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。


01
中国燃气发电发展历程
02
中国燃气发电相关政策和机制梳理

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。

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元/立方米-2.7元/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元/千瓦时-0.72 元/千瓦时,与“风光”发电成本相当,远高于煤电0.3元/千瓦时-0.5元/千瓦时、核电0.23元-0.26 元/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。
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