方面缺少较强的议价能力,燃气发电的安全稳定的运营和经济性难以保障。

 

燃气发电的环保低碳和调峰价值未受到市场认可。燃气发电具有环保、低碳、灵活的显著优势。比如燃气电厂较燃煤电厂单位发电量碳排放低50%,且污染物排放显著低于燃煤电厂。但当前碳交易和排污权交易市场尚未成熟,燃气发电环保低碳等环境价值尚未得到市场认可。

 

在提供稳定可靠的备用容量方面,只有部分地方有容量电价,且容量电价不能充分体现气电价值。气电具有负荷调节范围宽、响应快速、变负荷能力强的特点,是电网调峰调频的优选。但现在的辅助服务补偿机制未能充分体现气电调峰等价值。据了解,国电投广东公司4家燃气电厂辅助服务收入占总收入不到5%90%以上是售电收入,现在的辅助服务机制下辅助服务给燃气电厂带来的利润微乎其微,未能充分体现气电厂提供辅助服务的价值。

 

燃气发电的经济性影响燃气发电的长期发展。气电的燃料成本占比高达85%左右,气价高和资源紧张是制约气电发展的最大因素,高成本和电力价格倒挂则是气电发展受限的最大矛盾点。据统计,假设天然气价格在2.2/立方米-2.7/立方米之间,按每度电耗气0.2立方米计算,气电综合发电成本约0.59/千瓦时-0.72 /千瓦时,与“风光”发电成本相当,远高于煤电0.3/千瓦时-0.5/千瓦时、核电0.23-0.26 /千瓦时的发电成本。

 

由于燃料成本较高,燃气发电机组的上网电价水平长期处于高位,因此各地政府采取了两部制电价、直接给予财政补贴等方式来加以疏导。随着燃机装机容量的不断提升,价格疏导的压力也越来越大。结果是气电价格难以有效合理疏导,气电企业发电积极性因此受挫。


05

对中国燃气发电发展的若干建议


基于国内燃气发电发展现状,参考成熟市场经验,促进燃气发电发展的建议如下:

 

明确燃气发电的定位和长期发展目标。坚持天然气主体能源定位不动摇,充分发挥其在清洁能源体系中的关键支撑作用。充分认识并大力宣传天然气在环境污染治理和控制碳排放方面的优势,以及对于可再生能源发展的关键支撑作用。同时,在能源、电力和天然气等相关规划中进一步体现天然气的主体能源定位,按照既定目标细化部署。

 

加大环保低碳政策激励。为实现“双碳”目标和建设更美好的生态环境,有关部门应进一步加严大气污染控制,提高空气质量标准,完善工业企业碳排放标准促进工业企业更节能更环保和更低碳的发展和技术进步。通过环保和低碳政策设计,让燃气发电的环境价值得到市场化体现。天然气作为调峰电源支持可再生能源发展的价值,可以通过与可再生能源“打捆”,通过机制设计加以明确,确保该价值通过市场以实现,支持可再生能源发展目标和新型电力系统的稳定发展。

 

此外,相关部门需要完善顶层设计,通过电力市场、容量市场、碳排放权交易等市场发挥协同作用,有效促进灵活低碳电源的建设并保障其健康发展。尤其是在经济发达承受能力高的地区,可以先行试行。这将对于当地能源和电力供应安全起到重要影响,并降低当地的财政负担。

 

保障天然气供应和降低用气价格。长期以来,由于燃料供应紧张和燃料价格偏高,导致气电机组在经济性上无法与其他发电形式竞争。为了改善这一短板,应从以下几方面入手:一是应加大上游天然气资源的勘探开采力度,提高国内天然气供应比例;进一步完善产供储销体系建设,在增储上产、加快调峰设施建设、推进管网互联互通、完善调峰运行机制等方面努力补齐短板,切实保障天然气安全平稳供应。二是构建多元化的天然气进口格局,控制进口天然气成本。三是推动天然气改革,保障天然气供应降低天然气成本,具体包括进一步加大天然气市场化改革,实现多主体天然气供应;继续支持储气等设施建设,保障高峰时段天然气供应;支持地方管网持续改革和监管,以进一步理顺产业链价格关系,通过市场竞争最终降低终端用气价格;进一步完善管理办法,合理计算成本,规范定价行为,加强监管;逐步推行天然气输配环节的成本信息公开制度,增强天然气价格决策的透明度与公开度。四是利用天然气市场化改革的契机,大力推动大中型燃气电厂直购天然气,减少中间环节层层加价,降低发电企业成本。

 

继续完善燃气发电的价格机制。其一是建立天然气价格联动机制,理顺上下游利益关系。其二,继续推广两部制电价,降低燃气发电厂参与上网竞价的电价,提高燃气发电的竞争力,并且能够保障天然气电厂回收投资成本并获得一定的投资收益。第三,深化电力市场改革。

 

因地制宜重点推进燃气发电发展。例如,在长三角、珠三角、京津冀等经济发达地区,结合新能源布局和特高压输电通道分布情况,鼓励依托LNG接收站、天然气干线等选址合理建设高效天然气调峰电站,提高区域新能源消纳能力。在广东、浙江、江苏等经济发达、承受能力较强的地区,鼓励其天然气基础设施的大力发展,确保降低天然气多种供应渠道并形成竞争以保障天然气供给并降低天然气用气成本。在天然气资源丰富、新能源发电较多的三北地区,开展风光气(火/水)储一体化项目的建设,优化风光出力特性,提升输电通道的利用效率和受端消纳能力。

 

促进燃气发电和可再生能源融合发展。充分发挥气电在运行灵活及调节性能等方面优势,发挥其在调峰方面的功能。在供热方面,可在推动煤改气的同时发展可再生能源供热,与天然气供热融合。从布局上看,可以考虑在三北地区建设一批气电项目,作为新能源电力的调峰电源,与储能、能源互联网共同助力三北新型电力系统建设。此外,天然气与氢能的融合发展也具有较大发展空间。


参考文献:

1.刘志坦,我国燃气发电发展现状及趋势,CGP30气电产业30人论坛,2019-12-12.

2.朱兴珊等,天然气在清洁能源体系中的关键支撑作用及发展建议,上海石油天然气交易中心,2021-04-19.

3.李鹏、杨朋朋等,“双碳”目标下我国燃气发电发展路径,2023-1-11.

4.韩晓平,平心而论-也谈“燃气发电的对错之争”,

https://hanxiaoping.china5e.com/archives/9237

5.单彤文,燃气发电在中国能源转型期的定位与发展路径建议,中国海上油气,2021-5-6.

6.GE,加速燃气发电增长迈向零碳未来,2021.

7.我国气电行业目前盈利性如何?郭丽丽的研究札记,

https://gu.qq.com/resources/shy/news/detail-v2/index.html#/?id=nesSN202408141145579f293236

 
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