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发展天然气分布式能源须靠成本优势

2017-07-19 10:05:00 长安街读书会公众平台

为了有效治理雾霾,我国2017年要完成以电代煤、以气代煤改造300万户以上,全部淘汰地级以上城市建成区燃煤小锅炉。以气代煤有多种方案,其中天然气分布式能源作为新型的终端供能系统,在发达国家已经得到广泛认可。从能源利用效率来看,使用天然气分布式能源,要远优于单纯使用燃气供热供电,是燃煤锅炉理想的替代选择。但是在我国,受用气成本较高、余电并网困难等因素制约,天然气分布式能源推广面临很大困难。为解决这些问题,可以考虑采用扩大天然气供应主体、放开管网建设、增加余电消纳等措施,提高天然气分布式能源的经济性,从而减少散煤燃烧,推动清洁采暖。

一、天然气分布式能源具有明显效率优势

一般来说,化石能源从一次能源向二次能源的转换效率越高,能源利用就越充分,对环境的影响也越小。比如燃煤锅炉热转换效率一般在25-40%,发电效率是30-40%;柴油内燃机的热转换效率是30-45%,发电效率是30-40%;单纯使用天然气供热的热转换效率是55-65%,发电利用效率35-55%。这些能源系统的能源效率每提高1个百分点,都要付出巨大的投资。

进入新世纪以来,天然气分布式能源开始逐步进入我国,每台装机一般是0.6-2万千瓦,适合工业园区、居民小区、大型商业设施推广使用。其工作原理是,天然气经过燃气轮机燃烧发电后,余热通过回收设备继续供热、制冷,或再发电。经过这种能源梯级利用,天然气实现了冷、热、电三联供,能源综合效率能够达80%以上。

与传统大规模集中式供能形式相比,天然气分布式能源高度接近负荷地,避免了远距离传输的效率损失。与风能、太阳能等清洁能源发电相比,天然气分布式能源具有高度稳定性,不存在的随机性、间歇性问题。与燃煤发电相比环境效益突出,全生命周期排放的温室气体和氮氧化物分别只有煤炭的1/2和1/3,硫氧化物和粉尘排放也显著低于煤炭,是公认的清洁能源。

二、推广天然气分布式能源受经济性制约

1998年,我国在北京燃气大楼建立了第一个天然气分布式能源站。截止2015年底,我国天然气分布式能源项目288个,总装机超过1112万千瓦。这些项目大多需要依靠财政补贴或电价补贴才能维持运行。由于缺少盈利能力,极大地制约了大规模推广。主要原因是:

第一,气源价格偏高。燃料成本占天然气分布式能源站变动成本的70~80%。近年来,全球天然气价格出现断崖式下跌,国内终端

气价却保持高位。比如,天然气分布式能源比较集中的东部沿海地区,北京、上海、杭州、南京的终端工业气价在3.1-3.6元人民币/立方米之间,广州、南宁超过了4.1元人民币/立方米。同期美国工业气价平均为0.87元人民币/立方米(汇率按1美元=6.9元人民币计算),仅为我国的1/5-1/3。

第二,管输设施高垄断、低密度。我国天然气骨干网和LNG接收站主要集中在三大油气企业,基本不向第三方开放。省网和城市燃气管网在特定区域形成垄断,“最后一公里”加价较高。管网密度远低于发达国家水平,2015年底全国干线管道总里程6.4万公里,仅为美国的1/8。虽然一些企业可以进口低价LNG,但由于接收和管输不畅,分布式能源站难以用上低价气。

第三,余电并网困难。天然气分布式能源一般采用以热定电的方式组织生产,电力首先满足自发自用,余电销售给电网。以北京现行电、热价估算[1],售电收益占总收益的58%。发电装机规模、电价对项目的经济性有很大影响。目前,电网企业对天然气分布式能源并网装机规模和自发自用率有严格限制[2]。

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责任编辑: 李颖

标签: 分布式能源 天然气分布式能源 能源系统 终端供能系统 输配电服务

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