為了有效治理霧霾,我國(guó)2017年要完成以電代煤、以氣代煤改造300萬(wàn)戶以上,全部淘汰地級(jí)以上城市建成區(qū)燃煤小鍋爐。以氣代煤有多種方案,其中天然氣分布式能源作為新型的終端供能系統(tǒng),在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。從能源利用效率來看,使用天然氣分布式能源,要遠(yuǎn)優(yōu)于單純使用燃?xì)夤峁╇?,是燃煤鍋爐理想的替代選擇。但是在我國(guó),受用氣成本較高、余電并網(wǎng)困難等因素制約,天然氣分布式能源推廣面臨很大困難。為解決這些問題,可以考慮采用擴(kuò)大天然氣供應(yīng)主體、放開管網(wǎng)建設(shè)、增加余電消納等措施,提高天然氣分布式能源的經(jīng)濟(jì)性,從而減少散煤燃燒,推動(dòng)清潔采暖。
一、天然氣分布式能源具有明顯效率優(yōu)勢(shì)
一般來說,化石能源從一次能源向二次能源的轉(zhuǎn)換效率越高,能源利用就越充分,對(duì)環(huán)境的影響也越小。比如燃煤鍋爐熱轉(zhuǎn)換效率一般在25-40%,發(fā)電效率是30-40%;柴油內(nèi)燃機(jī)的熱轉(zhuǎn)換效率是30-45%,發(fā)電效率是30-40%;單純使用天然氣供熱的熱轉(zhuǎn)換效率是55-65%,發(fā)電利用效率35-55%。這些能源系統(tǒng)的能源效率每提高1個(gè)百分點(diǎn),都要付出巨大的投資。
進(jìn)入新世紀(jì)以來,天然氣分布式能源開始逐步進(jìn)入我國(guó),每臺(tái)裝機(jī)一般是0.6-2萬(wàn)千瓦,適合工業(yè)園區(qū)、居民小區(qū)、大型商業(yè)設(shè)施推廣使用。其工作原理是,天然氣經(jīng)過燃?xì)廨啓C(jī)燃燒發(fā)電后,余熱通過回收設(shè)備繼續(xù)供熱、制冷,或再發(fā)電。經(jīng)過這種能源梯級(jí)利用,天然氣實(shí)現(xiàn)了冷、熱、電三聯(lián)供,能源綜合效率能夠達(dá)80%以上。
與傳統(tǒng)大規(guī)模集中式供能形式相比,天然氣分布式能源高度接近負(fù)荷地,避免了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男蕮p失。與風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源發(fā)電相比,天然氣分布式能源具有高度穩(wěn)定性,不存在的隨機(jī)性、間歇性問題。與燃煤發(fā)電相比環(huán)境效益突出,全生命周期排放的溫室氣體和氮氧化物分別只有煤炭的1/2和1/3,硫氧化物和粉塵排放也顯著低于煤炭,是公認(rèn)的清潔能源。
二、推廣天然氣分布式能源受經(jīng)濟(jì)性制約
1998年,我國(guó)在北京燃?xì)獯髽墙⒘说谝粋€(gè)天然氣分布式能源站。截止2015年底,我國(guó)天然氣分布式能源項(xiàng)目288個(gè),總裝機(jī)超過1112萬(wàn)千瓦。這些項(xiàng)目大多需要依靠財(cái)政補(bǔ)貼或電價(jià)補(bǔ)貼才能維持運(yùn)行。由于缺少盈利能力,極大地制約了大規(guī)模推廣。主要原因是:
第一,氣源價(jià)格偏高。燃料成本占天然氣分布式能源站變動(dòng)成本的70~80%。近年來,全球天然氣價(jià)格出現(xiàn)斷崖式下跌,國(guó)內(nèi)終端
氣價(jià)卻保持高位。比如,天然氣分布式能源比較集中的東部沿海地區(qū),北京、上海、杭州、南京的終端工業(yè)氣價(jià)在3.1-3.6元人民幣/立方米之間,廣州、南寧超過了4.1元人民幣/立方米。同期美國(guó)工業(yè)氣價(jià)平均為0.87元人民幣/立方米(匯率按1美元=6.9元人民幣計(jì)算),僅為我國(guó)的1/5-1/3。
第二,管輸設(shè)施高壟斷、低密度。我國(guó)天然氣骨干網(wǎng)和LNG接收站主要集中在三大油氣企業(yè),基本不向第三方開放。省網(wǎng)和城市燃?xì)夤芫W(wǎng)在特定區(qū)域形成壟斷,“最后一公里”加價(jià)較高。管網(wǎng)密度遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平,2015年底全國(guó)干線管道總里程6.4萬(wàn)公里,僅為美國(guó)的1/8。雖然一些企業(yè)可以進(jìn)口低價(jià)LNG,但由于接收和管輸不暢,分布式能源站難以用上低價(jià)氣。
第三,余電并網(wǎng)困難。天然氣分布式能源一般采用以熱定電的方式組織生產(chǎn),電力首先滿足自發(fā)自用,余電銷售給電網(wǎng)。以北京現(xiàn)行電、熱價(jià)估算[1],售電收益占總收益的58%。發(fā)電裝機(jī)規(guī)模、電價(jià)對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性有很大影響。目前,電網(wǎng)企業(yè)對(duì)天然氣分布式能源并網(wǎng)裝機(jī)規(guī)模和自發(fā)自用率有嚴(yán)格限制[2]。
三、提高分布式天然氣能源經(jīng)濟(jì)性的思路
提高分布式能源的經(jīng)濟(jì)性,關(guān)鍵是要打破網(wǎng)輸壟斷,解決余電銷售問題,具體可考慮采取以下措施:
第一,天然氣管輸設(shè)施向第三方無歧視開放。按照十八屆三中全會(huì)和油氣體制改革關(guān)于“網(wǎng)運(yùn)分開,放開競(jìng)爭(zhēng)性業(yè)務(wù)”的要求,各級(jí)能源主管部門有必要將天然氣長(zhǎng)輸管網(wǎng)、省網(wǎng)、城市燃?xì)夤芫W(wǎng)、LNG接收站納入監(jiān)管范圍。在目前管網(wǎng)和LNG接收站暫不能從原企業(yè)完全獨(dú)立的情況下,應(yīng)要求三大油氣企業(yè)、省網(wǎng)和城市燃?xì)馄髽I(yè),在內(nèi)部將管輸業(yè)務(wù)、LNG接收業(yè)務(wù)與購(gòu)氣、售氣業(yè)務(wù)相分離,管輸與LNG接收由政府單獨(dú)定價(jià)、單獨(dú)監(jiān)管,為各類氣源提供公平的運(yùn)輸服務(wù)。
第二,鼓勵(lì)社會(huì)資本投資管網(wǎng)和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施建設(shè)。即便管網(wǎng)和LNG接收站向第三方開放,現(xiàn)有的管輸體系仍無法滿足天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)的需求。按照國(guó)家規(guī)定,干線管網(wǎng)建設(shè)要由國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn);地方管網(wǎng)由省管網(wǎng)公司特許經(jīng)營(yíng),一般是“一省一網(wǎng)”,非省管網(wǎng)公司不得建設(shè)主干管網(wǎng)及直接連接下游用戶的供氣管道;LNG接收儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施按規(guī)模分別由國(guó)家能源局、國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn),國(guó)務(wù)院備案。這些準(zhǔn)入限制不利于管網(wǎng)和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施建設(shè)。當(dāng)前,有必要修改2016年發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于政府核準(zhǔn)項(xiàng)目目錄》,將管網(wǎng)和儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目由核準(zhǔn)制改為備案制,允許和鼓勵(lì)各類投資主體投資經(jīng)營(yíng)。將管網(wǎng)建設(shè)納入供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革“補(bǔ)短板”的范疇,在今明兩年增加中央預(yù)算內(nèi)投資對(duì)管網(wǎng)建設(shè)的支持力度,將部分管網(wǎng)項(xiàng)目納入PPP項(xiàng)目庫(kù),由政府與企業(yè)合作建設(shè)。
第三,余電作為新增電量自營(yíng)銷售。目前,電網(wǎng)企業(yè)接收余電的電價(jià)一般為0.65元/千瓦時(shí)左右,已高于燃煤火電的上網(wǎng)電價(jià),但仍難以滿足天然氣分布式能源站經(jīng)濟(jì)性的要求??紤]到現(xiàn)在城市工商業(yè)電價(jià)一般都在0.8-1.5元/千瓦時(shí),如果天然氣分布式能源站將余電直接銷售給終端用戶,而不是賣給電網(wǎng),將有很好的財(cái)務(wù)回報(bào)。如果按照電力體制改革中售電側(cè)改革的思路,可以考慮對(duì)于天然氣分布式能源的余電銷售制定單獨(dú)政策,允許這部分電量作為新增電量,由天然氣分布式能源運(yùn)營(yíng)企業(yè)按市場(chǎng)價(jià)自行銷售,電網(wǎng)企業(yè)提供必要的輸配電服務(wù)。
注釋:
[1]以北京為例:天然氣工業(yè)氣價(jià)3.16元/立方米,天然氣發(fā)電企業(yè)臨時(shí)結(jié)算上網(wǎng)電價(jià)0.65元/千瓦時(shí),集中供暖非居民計(jì)量熱價(jià)0.0696元/MJ,假設(shè)按投入1m⊃3;天然氣產(chǎn)出3KWh電和20MJ熱,僅計(jì)算變動(dòng)成本(占總成本70%-80%,總成本約為4元),投入1m⊃3;天然氣,總收益為3.35元=1.95元(3KWh電)+1.4元(20MJ熱),售電收益占總收益的58%,總收益略大于變動(dòng)成本,小于總成本。
[2]《國(guó)家電網(wǎng)關(guān)于做好分布式電源并網(wǎng)服務(wù)工作的意見》、《關(guān)于促進(jìn)分布式電源并網(wǎng)管理工作的意見(修訂版)》(國(guó)家電網(wǎng)辦[2013]1781號(hào))、《國(guó)家電網(wǎng)公司分布式電源項(xiàng)目并網(wǎng)服務(wù)管理規(guī)則》等。《南方電網(wǎng)公司關(guān)于進(jìn)一步支持光伏等新能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》(南方電網(wǎng)計(jì)〔2013〕84號(hào))、《南方電網(wǎng)公司分布式光伏發(fā)電服務(wù)指南(暫行)》(南方電網(wǎng)計(jì)〔2013〕119號(hào))等。