呂懿

摘 要：隨著近年來國際市場天然氣價格進入下跌周期，氣電在價格上已具備一定的競爭力。該文介紹了國際天然氣市場情況、燃氣機組發(fā)展現(xiàn)狀、海南發(fā)展氣電的條件，并提出氣電替代抽蓄為核電調(diào)峰的電源協(xié)同發(fā)展方案。

關(guān)鍵詞：天然氣 發(fā)電 經(jīng)濟性 調(diào)峰

中圖分類號：F12 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（c）-0023-02

為滿足海南的環(huán)保需要，海南后續(xù)電源建設需要提高清潔能源占比，核電和氣電將是未來海南電源的重要組成部分。由于大容量核電機組的建設會帶來系統(tǒng)調(diào)峰及安全穩(wěn)定問題，氣電具有污染物排放少、調(diào)峰能力強、單機規(guī)模小可分散布點等優(yōu)點，可以優(yōu)化系統(tǒng)潮流，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。氣電的主要缺點是電價高，但是隨著近年來國際市場天然氣價格進入下跌周期，目前國際現(xiàn)貨市場液化天然氣（LNG）到岸價已下跌至1.5～2元/m3，隨著大用戶直供氣等相關(guān)政策逐步明朗，氣電已具有較強競爭力，可以考慮作為主力電源。因此，氣電和核電的協(xié)同發(fā)展就成為重要的研究內(nèi)容。

1 國際天然氣市場情況

1.1 國際天然氣價格歷史走勢

國際天然氣價格指數(shù)主要有北美Henry Hub指數(shù)、歐洲NBP指數(shù)和亞太JCC指數(shù)。1998—2012年，國際天然氣價格呈整體上升趨勢，2013—2014年處于高位，2015年由于市場需求不足開始大幅下跌，2015年美國Henry Hub價格跌幅40%、英國NBP價格跌幅20%、日本LNG到岸價跌幅35%、日本LNG現(xiàn)貨價跌幅46%已跌至1.78元/m3。

1.2 國際天然氣價格預測

國際能源署近期發(fā)布的2016年度天然氣中期市場報告，由于全球天然氣市場供給過剩、需求增長放緩、能源技術(shù)進步等原因，造成了天然氣價格上行壓力大，天然氣出口面臨十分嚴峻的市場形勢。在未來一段時期內(nèi)，全球LNG市場將出現(xiàn)供給持續(xù)增長與需求維持低迷并存的態(tài)勢，可能迫使LNG交易價格回歸“合理價位”。

2 燃氣機組發(fā)展現(xiàn)狀

目前天然氣電廠一般采用9F改進型燃氣輪機，單機容量46萬kW，是近年來燃機廠家在9F燃機基礎(chǔ)上采用更先進的G級、H級燃機成熟技術(shù)推出的改進型機組，在出力、效率方面有明顯提升，同時單位容量的造價和占地面積更低，純凝工況全廠發(fā)電效率最高可達60%，燃氣輪發(fā)電機組僅燃氣輪機的關(guān)鍵部件需要進口，其他都已經(jīng)實現(xiàn)了國產(chǎn)，國產(chǎn)化率在90%以上。

3 海南發(fā)展氣電的條件

海南省天然氣市場供應商主要有中海油氣電公司和中石油昆侖能源公司兩家。據(jù)了解，兩家公司未來都具備向天然氣電廠供氣的能力。

國際現(xiàn)貨市場液化天然氣（LNG）目前到岸價已下跌至2元/m3以內(nèi)，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)濟形勢預測，天然氣價格水平將會較長時間維持低位。按當前國際LNG現(xiàn)貨市場價格，9F級燃氣機組發(fā)電燃料成本低于0.32元/kWh（氣耗為0.182 kWh/m3）。在海南發(fā)展氣電已具備一定的經(jīng)濟性。

在海南建設天然氣電廠符合國家天然氣利用和環(huán)保政策，滿足海南省綠色發(fā)展和生態(tài)立省的要求。

4 海南氣電和核電協(xié)同發(fā)展方案比較

核電建設周期較長，若各環(huán)節(jié)進展順利，百萬核電可以在“十四五”初期投產(chǎn)。在投產(chǎn)初期，海南電網(wǎng)調(diào)峰及安全運行壓力較大。兩臺核電都投產(chǎn)時調(diào)峰缺口接近百萬千瓦，需要核電參與電網(wǎng)調(diào)峰，投產(chǎn)初期若機組不參與日調(diào)峰按壓出力方式調(diào)峰，則百萬機組投產(chǎn)后“十四五”期間需壓出力25%～30%運行，年發(fā)電小時數(shù)約5 500 h，估計其電價成本將會提升15%～20%。由于核電的集中投產(chǎn)，電力盈余較大，省內(nèi)煤電小時數(shù)將下降至3 400 h左右。安全穩(wěn)定方面，孤網(wǎng)方式下百萬核電發(fā)生N-1事故時系統(tǒng)失穩(wěn)；聯(lián)網(wǎng)方式下在聯(lián)網(wǎng)線路1回檢修時，若百萬核電機組發(fā)生N-1事故，剩余1回聯(lián)網(wǎng)線路過載。

鑒于此，當系統(tǒng)規(guī)模及調(diào)峰能力提升至一定水平時（約1 100萬kW負荷時），投產(chǎn)百萬千瓦級核電比較適宜，此前電力缺口可由發(fā)展氣電滿足。

由于氣電布點靈活，可結(jié)合電力需求分散布局，電力就近消納，潮流分布合理，當系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到1 100萬kW左右時再投產(chǎn)百萬千瓦核電，無論孤網(wǎng)或者聯(lián)網(wǎng)方式，核電發(fā)生N-1事故系統(tǒng)均能保持穩(wěn)定運行。調(diào)峰方面，由于先行投產(chǎn)氣電，系統(tǒng)調(diào)峰容量充足，核電投產(chǎn)后系統(tǒng)調(diào)峰滿足要求。在核電投產(chǎn)之前，氣電需承擔一部分基荷電量，平均發(fā)電小時數(shù)約在4 000 h左右，若按2元/m3氣價，氣電上網(wǎng)電價低于核電壓出力運行電價水平。待百萬核電投產(chǎn)后，系統(tǒng)調(diào)峰容量充足，核電可維持基荷運行。

5 推薦的電源發(fā)展方案

綜合以上分析，按百萬千瓦核電投產(chǎn)時序，核電投產(chǎn)初期，海南電力系統(tǒng)規(guī)模較小，電網(wǎng)安全運行及調(diào)峰面臨較大壓力，核電需要適當參與調(diào)峰或壓出力運行以確保電網(wǎng)安全運行。氣電布點靈活，可結(jié)合電力需求分散布局，有效提升海南電網(wǎng)抗災保障能力，可避免出現(xiàn)核電投產(chǎn)后壓出力運行等問題，同時有利于優(yōu)化潮流、降低網(wǎng)損，促進海南電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟運行。因此，在百萬核電機組投產(chǎn)前，可以新增氣電滿足電力需求，在系統(tǒng)發(fā)展到約1 100萬kW負荷水平時，開始投產(chǎn)百萬千瓦核電機組，屆時，海南清潔能源裝機比重達到79%，其中，氣電占比最大，約37%；其次為核電，占比22%。

6 氣電布點分析

由于環(huán)保、廠址、資源等多方面因素的制約，海南的主力電源長期集中在西部地區(qū)建設，需要大量外送滿足北部、東部、南部等地的用電需求。由于氣電清潔環(huán)保且選址相對靈活，可有效均衡各地區(qū)的電源布點，提高北部、東部、南部地區(qū)的電源支撐。結(jié)合目前電網(wǎng)潮流分布情況，可以在北部優(yōu)先建設電項目，以減輕北部電網(wǎng)的供電壓力，隨著負荷進一步增長，逐步在東部、南部地區(qū)進一步布點。

7 結(jié)語

目前國際現(xiàn)貨市場液化天然氣到岸價已大幅下跌，氣電在價格上已具備了一定的競爭力，為充分發(fā)揮氣電單機容量小、調(diào)峰性能強的優(yōu)點，在百萬核電機組投產(chǎn)前，可以新增氣電滿足電力需求，當系統(tǒng)發(fā)展到約1 100萬kW負荷水平時，開始投產(chǎn)百萬千瓦核電機組，以滿足系統(tǒng)電力供應、調(diào)峰及系統(tǒng)安全穩(wěn)定等各方面要求。

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