我国页岩气发电任重道远

当前，燃煤发电对大气带来的污染已成为中国雾霾最主要的成因。

出于缓解前所未有的环保压力这一动机，我国政府开始鼓励“煤改气”和天然气发电。与燃煤发电相比，天然气发电具有环境代价小、投资成本低、建设周期短、占地面积小、机组启停快等诸多优势，并由此成为发达国家的主要发电形式。

经过几年探索和实践，我国页岩气勘探开发已具备一定基础，并且有关产业扶持政策框架也基本成型。

因此，页岩气作为一种新兴清洁能源，在我国能源格局战略调整和电力发展上将扮演重要角色。清华大学电机系教授赵伟熟知我国电力事业发展，我们特邀其团队对我国发展页岩气发电产业可行性提出建议。

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁能源。

当前，对页岩气的勘探和开采已在全球油气勘探领域异军突起，成为世界上页岩气蕴藏量大的国家和地区的共同选择。

本质上，页岩气和常规天然气都是天然气，主要成分均为甲烷（CH4），但常规天然气的具体成分相对复杂，甲烷所占比重约65%，其他成分为乙烷、丙烷和丁烷；而页岩气中甲烷所占比例一般能达到70%甚至更高（我国四川盆地南部页岩气田的甲烷体积分数约为86.5%），其余成分主要是氮气，并含有少量乙烷、丙烷和二氧化碳。

天然气发电产业起步晚

在不少发达国家，天然气发电已是主要发电形式之一。例如在美国，天然气发电装机已占其发电总装机容量的约40%，且成为目前唯一有力增长的发电类型。在欧洲，天然气发电已占到电力供应总量的1/4，但近两年，欧洲由于天然气价格居高不下，因亏损关闭天然气发电站在欧洲多个国家屡见不鲜，天然气发电比例有所下降。

在日本，天然气发电装机容量占发电总装机容量的约29%，天然气发电主要承担着腰荷和峰荷，特别是对调峰起至关重要作用。福岛大地震后，日本政府关停了核电机组，天然气发电比例进一步增加。

虽然国家统计局公布的数据显示，近年来我国天然气消费结构正在向以城市天然气和发电为主转变，天然气发电装机容量呈加速增加态势，到2015年有望突破6000万千瓦。

但由于受到天然气供应量很小的制约，天然气发电起步较晚，天然气发电机装机容量占发电机总装机容量仅约3%。

此外，目前我国天然气发电行业缺乏市场竞争力。首先，按相同的发热量计算，天然气发电成本比燃煤发电高出很多，从各地的上网电价来看，天然气发电缺乏盈利空间；其次，我国天然气价格改革与电力价格改革的方向是电力竞价上网和天然气价格市场化，这将导致天然气发电市场竞争力的进一步下滑。

此外，我国天然气供给和运输能力不足，使天然气发电机组往往不能按照电网调度出力曲线运行。而天然气发电厂承担着购气合同“照付不议”与竞价上网、电网调峰所致的用气量不确定的经营风险，无疑也限制了天然气发电行业的发展。

页岩气发电经济性分析

基于国内外页岩气开发和天然气发电产业的现实情况，并结合我国能源紧缺和环保压力极大的现状进行分析，可看出，我国页岩气地理分布与电力负荷中心分布的吻合度较高，在我国经济较为发达的电力负荷中心利用页岩气就地发电，可切实减轻不断增大的节能减排压力。

而在我国西北地区，由于风电等间歇性可再生能源富集，若能实现页岩气就地发电，则可满足当地不断增长的调峰需求。

由于使用页岩气的发电机组和使用常规天然气的发电机组是一样的，页岩气发电与常规天然气发电的主要成本差异取决于燃料成本。

2013年8月，北京市上调了发电用天然气价格，新价格为2.67元/立方米，如此，以常规的9F天然气发电机组为例，当年利用小时取3500时，所对应的单位燃料成本约为0.6元/千瓦时。

由于不同页岩气田的富气程度、开采难度和相关输运管道待建情况等诸多影响成本的因素各不相同，在缺乏足够开发经验的当下，对我国商业化开发页岩气的成本还很难作准确估计。

假设页岩气的生产成本在1.24～2.68元/立方米，再综合考虑开采工作运行维护成本、管道运输成本等，即使政府给予0.4元/立方米的政策性补贴，预计页岩气进入电厂的价格也会略高于当前的天然气价格。

如此，使用页岩气发电的单位燃料成本和电力生产成本，将高于使用常规天然气的发电成本。而单从经济性看，我国目前页岩气发电将面临更为严重的缺乏市场竞争力问题。