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天然气发电是对是错?

作者:贾科华 来源:中国能源报 发布时间:2019-07-03 浏览:
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本报5月6日头版刊发的调查报道《天然气发电为何“掉队”》,揭示了承载厚望的气电产业发展现状远不及预期的现象,并预判“十三五”气电装机目标“落空”几成定局,引发舆论热议,并由此引出另一个业内关注的话题:气电的发展方向是否出现了问题?本报记者就此展开新一轮采访。

“我已多次说过,我国不应再发展天然气热电联产了,要尽快停止。”谈及气电发展,中国工程院院士、国家能源委员会专家咨询委员会委员江亿态度明确,“从电源结构上看,我国是需要天然气发电厂的,但需要的是天然气调峰电厂,而非天然气热电联产。”

值得注意的是,中国工程院院士倪维斗在不同场合也多次表达过类似观点。

记者日前从中国电力企业联合会获得的一份名为《电力“十三五”规划中期评估及优化建议》的文件显示,截至2017年底,全国气电装机7629万千瓦,其中70%以上是热电联产。作为气电应用的“主流”方向,天然气热电联产为何引得两位院士一再“否定”?若早应叫停,其在气电领域的市场份额为何如此之高?气电的发展方向真的错了吗?

“应该将有限的天然气资源用在其他能源不能解决的问题上,即为电力系统调峰” “用于热电联产,就丧失了调节能力”

“我国天然气资源不多,目前天然气消费占比7%左右,很难像发达国家一样达到20%—30%。尽管比例很低,但去年我国已经超过日本,成为全球最大的天然气进口国,对外依存度超过40%,如果再高,能源安全就会产生问题。”江亿说,“家底”摆在这里,任何行动不能脱离这一实际。

数据显示,2018年我国天然气消费总量约2800亿立方米,其中进口约1250亿立方米。在“资源不多”这一基础判断之上,江亿向记者阐释了他的思考。

“非化石能源——水电、光伏、风电、核电是我国能源未来发展最主要的方向,但除了水电之外,风电、光伏发电的灵活性都比较差,难以人为控制,核电也不适合频繁调整出力,考虑到电站的安全问题,核电最好也别调。发展非化石能源电力的最大瓶颈,很多人认为是电网输送能力不足。不对!问题出在缺少灵活性电源。”江亿说,“德国、丹麦等国风电都发展得不错,很重要的原因是有气电调峰。因为气电的调节性能非常好,就像汽车一样,一脚油门下去,速度马上起来,一抬脚,速度就慢下来,没有那么大的惯性,不像燃煤锅炉。”

据江亿介绍,我国近年来也建设了一些天然气调峰发电厂,但几乎未用,“因为我国缺少天然气资源”。而调峰能力的不足是造成可再生能源电力“三弃”——弃水、弃风、弃光的重要原因。国家能源局数据显示,近年来我国每年“三弃”电量超过1000亿千瓦时,与北京市全年用电量相当。“所以,我国应该将有限的天然气资源用在其他能源不能解决的问题上,即为电力系统调峰。天然气是宝贝,应该用在‘刀刃上’。反之,天然气用于热电联产,就丧失了调节能力。”江亿说。

为何天然气热电联产会丧失调峰能力?据介绍,这源于热电联产的物理特性。

热电联产同时生产热和电,但以生产热为主要目的。热电联产就像北方的火炕。火炕一头连着灶台,另一头连着炕,灶台可以烧火做饭,烟气会进入铺设在炕里的通道,为炕供热。换言之,热电联产中的电和热就像火炕的火和烟,两者是捆绑在一起的。

江亿表示,天然气热电联产的电力是随着供热需求而变化的,“不由自己做主”,也就失去了灵活性优势,所以,其对电力调峰的贡献不大。“另外,天然气热电联产与燃煤热电联产的最大区别,是天然气热电联产的‘热电比’要小得多,几乎差一倍,至少差60%。”

热电比即热电联产项目供热量和发电量的比值,由于以供热为主要目的,所以热电联产的热电比越高越好。“但因天然气热电联产的热电比小,为了生产同样多的热,其生产的电量要比燃煤热电联产高出一倍,这就麻烦了。”江亿指出,“因为随着城市产业结构调整,高能耗工业的比例越来越低,主要的用电方已变为建筑用电。相比于工业,建筑用电量少、用热量高。如果都像北京一样,将燃煤热电联产改为燃气热电联产,立刻就会出现问题——生产的电会增加非常多!这就是热电比小引发的矛盾,尤其是在冬季供暖期间,为了满足期间不断增加的供热需求,就得发更多的电。所以,近年来北京频繁出现向外地送电的现象。然而气电原本可以与风电、光伏发电配合、互动,帮助风电、光伏发电等可再生能源上网,结果这样一来,反而把风电、光伏发电给‘挤’出去了,造成了弃光、弃风。”

“天然气就像是博士,很稀缺,就应该安排他去干些高级的活儿。而发电、热电联产这种事情不用安排博士去干,让本科生来干就可以了”

事实上,江亿“反对”天然气热电联产不仅仅是因为调峰能力受限。在他看来,相比于热电联产,气电的调峰作用更加稀缺、“珍贵”。

“煤炭利用的最佳用途就是发电,煤电的特性则决定了它适合做电力基础负荷、热电联产,这是煤炭最擅长的事儿。”江亿说,“而天然气就像是博士,很稀缺,应该安排他去干些高级的活儿。

而发电、热电联产这种事情不用安排博士去干,让本科生来干就可以了,否则博士就不够用了。得让博士干他擅长的事情——调峰。因为煤电调峰效率低、成本高,它根本干不了调峰的活儿。所以,就是应该让气电去调峰,煤炭老老实实地去发电、热电联产,各安其位。”

这一说法,也得到了中国工程院院士倪维斗的认同:“以煤为主是符合我国资源禀赋且不可改变的事实。相比而言,天然气更像是巴黎香水,宝贵的能源应该用在合适的地方,如果用在靓女俊男身上,就比抹在老头老太太脸上更合适。”

《电力“十三五”规划中期评估及优化建议》也明确提出,建议“调整天然气电站发展方式”。具体来讲,该文件建议将发展调峰电源作为气电主要发展方向,重点布局在气价承受能力较高的东中部地区和在新能源快速发展的西北地区。

“天然气不是宝贝,因为天然气资源压根儿就不稀缺”“多气源能够更好保障天然气的供应。能源安全的问题确实需要考虑,但不能‘因噎废食’”

“我不认同江院士的观点,主要有两个问题,首先我认为天然气不是宝贝,因为天然气资源压根儿就不稀缺。”北京某上市公司旗下天然气热电联产企业主要负责人在接受记者采访时开门见山,否定了“我国天然气资源匮乏”的基本观点。

谈及天然气资源匮乏与否的话题,2017年冬季供暖季出现的“气荒”是绕不开的话题。当年,我国北方地区出现天然气供应短缺,影响到部分居民的冬季采暖,引发社会舆论广泛关注。

“当时为什么出现‘气荒’?主要有两方面原因:一是供气方出现了问题,即中亚天然气供应被哈萨克斯坦截留了一部分,每天少了5000万立方米,因为当地天气也很冷,所以天然气消费量需求很旺盛。二是当年我国‘煤改气’动作太大了,‘运动式’的改造,天然气需求飙升。但天然气供应能力建设需要时间,所以导致了供需资源不匹配。”上述负责人认为,这次“气荒”是由天气方面的偶然因素和行政方面的干预因素叠加所致,并不能用来证明天然气“资源不多”。他进一步表示,随着“煤改气”日趋理性,近两年天然气需求的涨幅已趋缓,后续供需关系“不会太紧张”。

江苏省能源局气电及分布式能源工程研究中心秘书长刘志坦也告诉记者,2017年底的“气荒”是特殊情况,不会成为常态。“因为国际市场是不缺气的。这也是天然气行业的主流观点。至少在2025年之前,全球天然气将呈现相对宽松的局面。包括中石油、中海油等上游企业和地方天然气公司等下游企业,都持这样的观点。”

“同时,国内也在加大力度开发天然气。前几年国内在天然气勘探开发上投资少,中石油等企业天然气资源‘占而不采’的现象比较严重。国家能源局等主管部门拿他们也没办法。但近两年情况明显改观,中石油从去年开始加大了勘探开发力度。”上述负责人说,“另外,我国页岩气资源储量全球第一。美国之所以能实现天然气净出口,就是因为他们在页岩气开采方面取得了技术突破。目前,中石化在页岩气开采方面已经掌握了比较成熟的技术。相信这些技术会在近几年迅速开来。事实上,技术达到了零界点,之后必然是爆炸式的增长。”

“有很多人担心天然气对外依存度高会引发能源安全问题,但其实没有那么严重,否则大豆等粮食岂不是更麻烦?”上述负责人说,例如,2017年我国进口了9500万吨大豆,对外依存度超过87%。“要是这么看待问题,那么日本、韩国天然气安全风险最高,因为他们几乎全靠进口。但实际上两国天然气并没有出现过供应安全问题。”

上述负责人表示,我国气源是多元化的,有国内自产气,也有进口气,且进口气战略方向很多:有俄罗斯的天然气,将在近两年从东北地区入境;有中亚的,从西北地区入境;有缅甸的,从云南入境;还有海上来的,即进口LNG。

“多气源能够更好保障天然气的供应。能源安全的问题确实需要考虑,但不能‘因噎废食’。恰恰相反,我们更需要用天然气。”上述负责人说,“考虑天然气利用问题,需要用企业家思维,因为一个产业的发展,良好的投资循环是必需的。用得越少,投资就会越少,这个行业就越发展不起来。只有用了,才能吸引投资和促进技术进步,才能做大市场。换言之,天然气会‘越用越便宜’。”

“就电力供应来讲,未来可能会更多依靠可再生能源,但是热力不一定从远方来,而且新能源供热在一定程度上也是不经济的。最适合实现高品质供热的就是天然气热电联产”

“其次,江院士反对天然气热电联产,我不认同,也不太理解这个观点。”上述负责人说,“任何一项技术是否合理,都需要看它的应用场景。抛开应用场景谈一项技术是没有意义的,因为各类技术都有优缺点,都有其适合的应用场景。”

“在北京这种大气污染治理任务较重的中心城市,天然气热电联产是最经济、最合理的供热模式。”在上述负责人看来,天然气“干净”的特性是煤炭无法比拟的,“有观点说气电会排放氮氧化物,造成大气污染。这是事实,但相比于煤电,除了氮氧化物,气电的其他大气污染物排放要少得多,基本没有。”据他介绍,目前煤电“超低排放”改造后,声称能像气电一样干净。但事实上,“超低排放”只是跟气电的排放标准(氮氧化物50毫克/立方米、二氧化硫35毫克/立方米、烟尘5毫克/立方米)比较,而气电的实际排放水平远远优于这一排放标准。

“气电几乎没有烟尘和二氧化硫排放;烟气经过处理后,氮氧化物排放水平一般都低于10毫克/立方米。而煤电不仅排放二氧化硫、烟尘,其烟气经过处理后,氮氧化物排放水平也在20—30毫克/立方米。所以,天然气的环保优势明显。”上述负责人说,对于污染治理形势严峻的中心城市来讲,天然气热电联产是必然选择。

同时,多位受访专家表示,气电用水仅为煤电的1/3,占地更少,非常适合建设在城市中心或周边。

刘志坦也表示:“天然气热电联产一定是北方重要大城市将来重要的供热方式之一。随着2020年后俄罗斯天然气东线贯通,东北地区将是消纳这部分天然气的重要消费市场之一,哈尔滨、沈阳、长春、大连4个城市都可以建设天然气热电联产机组,因为当地供热期长,供热需求大,这些因素都有利于发展热电联产项目。就电力供应来讲,未来可能会更多依靠可再生能源,但是热力不一定从远方来,而且新能源供热在一定程度上也是不经济的。最适合实现高品质供热的就是天然气热电联产。”

国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究员郭焦锋也认为:“天然气热电联产因其环保特性好、能源利用效率高,非常适合建在城市地区尤其是环保要求高的地区。不能‘一刀切’、彻底否定天然气热电联产,还是要根据各地实际选择是否建设。天然气热电联产肯定是有发展空间的。”

关键字:天然气发电

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