邵雪華 詹淑慧

1.北京建筑大學環(huán)境與能源學院；2.北京建筑大學北京市“供熱、供燃氣、通風及空調(diào)工程”重點實驗室

2012 年10 月，國家先后頒布了《天然氣發(fā)展“十二五”規(guī)劃》、《天然氣利用政策》，明確把天然氣價改列入“十二五”期間資源產(chǎn)品價格改革的主要目標之一。2010—2012 年間，我國進口氣價上漲了68.8%，對外依存度到“十二五”末很可能接近40%，進口氣國內(nèi)銷價和進口成本倒掛日益嚴重，這也倒逼國內(nèi)氣價需要調(diào)整。價格倒掛催化價改，天然氣市場化勢在必行。本文根據(jù)現(xiàn)狀價格及市場化后的價格，分析燃料價格對于上網(wǎng)電價的敏感性以及對不同燃料的經(jīng)濟性以及環(huán)保性進行分析對比得出適合各類燃料發(fā)展的價格區(qū)間。

概述

天然氣是一種潔凈環(huán)保的優(yōu)質(zhì)能源，幾乎不含硫、粉塵和其他有害物質(zhì)，燃燒時產(chǎn)生二氧化碳少于其他化石燃料，造成溫室效應較低，因而能從根本上改善環(huán)境質(zhì)量。天然氣作為世界公認的清潔能源，在我國已經(jīng)得到了廣泛的應用，天然氣的用量也不斷攀升，用氣結(jié)構(gòu)也不斷發(fā)生變化。

為治理大氣污染，北京市將大力推進“煤改氣”，燃煤電廠關(guān)停、采暖鍋爐改造、工業(yè)用煤壓減和散煤治理四大領域壓減燃煤260 萬t，五環(huán)路內(nèi)基本取消燃煤鍋爐，因此天然氣發(fā)電已經(jīng)成為城市熱點中心的主要能源，北京四大熱電中心全部建成投運后，清潔能源使用比重將達80%。

表1 北京市天然氣用氣負荷及用氣結(jié)構(gòu)

從此可見，天然氣用于發(fā)電的比例越來越高，因此在天然氣市場化的背景下，天然氣價格上漲必將導致上網(wǎng)電價的上漲，當天然氣價格上漲到一定程度，則天然氣發(fā)電的成本過高，天然氣發(fā)電將不再有經(jīng)濟效益，因此分析天然氣價格對發(fā)電領域的影響是很有必要的。

燃料價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析

圖1 北京市天然氣負荷統(tǒng)計及預測

我國北方地區(qū)主要是火力發(fā)電，占總發(fā)電站的70%，火力發(fā)電主要有燃煤發(fā)電和燃氣發(fā)電。本文各選取兩種典型的燃煤發(fā)電機組和燃氣發(fā)電機組，根據(jù)《火電工程限額設計參考造價指標（2010 年水平）》里的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價計算的相關(guān)參數(shù)及指標值，取年運行小時數(shù)4000、4500、5000 分別對發(fā)電成本和上網(wǎng)電價進行計算。

燃煤價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析

（1）由于北京的燃煤電廠主要普使用的是裝機容量為600MW 的發(fā)電機組，因此選用2×600MW 超臨界燃煤發(fā)電機組作為研究對象，進行燃煤價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析，參照600MW 電廠的工程投資數(shù)據(jù)，通過計算，可以分別得到天然氣發(fā)電的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價，如表2 所示。

根據(jù)機組運行小時數(shù)為4000h、4500h 和5000h 所對應的等高曲線來研究燃氣價格對發(fā)電成本和上網(wǎng)電價的影響。設ε 為敏感系數(shù)；煤價變化區(qū)間取450 元/t～950元/t，從而，可計算出

圖2 2005 年天然氣用氣結(jié)構(gòu)

圖3 2010 年天然氣用氣結(jié)構(gòu)

圖4 2015 年天然氣用氣結(jié)構(gòu)

表2 600MW 燃煤發(fā)電機組發(fā)電成本和上網(wǎng)電價

表3 1000MW 燃煤發(fā)電機組發(fā)電成本和上網(wǎng)電價

表4 350MW 燃氣發(fā)電機組發(fā)電成本和上網(wǎng)電價

（2）選取徐聞燃煤電廠的1000MW 超臨界燃煤發(fā)電機組進行計算

裝機容量為1000MW 超臨界燃煤發(fā)電機組是較新型的燃煤發(fā)電機組，因此選用2×1000MW 超臨界燃煤發(fā)電機組作為研究對象，進行燃煤價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析，參照選用徐聞燃煤電廠的投資數(shù)據(jù)，通過計算，可以分別得到天然氣發(fā)電的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價，如表3 所示。

根據(jù)機組運行小時數(shù)為4000h、4500h 和5000h 所對應的等高曲線來研究燃氣價格對發(fā)電成本和上網(wǎng)電價的影響。設 為敏感系數(shù)；煤價變化區(qū)間取450 元/t～950元/t，從而，可計算出

天然氣價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析

目前我國的燃機主要機型有6B、6F、9E 和9F 四個等級，北京的四大熱點中心主要采用的是9F 級機組，通州運河核心區(qū)區(qū)域能源中心采用的是6B 級機組。

（1）由于北京地區(qū)的燃氣發(fā)電廠主要使用9F 級燃氣機組，選用4×350MW 的9F 級燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組作為研究對象，進行天然氣價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析。參照北京四大燃氣電廠等工程的動態(tài)單位投資估算數(shù)據(jù)，通過計算，可以分別得到天然氣發(fā)電的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價，如下表4 所示。

根據(jù)機組運行小時數(shù)為4000h、4500h 和5000h所對應的等高曲線來研究燃氣價格對發(fā)電成本和上網(wǎng)電價的影響。設ε 為敏感系數(shù)；氣價變化區(qū)間取3.07 元/m3～4.07 元/m3，從而，可計算出

表5 230MW 燃氣發(fā)電機組發(fā)電成本和上網(wǎng)電價

（2）選用3×230MW 的6B 級燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組作為研究對象，進行天然氣價格對上網(wǎng)電價的敏感性分析。參照通州運河核心區(qū)區(qū)域能源中心工程的動態(tài)單位投資估算數(shù)據(jù)，通過計算，可以分別得到天然氣發(fā)電的發(fā)電成本和上網(wǎng)電價，如表5 所示。

根據(jù)機組運行小時數(shù)為4000h、4500h 和5000h所對應的等高曲線來研究燃氣價格對發(fā)電成本和上網(wǎng)電價的影響。設ε 為敏感系數(shù)；氣價變化區(qū)間取3.07 元/m3～4.07 元/m3，從而，可計算出

通過計算可以發(fā)現(xiàn)，雖然在不同機組運行小時數(shù)下有不同的敏感性系數(shù)，但都有著較高的敏感系數(shù)，說明燃料成本的高低決定著上網(wǎng)電價的高低，且隨著年運行小時數(shù)的增加，敏感系數(shù)逐漸增加。可見，燃料價格對上網(wǎng)電價的電廠的變化十分敏感，主要原因在于燃料成本占電價構(gòu)成比例較大，約為70%。

燃煤發(fā)電與燃氣發(fā)電經(jīng)濟性對比

北京熱電廠的燃煤發(fā)電機組常用的裝機容量是600MW，燃氣發(fā)電機組主要為9F 級機組，常用的裝機容量主要是350MW，現(xiàn)選上述的裝機容量為600MW的燃煤發(fā)電機組與裝機容量為350MW 的燃氣發(fā)電機組進行經(jīng)濟性對比，由于北京地區(qū)的熱電廠全年運行小時數(shù)為4000～5000h，所以取年運行小時數(shù)為4500h，對兩種機組的發(fā)電的上網(wǎng)電價進行對比如表6。

由上述可得，天然氣價格在2.67 元/m3時，燃煤價格約等于1100 元/t 時，天然氣發(fā)電所得上網(wǎng)電價與燃煤發(fā)電所得上網(wǎng)電價相等，當燃煤價格高于1100 元/t 時，天然氣用于發(fā)電相較于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電才具有經(jīng)濟優(yōu)勢；若天然氣價格增長到3.87 元/m3時，燃煤價格約等于1600 元/t 時，天然氣發(fā)電所得上網(wǎng)電價與燃煤發(fā)電所得上網(wǎng)電價相等，當燃煤價格高于1600 元/t 時，天然氣用于發(fā)電相較于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電才具有經(jīng)濟優(yōu)勢。但就目前的煤炭價格來講，煤炭價格低于天然氣價格，即煤炭發(fā)電成本比天然氣發(fā)電的成本要低。因此，但從經(jīng)濟的角度上講，燃煤發(fā)電比燃氣發(fā)電更具有經(jīng)濟優(yōu)勢。

表6 燃煤發(fā)電與燃氣發(fā)電上網(wǎng)電價對比

圖5 燃煤發(fā)電與燃氣發(fā)電上網(wǎng)電價對比

結(jié)語

1.天然氣發(fā)電的成本比燃煤發(fā)電成本高，以目前工業(yè)用天然氣的價格2.67 元/m3來說，當燃煤價格高于1100 元/t 時，天然氣用于發(fā)電才具有經(jīng)濟優(yōu)勢。

2.若天然氣價格市場化后增長到3.87 元/m3時，當燃煤價格高于1600 元/t 時，天然氣用于發(fā)電才具有經(jīng)濟優(yōu)勢。

3.天然氣發(fā)電相較于傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電，其環(huán)保效益具有很大優(yōu)勢，且根據(jù)北京的現(xiàn)狀及政策，勢必將全部采用天然氣作為燃料用于發(fā)電，而煤炭由于其燃燒會對環(huán)境造成嚴重的污染，所以支持政府發(fā)展天然氣的使用，煤炭價格應向上調(diào)整作為污染空氣的懲罰費用。