天然氣分布式能源發(fā)展分析

天然氣分布式能源開(kāi)展分析目前我國(guó)分布式能源開(kāi)展條件〔一〕天然氣資源1、非常規(guī)天然氣資源豐富、快速增長(zhǎng)。我國(guó)煤層氣已進(jìn)入大規(guī)模商業(yè)開(kāi)采階段，國(guó)家政策鼓勵(lì)預(yù)計(jì)2023年產(chǎn)量超過(guò)400億立方/年。另外生物氣、焦?fàn)t煤氣以及頁(yè)巖氣均已開(kāi)發(fā)并以初步形成規(guī)模。2、覆蓋全國(guó)的天然氣長(zhǎng)輸網(wǎng)絡(luò)已根本建成。西氣東輸、川氣入滬、北氣南下以及海氣登陸管線已根本建成，有的管線已投運(yùn)。3、一次能源結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)。當(dāng)前我國(guó)的一次能源消費(fèi)主要以煤炭為主，天然氣所占的份額很小。但未來(lái)十年內(nèi)，天然氣所占的份額將會(huì)擴(kuò)大兩到三倍。再考慮到用能絕對(duì)量的增長(zhǎng)，未來(lái)十年天然氣將有巨大的開(kāi)展空間?！捕酬P(guān)鍵設(shè)備我國(guó)近年來(lái)通過(guò)引入國(guó)外技術(shù)，消化、吸收、再開(kāi)發(fā)，迄今已經(jīng)建立了初步的技術(shù)根底，有能力繼續(xù)自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)跨越式的開(kāi)展。1、示范工程。我國(guó)在北京、上海、廣東、長(zhǎng)沙等城市已建設(shè)了三、四十個(gè)示范性工程，有些正在運(yùn)行，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。2、關(guān)鍵設(shè)備。設(shè)備制造企業(yè)在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)根底上對(duì)各類發(fā)電機(jī)組和余熱利用設(shè)備進(jìn)行了自主研發(fā)和國(guó)產(chǎn)化，包括燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、余熱利用設(shè)備、制熱制冷設(shè)備、儲(chǔ)能設(shè)備、電力電子設(shè)備等，有的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備已打入國(guó)際市場(chǎng)。3、根底研究。在國(guó)家多年863、973等重大基金工程資助下，高等院校及科研單位開(kāi)展了各種關(guān)鍵性課題的根底性研究并取得了大批成果?！踩吵擎?zhèn)化和工業(yè)化1、中國(guó)城鎮(zhèn)化的開(kāi)展為分布式能源提供了廣闊的市場(chǎng)空間。預(yù)計(jì)到2023年城鎮(zhèn)化率將到達(dá)52%左右，到2030年將到達(dá)65%左右。城鎮(zhèn)化過(guò)程中將培育形成城鎮(zhèn)密集區(qū)。這些區(qū)域的根底設(shè)施建設(shè)提供了分布式能源開(kāi)展的良好機(jī)遇。2、工業(yè)領(lǐng)域和集中供熱〔冷〕為分布式能源提供了廣闊的市場(chǎng)。在工業(yè)領(lǐng)域或區(qū)域集中供能系統(tǒng)中,燃汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)和燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)為開(kāi)展中大型〔幾萬(wàn)或幾十萬(wàn)kW〕分布式能源開(kāi)辟了廣闊的途徑。〔四〕我國(guó)政策環(huán)境1、發(fā)改委、財(cái)政部、住建部、能源局〔2023-2196號(hào)〕《關(guān)于開(kāi)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》；2、國(guó)家發(fā)改委第15號(hào)令《天然氣利用政策》；3、財(cái)政部、住建部(2023-167號(hào))《關(guān)于加快推動(dòng)我國(guó)綠色建筑開(kāi)展的實(shí)施意見(jiàn)》；4、國(guó)家電網(wǎng)公司(2023)《關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)效勞工作的意見(jiàn)》；5、國(guó)家發(fā)改委(2023-1381號(hào))《分布式發(fā)電管理暫行方法》(2023年7月18日)；6、國(guó)務(wù)院(2023-37號(hào))《大氣污染防治行動(dòng)方案》(2023年9月10日)；7、國(guó)家發(fā)改委〔2023-2382號(hào)〕《天然氣分布式能源示范工程實(shí)施細(xì)那么》；8、國(guó)家發(fā)改委(2023-3009號(hào))《國(guó)家開(kāi)展改革委關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)管理的有關(guān)問(wèn)題的通知》;9、2023年3月《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的假設(shè)干意見(jiàn)》。10、地方落地政策1〕上海政府從2004年至今出臺(tái)了三輪專項(xiàng)扶持政策，分別是2004年09月上海市人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了《關(guān)于本市鼓勵(lì)開(kāi)展燃?xì)饪照{(diào)和分布式能源意見(jiàn)的通知》、2023年11月上海市人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了《上海市分布式供能系統(tǒng)和燃?xì)饪照{(diào)開(kāi)展專項(xiàng)扶持方法》以及2023年3月上海市人民政府辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了《上海市分布式供能系統(tǒng)和燃?xì)饪照{(diào)開(kāi)展專項(xiàng)扶持方法》。2〕2023年《北京市鼓勵(lì)開(kāi)展天然氣分布式能源系統(tǒng)實(shí)施意見(jiàn)〔試行〕》3〕2023年06月《石家莊市公共建筑分布式供能系統(tǒng)暫行管理方法》4〕2023年01月《長(zhǎng)沙市促進(jìn)天然氣分布式能源開(kāi)展暫行方法》11、地方專項(xiàng)規(guī)劃1〕《重慶市分布式能源發(fā)電規(guī)劃研究〔2023～2023〕》2〕《陜西省天然氣分布式能源開(kāi)展規(guī)劃》2023年3〕《廣州市熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式能源站開(kāi)展規(guī)劃》2023年4〕《長(zhǎng)沙市分布式能源開(kāi)展規(guī)劃〔2023～2023〕》2023年二、目前天然氣分布式能源開(kāi)展現(xiàn)狀我國(guó)天然氣分布式能源開(kāi)展從2002年起步，從開(kāi)展之初就得到了政策的有力支持。2023年國(guó)家四部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于開(kāi)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見(jiàn)》〔以下稱《指導(dǎo)意見(jiàn)》〕后，受政策支持行業(yè)進(jìn)入快速開(kāi)展期，大批工程開(kāi)展研究論證。為了落實(shí)《指導(dǎo)意見(jiàn)》，2023年能源局批準(zhǔn)了4個(gè)示范工程，2023年國(guó)家發(fā)改委、住建部、能源局出臺(tái)了《天然氣分布式能源示范工程實(shí)施細(xì)那么》。期間，2023年發(fā)改委還發(fā)布了《分布式發(fā)電管理暫行方法》，國(guó)務(wù)院《大氣污染防治行動(dòng)方案》也提出鼓勵(lì)開(kāi)展天然氣分布式能源等高效利用工程。2023年12月印發(fā)《國(guó)家發(fā)改委關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)管理有關(guān)問(wèn)題的通知》。2023年3月《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的假設(shè)干意見(jiàn)》列舉當(dāng)前七項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，其中提出“全面放開(kāi)用戶側(cè)分布式電源市場(chǎng)，積極開(kāi)展分布式電源工程的各類試點(diǎn)和示范〞的要求。據(jù)分布式能源專委會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2023年底，我國(guó)已建和在建天然氣分布式能源工程〔工程單機(jī)規(guī)模小于100兆瓦，且能源利用效率高于70%〕裝機(jī)容量380萬(wàn)千瓦，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量136019萬(wàn)千瓦〔數(shù)據(jù)來(lái)源于中電聯(lián)〕，占發(fā)電總裝機(jī)0.28%。年用氣量46億立方米左右〔年運(yùn)行小時(shí)數(shù)取5000，發(fā)電機(jī)效率取42%〕，2023年中國(guó)天然氣消費(fèi)總量1885億立方米〔數(shù)據(jù)來(lái)源于《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》〕，占比2.4%。中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)有數(shù)據(jù)顯示2023年天然氣分布式發(fā)電裝機(jī)1000萬(wàn)千瓦。距離《指導(dǎo)意見(jiàn)》中，到2023年裝機(jī)規(guī)模到達(dá)5000萬(wàn)千瓦的目標(biāo)差距很大。其中，北京市已建成和在建天然氣分布式能源工程17個(gè)，工程類型涉及醫(yī)院、賓館、會(huì)議中心、火車站、數(shù)據(jù)中心等，總裝機(jī)容量約40萬(wàn)千瓦。上海市已建和在建工程35個(gè)，總裝機(jī)容量19.5萬(wàn)千瓦。廣東省已建和在建工程9個(gè)，總裝機(jī)容量為259.5萬(wàn)千瓦。長(zhǎng)沙市天然氣分布式能源工程建設(shè)剛剛起步，目前已建成投運(yùn)的工程僅有黃花國(guó)際機(jī)場(chǎng)三聯(lián)供能源站，該工程裝機(jī)規(guī)模2.32兆瓦，僅占全市水電、火電等總裝機(jī)容量的0.09%。2023年初，長(zhǎng)沙市政府出臺(tái)了《促進(jìn)天然氣分布式能源開(kāi)展暫行方法》，對(duì)天然氣分布式能源工程給予設(shè)備投資補(bǔ)貼。到2023年末，長(zhǎng)沙方案建設(shè)20個(gè)天然氣熱電冷多聯(lián)供工程，總裝機(jī)規(guī)模到達(dá)800兆瓦,年天然氣消耗量10億立方米，年發(fā)電量40億度。應(yīng)該說(shuō)“十二五〞期間，天然氣分布式能源產(chǎn)業(yè)在政策的支持下，得到較快開(kāi)展，在局部城市成為了替代燃煤和能源高效使用的典范。但比例仍較小，開(kāi)展模式較為單一，大多數(shù)已示范工程為主。總體看尚處于起步階段。“十三五〞期間要想有所突破的話，應(yīng)重點(diǎn)在開(kāi)展模式、開(kāi)展規(guī)劃和加快建設(shè)智能電網(wǎng)等方面采取有效措施。三、天然氣分布式能源開(kāi)展面臨的問(wèn)題1、本錢問(wèn)題。天然氣分布式能源系統(tǒng)與大型集中式發(fā)電廠相比，規(guī)模小、單位造價(jià)較高，而且對(duì)下游用戶而言一次性建設(shè)投入本錢較大。同時(shí)，燃?xì)饴?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組1立方米天然氣發(fā)電4度〔千瓦時(shí)〕，假設(shè)天然氣價(jià)格為3元/立方米，那么燃料本錢為0.75元/度，再加上設(shè)備運(yùn)行維護(hù)本錢和設(shè)備折舊本錢，分布式能源站最低電價(jià)為1.15元/度。如果沒(méi)有政府相關(guān)補(bǔ)貼和支持，天然氣分布式能源站難以盈利和開(kāi)展。2、天然氣供給保障問(wèn)題。天然氣分布式能源的開(kāi)展將大大增加天然氣需求，保障天然氣資源的供給將成為重要任務(wù)。3、政策、法律、標(biāo)準(zhǔn)有待深化細(xì)化。當(dāng)前我國(guó)分布式能源開(kāi)展尚處于起步階段，雖然已出臺(tái)促進(jìn)和鼓勵(lì)開(kāi)展的政策，但法律標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、財(cái)稅金融政策、價(jià)格等方面需要進(jìn)行統(tǒng)一和細(xì)化。4、設(shè)計(jì)技術(shù)方面1〕系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)還不成熟，導(dǎo)致設(shè)備選型不適宜和運(yùn)行策略不是最優(yōu)；2〕多能源匹配技術(shù)處于研發(fā)階段。生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、天然氣等多能源的多特性，再加上缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使能源合理匹配、分布式能源系統(tǒng)最優(yōu)化變得困難；3〕分布式供能技術(shù)目前還缺乏標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)入門檻的限制。5、設(shè)備開(kāi)發(fā)技術(shù)方面1〕內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等核心設(shè)備依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)的質(zhì)量差和不穩(wěn)定，導(dǎo)致分布式能源系統(tǒng)本錢居高不下；2〕蓄電池等儲(chǔ)能設(shè)備技術(shù)不成熟也制約了分布式能源的開(kāi)展；3〕溴化鋰制冷機(jī)組等用能側(cè)設(shè)備的質(zhì)量、高效率的輸送設(shè)備、高質(zhì)量的管材和閥件也是促進(jìn)分布式能源系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。6、投資方面。1〕投資主體多為業(yè)主，但由于價(jià)格問(wèn)題，業(yè)主可能出現(xiàn)節(jié)能不節(jié)錢。2〕他方投資者由于收益不明，沒(méi)有積極性。7、發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)方面。發(fā)電并網(wǎng)、上網(wǎng)技術(shù)有難度。發(fā)電與主網(wǎng)電的關(guān)系復(fù)雜，可變性大，研究發(fā)電并網(wǎng)、上網(wǎng)技術(shù)，保證主網(wǎng)的穩(wěn)定性和用戶的平安性是目前研究的關(guān)鍵。四、影響分布式天然氣能源經(jīng)濟(jì)性的主要因素為了分析影響分布式天然氣能源經(jīng)濟(jì)性的主要因素，我們分別以熱氣機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)、天然氣內(nèi)燃機(jī)為原動(dòng)機(jī)，按熱電聯(lián)供或熱電冷三聯(lián)供模式，根據(jù)“以熱定電，熱電平衡〞的原那么配置分布式供能系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)分析中，按鍋爐用天然氣4元/m3，分布式供能用天然氣2.43元/m3，平均電價(jià)0.85元/kWh計(jì)算。未考慮政府補(bǔ)貼，未計(jì)算天然氣配套費(fèi)用、場(chǎng)地本錢，電力配套均按80萬(wàn)元計(jì)算，投資總額為機(jī)電工程總投資，年運(yùn)行時(shí)間360天，每天16小時(shí)〔峰平電價(jià)時(shí)段〕運(yùn)行時(shí)，五種配置的分布式供能系統(tǒng)其經(jīng)濟(jì)性如下表所示：1、電力上網(wǎng)及電價(jià)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響上述不同容量分布式供能的經(jīng)濟(jì)性分析是基于分布式供能系統(tǒng)滿足用戶根本熱負(fù)荷，所發(fā)電力全部自用為前提，等效為上網(wǎng)條件下的上網(wǎng)電價(jià)0.85元/kWh。假設(shè)假設(shè)根本熱負(fù)荷不變，用戶自有電負(fù)荷僅能滿足分布式供能系統(tǒng)2880h〔原開(kāi)機(jī)時(shí)間的50%〕開(kāi)機(jī)時(shí)間要求，假設(shè)不能上網(wǎng)或多余電力按0.6元/kWh上網(wǎng)，分布式供能經(jīng)濟(jì)性如下表所示：當(dāng)根本電負(fù)荷僅滿足原運(yùn)行時(shí)間的50%時(shí)，假設(shè)多余電力按0.85元/kWh上網(wǎng)，那么投資回收期不變；假設(shè)不能上網(wǎng)，投資回收期增加一倍；假設(shè)上網(wǎng)電價(jià)降為0.6元/kWh，那么減少投資回收期-2—-5.2。因此，能否上網(wǎng)和上網(wǎng)電價(jià)對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性影響極為明顯。2、天然氣價(jià)格對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響如果當(dāng)前分布式供能優(yōu)惠氣價(jià)按2.43元/m3，鍋爐4元/m3，峰平平均電價(jià)按0.85元/kWh計(jì)算。假設(shè)比照在此根底上分布式供能優(yōu)惠氣價(jià)降低20%〔2.04元/m3〕和增加20%〔2.92元/m3〕的情況，其經(jīng)濟(jì)性比擬如下表所示：從上表可以看出，在其他條件不變時(shí)，優(yōu)惠氣價(jià)降價(jià)20%，將減少系統(tǒng)投資回收期1.4~2.6年，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)性影響明顯；優(yōu)惠氣價(jià)漲價(jià)20%，將減少系統(tǒng)投資回收期-2.6~-7.2年，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)性影響極為明顯。3、政府補(bǔ)貼對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響假設(shè)考慮政府補(bǔ)貼，分別按0.1萬(wàn)元/kW和0.4萬(wàn)元/kW計(jì)算，那么五種配置的分布式供能系統(tǒng)其經(jīng)濟(jì)性如下表所示：從上表可以看出，假設(shè)政府補(bǔ)貼按0.1萬(wàn)元/kW計(jì)，那么工程靜態(tài)投資回收期減少約0.2~0.5年，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)性影響不大；假設(shè)政府補(bǔ)貼按0.4萬(wàn)元/kW計(jì)，那么工程靜態(tài)投資回收期減少約0.9~2.7年，對(duì)工程經(jīng)濟(jì)性影響明顯。4、燃機(jī)技術(shù)進(jìn)口導(dǎo)致工程投資價(jià)格天然氣分布式能源行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈主要包括設(shè)備制造、工程總承包EPC、投資運(yùn)營(yíng)。對(duì)于設(shè)備制造最核心的部件為燃?xì)廨啓C(jī)或者內(nèi)燃機(jī)，其投資本錢占到總本錢60-70%，燃?xì)廨啓C(jī)為稀缺性技術(shù)，除了收購(gòu)荷蘭OPRA的派思股份外，中國(guó)幾乎沒(méi)有企業(yè)有獨(dú)立自主的商用化小型燃?xì)廨啓C(jī)制造能力，主要通過(guò)國(guó)外進(jìn)口。通過(guò)測(cè)算總投資增加10%，發(fā)電本錢增加約3.17%。五、不同領(lǐng)域?qū)Ψ植际焦┠芟到y(tǒng)的適用性評(píng)價(jià)不同建筑業(yè)態(tài)，基于熱負(fù)荷、空調(diào)負(fù)荷、熱電波動(dòng)、穩(wěn)定負(fù)荷、傳輸距離、節(jié)能減排、備用發(fā)電等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)分情況如下表：從上表可知，醫(yī)院因負(fù)荷穩(wěn)定、熱電波動(dòng)較小、設(shè)備利用小時(shí)數(shù)高以及供能品種多〔電力、蒸汽、冷氣以及熱水〕從而開(kāi)展分布式天然氣能源工程有較高的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。其次是賓館、辦公樓、商業(yè)區(qū)、工廠、商場(chǎng)以及社區(qū)住宅。六、開(kāi)展分布式天然氣能源工程的思路根據(jù)我們公司目前的實(shí)際情況，就未來(lái)開(kāi)展分布式天然氣工程有以下幾點(diǎn)看法：1、按照地