中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，牛津能源研究所發(fā)布觀點(diǎn)文章《中國(guó)電力行業(yè)的天然氣：挑戰(zhàn)與前進(jìn)道路》，分析了“十四五”規(guī)劃和2060年碳中和目標(biāo)背景下中國(guó)天然氣發(fā)電現(xiàn)狀、面臨挑戰(zhàn)和未來(lái)趨勢(shì)。報(bào)告指出，昂貴的天然氣進(jìn)口成本和燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)以及缺乏充分競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)，是中國(guó)天然氣發(fā)電面臨的主要障礙。盡管如此，預(yù)計(jì)“十四五”期間天然氣發(fā)電仍將加快增長(zhǎng)，到2025年將新增40-50吉瓦發(fā)電機(jī)組，電力行業(yè)天然氣消費(fèi)量將翻一番達(dá)到750-800億立方米。中國(guó)政府提出的2030年碳達(dá)峰及2060年碳中和承諾將限制煤炭消費(fèi)，加上集成可再生能源對(duì)電力系統(tǒng)的靈活性要求，未來(lái)政策框架對(duì)天然氣發(fā)電將更為支持，但碳中和目標(biāo)將限制所有化石燃料（包括天然氣）消費(fèi)，天然氣發(fā)電不可能在長(zhǎng)期內(nèi)顯著發(fā)展。主要內(nèi)容如下：
1、中國(guó)天然氣發(fā)電發(fā)展緩慢
目前，天然氣在中國(guó)電力行業(yè)中占比較小。盡管中國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)容量從2010年的26吉瓦增至2019年的90吉瓦，但仍?xún)H占發(fā)電機(jī)組總?cè)萘康?.5%，在火電機(jī)組中不到10%。在發(fā)電量方面，2019年中國(guó)天然氣發(fā)電量為236太瓦時(shí)，僅占全國(guó)總發(fā)電量的3.2%，而燃煤發(fā)電占比則達(dá)到62%。從增長(zhǎng)速度來(lái)看，風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的增速快于天然氣發(fā)電。此外，天然氣發(fā)電的平均運(yùn)行時(shí)間仍較低，2019年約為2500小時(shí)，煤電則達(dá)到了4000小時(shí)。
圖1 2010-2019年中國(guó)電力裝機(jī)容量（左圖，單位：吉瓦）和發(fā)電量（右圖，單位：太瓦時(shí)）
2、“十三五”期間天然氣發(fā)電機(jī)組建設(shè)未達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)
盡管政府已經(jīng)認(rèn)識(shí)到天然氣作為“清潔能源”的優(yōu)勢(shì)，并實(shí)施政策促進(jìn)其在電力及其他部門(mén)的發(fā)展，但截至2020年9月，中國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)容量為97吉瓦，未達(dá)到“十三五”規(guī)劃中設(shè)定的110吉瓦目標(biāo)。雖然“十三五”規(guī)劃制定了天然氣發(fā)電目標(biāo)，但缺乏具體的實(shí)施政策。另外，2017年冬季北方地區(qū)煤改氣導(dǎo)致的嚴(yán)重天然氣供應(yīng)短缺使中國(guó)天然氣政策發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，從推廣天然氣發(fā)電廠(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛行虬l(fā)展天然氣調(diào)峰電廠(chǎng)并限制新建熱電聯(lián)產(chǎn)電廠(chǎng)。政策變化加上天然氣的高昂成本，使天然氣在中國(guó)電力系統(tǒng)中的作用一直極為有限。
3、過(guò)高的天然氣成本是中國(guó)天然氣發(fā)電的主要障礙
燃料成本占天然氣發(fā)電成本的七成以上，中國(guó)近一半的天然氣需求通過(guò)進(jìn)口LNG或管道天然氣滿(mǎn)足，其成本遠(yuǎn)大于國(guó)內(nèi)資源豐富的煤炭，因此天然氣發(fā)電難以與煤電競(jìng)爭(zhēng)，收回投資成本極大依賴(lài)于補(bǔ)貼。即使2020年由于充足的供應(yīng)和新冠疫情影響，全球天然氣價(jià)格大幅下跌，中國(guó)天然氣發(fā)電成本仍高于煤電成本。另外，中國(guó)缺乏完善的碳排放交易市場(chǎng)，試點(diǎn)市場(chǎng)的碳價(jià)也持續(xù)較低水平，因而難以體現(xiàn)天然氣發(fā)電相對(duì)于燃煤發(fā)電的低排放優(yōu)勢(shì)。短期內(nèi)，由于嚴(yán)格監(jiān)管的電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)及煤電的優(yōu)勢(shì)地位，天然氣發(fā)電仍將面臨較大挑戰(zhàn)。
4、昂貴的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)是中國(guó)天然氣發(fā)電的另一個(gè)障礙
昂貴的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)及對(duì)國(guó)外制造商的依賴(lài)是另一個(gè)發(fā)展障礙。當(dāng)前中國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)落后于國(guó)際水平，目前約能實(shí)現(xiàn)70%的組件國(guó)產(chǎn)化，但核心組件制造、某些特定技術(shù)、定期檢查和維護(hù)仍由外國(guó)廠(chǎng)家掌握，設(shè)備成本占前期投資成本的50%。中國(guó)大多數(shù)天然氣發(fā)電廠(chǎng)都采用9E和9F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，但國(guó)際領(lǐng)先廠(chǎng)商如西門(mén)子和通用電氣已經(jīng)開(kāi)發(fā)了更先進(jìn)的9H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，在效率、啟動(dòng)時(shí)間、排放量和靈活性方面均有改善，其熱效率可達(dá)64%，比超超臨界燃煤電廠(chǎng)高近20%，但設(shè)備價(jià)格也比同級(jí)別燃煤電廠(chǎng)高出30%。而且，中國(guó)大多數(shù)天然氣發(fā)電廠(chǎng)的維護(hù)都依賴(lài)與國(guó)外供應(yīng)商的服務(wù)協(xié)議，中型電廠(chǎng)一個(gè)大型維護(hù)周期的成本可能高達(dá)6000萬(wàn)美元。盡管天然氣發(fā)電在降低污染物排放方面有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)燃煤電廠(chǎng)改造以實(shí)現(xiàn)超低排放的成本仍低于“煤改氣”。中國(guó)正努力縮小與國(guó)外的技術(shù)差距，國(guó)家電力投資集團(tuán)成立了中國(guó)聯(lián)合重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)公司，計(jì)劃到2023年完成300兆瓦F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，到2030年完成400兆瓦G/H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的開(kāi)發(fā)。哈爾濱電氣集團(tuán)和上海電氣集團(tuán)也通過(guò)組建合資公司實(shí)現(xiàn)一些零部件國(guó)產(chǎn)化以提供本地維護(hù)服務(wù)。因此，國(guó)內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展將有助于降低天然氣電廠(chǎng)的成本。
5、缺乏競(jìng)爭(zhēng)性的電力市場(chǎng)難以實(shí)現(xiàn)天然氣發(fā)電盈利
在完全競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中，用電高峰期和非高峰期之間的價(jià)格差異可能會(huì)使靈活的天然氣發(fā)電獲利。盡管中國(guó)進(jìn)行了新一輪電力市場(chǎng)改革，超過(guò)70%的發(fā)電仍低于基準(zhǔn)價(jià)，輔助服務(wù)市場(chǎng)也處于起步階段，天然氣發(fā)電難以收回投資成本。監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)放開(kāi)市場(chǎng)、提高電價(jià)持謹(jǐn)慎態(tài)度。盡管地方政府可在基準(zhǔn)價(jià)格范圍內(nèi)調(diào)整天然氣發(fā)電價(jià)格，但不足以支撐燃料和運(yùn)營(yíng)成本，仍需依靠政府支持。此外，發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行主要由安全調(diào)度而非經(jīng)濟(jì)調(diào)度決定。為保證電力供應(yīng)，通常保持燃煤電廠(chǎng)50%-60%的負(fù)荷運(yùn)行水平，以將儲(chǔ)備電量維持在較高水平，多余電量也會(huì)被用于調(diào)峰，壓縮了天然氣發(fā)電廠(chǎng)的運(yùn)行時(shí)間。目前中國(guó)正進(jìn)行電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)，但現(xiàn)貨價(jià)格仍然偏低，其主要原因是超過(guò)90%的發(fā)電量受限于長(zhǎng)期合同或基準(zhǔn)價(jià)格，無(wú)法將天然氣發(fā)電的靈活性充分變現(xiàn)。而且，疫情危機(jī)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)放緩，政府調(diào)低電價(jià)以降低企業(yè)成本，短期內(nèi)基準(zhǔn)電價(jià)不太可能上調(diào)，這使得天然氣發(fā)電市場(chǎng)前景黯淡。
6、過(guò)高的天然氣進(jìn)口依存度將影響政策制定
2019年，中國(guó)天然氣消費(fèi)同比增長(zhǎng)8.6%達(dá)到3064億立方米，占一次能源消費(fèi)的8.1%。天然氣進(jìn)口依存度達(dá)43%，略低于2018年（44%）。天然氣進(jìn)口依存度從2005年開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，盡管受到疫情影響，預(yù)計(jì)2020年仍將達(dá)到42.6%。中國(guó)已成為僅次于日本的全球第二大LNG進(jìn)口國(guó)。鑒于中國(guó)巨大的能源需求，專(zhuān)家估計(jì)，當(dāng)中國(guó)天然氣占能源消費(fèi)15%時(shí)，天然氣消費(fèi)量將占全球天然氣貿(mào)易量的50%。因此，天然氣進(jìn)口依賴(lài)可能威脅中國(guó)能源安全，進(jìn)而影響未來(lái)的政策制定。
7、“十四五”期間中國(guó)新建天然氣發(fā)電機(jī)組將達(dá)40-50吉瓦
盡管受到上述阻礙，但天然氣發(fā)電的靈活性、低排放等優(yōu)點(diǎn)仍有利于其發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，中國(guó)最遲要在2050年前淘汰燃煤發(fā)電并實(shí)現(xiàn)電力凈零排放。這需要盡快集成間歇性可再生能源，提高電力系統(tǒng)靈活性成為優(yōu)先事項(xiàng)之一。由于儲(chǔ)能技術(shù)仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)部署，平衡電力系統(tǒng)要求部署包括天然氣發(fā)電的靈活性技術(shù)。因此，預(yù)計(jì)“十四五”規(guī)劃將實(shí)施更強(qiáng)有力的政策支持建設(shè)天然氣發(fā)電機(jī)組。迄今為止，政策重點(diǎn)仍放在燃煤電廠(chǎng)技術(shù)升級(jí)，“十三五”規(guī)劃提出到2020年完成220吉瓦燃煤電廠(chǎng)靈活性改造，但過(guò)高成本和缺乏激勵(lì)措施，僅完成了計(jì)劃的25%。預(yù)計(jì)到2025年，天然氣發(fā)電裝機(jī)容量將新增40-50吉瓦，達(dá)到140-150吉瓦，比當(dāng)前水平增加50%；電力部門(mén)天然氣消費(fèi)量將增長(zhǎng)40%-50%，達(dá)到750-800億立方米。未來(lái)十年，中國(guó)天然氣需求將翻一番達(dá)到5500-6000億立方米。
8、2060年碳中和目標(biāo)下，天然氣發(fā)電不可能顯著擴(kuò)張
中國(guó)要實(shí)現(xiàn)到2060年凈零排放目標(biāo)，需要徹底改變能源結(jié)構(gòu)，化石燃料在能源消費(fèi)中占比需從當(dāng)前的85%大幅減少。這將限制煤炭消費(fèi)，為低碳能源增長(zhǎng)提供了空間。然而，由于凈零排放電力將主要依靠可再生能源，限制化石燃料消費(fèi)也將影響天然氣發(fā)電的部署。清華大學(xué)氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院（ICCSD）在2020年10月發(fā)布的“中國(guó)長(zhǎng)期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑研究”項(xiàng)目成果指出，中國(guó)最早應(yīng)在2025年之前限制煤炭消費(fèi)，天然氣在能源結(jié)構(gòu)中占比預(yù)計(jì)從當(dāng)前的8.5%升至2025年的11%，到2030年達(dá)到13%。根據(jù)ICCSD的1.5℃情景，到2050年中國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到200吉瓦，天然氣發(fā)電（配備碳捕集系統(tǒng)）僅占總發(fā)電量的3%。
