我國(guó)天然氣資源概況及使用方向的建議（下）

1、我國(guó)天然氣資源概況及使用方向的建議（下）    世界天然氣資源利用比例     利用方式    直接發(fā)電    能源工業(yè)自用    工業(yè)燃料    民用燃料    化工原料    所占比例    26%   &

2、#160;14%    29%    26%    5 注：熱電聯(lián)供部分包括在工業(yè)和民用燃料之中 世界公認(rèn)天然氣是電力工業(yè)的最佳燃料。天然氣燃料電池雖然是最理想的發(fā)電裝置，但目前的技術(shù)水平還不能形成規(guī)?；a(chǎn)能力，無(wú)法滿足人類的需求。所以，燃?xì)廨啓C(jī)-蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)是目前較理想的發(fā)電裝置，其優(yōu)勢(shì)在于：    發(fā)電效率高：例如瑞士abb公司 ka26-1 型,容量368mw聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在iso功況下的發(fā)電效率已經(jīng)達(dá)到58.5%，美國(guó)ge公

3、司正在研制的stag109g聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的效率已經(jīng)直逼60%，而燃煤火電廠的最高效率一直停留在42% 以下；    節(jié)約用水：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的蒸汽輪機(jī)僅占總?cè)萘康?/3，所以用水一般為燃煤火電的1/3，由于凝汽負(fù)壓部分的發(fā)電量在全系統(tǒng)中十分有限，國(guó)際上已廣泛采用空氣冷卻方式，用水量近乎為零。此外，甲烷（ch4）中的氫和空氣中的氧燃燒還原成二氧化碳和水，每燃燒1立方米天然氣理論可回收約1.53公斤水，每公斤lpg理論可回收2.2公斤水，足以滿足電廠自身的用水。節(jié)水對(duì)于嚴(yán)重缺水的華北、山東和西北地區(qū)是重要的優(yōu)勢(shì)條件；   

4、; 占地節(jié)?。河捎跊](méi)有煤和灰的堆放，又可使用空冷系統(tǒng)，電廠占地大大節(jié)省，占地僅為燃煤火電廠的10-30%，節(jié)約了大量的土地資源，這對(duì)地少人多的中國(guó)也非常重要的；    造價(jià)低廉：按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，大型聯(lián)合循環(huán)電廠的工程總包交鑰匙的單位千瓦造價(jià)為300-500美元，大型燃煤電廠加裝脫硫設(shè)施的造價(jià)為900-1,000美元；    建設(shè)期短：燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)發(fā)電的建設(shè)周期為8-10個(gè)月，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電的建設(shè)周期為16-20個(gè)月，而燃煤火電廠需要24-36個(gè)月。這一優(yōu)勢(shì)可使市場(chǎng)預(yù)測(cè)周期縮短，避免出現(xiàn)向今天發(fā)電能力過(guò)剩的

5、局面；    設(shè)備靈活：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的設(shè)備調(diào)節(jié)靈活性大大優(yōu)于煤電和核電設(shè)施，它具有起停迅速，出力調(diào)節(jié)變化范圍較大的優(yōu)勢(shì)，就技術(shù)而言其出力調(diào)節(jié)范圍可從0-110%，建設(shè)燃機(jī)電廠對(duì)于我國(guó)日益加劇的用電峰谷差壓力有一定的緩解作用；    環(huán)境代價(jià)低：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的全壽命周期的環(huán)境代價(jià)是目前主流發(fā)電工藝中最低廉的，它沒(méi)有燃煤火電廠的多元污染，沒(méi)有水電站的移民和淹沒(méi)農(nóng)田問(wèn)題以及自然生態(tài)的負(fù)面影響，沒(méi)有核電站的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和反應(yīng)堆退役后的存放難題。 500mw級(jí)燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)電廠與燃煤火電廠排放對(duì)比 &

6、#160;      燃煤火電廠（噸/年）    聯(lián)合循環(huán)電廠（噸/年）    燃?xì)?燃煤排放比（%）    二氧化硫    8,043    6.4    0    氮氧化物    5,056  &

7、#160; 896    19    二氧化碳    2,942,375    1,145,808    39    灰    125,000    0    0    渣 

8、60;  350,000    0    0    可吸入微粒    428    19.4    4.5 注：根據(jù)中國(guó)電力9五規(guī)劃 盡管燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠有如此眾多的優(yōu)勢(shì)，但是它也受到了管道天然氣和液化天然氣特殊性的明顯制約。因而，在我國(guó)是否大規(guī)模建設(shè)此類性質(zhì)的純發(fā)電廠和管道天然氣為燃料的調(diào)峰電廠仍須持慎重態(tài)度。 首先，在我國(guó)一些主

9、管部門和電力系統(tǒng)中對(duì)以管道天然氣和液化天然氣為燃料的燃機(jī)電廠的認(rèn)識(shí)存在一些誤區(qū)。    以管道天然氣為燃料的純以調(diào)峰為任務(wù)的大型燃機(jī)電廠在全世界是極少見的，即使參與調(diào)峰任務(wù)，一般也是在連續(xù)運(yùn)行的狀況下提供部分調(diào)峰容量，或擔(dān)任系統(tǒng)的中級(jí)調(diào)峰任務(wù)。原因之一是電網(wǎng)的晚峰與居民用氣的晚峰明顯重疊，必將出現(xiàn)搶峰爭(zhēng)氣，對(duì)于天然氣管網(wǎng)的安全供氣構(gòu)成威脅。如果建罐蓄氣調(diào)節(jié)，顯然不如使用液態(tài)燃料方便合算；原因之二是我國(guó)電網(wǎng)大多呈季節(jié)性冬夏雙峰特征，一般冬夏與春秋的峰差在10-30%之間，而天然氣管網(wǎng)也因采暖制冷出現(xiàn)幾乎完全相同的季峰特征，這是建罐蓄氣根本無(wú)法解決的，實(shí)際上

10、此類調(diào)峰電廠冬季可能出現(xiàn)根本無(wú)氣可用的尷尬局面，不如直接發(fā)展使用液態(tài)燃料的燃機(jī)調(diào)峰電廠；         以液化天然氣為燃料的燃機(jī)電廠的調(diào)節(jié)靈活性大大優(yōu)于管道天然氣，但該類電廠應(yīng)盡可能靠近液化天然氣接收站，最好作為接收站的附屬設(shè)施運(yùn)行。由于液化天然氣系統(tǒng)受到運(yùn)輸船期的局限，在液化天然氣運(yùn)輸船抵達(dá)之前必須清空儲(chǔ)罐庫(kù)容，該類電廠將不得不進(jìn)行周期性反調(diào)峰，電網(wǎng)必須充分考慮這一因素；    天然氣作為燃料必然遠(yuǎn)高于煤炭和鈾，但是燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠的效率高、造價(jià)低，如果能

11、盡量保持設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行和減少起停，使其保持高效率和低運(yùn)行成本；發(fā)揮環(huán)境代價(jià)低可靠近用電負(fù)荷中心，從而減少電網(wǎng)投資和線網(wǎng)損的優(yōu)勢(shì)，將足以克服燃料成本高帶來(lái)的障礙，使電價(jià)保持競(jìng)爭(zhēng)能力；    由于天然氣燃機(jī)電廠突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，使其為整體電力行業(yè)承擔(dān)了社會(huì)義務(wù)，并為其他項(xiàng)目騰出了大量環(huán)境容量空間。因此，它不應(yīng)與環(huán)境污染嚴(yán)重的燃煤電廠實(shí)行“同網(wǎng)、同質(zhì)、同價(jià)”和“競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”，否則將顯失公平，并背離基本的社會(huì)道義。環(huán)境價(jià)值應(yīng)該在電力“質(zhì)”的含義中體現(xiàn)，實(shí)際電價(jià)應(yīng)該在用戶點(diǎn)核算； 其次，盡管我國(guó)的天然氣資源有一定潛力，從周邊國(guó)家進(jìn)口天然氣也有一定的條件，但我國(guó)人口眾多

12、，人均可利用的資源量不能算豐富。目前，主要面臨的問(wèn)題并不是缺電，而是城市嚴(yán)重的環(huán)境污染急待治理。因此，大量建設(shè)以天然氣為燃料的燃機(jī)發(fā)電廠是不切實(shí)際、不符合社會(huì)道義的。只有在近氣田或有自屬管輸氣條件的地方，如能夠合理解決不與管網(wǎng)爭(zhēng)氣問(wèn)題，可以根據(jù)情況適當(dāng)發(fā)展天然氣直接發(fā)電和調(diào)峰。 將天然氣單純作為居民生活燃料和工業(yè)燃料，不僅是資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。同時(shí)，也造成燃?xì)獬杀具^(guò)高企業(yè)無(wú)法承受，管網(wǎng)用氣不穩(wěn)定，冬夏季季峰差過(guò)大，被迫增加管網(wǎng)的調(diào)峰配套投資，從而陷入進(jìn)一步增大供氣成本的惡性循環(huán)。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展天然氣20年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展燃機(jī)熱電廠是解決問(wèn)題最有效的手段。   

13、0;燃機(jī)熱電廠：實(shí)際上燃?xì)廨啓C(jī)使用最廣泛的行業(yè)是熱電聯(lián)供，美國(guó)1980-1987七年間建設(shè)了1,728座熱電廠，其中73%是天然氣燃機(jī)熱電廠。燃機(jī)熱電的裝機(jī)方式主要分兩類：a、燃?xì)廨啓C(jī)-蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供：該方式主要是將燃機(jī)的熱煙氣通過(guò)余熱鍋爐回收轉(zhuǎn)換蒸汽，由蒸汽輪機(jī)發(fā)電后抽汽供熱。其特點(diǎn)是電、熱調(diào)節(jié)靈活，發(fā)電量較大，火用的有效利用率高，但熱電比較?。籦、燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)供：由燃機(jī)直接帶供熱鍋爐供熱。特點(diǎn)是熱效率高，熱電比大，但相對(duì)發(fā)電量少，調(diào)節(jié)靈活性較差。其供熱主要靠鍋爐補(bǔ)燃進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ge stag 106b 功效比較    項(xiàng)目 單位 燃?xì)?蒸

14、汽聯(lián)合循環(huán) 發(fā)電 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供抽凝機(jī) 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)供背壓機(jī) 燃機(jī)熱電聯(lián)供（非補(bǔ)燃） 燃機(jī)熱電聯(lián)供（補(bǔ)燃）    燃料耗量 gj/h 439.3 439.3 439.3 439.3 678.1    燃機(jī)出力 kw 37700 37700 37700 37700 37700    蒸汽機(jī)出力 kw 17000 10350 6000     總發(fā)電效率 % 44.8 39.38 35.81 31 20 &

15、#160;  供熱量 t/h 50 82.5 93 194    供熱熱值 gj/h 121.65 200.67 226.31 471.62    供熱效率 % 27.7 45.7 48 66.1    總熱效率 % 44.8 67.1 81.5 82.4 89.5 注：根據(jù)ge聯(lián)合循環(huán)產(chǎn)品系列及性能一書    燃機(jī)熱電的優(yōu)勢(shì)：除上述天然氣燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的優(yōu)勢(shì)均具備外，突出的特點(diǎn)是熱電綜合效率高、其環(huán)境效益

16、和公共效益得以進(jìn)一步延伸、提高了能源利用率和保障系數(shù)。    從上表可見，燃機(jī)熱電廠熱效率大大高于發(fā)電廠，甚至高于燃?xì)忮仩t。它在供熱的同時(shí)將部分能量轉(zhuǎn)換為高價(jià)值的電能，提高了能量中火用的利用，從而提高了節(jié)能水平；    燃機(jī)熱電廠由于技術(shù)先進(jìn)污染極小，特別是氮氧化物單位排放量遠(yuǎn)低于燃煤和天然氣燃?xì)忮仩t。我國(guó)城市污染治理將面臨大量燃煤鍋爐的改造任務(wù)，使用燃機(jī)熱電技術(shù)改造應(yīng)是最佳方案； 氮氧化物排放比較    工藝方式    35t/h燃煤

17、鍋爐    35t/h燃油鍋爐    35t/h燃?xì)忮仩t    40mw燃機(jī)熱電    nox排放濃度    >400ppm    >200ppm    150ppm    9-25ppm    nox排放量 

18、0;  117.26kg/h    58.63kg/h    43.97kg/h    12.75kg/h 注：根據(jù)首都藍(lán)天熱能系統(tǒng)工程方案    燃機(jī)熱電廠容量較小，星羅棋布在城市之中，對(duì)于電網(wǎng)、氣網(wǎng)的安全運(yùn)行將有積極作用。燃機(jī)熱電廠一般可采用雙燃料系統(tǒng)，在天然氣供應(yīng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可及時(shí)切換其他燃料，保障供熱、供電。    根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的雙燃料燃機(jī)切換

19、其他燃料，是解決管網(wǎng)調(diào)峰的最佳經(jīng)濟(jì)手段。在首都藍(lán)天熱能系統(tǒng)工程研究中，其經(jīng)濟(jì)性得到進(jìn)一步證實(shí)。一項(xiàng)投資，既解決環(huán)保，又解決天然氣的合理利用，減少了管網(wǎng)調(diào)峰投資和損耗，并解決了城市供熱系統(tǒng)的建設(shè)或改造資金，最終還實(shí)現(xiàn)了電力建設(shè)的增容，減少了電網(wǎng)輸變電投資和損耗，以及相對(duì)介紹了電網(wǎng)的調(diào)峰壓力，一舉多得。    發(fā)展燃機(jī)熱電要堅(jiān)持適度規(guī)模：由于燃?xì)廨啓C(jī)的工藝原理，特別是熱電聯(lián)供的技術(shù)特性，小型機(jī)組和大型機(jī)組之間在熱電聯(lián)供熱時(shí)效率相差極小，這與過(guò)去燃煤電廠的概念根本不同。因此，在發(fā)展天然氣燃機(jī)熱電時(shí)，應(yīng)盡可能提高系統(tǒng)綜合熱效率，提高用戶端的實(shí)際能源利用效率，并以

20、此作為技術(shù)經(jīng)濟(jì)和項(xiàng)目審核工作的核心。資源代價(jià)、環(huán)境代價(jià)與經(jīng)濟(jì)代價(jià)是相互相成的三極矛盾體。實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)了環(huán)保。只有堅(jiān)持能源系統(tǒng)的適度規(guī)模，才能有效節(jié)能-降低了資源代價(jià)，從而達(dá)到環(huán)保目的-降低了環(huán)境代價(jià)，最終使經(jīng)濟(jì)代價(jià)變?yōu)槭袌?chǎng)“可承受”。 不同容量機(jī)組效率比較        solar taurus60    solar mars100    ge pg6541b    pg7111ea

21、    出力（mw）    5.2    11.1    38.34    82.3    發(fā)電效率    30.3%    32.45%    31.4%    32%  

22、60; 燃機(jī)熱電聯(lián)蒸汽量    12t/h    22t/h    93t/h    334    燃機(jī)熱電聯(lián)供效率    77%    77%    82.4%    82%    燃機(jī)熱

23、電聯(lián)供補(bǔ)燃蒸汽量    29t/t    55t/t    194t/h    613t/h    燃機(jī)熱電聯(lián)供補(bǔ)燃效率    88%    88%    89.5%    89.4% 注：補(bǔ)燃至927°c。 綜上所述，將燃機(jī)熱電廠作為我國(guó)今后天然氣市場(chǎng)的主要利用方向，不僅是國(guó)家環(huán)境保護(hù)這一基本國(guó)策的要求，也是國(guó)家提高能源綜合利用效率這一長(zhǎng)期產(chǎn)業(yè)政策的方向。對(duì)于合理使用天然氣，降低天然氣成本，提高城市供電安全保障，減少電力損耗都具有非常積極意義。 政策建議    根據(jù)各國(guó)發(fā)展天然氣的經(jīng)驗(yàn)，推廣和合理使用天然氣是一個(gè)系統(tǒng)工程。各級(jí)政府和立法機(jī)構(gòu)應(yīng)該積極介入，及時(shí)通過(guò)立法程序予以支持和保護(hù)，平衡來(lái)自各利益集團(tuán)的矛盾，堅(jiān)持以改善環(huán)境、節(jié)約資源、保護(hù)消費(fèi)者利益、建立公平競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制為政策與立法最終目的。    下放電價(jià)審核機(jī)制，使至少