“双碳”目标下的燃气发电发展问题

2022-11-25四川川投燃气发电有限责任公司四川能投节能环保投资有限公司朱显强

电力设备管理 2022年3期

四川川投燃气发电有限责任公司田波四川能投节能环保投资有限公司朱显强

中山公用天乙能源有限公司王军祥

在“双碳”目标下，伴随生产方式和生活方式的革新，国家能源电气行业格局得到再次塑造，新趋势是能源生产的清洁化和能源消费的电气化。电力系统将新能源当作主体，此趋势会给电力系统在生产运行方面与体制机制方面带来严峻考验。预计燃煤发电将受到限制且新能源装机会逐渐增多，而燃气机组具有清洁特点和灵活特点、能担任过渡电源，但是国内燃气发电仍然具有许多急需解决的问题。

“双碳”目标即力争在2030年实现碳排放达峰目标及2060年达到碳中和目标。本文首先对“双碳”目标下燃气发电在运行方面的困难境地进行研究，随后对“双碳”目标下燃气发电发展对策进行研究，期望通过本文的研究，能够为我国燃气发电事业提供参考价值。

1 “双碳”目标下燃气发电在发展方面的困境

现阶段，国家燃气机组的运行方面存在许多限制因素，无论是生存还是发展均比较困难。对燃气机组来说，其盈利研究能够由营业收入方面及营业成本方面入手，能够将营业收入划分成电能量以及辅助服务收入。上网电价以及上网电量分别是决定电能量收入的重要因素，国家电力市场如今是双轨制运行，所以燃气机组具有计划电以及市场电之分。对营业成本来说，主要是燃料成本。就燃气机组在运行及盈利方面能力来说，其重要参数除了燃料成本和上网电价之外，还有利用的小时数，在上述限制性因素影响下，如今燃气机组正面临着运行方面的困难境地。

1.1 燃料成本及运维成本非常高昂

对我国燃气机组来说，不但燃料成本很高，而且运行维护工作同样需要很高的成本。就燃机发电成本来说，燃料成本会占据很高比例，可达到67%，按照典型燃机数据展开分析，可知纯凝发电的成本是每千瓦时0.6元，热电联产的发电成本是每千瓦时0.56元，和燃煤机组成本相比达到2.4倍至2.8倍。国内天然气资源较少，具有很高的对外依存度，加上受石化企业和国外供应商所签长时间协议价格影响，且燃气管网在进行分段管理时存在逐层加价现象，即使我国已设立油气管网公司，不过国内的天然气改革工作仍无法完全到位，国际油气价格和燃气机组在燃料方面的成本间不存在传导机制。燃气设备无法实现国产化，海外厂家的技术人才垄断着维护及修理工作，维护环节需要投入大量资金。

1.2 燃气机组的标杆电价有所下降，政府补贴不断减少

基于下降一般工商业电价的考量，从2018年开始我国许多地区逐渐下调了燃机机组的标杆电价，以2020年为例，浙江省推行了天然气发电机组的平价上网改革。除此之外，通常燃气发电会得到价格疏导以及财政补贴，以北京和天津为例，两地都把燃气电价疏导到非居民用电部分，一千瓦时电的销售电价比以往高出约0.06元，不过伴随市场交易进行，原本承受电价补贴的用户会以直接方式或者间接方式进到市场中，原本疏导至用户的燃气交叉补贴存在流失现象，使补贴的规模逐渐减少。

1.3 燃气机组在市场交易之中不具有优势，利用小时数有所降低

国家现阶段进行的电力交易大多数是中期交易和长期交易，同质电量交易一般会引发发电侧在价格上面的竞争，燃气机组成本较高，在价格竞争中无法占据优势。以广东省为例，其中期交易和长期交易使用的是价差传导模式，以达到燃气及燃煤机组一同竞价目的；就浙江省来说，此省份为气电大省，纵使中长期交易的参加者包括燃气机组，但是燃气机组的成交量几乎是零；对天津而言，其交易方式为打捆式，燃煤燃气的比例为3.6:1。此外，在燃气机组不具有市场优势背景下，其利用小时数不断下降，以北方热电联产机组为例，其利用小时数是3000小时，远比煤电机组少。对南方燃气调峰机组来说，其利用小时数只有1000小时，设备的利用效率明显偏低。

1.4 辅助服务市场不成熟，燃气机组的低碳及灵活价值没能展现

依据欧美发达国家在燃气发电发展方面的经验，我国应该对现货市场进行建设，还应使其拥有显著峰谷电价差别，并且拥有充分的市场竞争。燃气机组利用灵活调节特点从电能量市场与辅助服务市场获得效益，碳成本叠加比较低，为使其进行良性发展，需要使优先调度几率得到增加。纵使现阶段国内很多省份已经对辅助服务市场进行建设，不过辅助服务市场的空间具有限制，加之燃煤机组不断进行灵活改造，导致燃气机组在灵活调节方面的优势有所削弱，价格激励无法对燃气机组在调节方面的成本进行覆盖。

除此之外，国内发电行业的碳市场处在起步阶段，尚无法具备碳价格形成机制，如今国内碳市场所使用的方式为产出控制及基准线控制，针对机组在类型上的区别，设置多个基准线，对燃煤至燃气的电源转化及燃煤至可再生能源的转化十分不利。对欧美发达国家来说，其对碳排放总量进行控制方式有更高的几率达到推动由高碳至低碳能源的转化目的。

2 “双碳”目标下燃气发电发展对策

在“十四五”规划中，需对煤电项目进行严格控制，使电力体制的改革和革新得到优化，令“双碳”目标得以落实，使所构建的电力系统将新能源当作主体。就电力行业来说，需要加快低碳化进程和速度，使市场化占比得到扩大，促进电气化发展，对智能化建设进行升级，做到一体化发展和协同发展，走国际化道路。燃气发电需要对电力行业的趋势进行准确掌握，理清发展形势，找到准确的定位，主动迎接挑战，抓住发展机会，对发展的方式进行不断创新。

2.1 下调期望，准确找到自身定位

燃气发电的特点除了能效很高与污染较小之外，还具有很强的灵活性，此清洁能源比传统煤电的应用效果更好，不过燃气归类至高碳化石能源范畴，和新能源存在区别，新能源的特点包括绿色和低碳。与此同时，国家在稳油增气方面的难度较大，油气仍然具有很高的向外依存度，问题集中体现在气源保障比较困难和经济性不好，使得燃气很难在清洁能源体系中占据主体地位。

对光伏来说，其具有电力之王名号，每度电仅需一毛钱的目标不再遥不可及。对风电来说，已经具有规模化发展态势，进行基地化建设，陆上风力发电和海上风力发电齐头并进。水电这一可再生能源具有最好的低碳效果，水电价格仅为气电价格的40%。储能对能源革命具有重要影响，加上氢能受到了人们的高度重视，电力清洁的替代势头无法阻挡。

以往人们对燃气有着太高的定位以及期望，而最后结果却不够理想。对燃气发电发展来说，气占据重要位置，在“双碳”目标下，气电准确定位是作为过渡能源及调节电源，应该将其放置在高碳至低碳能源的中间位置，将来主要应用领域除了居民生活领域和工商业用气领域之外，还有清洁冷热源领域以及灵活性电源领域[1]。

2.2 对存量气电进行优化运行，使度电的价值得到提升

现阶段，国家燃气发电的规模超过一亿千瓦，于有关企业而言，需要做的便是使综合能效不断提升，对辅助服务进行开展，使市场竞争力得到加强。具体措施如下：

第一项措施是提前谋划。按照“双碳”目标实施方案，利用不断进步的科技，在适当时机使用CCUS技术进行减污降碳方面的改造，使其数字化水准与绿色化水准得到提升，强化碳盘查，如果条件合适可进行碳资产方面的交易，使节能减排进程得到推进；第二项措施是做到变通。进行专项改造，能够多能联供，从单一的发电往冷热电气水的综合供应方向改变，达到热力网源一体和源网荷储的联动效果，使设备的闲置现象得到减少，提升其综合能效。

第三项措施是使燃气发电的优势得到充分发挥，主动参加调峰，积极进行辅助服务，使度电的价值得到提高，使机组在利用小时方面的缺陷得到弥补；第四项举措是使外国公司在我国市场上的垄断局面得到打破，集中完成对燃机设备的采购任务，统一对备品备件进行调配及存储，令设备运维核心科技与设备检修核心科技得到消化和吸收，进行优化运行工作，能够自行检修，使运行方面的成本得到下降；第五项举措是顺应电力市场改革的趋势，将量当作基础、把价看作关键，做到量价统筹，进行市场营销，对交易对策进行科学制定，尽可能获得更多的综合效益[2]。

2.3 对新项目进行准确布局，使发展方式得到创新

就国家燃气发电发展来说，其存在显著局限与明显挑战，盈利缺乏稳定性，发展较为平淡。在“双碳”目标下，燃气发电的增长虽然只有很小的概率呈现井喷增长，不过仍然存在发展机遇以及发展空间。有数据表明，燃气发电将于2025年达到1.4亿千瓦，能够在发电装机容量中占比5%。在燃气发电本来具有的限制因素和面对形势影响下，投资人员将来应该慎重做出决策，进行准确布局，使方式得以创新。

第一，应该对投融资的环境进行深入评估，在恰当区域进行准确布局。所选区域除具有多气源保障特点和环保压力较大特点外，还应拥有很高的电价经受水平。燃气发电项目适合设置在发达地区和沿海城市等地。现阶段，适宜区域和城市已经具有正在运行的项目，就新项目的选址工作来说，应该进行科学论证，除完成好机组选型任务和落实气源任务外，还需要了解用户需要和电热价格，使投资方面的风险得到降低。

第二，应该对先进科技进行利用，对体制机制进行创新，使资源得到优化整合，对发展的方式进行创新。不但应该注重对集中重型燃机项目进行发展，而且需要对分布轻型燃机进行适当发展，达到有轻有重和优势互补效果。就发展方向而言，需要将发展的关键点放置在调峰调频电站和多能联供的高效机组上，同时需要对风光气一体项目进行推进。主动对燃气轮机发电站进行探索和建设，该大型发电站会对氢及天然气进行混合利用。强化和油气生产企业与设备制造企业的合作，全力建设燃机发电的一体化产业及供应链，除包含油气开发和设计咨询之外，还有生产运营及装备制造等，使燃气发电具有差异性优点，提高其竞争实力[3]。

2.4 使市场竞争和政策扶持得到结合，保证投资人员的主动性

伴随电力市场改革工作的不断推进，气电竞价上网会在将来的某一天实现。有关企业应该对此有所认识，应该想尽办法使燃气发电和其他电源的竞争水平得到提升，使技术经济指标得到改善，可用手段除了创新发展和技术进步手段之外，还有管理提高手段和市场营销手段。不过就现阶段政策市场环境来说，有关企业具有生存方面的压力，发展不够积极主动。举例说明，就2020年一千瓦所创利额来说，燃气发电不但比以往年份创利额更加落后，而且同样比不上核电创利额、水电创利额以及光伏创利额，只和发展困难的煤电相比存在优势[4]。

所以，虽然燃气发电位于市场改革的过渡阶段、能源清洁的转型阶段和油气向外依存阶段，不过仍然应该保障政策方面的支持力度，可用措施除了辅助服务补偿和财政补贴措施之外，还有气电联动措施和多气源供应措施。除此之外，就促进气电竞价上网的工作来说，不但应该抱有积极态度，而且需要足够稳妥。