【要闻】朱兴珊：气电快速发展的决策性因素是国家环保政策

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朱兴珊博士，现任中国石油天然气集团企业计划部副社长、教授级高级经济师、中国石油学会石油经济专业委员会秘书长、《国际石油经济》编辑委员会副主任 曾任国家快速发展和改革委员会能源研究所能源经济和快速发展战术研究中心副主任、国家快速发展和改革委员会节能新闻发布中心主任助理 先后从事地质研究、能源战术研究和油气战术计划工作 首先天然气丰富，具有经济、稳定、柔软、清洁、低碳的特点，不仅提供自己能负担的清洁低碳能源，而且能弥补可再生能源稳定性方面的不足，支持可再生能源的迅速发展。 “能源生产和消费革命战术(-2030 )”设定了2030年天然气占有率达到15%的快速发展目标 《加快天然气利用的意见》提出将天然气培养成中国现代清洁能源系统的主体能源之一，确定了天然气的定位。 由于年煤气短缺和天然气对外依存度不断提高，加上超低排放煤电的强有力推广和高速发展，公众和政府部门对快速燃气电的发展还有不同的认识，燃气电的快速发展很困难，前景不明确 朱兴珊认为天然气发电的前景依赖于燃气电环境保护、低碳、柔性价值以及中国对天然气供应保障程度的认知和政策的影响。 国际天然气价格下降，有助于燃气电的迅速发展，但不是决定因素，决定因素应该是国家的环境保护政策 本演讲资料是以中国石油经济技术研究院天然气发电相关课题研究为基础总结的，在此感谢课题组(陈蕾、樊慧、段天宇、朱博骏等)！ 一、气电的迅速发展现状和面临的困境(一)的装机容量和发电量不断增加，但占有率和发电时间到年底为止很少，中国的气电装机容量为9022万千瓦，气电占全国电力总装机的比例为4.5%，世界 发电时间长时间很低，近年来基本上在2700小时以下，但同步煤的电利用时间保持在4000小时以上 发电量从去年的777亿千瓦增加到去年的2380亿千瓦，但仅为1.9%，仅上升到3.3%，远远低于世界平均水平的23%。 低于美国、日本、韩国、德国等发达国家甚至印度。 (二)环渤海和东南沿海地区的气电分布与经济的快速发展水平和高度相关，目前首要集中在经济发达的长三角、珠三角和京津地区 广东、江苏、浙江、上海是中国燃气电厂最密集的省份 煤气价格相对较高，经济相对发达的省份给予煤气电气政策上的支持，网电价格比较高，煤气电气主要依赖地方政府的政策支持迅速发展 (三)国家一级对电气短缺的确定定位和政策指导天然气发电涉及天然气、电力、环境保护等多个行业，各行业政策不协调，总基调是“有序快速发展，适度快速发展”。 从政策方面看，天然气政策对燃气电气的迅速发展是积极的，燃气电气被认为是扩大天然气利用的方向之一的电力政策是有序快速发展天然气发电的环境保护政策主要支持煤炭的替代，燃气电气的迅速 政府和发电公司对气体供给安全的担心也动摇了人们对迅速发展气体发电的信心 (四)目前的政策是燃气发电价格相对高，竞争力弱的目前中国各地发电用燃气价格为2.2-2.7元/立方米 在这个气体价格水平上，中国典型地区的气体电厂发电价格约为0.56-0.58元/kwh，其中燃料价格约占70%-75% 太阳能发电、生物质发电、海上风力发电之间有煤气的价格 (五)地方支持下降，不利的两个电价区域增加导致各地燃气发电设备增加和地方政府电价下降压力增大，降低了许多燃气发电网费。 上海、浙江、江苏、河南先后开始实施两个网络电价 两个网络电价体系限制了燃气发电机的利用率 有些省市已经完全开放燃气电上网电价，鼓励燃气发电公司与电力用户和电网公司协商定价 (6)随着电力进入电力市场交易，竞争形势更加严峻，新的电力体制改革开始，发电计划逐渐开放，在电力供求总体缓和的形势下，网络电价上浮，电利润空间进一步压缩。 目前电价机制不能体现煤电调整和环境保护价值，煤电竞争，市场竞争力不足 以广东省为例，已经建立了比较完整的双边协议、集中竞价、挂牌交易和发电权转让等一、二级联系、场内外补的中长期交易品种 年广东省燃气电已经全部进入电力交易市场，年市场电量超过基数电量，预计燃气机组可以比燃煤机组获得更多的辅助服务利润。 (7)投资者对气源稳定性的担心成为重要制约因素的气电厂长期以来在冬天承担着气网调整的责任，气源的供给稳定性总是令人担心 此外，近两年来，中国天然气对外依存度迅速上升，年的“煤气不足”事件等进一步加剧了电力公司对天然气稳定供应风险的担忧。 (8)天然气发电对可再生能源发电和煤电双重挤压政府的可再生能源发电的支持力度很大，给予了很多补贴政策 年风电、光伏装置的增量约为气电的8倍 另外，国家大力推进“超低排放”的煤电，天然气发电受到可再生能源发电和煤电的双重压缩 年水电的迅速发展明显放缓 与同步风电、光电的快速增长相比，气电的快速发展较慢 新设机的增长率从每年10.6%下降到每年7.7% 年的清洁电源占有率提高到了41.5%，但燃气电近年来维持在3-4% 发电用气体的增加明显减缓，年增加幅度超过了一半 气动马达组的利用时间数为2646小时，比去年下降了121小时 (九)在短期政策影响水电快速发展的年疫病后重建事业中，为了维持公司稳定，降低公司生产经营价格，中央提出了“六稳定”、“六保”政策 电费、煤气价格全面下降，展望面从通常的工商业客户扩大到高耗电以外的大工业和通常的工商业。 电费的疏导更困难，更不利于电的迅速发展 让我们看看今年的能源政策 一是《国家能源局年能源事业指导意见(年6月5日)》，其政策方向是多次以能源安全保障为主要任务，严格执行阶段性电价、煤气价格削减政策，降低社会能源价格 煤电统一推进现役煤电机组的超低排放和节能改造，建议继续淘汰停止不符合标准的落后煤电机组 严格控制，必要时推进煤电项目建设 致力于提高电煤的比重 适应背压式热电联产供暖的快速发展 燃气电只是实施了燃气轮机自主创新的快速发展示范项目 在调峰方面，积极推进煤电柔性改造，研究实施促进储能技术和产业快速发展的政策，并未提出迅速发展煤电调峰 二是国家快速发展改革委员会、国家能源局“建立好年能源安全保障事业的指导意见”(以下简称“意见”) 《意见》第二条“继续构建多样化的电力生产结构” “稳步推进煤电建设，发布煤电计划建设风险警报，严格管理煤电新生产能力规模。 》有利于燃气电 但是，《意见》确定了“开展煤电风光储一体化试验，在煤和新能源资源丰富的西部地区，一个一个发挥煤电调峰能力”，但“发挥煤电调峰的特点，促进煤电与可再生能源融合的迅速发展。 《意见》第十条“提高电力系统的调节能力” 开展现有火电机组调节性能的改造，有序安排煤电应急调峰储备电源的建设 进一步完善峰值调整补偿机制，加快电力调整峰值等辅助服务的市场化，探索客户承担辅助服务费用的相关机制，提高峰值调整的积极性 推进储能技术的应用，鼓励电源方、电网方和客户方的储能应用，鼓励多样化的社会资源投资储能建设 虽然依然没有提到燃气电，但是推进辅助服务的市场化是有利的 《意见》第十六条“建立健全的能源市场体系” 加快放电开发用电计划，进一步完善电力市场交易政策，扩大电力高峰谷价格差距，逐步形成以中长期交易为主、补充现货交易的电力市场结构 这也是有利的 ( 10 )燃烧机没有核心技术，购买和维护费用高目前国内三个动力集团和国际燃烧机供应商共同生产燃烧机，燃烧机生产的国产化率已经达到70%以上，但依然重要的零部件、零部件制造技术和检修、维护 国家内燃机的调整、检修、维护等工作人员几乎由国外的燃烧机制造公司完成，国内的燃气发电站大部分根据制造商的服务协议模式管理燃烧机设备，费用很高 二、超低排放煤电的环境保护效果真的达到煤气水平了吗？ (一)常规污染物1、污染物排放标准的比较:超低排放燃煤发电排放限值标准以气体电排放国家标准为基准 近年来，一些地区制定或计划制定高于国家燃机污染物排放限值标准的燃机排放标准 2、实际排放水平比较:燃烧器烟尘、so2实际排放水平优于超低排放燃煤机组的实施水平。 脱硝解决后，燃烧器的nox排放水平比超低排放煤电机组的nox平均排放水平减少约50%，将来有进一步下降的空间，技术上可行，具有可实施、经济上的特征 (二)其他污染物1、燃煤发电的so3、重金属、废水废物等污染物排放尚未得到有效处理 so3的毒性是so2的10倍左右，容易溶于水形成硫酸雾，容易对人的呼吸道造成严重的损害，容易引起酸雨，也有引起烟雾的可能性 现在，so3没有标准，也没有监视，煤炭火力发电厂现有的环境保护设施对烟中so3的去除能力有限 燃煤发电是世界上最大的水银污染源之一，燃煤发电排出镉、铬等重金属 脱硫和除尘装置可以吸附废气中的一部分重金属，但产生的废渣一般直接填埋或露天堆放，通过烟、灰等进入空气、土壤和水环境引起二次污染，严重威胁人类健康 北京大学的研究表明，北京pm2.5中砷的浓度过高，燃煤的排放是大气中砷的第一来源 另外，燃煤发电的放射性污染很严重 这些非常有规律的污染物对人体的总危害比通常的污染物大 2 .有人认为现在燃煤电厂的废水和固废得到了比较有效的控制，但这种说法并非完全符合事实要求 据目前中国燃煤电厂脱硫废水解决率低于20%的《中国电力领域年度快速发展报告》统计，全年全国燃煤电厂粉煤灰产量为5.5亿吨，综合利用率为71%，比去年同期下降1% 脱硫石膏产生量为8150万吨，综合利用率为74%，比去年同期下降1% 另外，全国的煤火力发电厂的运转催化剂约为100万方，每年需要解决约1/3的废催化剂，煤火力发电厂的湿式脱硫也每年消耗大量的石灰石 处理排放问题，引起了新的生态环境问题 因此，燃煤电厂在对常规污染物实施超低排放改造后，解决水、固废等仍很重要 (3)污染当量根据实际运行数据，综合考虑通常的污染物和异常污染物，超低排放燃煤电厂的单位发电量污染物排放当量( 0.227×10-3 )是e级燃气轮机( 0.096×10-3 )的2.4倍 (四)碳排放量中国碳排放量在世界上所占的比例超过1/4 电力部门的碳排放量约占43% 从度电co2排放水平来看，燃气发电厂比燃煤发电厂减少了约50% 最新型燃气轮机比燃煤电厂可实现60%的减排效果 提高燃气电的比例可以比较有效地降低火灾碳的排放水平 三、谁支持可再生能源的大规模快速发展？ (一)可再生能源发电规模的迅速发展需要调峰电源支持风电，太阳能发电具有间歇性、随机性、反调峰的特点，其大规模并网给中国电网的安全稳定运行带来了巨大挑战。 提高电力系统中柔性电源的比例，提高迅速调节可再生能源电源负荷的能力，是比较有效地接受将来高比例的可再生能源的前提 目前，中国抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源的比重仅为6%，电力系统调节能力严重不足 风力发电、太阳能发电丰富的“三北”地区的电源调度灵活性更低，煤电设备比例超过70%，灵活调整电源比例不足4% 海外可再生能源比例最高的国家灵活电源的比例相对较高，西班牙、德国、美国灵活调整电源在总装机中所占的比例分别达到31%、19%、47% (二)不同机组电网的友好性是抽水能源运行灵活、反应迅速、最高质量的调峰电源，但受站资源的制约，快速发展的潜力有限 电化学储能正处于从项目示范向商业化初期过渡的阶段，但价格仍很高，无法长期调整峰值，快速发展前景不明 燃气轮机的峰值调整能力强，峰值调整速度快，限制条件少，是理想的柔性电源 单循环燃气轮机的峰值调整能力可以达到100%，联合循环机组的峰值调整能力可以达到70-100% 另外，燃烧机通过直接调节燃料来调节负荷，响应非常快，具有迅速的升降负荷能力 气电是调峰调频性能突出、可靠性高、规模快速发展的调峰电源，是未来电力系统调峰的最佳选择 煤电可以通过柔性改造在一定程度上提高调节能力，但调节能力、性能远远不及燃烧机，而且深度调节峰可能会影响机组的运行安全性、环境保护性、经济性 如果用超低排放的煤电加深高峰，也没有超低排放的说法 如果峰值调整机构的能源效率下降，排放量增加，就无法达到超低排放的标准 按每千瓦的能源消耗量计算，不能说是超低排放 个体可以从以上比较中得出结论，认为用气体电力配合可再生能源进行调峰是更好的选择，气体电力+可再生能源也是国家未来能源变革的最好方法 四、有足够的天然气支持燃气电的迅速发展吗年来，在“煤改气”政策的推进下，中国天然气支出迅速增加，国内天然气产量增长率相对较低，中国天然气对外依存度迅速上升，特别是 引起各界对天然气供应安全的担忧，天然气利用政策也有所动摇，这在一定程度上妨碍了天然气快速发展目标的实现，不利于建立清洁低碳、安全高效的现代能源系统。 实际上，“煤气不足”的原因不是真正的资源不足，第一是“煤炭改气”推进得太快，调峰能力不足，基础设施不足等 从世界范围来看，天然气资源充足，供求长时间平稳，价格长时间保持低位 从国内来看，中国天然气处于勘探的初期阶段，陆上常规资源依然有很大潜力，非常有规律，深海资源潜力巨大，通过深化改革和科技进步完全可以保障安全供给 ( 2050年国内天然气产量达到3300-4100亿方国产天然气，可长时间满足民生、公服及包括重要工业用气体在内的“底线诉求” (二)中国天然气对外依存度不超过55%。 高峰2040年中国石油经济技术研究院的研究表明，2040年前，中国天然气对外依存度逐年增加，2040年达到高峰，随后开始下降。 如果煤炭地下气化、深海天然气和天然气水合物突破，我国天然气的对外依存度将进一步大幅下降 (3)我国利用国际天然气资源的条件有利 世界天然气资源丰富，第一分布在“一带一路”沿线国家，供应长时间缓慢 天然气消费量的增加主要来自中国、印度等快速发展中国家，印度的天然气消费量和价格负担能力远远低于中国 随着全球lng贸易量的迅速增加，进口天然气的风险大幅度降低 我国利用国际资源的形势极为有利，中长期供给安全风险总体上是可控制的 (四)国际天然气价格下跌大幅度降低进口天然气市场供需，受lng项目产能集中投入、lng资源过剩等因素的影响，三大天然气市场价格均以不同幅度下跌 美国hh、欧洲ttf、亚洲lng现货价格年平均分别为2.56美元/mmbtu、4.48美元/mmbtu、5.98美元/mmbtu，比上年同期下跌19%、43.3%、39.4% 年以来，受新型冠状病毒疫情、国际油价暴跌和暖冬等因素的影响，三大市场价格进一步下跌，均创历史新低。 1-6月，hh、ttf、东北亚lng景点的平均价格分别为1.81美元/mmbtu、2.48美元/mmbtu、3.72美元/mmbtu “十四五”lng综合进口价格预计比“十三五”大幅下跌30%~50% 五、建议看看天然气市场比较成熟的国家天然气发电是由什么推动的 (一)美国:环境保护政策是推动天然气发电高速发展的主要因素，2000年以后，燃气电在美国新发电机中占有主导地位 页岩气革命前，第一是受一系列环境保护政策驱动的 中国许多研究认为美国天然气发电迅速增加的原因是天然气的价格特性，但实际上到2006年美国是世界上天然气价格最高的地区之一，页岩气革命成功后天然气价格大幅下降 从下面的两张图可以看出，美国的燃气发电机是增长最快的时期，也是美国天然气价格最高的时期，美国的天然气发电没有以低煤气价格推进 奥巴马政府时代颁布的《水银和空气污染物标准》要求所有的燃煤电厂在年4月之前达到污染物排放标准 此后，美国燃煤电厂的装机容量明显减少，8740万千瓦的燃煤装机设置了污染物排放控制设施，近2000万千瓦的装机退役，560万千瓦的装机转换为燃气发电 年，美国推出了全国co2管制系统，大幅限制了煤电的迅速发展 (二)英国:环境保护政策，低碳转型支持天然气发电代替煤电，20世纪90年代英国的气电高速发展，2008年气电发电量达到高价，占全国发电总量的45% 从2010年开始实施碳交易“地板价格”，煤电的长期价格特性逐渐失去竞争力 -年，燃气发电量所占比例从27%上升到45% (3)德国:根据电力市场的运行机制，燃气电厂的灵活运行可以获得德国电力交易所的短期电力交易价格，早上和晚上高峰时间段的价格很高 只要电费高于发电厂的边际价格，燃气发电厂的运营商就可以在短期市场中获利，提高灵活的电源投资动机 此外，燃气电厂还可以在电力备用市场中获利 旧的燃煤机器作为战术上的备用，维护费由政府支付 (四)欧洲:积极的能源变革政策促使煤电退出欧洲各国，煤电退出为煤电提供了越来越多的快速发展空间。 年以来，欧洲碳价格明显回升，燃气电的相对经济性提高 碳价格上涨是牵引天然气代替煤炭的“煤气价格区间”，年欧洲发电用气量比年增加了3% (5)日本:燃气电价可以通过电费与日本终端电价联动，燃气电价每月根据lng原料价格的变动进行调整 日本经济产业省参照各自的价格调整机制和计算公式等，审查电力企业的价格调整申报 (6)发达国家经验总结:燃气电气的迅速发展依靠多维政策支持燃气电气在很多国家与煤电相比没有价格特征，环境保护(包括气候变化)政策的支持是最重要的因素 持续、越来越严格的环境保护政策是许多国家推进天然气发电大规模快速发展的重要因素 通过完全的政策和机制改善燃气电的经济性 在低价地区(美国)，燃气比煤电便宜，但有环境保护政策的支持 在煤气价格高的地区(欧洲、日本等)，通过“价格附加”方法疏导煤气价格，提高适当的碳价格，提高煤气电对煤电的经济性。 电力市场的运营机构也保障了燃气电的收益 (七)中国的快速发展燃气电首先是认知问题1，天然气不是富贵燃气，国产燃气+多元化的进口可以保障天然气的供应安全 2 .天然气的迅速发展有双调峰作用，更有利于天然气供应安全的稳定 3、煤气电的排放永远比任何煤电的排放少得多 建设美丽的中国，满足人们对美好生活的向往，不要雾和其他人体危害清洁能源 4 .我国需要建设人类命运共同体，在应对气候变化方面在世界上发挥领先作用，控制碳排放量 燃气电的迅速发展是必须的，也是必然的 建议1 :电力系统中的燃气电定位和产业支持政策天然气发电综合了清洁、低碳、柔软、效率等一系列综合特征，随着天然气市场化改革的推进，天然气供给主体更多样，基础设施更完整，天然气供给稳定性 应该确定其“高速发展”基调: 1、持续改善大气质量，替代清洁能源履行高污染燃料，积极碳减排。 从提高电力系统调节能力，加快调峰电源建设促进可再生能源方面出发，从实现国家天然气快速发展目标的角度出发，要积极迅速发展燃气电 2 .确定在中国中长期电力结构中，天然气发电的占有率必须比现在的水平明显提高 3、“十四五”计划提高减煤增力度，不新增煤炭电机集团 4、取消对迅速发展的燃气电的一切政策限制 5 .大力支持燃气电与可再生能源融合的快速发展，捆绑享受相关补助金和优惠政策 加大重型机械的支撑力度，尽快突破发电用大型燃气轮机的关键技术，形成完善的大型燃气轮机产业体系 建议2 :进一步加大环境保护政策的约束力1、从欧美气电的迅速发展过程看，环境保护政策、煤炭限制政策是推进天然气发电高速发展的重要推进手段 制定更严格的火灾污染物排放国标准 将so3、重金属、砷、放射性污染、固废、污水等纳入排放控制范围，提高排放费 3 .加快建立和完善全国碳市场，设定“地板价格” 建议3 :通过多种方法降低煤气价格1、营造有利于利用廉价进口lng景点的环境 一是处理历史上昂贵的长期贸易合同问题，弹性评价产量，使上游公司有运营现货的空间 二是加快lng接收机站的建设，鼓励lng接收机站的富余能力向第三者公平开放 2、根据风险和收益的关系整理产业链各环节的价格关系 建立风险高、收益率高的价格体系 天然气管道与电力管道属于同一互联网型自然垄断领域，具有类似的投资和经营风险，管道管网的许可收益率必须参照电网标准明确。 3、设法降低供应链的价格 一是从法规层面确定对大客户的直接供给(包括lng点供给)的合法性，减少中间阶段 二是采取协调采购、价格复议等措施降低进口价格，尽快锁定低价的长期贸易资源 价格的公式依靠国内的煤价或电费 建议4 :制定反映气电环境保护价值、调峰价值的电、热价格机制1，制定反映气电环境保护价值、低碳价值、调峰价值的网络电价和热价格机制。 2 .建立电力辅助服务市场机制，电价改革必须充分体现燃气发电的柔性价值。 建立完整的电力市场体系和电力交易机制，形成科学的电价机制，形成完整的电力现场交易方法 建议五:建立产业中下游合作机构天然气发电产业面很广，产业链关联公司要站在长时间合作的角度，建立良好的合作机制，共同促进产业持续快速发展 1 .建立平稳的上下游气价联动机制，保障上下游公司的基本好处 建立更坚固灵活的供气模型和商业模型 2、油气公司自主或合作开展燃气电气业务，支持油气公司与发电公司之间的重组、合并等，促进燃气电气一体化的迅速发展 3 .海外设备供应商与国内合作公司合作，加快燃机技术进步，探索最佳机组运行方案，改善燃气电厂的边际效益，给予发电公司价格、合同等优惠 总结天然气发电未来的迅速发展有赖于很多因素 第一个决策因素是政策 碳政策、环境保护政策、产业政策等对废气、电环境保护、低碳和灵活性的价值，以及能否将不同能源的外部性内部化，对污染较大的能源给予充分的限制和处罚 当然，如何降低供应价格、提高国内勘探开发力、通过更多样的进口战略、天然气战术储备、天然气资源池等措施保障天然气供应安全也很重要 我个人认为天然气供给保障的措施不应该着眼于降低对外依存度，不应该限制天然气的消耗 然后，应该着眼于建设美丽的中国，满足人民向往美好生活的需要，冷静面对未来天然气的对外依存度，比较今后出现的对外依存度，通过很多措施保障天然气的供给安全。 现在世界上没有哪个国家用煤支撑现代化，过着良好的生活。 中国也不例外 气电比煤电力量弱，声音也弱 建议各天然气公司更积极地获得国家政策的支持，扩大舆论推广，积极领导燃气电气产业的迅速发展，积极寻求燃气电气公司的合作。 本人也借此机会呼吁所有支持天然气发电的同事，在越来越多的情况下，明确公众对燃气发电的认识错误，推广明确天然气发电的利益，使天然气发电振作起来。 燃气电的迅速发展需要我们每个人继续努力，为燃气电的迅速发展贡献力量 路又长又远，水电迅速发展任重道远！ 年7月3日，由石油注意、石油注意智囊团、上海期货交易所和上海国际能源交易中心共同主办的网上直播节目《石油注意空中会》第13期“低瓦斯价格和气电的迅速发展”圆满成功 第十三届“石油注意空中会”由中国石油学会石油经济专业委员会秘书长朱兴珊宣布 本文的来源|石油注意