陳飛（中國石油大學）

中國天然氣分布式能源發(fā)展現狀及建議

陳飛（中國石油大學）

隨著國家“十三五”能源結構的調整，天然氣分布式能源憑借其能效高、清潔環(huán)保等特點逐漸成為天然氣利用的熱點方向。我國天然氣分布式能源行業(yè)總體發(fā)展緩慢，從扶持政策逐步完善、商務和工程模式不斷成熟以及適用地區(qū)特點顯著三個方面介紹了我國天然氣分布式能源的發(fā)展現狀，并就發(fā)展過程中出現的政策細則不明確、經濟性差、技術難、專業(yè)服務能力弱等問題進行了總結。對我國天然氣分布式能源行業(yè)提出了發(fā)展建議。

天然氣分布式能源；國家政策；發(fā)展現狀；建議

引言

天然氣分布式能源是指利用天然氣為燃料，通過冷熱電三聯供等方式實現能源的梯級利用，綜合能源效率在70%以上，并在負荷中心就近實現能源供應的現代能源供應方式，是天然氣高效利用的重要方式。與傳統(tǒng)集中式供能方式相比，天然氣分布式能源具有能效高、清潔環(huán)保、安全性好、削峰填谷、經濟效益好等優(yōu)點。

近年來，空氣污染問題越來越嚴重，治理空氣污染已成為當務之急，從發(fā)達國家的經驗來看，以天然氣等清潔能源逐漸替代煤炭等傳統(tǒng)能源能有效地解決空氣污染問題。當前，天然氣已經和煤炭、石油構成了世界能源結構體系的三大支柱。

國家“十三五”規(guī)劃中明確提出對我國的能源結構進行調整，加大天然氣的利用力度。隨著《熱電聯產管理方法》、推進“互聯網+”智慧能源發(fā)展、進一步深化電力體制改革等一系列國家政策的發(fā)布，天然氣分布式能源因其能效高、清潔環(huán)保成為市場發(fā)展的熱點?？偨Y了中國天然氣分布式能源的發(fā)展現狀，對發(fā)展過程中出現的問題進行了歸納，并提出了相應的發(fā)展建議。

1 中國天然氣分布式能源發(fā)展現狀

天然氣分布式能源在中國已有十多年的發(fā)展歷史，但2011年之前發(fā)展特別緩慢，2011年之后國家相繼頒布了多個有利于天然氣分布式能源發(fā)展的扶持政策，各省市也陸續(xù)出臺了配套補貼政策。隨著國內“煤改氣”工程的推進，以天然氣分布式能源為代表的天然氣發(fā)電項目逐步增加。據分布式能源專委會不完全統(tǒng)計，截至2014年底，我國已建和在建天然氣分布式能源項目（項目單機規(guī)模小于100 MW，且能源利用效率高于70%）裝機容量380×104kW，年用氣量46×108 m3左右（年運行小時數5000 h，發(fā)電機效率取42%）。應該說“十二五”期間，天然氣分布式能源產業(yè)在政策的支持下，得到較快發(fā)展，在部分城市成為替代燃煤和能源高效利用的典范。項目類型從工業(yè)園、醫(yī)院、航站樓、寫自樓宇等涉及了多個行業(yè)，但大部分項目處于盈虧邊緣，能夠帶來經濟效益的項目很少。目前我國典型的應用案例有上海浦東機場項目（4 MW）、廣州大學城項目（150 MW）、北京燃氣集團控制中心大樓項目（1.2 MW）、北京火車南站項目（3 MW）等。

1.1 扶持政策逐步完善

我國的天然氣分布式能源從2002年開始起步，但一直發(fā)展緩慢。2004年《國家發(fā)展改革委關于分布式能源系統(tǒng)有關問題的報告》提出了發(fā)展分布式能源存在的體制障礙，2011年國家四部委共同發(fā)布《關于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見》，受政策支持天然氣分布式能源行業(yè)進入快速發(fā)展期。隨后國家能源局、發(fā)展改革委員會、國家電網公司以及地方政府機構相繼出臺了《關于下達首批國家天然氣分布式能源示范項目的通知》、《天然氣利用政策》、《分布式發(fā)電管理暫行辦法》、《天然氣分布式能源示范項目實施細則》、《中共中央國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》、《中共中央國務院關于推進價格機制改革的若干意見》、《大氣污染防治行動計劃》等多個政策(表1)。從國家能源政策、電力體制改革、價格機制改革、商務模式和環(huán)保要求等多個方面為天然氣分布式能源的發(fā)展保駕護航。

表1 中國天然氣分布式能源發(fā)展政策

1.2 商務模式和工程模式不斷成熟

目前，我國分布式能源尚處于起步階段，分布式能源項目的單位投資大、運營維護成本高，因此，其商業(yè)運行模式對項目的最終盈利能力至關重要?？紤]到分布式能源投資的階段性差異，從投資建設和運營維護兩個方面進行總結[1]。投資建設階段大致可分為獨立投資模式和合作投資模式兩種[2],運營維護階段一般有獨立運維、完全委外和聯合運維三種模式[3]（表2）。

表2 中國分布式能源投資模式總結

天然氣分布式能源項目是一個多專業(yè)綜合系統(tǒng)，涉及政府部門、投資公司、能源公司、運維公司、設備供應商、用戶多個主體。結合現有國家政策和市場發(fā)展情況，合作投資和聯合運維的模式將是未來天然氣分布式能源建設領域的主要商務模式。

根據天然氣分布式能源系統(tǒng)的規(guī)模和功能不同，天然氣分布式能源系統(tǒng)有如下三種常見工程模式，三種模式各有特點（表3）。

表3 天然氣分布式能源常見工程模式

1.3 適用地區(qū)特點顯著

天然氣分布式能源項目能否滿足經濟可行性很大程度上取決于項目前期的規(guī)劃和設計是否合理，在國內現有的市場環(huán)境下，一般滿足以下條件的地區(qū)更適宜發(fā)展天然氣分布式能源[4]：

◇電力負荷和冷熱負荷使用規(guī)律相似的地區(qū)；

◇冷熱電負荷需求連續(xù)穩(wěn)定，且年運行時間超過3000 h；

◇氣源供應方便、穩(wěn)定，能夠滿足系統(tǒng)的需求；

◇電價相對較高的地區(qū)，系統(tǒng)發(fā)電成本與市網電價相比具有一定差價；

◇滿足并網條件，電網接入適應性強；

◇地區(qū)輔助設施完善，靠近用戶中心。

根據目前我國的政策和市場條件，天然氣分布式能源系統(tǒng)更適用于賓館、醫(yī)院、大型綜合寫字樓、機場以及集中式的產業(yè)園區(qū)。對于正在大力推行“煤改氣”的地區(qū)，如江蘇、山東、浙江、河北等地更適宜發(fā)展。

2 現階段存在的主要問題

目前，我國天然氣分布式能源發(fā)展還存在不少問題，主要體現在政策、經濟、技術及運營管理等方面。

2.1 政策細則不明朗

從政策出臺的密集程度和內容來看，國家對天然氣分布式能源發(fā)展的思路和決心是明確和堅定的，但大部分政策是框架性的，缺乏細節(jié)性的條文。目前，國家層面及地方政府出臺的政策大多提出了宏觀發(fā)展目標，并沒有具體的實施細則，而且涉及到的相關利益關系并沒有捋順，牽扯到如稅收優(yōu)惠政策、天然氣價格折讓、上網電價、電力直供等問題而無法落到實處。

天然氣分布式能源在節(jié)約能源、環(huán)境友好、靈活供應等方面的社會效益，在短期內難以體現，而且全國范圍內成功案例較少，使得地方政府對天然氣分布式發(fā)展的認識不到位。國家出臺的大都是指導性意見，并不是強制措施，加上分布式能源發(fā)展的地區(qū)差異化較大，這對地方政府針對性規(guī)劃天然氣分布式能源發(fā)展以及財政補貼政策制定、標準規(guī)范落實帶來阻礙。

2.2 經濟性不容樂觀

天然氣分布式能源項目運營過程中存在的經濟制約因素主要體現在投資成本大、回收周期長、設備運行及燃料成本過高等方面。

固定投資成本方面，國內協(xié)鑫能源公司已經成功投產了首臺自主知識產權的分布式燃機機組[5]，但目前還沒有大規(guī)模推廣，許多關鍵設備和控制系統(tǒng)尚需進口。盡管進口設備的價格在逐年下降，但仍維持在較高水平。較高的設備成本是阻礙分布式能源廣泛推廣的一個重要原因。運營成本中，燃料成本占70%～80%。我國的天然氣價格一直以來實行的是“雙軌制”，使得用于發(fā)電的天然氣成本居高不下，導致其所發(fā)電力上網價格要高于火電價格，對天然氣分布式能源的經濟性帶來影響。一方面，我國的天然氣資源本來就不豐富，主要依賴進口；另一方面，長距離的輸送管道使得天然氣的城市門站價格較高。與傳統(tǒng)燃煤發(fā)電相比，國內天然氣發(fā)電成本是煤炭發(fā)電成本的2～3倍，而天然氣分布式能源產品尚未進入真正的市場經濟。電能、冷能和熱能等能源雖然早已是社會必須的能源產品，但未能實行真正的市場定價，其價格大都由政府確定或指導，這并不符合市場經濟規(guī)律，對天然氣分布式能源的長期健康發(fā)展帶來不利影響。

2.3 相關技術有待突破

天然氣分布式能源系統(tǒng)涉及多個技術領域，有待提升的技術體現在電網技術和核心設備技術上。

分布式發(fā)電并網過程中會對已有電網帶來沖擊，主要體現在兩個方面。一方面，分布式能源在并網過程中，由于其能源的隨機性，可能會影響電網的穩(wěn)定性，增大電網的故障率，降低整個系統(tǒng)的可靠性。并網運行的分布式電源是一個獨立于電網之外的自備電源，很容易產生孤島效應，對電網系統(tǒng)、用電設備、用戶和維修人員造成一定危害。另一方面，分布式發(fā)電的接入可能會造成原有電力系統(tǒng)的某些設備成為備用，而目前電網的精確計量技術和控制模式技術還不能適應這種系統(tǒng)模式。

燃氣輪機的關鍵技術有待突破。雖然我國也有企業(yè)與GE、三菱等國外燃氣輪機廠商合作，但在熱部件、控制模式等核心技術上，并沒有掌握主動權。在超低溫制冷系統(tǒng)和大面積集中供冷系統(tǒng)控制等方面，缺乏自主知識產權，絕大部分依賴進口。

2.4 專業(yè)服務能力薄弱，缺乏專業(yè)人才

由于天然氣分布式能源是一種新興能源產業(yè)，并沒有太多的經驗積累和發(fā)展歷史。本地化的工程師和高級技工比較稀缺，天然氣分布式能源項目中設備的安裝成本變化范圍大，特別是對一些不太成熟的安裝調試技術，人工成本可占其設備成本的30%以上。

設備運行與維護成本大。由于缺乏具有管理和維護經驗的當地工程師和高級技工，因此增加了運行維護設備的人工成本。同時由于主機是進口設備，需要定期檢查、替換、維修系統(tǒng)部件及易耗品[6]。在項目整個運營期內，薄弱的專業(yè)服務能力導致項目的經濟性變得更差。

3 發(fā)展天然氣分布式能源的建議

1）完善法律法規(guī)建設，細化扶持政策，促進相關技術標準的制定。

2）突破現行體制障礙，加快售電側改革。建議國家相關部門盡快推進《電力法》改革，對一個地區(qū)只允許一個電力供應公司的改革，取消對分布式能源的售電限制。

3）加強國產技術研發(fā)，提升小型燃機國產化程度，降低成本，提升效益。

4）降低天然氣價格，給予天然氣上網電價優(yōu)惠補貼，落實氣電聯動政策。

5）建議各地方政府加大支持力度，落實詳細的財政補貼政策和項目運營程序。

6）培養(yǎng)專業(yè)人才，提升專業(yè)服務能力。

7）統(tǒng)籌協(xié)調發(fā)展，鼓勵天然氣企業(yè)、電網公司、當地政府部門、市政單位深度合作。

8)加快試點項目建設，不斷學習成功經驗，促進天然氣分布式能源行業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

應將行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、財政補貼政策、能源價格政策、鼓勵技術研發(fā)及設備國產化政策、進出口稅費政策、項目規(guī)劃與評估政策等綜合起來統(tǒng)籌考慮，逐步形成一整套適應天然氣分布式能源發(fā)展的管理體系、市場機制和技術后備力量。應該相信，在政府努力引導、企業(yè)積極探索、相關部門積極配合下，我國的天然氣分布式能源行業(yè)將迎來黃金發(fā)展期。

[1]曾鳴，劉宏志，薛松.分布式能源商業(yè)投資模式及實現路徑研究[J],華東電力，2012(3)：344-348.

[2]白一，李昊亮，葉彩華.天然氣分布式能源項目中不同投資模式的應用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（9）：11-12.

[3]殷虹，莊妍.天然氣分布式能源項目投資管理及建議[J].中國能源，2012，34（11）：32-35.

[4]劉小琳，劉旭升.淺析天然氣分布式能源系統(tǒng)的設計要點和應用范圍[J].沈陽工程學院學報:自然科學版，2013，9（4）：292-295.

[5]Ofweek太陽能光伏網.協(xié)鑫智慧能源開啟全國產設備天然氣分布式能源站新篇章[EB/OL].[2016-06-27].http://solar. ofweek.com/2016-06/ART-260009-8460-30001655.html.

[6]劉滿平.我國天然氣分布式能源發(fā)展制約因素及對策研究[J].中外能源，2014，19（1）：3-10.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.12.019

2016-07-27

（編輯 李發(fā)榮）

陳飛，中國石油大學（北京）在讀碩士，從事石油天然氣的規(guī)劃和設計研究，E-mail：1652643698@qq.com，地址：北京市海淀區(qū)志新西路3號，100083。