燃气电厂天然气供应安全策略分析

季磊

（中国华电集团清洁能源有限公司华北分公司，天津 300202）

天然气具有洁净、高效、绿色等优点，近年来随着我国天然气基础设施的不断完善和环保要求的日趋严格，市场需求量呈爆发式增长。作为一种清洁、高效的低碳化石能源，天然气对于缓解能源紧张，改善大气环境，实现能源利用的优质化、清洁化、高效化具有重要的现实意义，现已逐渐发展成为我国主体能源之一，这不仅提高了我国能源利用效率，更有力地促进了国民经济的可持续发展[1]。

燃气发电作为天然气利用的主要形式之一，是目前能源综合利用效率最高的能源利用方式，具有运行调度灵活、供给稳定性强、能源利用率高等显著特点，在欧美等发达国家燃气发电占总发电量比例均达到30%以上，已成为重要的电力供应来源之一。我国燃气发电产业受资源禀赋和基础设施的影响仍然存在很多制约因素，其中天然气的稳定供应、气价成本尤其突出，成为提高燃气发电产业竞争力的关键因素之一。因此，分析燃机电厂面临的天然气供应安全问题，提出通过气源供应多元化、双管道供气模式、加强应急储气调峰设施建设等策略，应对燃机电厂气源供应安全问题。

1 燃气电厂天然气供应存在的主要问题

1.1 天然气供应不足，气电协调难度大

天然气作为燃气发电机组的原料，充足稳定的气源供应是燃气发电的基础条件和安全保障。我国燃气发电产业受配套政策尚不健全、上网电价机制仍未形成等因素影响，目前主要分布在京津、长三角、珠三角及东南沿海等经济发达地区。我国天然气资源主要分布在中西部地区，受政策、技术等诸多因素制约，存在发展市场不充分、地域不平衡等问题。天然气资源和燃气发电之间区域布局不协调的问题导致了天然气供应企业和燃气发电企业在燃气机组装机容量与天然气供应量、发电用气量和发电量、供气方式与电网调峰等方面没有有效衔接，发电、供气无法做到协调一致，产生气源供应短缺，气电协调难度大[2-4]。

1.2 气量需求具有季节性不平衡性，气电供需存在矛盾

国内上游气田开采天然气具有连续性，并不会随着下游需求变化而加以改变，但我国天然气消费和电力需求却存在明显的季节性特征。春秋季节社会用气量小、天然气供应充足，但社会用电负荷也相对较低，产生有气时无电力需求的现象；冬季供暖期间，天然气需求呈现爆发式增长，同时也是电力需求的高峰期，供应商为优先保证民生用气稳定供应，采取减少对燃气发电企业的气量供应的措施，这势必严重影响燃气发电企业的正常发电用气和安全稳定运行，产生需要发电时又缺气的现象。为保证天然气长期稳定供应，尤其是冬季天然气的保供，燃气发电企业不得不采购高价液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）作为必要的气源补充，增加了发电成本，降低经济效益[5-6]。

1.3 供气方式灵活性较差，影响机组调峰能力

燃气发电机组运行灵活、启停迅速的技术特点使其在电网调峰和安全运行方面具有十分显著的优势，这就要求天然气供应除稳定、可靠外还要有较强的调峰灵活性。当前燃机电厂气源多采用管道方式供应，一是受管容限制管道储气能力有限，难以满足燃机瞬间启动时的气量需求；二是燃机若迅速启动时，随着用气量的猛然增大，管道压力随之急剧降低，直接影响到管网上其他用户的用气安全；三是燃机骤然停机，将会使管道中压力瞬间剧增，严重影响到整个管网的安全运行。供气管道的调峰能力限制了燃机的调峰能力，使燃机难以发挥灵活运行、适时调峰的优势。

1.4 气电应急协调机制不完善，存在安全风险隐患

目前，天然气供应企业、天然气管道企业与燃气发电企业之间大多尚未建立安全应急协调机制，应急预案也难以做到上下游相互衔接，如遇上游气源供应短缺或天然气管线泄露、阀门关闭等突发事故，将会导致大量燃气机组停运，直接影响到燃气机组安全和电力系统稳定。

2 天然气供应安全应对策略

针对燃机电厂在气源供应过程中存在的瓶颈问题，制定合理的气源供应保障策略，持续增强气源供应保障能力，有利于电厂的安全平稳运行，促进天然气发电产业健康可持续发展。

2.1 天然气气源供应多元化

建立安全、完善的天然气供应体系是保证燃气机组气源稳定可靠的关键，通过气源供应多元化和相互贯通的天然气网络可以使同一气源商在不同气源点、同一气源点上的不同气源商、不同气源商在不同气源点都可实现向天然气发电站供气。

气源供应多元化包括气源种类的多样化和气源供应主体的多元化。燃气发电要依托管道气和LNG两种资源、国内国际两个市场，通过构建天然气资源池，稳步获取天然气资源。（1）国内常规天然气、煤层气、煤制气、页岩气产量的日益增长以及国家油气管网公司的成立，为燃气发电企业提供了更多的气源可选择性。燃气发电企业可以借助天然气大用户的优势直接与上游气源商开展购气谈判，综合考虑气价和管输费用，择优选择气源类别。（2）燃气发电应充分利用好管道气稳定、相对低价的特性和LNG 清洁、灵活的优势，针对冬季供气紧张局面，在全球天然气价格低位运行时期积极寻求海外经济LNG气源，以应对价格波动风险和调峰需求，形成以国产陆上管道气资源为主，海外进口LNG 资源为辅的互补供应格局，以便获取充足的气源。（3）针对供暖季实行的“均衡量+调峰量+额外量”的供气结构和不同上浮比例的价格杠杆策略，燃气发电企业在与上游供气企业的合作中，坚持多气源原则，与多个气源供应商签订购气合同。多元化气源供应主体可以促进形成良性互补、市场竞争的局面，不仅保证气源稳定供应，通过竞价降低一部分天然气价格，还可以优化用气结构，增加均衡气量的供给，减少使用调峰量或额外量等高价气，避免因使用单一气源而产生的调峰或偏差结算等风险。

2.2 实现双管道供气格局

燃气机组在启动用气瞬间，会使管道内天然气流量骤增，管道压力骤降，造成管道产生巨大的瞬间压差，甚至导致管道受损。为避免上述情况发生，燃机电厂在建设时原则上应采用双管道供气。双管道供气是解决事故应急气源最好、最有效的方法，当一条管道出现故障时，由另一条管道供气，避免用气设备大面积停气，增加供应安全保障性。

天然气管输费也是天然气发电成本中不可忽视的一项。由于天然气管道等基础设施的自然垄断性，尽管国家出台了天然气管道运输价格相关管理办法，但天然气管输价格仍居高不下。双管道的供应格局在保障稳定供气的同时，还可以通过引入竞争机制，择优选择主供气管道，降低部分管输价格，减少燃机电厂生产成本，提高经济效益。

2.3 加强应急储气调峰设施建设

冬季是用气、用电的双高峰期，管道天然气为保民生用气往往不能为燃气电厂提供充足的气源，造成燃气机组的降量运行，影响供电和供暖的稳定性。燃机电厂可建设一定规模的LNG 气化站、储备调峰站等作为应急储备和调峰设施，在冬季气源紧张时，可采用LNG 作为灵活的补充气源。这样虽不能完全解决季节调峰的问题，但是至少能降低燃机电厂受长输供气管道“断气”的影响。另外，拥有了双气源供应，燃机电厂可以根据实际情况灵活选用供气方式，并可以做到气源的相互切换和补充。

2.4 完善燃气供应安全应急管理体系

燃机电厂应成立专门的燃气供应安全应急管理组织机构，建立燃气供应安全应急管理体系，编制燃气供应安全应急预案。同时加强与天然气供应企业、天然气管道企业沟通，建立上下游相协调的安全应急联动机制，建立信息共享、应急协同反应、日常联络等工作机制，强化燃机电厂应对突发燃气供应事故的各项准备工作，切实提高燃机电厂快速处置能力。

3 结语

随着我国大力倡导节能低碳以及天然气行业的快速发展，我国燃气发电产业也迎来了前所未有的发展良机，但天然气安全供应问题仍制约着燃气发电产业的健康发展。燃气发电企业应积极寻求多气源、双管道的供应格局，减少对单一气源、单一供应商、单一管输方的依赖，构建天然气供应资源池，完善储气调峰设施和安全应急管理体系，确保天然气的安全稳定供应，不断提高燃气发电竞争力。