陳 蕊 朱博騏 段天宇

中國(guó)石油集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院

0 引言

經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，2019年我國(guó)天然氣發(fā)電（以下簡(jiǎn)稱氣電）裝機(jī)容量達(dá)9 022×104kW，但氣電在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中占比僅為4.5%，發(fā)電量占比僅3.2%，與全球氣電發(fā)電量占比23%的水平相差甚遠(yuǎn)。當(dāng)前，全球能源轉(zhuǎn)型是大勢(shì)所趨，與燃煤發(fā)電相比，天然氣發(fā)電具有清潔性、高效性、低碳性、靈活性等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，有助于實(shí)現(xiàn)《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》提出的構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，順應(yīng)人們對(duì)綠色低碳美好生活的向往。

受政策、氣源穩(wěn)定性和氣電成本等因素影響，我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)很難實(shí)現(xiàn)電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出的1.1×108kW的裝機(jī)容量目標(biāo)。隨著國(guó)內(nèi)外天然氣市場(chǎng)形勢(shì)的變化及我國(guó)天然氣市場(chǎng)化改革的深入推進(jìn)，未來(lái)形勢(shì)正朝著有利于氣電規(guī)?；姆较虬l(fā)展。

在此背景下，有必要客觀分析氣電在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型中的作用，分析制約我國(guó)氣電發(fā)展的主要因素，為推動(dòng)我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展建言獻(xiàn)策。

1 天然氣發(fā)電在我國(guó)能源轉(zhuǎn)型中的作用

從全球一次能源消費(fèi)演變歷程看，總體呈現(xiàn)由高污染到清潔、由高碳到低碳的發(fā)展趨勢(shì)。1965—2018年，煤炭在全球一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比由38%下降至27%，而同期天然氣占比增長(zhǎng)約10%，在2018年達(dá)到24%[1]。據(jù)BP能源展望，到2040年，天然氣將是唯一在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比提升的化石能源[2]。我國(guó)當(dāng)前一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭占比仍接近60%，天然氣僅占8.3%[3]，距世界平均水平仍有很大差距。

1.1 氣電環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出，是改善我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量的重要途徑

近幾年，我國(guó)大氣污染治理工作取得顯著成效，但仍有超過(guò)64%的城市空氣質(zhì)量超標(biāo)。特別是2020年我國(guó)新冠肺炎疫情最為嚴(yán)重的時(shí)期，在工業(yè)、交通等社會(huì)活動(dòng)處于較低水平的情況下，京津冀及周邊地區(qū)仍持續(xù)出現(xiàn)大范圍重度污染霧霾天氣，說(shuō)明我國(guó)大氣污染物排放量仍顯著高于環(huán)境容量，僅靠控制燃煤排放措施還不能達(dá)到霧霾治理的要求。只有進(jìn)一步嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)，降低污染物排放總量，才能從根本上杜絕霧霾天氣、滿足人民對(duì)藍(lán)天白云的向往。

已有學(xué)者研究了超低排放燃煤電廠與燃?xì)怆姀S污染物排放的差異[4-6]，結(jié)果顯示，目前我國(guó)超低排放燃煤發(fā)電的煙塵、SO2的實(shí)際排放濃度仍顯著高于氣電。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，超低排放燃煤機(jī)組的平均煙塵排放濃度是燃?xì)鈾C(jī)組的1.8～2.4倍，SO2排放濃度是燃?xì)鈾C(jī)組的7～19倍[4]；深圳、北京等地的燃?xì)怆姀S通過(guò)實(shí)施脫硝改造，NOx排放水平可穩(wěn)定控制在15 mg/m3以下[5]，較之超低排放燃煤電廠平均排放濃度低約50%。除常規(guī)污染物外，超低排放燃煤發(fā)電還存在SO3等可凝結(jié)顆粒物與汞等重金屬排放、粉煤灰的處置與利用、脫硫過(guò)程產(chǎn)生的大量脫硫石膏的處置與利用、脫硫廢水排放等問(wèn)題，都存在對(duì)生態(tài)環(huán)境甚至人身健康產(chǎn)生負(fù)面影響的風(fēng)險(xiǎn)[7-8]。因此，氣電仍是最為清潔的火電電源。

1.2 氣電是碳排放水平最低的火電電源，發(fā)展氣電有助于我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳控制目標(biāo)

據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，2018年我國(guó)化石能源燃燒產(chǎn)生的CO2排放量約94×108t，超過(guò)全球總排放量的1/4[1]，人均排放量也已超過(guò)世界人均水平。我國(guó)是全球生態(tài)文明建設(shè)的重要參與者、貢獻(xiàn)者、引領(lǐng)者，是堅(jiān)持和平發(fā)展道路，推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的重要組成部分。我國(guó)已加入《巴黎協(xié)定》，以“自主貢獻(xiàn)”的方式參與全球應(yīng)對(duì)氣候變化行動(dòng)，提出到2030年CO2排放量達(dá)到峰值的目標(biāo)，并爭(zhēng)取提早達(dá)到排放峰值；相比2005年，單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放量下降60%等目標(biāo)，這是必須完成的硬約束指標(biāo)。2019年我國(guó)電力行業(yè)耗煤量約22.9×108t，占煤炭消費(fèi)總量的58%左右，電力行業(yè)碳排放量約占我國(guó)碳排放總量的40%[9]。典型燃煤電廠、燃?xì)怆姀S度電CO2排放量分別為798、411 g/（kW·h），燃?xì)怆姀S較燃煤電廠減排約50%。因此，提升氣電在我國(guó)火電中的占比可有效降低火電產(chǎn)業(yè)的碳排放總量，有助于我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳控制目標(biāo)。

1.3 發(fā)展氣電對(duì)于促進(jìn)我國(guó)天然氣工業(yè)發(fā)展，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)意義重大

2019年，天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比約8.3%，遠(yuǎn)低于全球平均水平（24%），與美國(guó)（31%）、英國(guó)（35%）、日本（22%）等也有較大差距[1]。從發(fā)達(dá)國(guó)家天然氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律看，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程基本結(jié)束以及天然氣市場(chǎng)進(jìn)入成熟期，天然氣利用主要靠發(fā)電推動(dòng)。目前，美國(guó)、英國(guó)、日本的發(fā)電用氣量在其天然氣消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比分別為36%、31%、69%，全球平均約為39%[1]，而我國(guó)2019年約為18%[3]。國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（以下簡(jiǎn)稱發(fā)改委）等23個(gè)部委聯(lián)合發(fā)布的《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》明確提出要將天然氣培育成為我國(guó)現(xiàn)代清潔能源體系的主體能源之一。中長(zhǎng)期看，要實(shí)現(xiàn)《能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命戰(zhàn)略（2016—2030）》提出的到2030年天然氣占一次能源消費(fèi)比重15%的目標(biāo)[10]，氣電規(guī)?；l(fā)展至關(guān)重要。

1.4 氣電靈活性突出，是促進(jìn)可再生能源發(fā)展的重要手段

隨著我國(guó)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的快速發(fā)展，其在我國(guó)電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)中的占比顯著增加，而這些電源具有間歇性、隨機(jī)性、反調(diào)峰的特性，其大規(guī)模并網(wǎng)將給我國(guó)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。

提高電力系統(tǒng)中靈活性電源的比例，提升電源側(cè)跟隨可再生能源電源出力變化快速調(diào)節(jié)負(fù)荷的能力，是有效承接未來(lái)高比例可再生能源的前提。當(dāng)前，我國(guó)抽水蓄能、燃?xì)獍l(fā)電等靈活調(diào)節(jié)電源比重僅為6%，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足。風(fēng)電、光伏發(fā)電富集的“三北”地區(qū)，電源調(diào)度靈活性更低，煤電裝機(jī)比重超過(guò)70%，靈活調(diào)節(jié)電源占比不足4%[11]。而國(guó)外主要可再生能源比例較高的國(guó)家靈活電源比重相對(duì)較高，西班牙、德國(guó)、美國(guó)的靈活調(diào)節(jié)電源占總裝機(jī)比例分別達(dá)31%、19%、47%。

燃?xì)廨啓C(jī)（以下簡(jiǎn)稱燃機(jī)）調(diào)峰能力強(qiáng)、調(diào)峰速度快、受限制條件少，是理想的靈活性電源。單循環(huán)燃機(jī)機(jī)組調(diào)峰能力可達(dá)100%，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組調(diào)峰能力可介于70%～100%。此外，燃機(jī)是靠直接調(diào)節(jié)燃料來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷，響應(yīng)非常快，有快速的升降負(fù)荷能力[12]。抽水蓄能運(yùn)行靈活、反應(yīng)快速，是最為優(yōu)質(zhì)的調(diào)峰電源，但受站址資源的約束，發(fā)展?jié)摿τ邢?，預(yù)計(jì)2035年裝機(jī)容量?jī)H1.0×108～1.2×108kW[13]。電化學(xué)儲(chǔ)能正處于從項(xiàng)目示范向商業(yè)化初期過(guò)渡的階段，其成本仍很高，尚不能長(zhǎng)時(shí)間調(diào)峰，發(fā)展前景不明朗。煤電通過(guò)靈活性改造可以一定程度提升調(diào)節(jié)能力，但調(diào)峰能力、性能遠(yuǎn)不及燃機(jī)，而且深度調(diào)峰可能對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。綜上所述，氣電是調(diào)峰調(diào)頻性能突出、可靠性高、可規(guī)模發(fā)展的調(diào)峰電源，是未來(lái)電力系統(tǒng)調(diào)峰的主要選擇。

2 我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題

2.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 氣電裝機(jī)容量穩(wěn)步提升，但占比較低，裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)低

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)穩(wěn)步提升。截至2019年底，我國(guó)氣電裝機(jī)容量達(dá)9 022×104kW（圖1），約占全國(guó)電力總裝機(jī)容量的4.5%[14]。隨著氣電裝機(jī)容量的增加，燃?xì)獍l(fā)電量逐年提升，2010—2019年由777×108kW·h增至2 380×108kW·h，但占我國(guó)總發(fā)電量的比例仍然較低，2010—2019年，發(fā)電量占比僅由1.9%小幅升至3.2%。近幾年，受全國(guó)電力供需整體寬松、氣電成本相對(duì)較高等因素影響，氣電裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)基本低于2 700 h，而同期煤電利用小時(shí)數(shù)保持在4 000 h以上。

圖1 我國(guó)2006—2019氣電裝機(jī)容量及其占比圖

2.1.2 氣電裝機(jī)地域分布不均衡，主要集中在環(huán)渤海及東南沿海地區(qū)

受資源、天然氣管線建設(shè)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制，我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展很不均衡，主要集中在長(zhǎng)三角、珠三角和京津地區(qū)。廣東、江蘇、浙江、上海是我國(guó)燃?xì)怆姀S最為密集的地區(qū)，裝機(jī)容量全國(guó)占比約60%，裝機(jī)類型包括燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電機(jī)組和供工業(yè)熱負(fù)荷的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)。隨著北方地區(qū)清潔取暖、煤改氣的推進(jìn)，京津地區(qū)氣電裝機(jī)容量呈快速上升勢(shì)頭，形成了北京四大熱電中心等一批冬季供暖的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組，裝機(jī)容量全國(guó)占比約15%。

2.1.3 氣電投資主體眾多且多為國(guó)企

我國(guó)燃?xì)怆姀S投資主體主要包括國(guó)有大型發(fā)電企業(yè)、地方國(guó)有能源企業(yè)、國(guó)有油氣企業(yè)等。為便于借助各自的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，燃?xì)怆姀S大多為合資建設(shè)。民營(yíng)企業(yè)在我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)中參與相對(duì)較少。華電集團(tuán)的氣電裝機(jī)容量為全國(guó)之首，2019年超過(guò)1 600×104kW，在建400×104kW，主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)，近期也加大了在廣東的發(fā)展力度。華能集團(tuán)也是氣電布局較多的電力企業(yè)之一，主要布局在長(zhǎng)三角和北方省份。此外，中海油是最早介入氣電業(yè)務(wù)的天然氣供應(yīng)商，其主要利用海上天然氣資源和進(jìn)口LNG在沿海地區(qū)發(fā)展氣電，目前已在廣東、福建、海南建成運(yùn)營(yíng)6個(gè)電廠，發(fā)電總裝機(jī)規(guī)模達(dá)708×104kW，在建138×104kW。

2.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問(wèn)題

2019年，我國(guó)天然氣發(fā)電量占比3.2%，遠(yuǎn)低于全球平均水平（23%），顯著低于美國(guó)（38%）、日本（36.8%）、韓國(guó)（27%）、德國(guó)（13%）等。氣電裝機(jī)容量距離“電力發(fā)展‘十三五’規(guī)劃”提出的1.1×108kW的目標(biāo)仍有明顯差距，主要有以下原因。

2.2.1 政策層面缺乏對(duì)氣電統(tǒng)一明確的定位

當(dāng)前我國(guó)各領(lǐng)域?qū)怆姰a(chǎn)業(yè)的政策態(tài)度并不完全一致。電力政策方面，《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出“有序發(fā)展天然氣發(fā)電，大力推進(jìn)分布式氣電建設(shè)”，并為氣電設(shè)定了2020年1.1×108kW的裝機(jī)目標(biāo)[15]；天然氣政策方面，發(fā)改委等于2017年6月印發(fā)的《加快推進(jìn)天然氣利用的意見(jiàn)》提出要實(shí)施氣電工程，鼓勵(lì)發(fā)展天然氣調(diào)峰電站、有序發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)[16]；《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃（2017—2021年）》提出要因地制宜適度發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，對(duì)于環(huán)保不達(dá)標(biāo)、改造難度大的既有燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，優(yōu)先實(shí)施燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)替代升級(jí)[17]；環(huán)保政策方面，從2013年《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》到2018年《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，都指出應(yīng)有序發(fā)展天然氣調(diào)峰電站等可中斷用戶，原則上不再新建天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)[18-19]。

總體來(lái)看，當(dāng)前僅有天然氣利用政策明確了應(yīng)鼓勵(lì)、積極發(fā)展氣電，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)在北方清潔取暖行動(dòng)中發(fā)揮重要作用。出于對(duì)天然氣供應(yīng)穩(wěn)定性等方面的顧慮，電力行業(yè)對(duì)氣電的定位是“有序發(fā)展”，而國(guó)家環(huán)保政策甚至提出“原則上不再新建天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)”，部分地區(qū)也據(jù)此制定了相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃，這給環(huán)保優(yōu)勢(shì)突出的氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展蒙上了一層陰影。

2.2.2 燃料成本較高

我國(guó)當(dāng)前各地區(qū)的發(fā)電用氣價(jià)格是在各省天然氣基準(zhǔn)門(mén)站價(jià)格基礎(chǔ)上再加上區(qū)域管網(wǎng)輸配費(fèi)形成。當(dāng)前，東部沿海及京津地區(qū)發(fā)電用氣價(jià)格大致在2.1～2.5元/m3，部分地區(qū)施行采暖季價(jià)格上浮，在天然氣銷售淡季，部分供氣商也會(huì)實(shí)施降價(jià)促銷?？傮w來(lái)看，在當(dāng)前氣價(jià)水平下，我國(guó)典型地區(qū)燃?xì)怆姀S的發(fā)電成本介于0.55～0.60元/（kW·h），其中，燃料成本占比70%～75%。與其他類型的電源特別是煤電相比，氣電的上網(wǎng)電價(jià)相對(duì)較高（圖2），以上海地區(qū)為例，上海氣電上網(wǎng)電價(jià)（電量電價(jià)）較煤電基準(zhǔn)價(jià)高出6～9分/（kW·h）。

圖2 我國(guó)各類型電源上網(wǎng)電價(jià)比較圖

值得注意的是，實(shí)施電廠用氣直供的江蘇地區(qū)，其氣電上網(wǎng)電價(jià)相對(duì)其他非直供地區(qū)更低（表1）。特別是蘇、浙、滬、粵4地的天然氣基準(zhǔn)門(mén)站價(jià)格相差不過(guò)1～2分錢(qián)，但江蘇氣電廠由上游供氣企業(yè)直供天然氣，其發(fā)電氣價(jià)只需在門(mén)站價(jià)格基礎(chǔ)上加較短距離的管輸費(fèi)，有效降低了電廠用氣成本。

2.2.3 氣電的環(huán)保價(jià)值、調(diào)峰價(jià)值尚未得到有效補(bǔ)償

國(guó)家發(fā)展改革委于2014年12月出臺(tái)的《關(guān)于規(guī)范天然氣發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)管理有關(guān)問(wèn)題的通知》，是目前唯一一份從國(guó)家層面對(duì)氣電上網(wǎng)電價(jià)給予規(guī)范的文件?？傮w意見(jiàn)是：除分布式能源外，氣電上網(wǎng)電價(jià)基本是參考當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)，具體電價(jià)水平由省級(jí)價(jià)格管理部門(mén)制定；當(dāng)天然氣價(jià)格出現(xiàn)較大變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整氣電上網(wǎng)電價(jià)，但最高電價(jià)不得超過(guò)當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)或當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)企業(yè)平均購(gòu)電價(jià)格即0.35元/（kW·h），氣電的環(huán)保價(jià)值和調(diào)峰價(jià)值尚難以體現(xiàn)。氣電價(jià)格矛盾主要靠地方財(cái)政支持等進(jìn)行疏導(dǎo)?？傮w來(lái)看，我國(guó)氣電能夠達(dá)到目前

9 022×104kW的裝機(jī)水平，地方政府起到了重要的推動(dòng)和支持作用。但隨著氣電規(guī)模擴(kuò)大，地方政府財(cái)政支持能力有限，氣、電價(jià)格雖然保持聯(lián)動(dòng)，但氣電的利潤(rùn)空間、利用小時(shí)都呈逐漸收窄的趨勢(shì)。近幾年，燃機(jī)分布最為密集的長(zhǎng)三角地區(qū)，都先后開(kāi)始執(zhí)行氣電兩部制上網(wǎng)電價(jià)，進(jìn)一步限制了氣電特別是燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)的裝機(jī)利用率，部分地區(qū)氣電廠商會(huì)向燃煤機(jī)組轉(zhuǎn)讓發(fā)電指標(biāo)，這不符合我國(guó)以氣代煤的發(fā)展路線。全球范圍內(nèi)，日本、歐洲等高比例進(jìn)口天然氣的地區(qū)，是通過(guò)價(jià)格機(jī)制設(shè)計(jì)保障氣電的發(fā)展及相對(duì)煤電的競(jìng)爭(zhēng)力。如日本的氣電價(jià)格每月隨LNG原料價(jià)格波動(dòng)調(diào)整，其產(chǎn)業(yè)省參照調(diào)價(jià)機(jī)制對(duì)電力公司調(diào)價(jià)申報(bào)實(shí)施審核，使得氣電成本可通過(guò)電價(jià)疏導(dǎo)。德國(guó)電力交易系統(tǒng)中的短期電力交易價(jià)格可以反映短期電力供需關(guān)系，在早、晚高峰時(shí)段價(jià)格較高，高于靈活的燃?xì)怆姀S的邊際成本，燃?xì)怆姀S運(yùn)營(yíng)商可以在短期市場(chǎng)上獲取收益，從而提升了對(duì)靈活性電源投資的積極性。此外，歐洲近兩年較高的碳市場(chǎng)水平提升了氣電相對(duì)煤電的經(jīng)濟(jì)性。2018年以來(lái)，歐洲碳交易價(jià)格顯著回升，保持在約20歐元/t。碳交易價(jià)格的提升拉動(dòng)天然氣替代煤炭的“氣價(jià)區(qū)間”顯著提升[20]。

表1 我國(guó)典型地區(qū)天然氣基準(zhǔn)門(mén)站價(jià)格及氣電上網(wǎng)電價(jià)表

2.2.4 氣源保障程度不高造成投資方的顧慮

燃?xì)怆姀S長(zhǎng)期以來(lái)承擔(dān)了冬季為氣網(wǎng)保供的責(zé)任，投資方對(duì)氣源供應(yīng)穩(wěn)定性始終存有顧慮，而近兩年我國(guó)天然氣的對(duì)外依存度快速上升、“氣荒”事件等進(jìn)一步加重了電力企業(yè)對(duì)供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂。

2.2.5 燃機(jī)核心技術(shù)受制于人，進(jìn)一步抬高了氣電成本

雖然當(dāng)前國(guó)內(nèi)三大動(dòng)力集團(tuán)已與國(guó)際燃機(jī)供應(yīng)商組成聯(lián)合體共同生產(chǎn)燃?xì)廨啓C(jī)，國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)70%，但仍不具備關(guān)鍵部件、配件制造技術(shù)及檢修、維護(hù)能力。國(guó)內(nèi)燃機(jī)的調(diào)試、檢修、維護(hù)等工作幾乎全部由國(guó)外燃機(jī)制造企業(yè)完成，國(guó)內(nèi)燃?xì)怆姀S大部分依托制造廠家以服務(wù)協(xié)議模式管理燃機(jī)設(shè)備，費(fèi)用高昂。

3 我國(guó)中長(zhǎng)期氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展展望

3.1 有利于我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的積極因素正在顯現(xiàn)

3.1.1 我國(guó)天然氣發(fā)電成本進(jìn)入下行通道

天然氣價(jià)格方面。當(dāng)前全球天然氣市場(chǎng)供需形勢(shì)整體寬松，2019年以來(lái)全球主要市場(chǎng)天然氣價(jià)格呈下行趨勢(shì)（圖3），2019年?yáng)|北亞LNG現(xiàn)貨均價(jià)5.98美元/MMBtu（1 MMBtu＝1.055 GJ），2014年這一價(jià)格為14.89美元/MMBtu。2020年以來(lái)，受供需面持續(xù)寬松、新冠疫情及國(guó)際油價(jià)暴跌等因素影響，國(guó)際氣價(jià)深度下跌，東北亞LNG現(xiàn)貨均價(jià)跌至2美元/MMBtu以下。我國(guó)已簽在履的天然氣進(jìn)口合約大多與油價(jià)掛鉤，2020年以來(lái)國(guó)際油價(jià)呈現(xiàn)大幅下跌，預(yù)計(jì)中長(zhǎng)期隨著能源效率提升、替代能源和電氣化發(fā)展，石油需求量增速將進(jìn)一步放緩，供需相對(duì)寬松，國(guó)際油價(jià)運(yùn)行中樞將總體下移，進(jìn)口氣價(jià)隨之下行。此外，近兩年新簽的與油價(jià)掛鉤的天然氣進(jìn)口合同斜率較以往降低，且定價(jià)方式更為多元、合約靈活性顯著增強(qiáng)，將進(jìn)一步提高我國(guó)天然氣進(jìn)口的保障性。

燃?xì)鈾C(jī)組國(guó)產(chǎn)化經(jīng)過(guò)十多年的努力，已取得了顯著的進(jìn)展。哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司與俄羅斯彼爾姆公司合作研發(fā)、引進(jìn)了性能先進(jìn)的中小型燃機(jī)生產(chǎn)許可證，形成10～40 MW系列燃?xì)廨啓C(jī)批量化的本體制造和成套供應(yīng)能力。2019年5月，東方電氣自主研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)F級(jí)50 MW重型燃機(jī)點(diǎn)火成功，其已經(jīng)具備了重型燃機(jī)的設(shè)計(jì)能力、制造能力、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能力與運(yùn)維能力。國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目“高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置”初步設(shè)計(jì)于2019年7月通過(guò)評(píng)審，燃燒試驗(yàn)臺(tái)改造與配套工程正式開(kāi)工。該試驗(yàn)裝置將填補(bǔ)我國(guó)大功率燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置的空白，為燃?xì)廨啓C(jī)重大基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)滾動(dòng)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)自主化及科學(xué)家、工程師成長(zhǎng)提供重大、關(guān)鍵性的一流開(kāi)放平臺(tái)。2019年8月，我國(guó)300 MW級(jí)F級(jí)重型燃機(jī)透平第一級(jí)動(dòng)葉首件制造通過(guò)鑒定，標(biāo)志著我國(guó)在核心熱端部件自主化道路上又邁出堅(jiān)實(shí)的一步，為透平第一級(jí)動(dòng)葉定型設(shè)計(jì)及批量化生產(chǎn)制造打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2019年9月，國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于將華能南通電廠燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電項(xiàng)目等24個(gè)項(xiàng)目列入第一批燃?xì)廨啓C(jī)創(chuàng)新發(fā)展示范項(xiàng)目的復(fù)函》，就22個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)和2個(gè)運(yùn)維服務(wù)項(xiàng)目開(kāi)展示范，涵蓋哈電集團(tuán)、東方電氣、上海電氣、中國(guó)航發(fā)、中國(guó)船舶等國(guó)內(nèi)主要燃?xì)廨啓C(jī)研制單位的重型燃?xì)廨啓C(jī)和系列中小微型燃?xì)廨啓C(jī)。示范項(xiàng)目開(kāi)展重型燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)峰發(fā)電、中小型燃?xì)廨啓C(jī)分布式能源、海洋平臺(tái)用燃?xì)廨啓C(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)維服務(wù)技術(shù)的示范應(yīng)用，并力爭(zhēng)在2022年前完成技術(shù)裝備攻關(guān)和項(xiàng)目建設(shè)。依托該批示范項(xiàng)目，我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)依賴進(jìn)口的關(guān)鍵核心技術(shù)將逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。同時(shí)，重型燃?xì)廨啓C(jī)透平、燃燒室等高溫部件制造技術(shù)將取得突破，F(xiàn)級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化率預(yù)期可望達(dá)到90%，首次引進(jìn)技術(shù)的H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)國(guó)產(chǎn)化率預(yù)期可望達(dá)到50%；中小型燃?xì)廨啓C(jī)將基本實(shí)現(xiàn)自主化制造[21]。

3.1.2 我國(guó)天然氣供應(yīng)保障能力顯著改善，未來(lái)將進(jìn)一步提升

2018年，國(guó)務(wù)院下發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)天然氣協(xié)調(diào)穩(wěn)定發(fā)展的若干意見(jiàn)》[22]，明確提出加強(qiáng)產(chǎn)供儲(chǔ)銷體系建設(shè)，促進(jìn)天然氣供需動(dòng)態(tài)平衡。近兩年，我國(guó)國(guó)產(chǎn)天然氣生產(chǎn)提速、儲(chǔ)氣調(diào)峰能力持續(xù)提升、進(jìn)口多元化程度顯著提升、基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通程度顯著增強(qiáng)。總體來(lái)看，氣源供應(yīng)穩(wěn)定性短板已顯著改善。

此外，隨著國(guó)家石油天然氣管網(wǎng)集團(tuán)有限公司成立，我國(guó)天然氣市場(chǎng)正面臨重塑。市場(chǎng)運(yùn)行模式將從產(chǎn)運(yùn)銷一體化轉(zhuǎn)變?yōu)椤癤＋1＋X”模式[23]，上游供氣主體多元、下游銷售市場(chǎng)充分競(jìng)爭(zhēng)，新的商業(yè)模式也將成為常態(tài)。多元化、市場(chǎng)化的供氣主體一方面有利于進(jìn)一步提升供應(yīng)保障能力，另一方面充分競(jìng)爭(zhēng)的供氣市場(chǎng)也將進(jìn)一步降低天然氣價(jià)格，利好下游用戶。此外，電力企業(yè)也可以通過(guò)自采、代采等模式優(yōu)化氣源成本。

綜上，未來(lái)天然氣穩(wěn)定供應(yīng)問(wèn)題已不成為制約我國(guó)氣電發(fā)展的瓶頸，同時(shí)在國(guó)際天然氣供需整體寬松、國(guó)際油氣價(jià)格低位運(yùn)行、國(guó)內(nèi)天然氣市場(chǎng)化改革快速推進(jìn)的情況下，我國(guó)氣電成本進(jìn)入下降通道。這些都顯著利好我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3.2 我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景可期

3.2.1 先天優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)氣電產(chǎn)業(yè)多元化、多能互補(bǔ)發(fā)展

天然氣發(fā)電具有清潔、低碳、靈活、高效等多維綜合優(yōu)勢(shì)，在替代散煤、替代環(huán)保治理重點(diǎn)地區(qū)煤電、滿足增量電力及熱力需求、作為靈活調(diào)節(jié)電源、與可再生能源融合發(fā)展等方面均具有較好的應(yīng)用前景，主要體現(xiàn)在以下方面。

氣電在滿足增量電力、熱力需求，替代煤電、散煤等方面有較大潛力。據(jù)國(guó)網(wǎng)能源研究院預(yù)計(jì)，2030、2050年中國(guó)電力需求量將在當(dāng)前基礎(chǔ)上分別增長(zhǎng)約50%、85%[13]，需求量增量空間仍很大。隨著環(huán)保治理范圍擴(kuò)大、力度提升，控煤限煤政策使得新上煤電的可能性進(jìn)一步降低，特別是我國(guó)粵港澳、長(zhǎng)三角等地區(qū)的清潔低碳發(fā)展已進(jìn)入新階段，價(jià)格承受能力也相對(duì)較高，氣電具有較大的發(fā)展空間。

氣電在配合可再生能源調(diào)峰、與新能源多能互補(bǔ)發(fā)展方面具有較大潛力。據(jù)預(yù)測(cè)，2035年，風(fēng)電及太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)在我國(guó)電源結(jié)構(gòu)中占比將達(dá)到44%～46%，2050年達(dá)到58%～60%[13]。高比例可再生能源客觀上增加了對(duì)靈活性電源的需求，在電池儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用前，氣電是增量調(diào)峰電源的重要方式之一。天然氣與新能源融合發(fā)展的另一個(gè)重要場(chǎng)景是多能互補(bǔ)集成供能系統(tǒng)，面向終端用戶冷、熱、電、氣等多種用能需求，通過(guò)天然氣熱電冷三聯(lián)供、分布式可再生能源和能源智能微網(wǎng)等方式，實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合梯級(jí)利用。天然氣發(fā)電的靈活性優(yōu)勢(shì)將有助于提升可再生能源發(fā)電裝置的利用率，從而降低整個(gè)供能系統(tǒng)的成本。2017年，國(guó)家批準(zhǔn)了23個(gè)國(guó)家級(jí)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程，其中13個(gè)項(xiàng)目涉及天然氣。

氣源成本相對(duì)較低的地區(qū)，具有一定發(fā)展氣電的內(nèi)生動(dòng)力。我國(guó)西南、西北地區(qū)國(guó)產(chǎn)氣資源相對(duì)豐富，價(jià)格相對(duì)較低，東北地區(qū)作為中俄東線入境省份，價(jià)格相對(duì)其他省份更有優(yōu)勢(shì)。川渝地區(qū)中長(zhǎng)期存在電力供需缺口，西北、東北地區(qū)有大量可再生能源需要消納，這些地區(qū)既有需求，又有成本優(yōu)勢(shì)，氣電發(fā)展?jié)摿^大。

3.2.2 我國(guó)中長(zhǎng)期氣電發(fā)展空間較大

筆者預(yù)計(jì)，在基準(zhǔn)情景下，到2035年，中國(guó)氣電裝機(jī)容量將達(dá)到2.4×108kW，在電源結(jié)構(gòu)中占比6%，發(fā)電用氣量將達(dá)到1 300×108m3。若政府進(jìn)一步明確加快推動(dòng)氣電發(fā)展、出臺(tái)更加嚴(yán)格的控制煤炭消費(fèi)政策、在電價(jià)熱價(jià)等方面給予氣電更積極的支持政策，2035年天然氣發(fā)電的空間將進(jìn)一步擴(kuò)大至3×108kW，在電源結(jié)構(gòu)中占比達(dá)到7.3%，發(fā)電用氣量將達(dá)到1 700×108m3。在積極的政策情景下，天然氣發(fā)電將成為中長(zhǎng)期天然氣需求量增量最大的行業(yè)，支撐天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)占比升至約15%，實(shí)現(xiàn)國(guó)家規(guī)劃目標(biāo)。

4 大力推動(dòng)我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)建議

天然氣發(fā)電對(duì)于我國(guó)改善大氣環(huán)境質(zhì)量、積極履行《巴黎協(xié)定》、促進(jìn)天然氣工業(yè)發(fā)展、提高我國(guó)制造業(yè)水平、提升電力系統(tǒng)靈活性促進(jìn)可再生能源發(fā)展都具有積極意義，氣電的規(guī)模發(fā)展有助于提升我國(guó)清潔能源消費(fèi)占比。我國(guó)天然氣供應(yīng)保障能力已顯著增強(qiáng)，未來(lái)還會(huì)不斷提升，氣源對(duì)氣電發(fā)展的制約已基本化解，大力推動(dòng)我國(guó)氣電產(chǎn)業(yè)發(fā)展已具備條件。但受經(jīng)濟(jì)性等方面的制約，我國(guó)氣電發(fā)展仍存在著不確定性，為促進(jìn)其發(fā)展，提出以下建議。

4.1 統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，在中長(zhǎng)期電力規(guī)劃中明確“積極發(fā)展”氣電定位

首先，“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃應(yīng)明確“積極發(fā)展”氣電的總基調(diào)，從持續(xù)改善大氣質(zhì)量、促進(jìn)清潔燃料替代高污染燃料、提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、促進(jìn)可再生能源消納、控制碳排放等方面，明確“積極發(fā)展”天然氣發(fā)電定位，明確我國(guó)中長(zhǎng)期電源結(jié)構(gòu)中，天然氣發(fā)電占比應(yīng)較當(dāng)前4.5%的水平有顯著提升?！笆奈濉逼陂g盡量不上煤電機(jī)組。其次，國(guó)內(nèi)天然氣行業(yè)正在迎來(lái)供應(yīng)寬松局面，建議盡快取消所有對(duì)氣電的限制，給投資者以積極的信號(hào)。

4.2 建立產(chǎn)業(yè)上下游合作機(jī)制，共同促進(jìn)行業(yè)發(fā)展

氣電產(chǎn)業(yè)涉及面廣，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)應(yīng)秉持共同做大氣電市場(chǎng)的共同目標(biāo)，建立長(zhǎng)期合作機(jī)制，增進(jìn)彼此信任，共同促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。供氣商與發(fā)電企業(yè)應(yīng)探索建立供應(yīng)穩(wěn)定、價(jià)格合理（包括為天然氣調(diào)峰的氣價(jià)優(yōu)惠）、長(zhǎng)期可靠的供氣機(jī)制，保障電廠用氣需求及上下游企業(yè)的基本利益。隨著未來(lái)氣電為電網(wǎng)調(diào)峰的作用增強(qiáng)，對(duì)氣源供應(yīng)穩(wěn)定性、及時(shí)性的要求會(huì)更高，需要供氣商、管輸企業(yè)、發(fā)電企業(yè)建立更為穩(wěn)健、靈活的供氣模式和商務(wù)模式，充分發(fā)揮氣電的調(diào)峰優(yōu)勢(shì)。此外，設(shè)備供應(yīng)商也應(yīng)適當(dāng)讓利，探索最優(yōu)的機(jī)組運(yùn)行方案，共同改善燃?xì)怆姀S的邊際效益，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。

4.3 制定反映氣電環(huán)保價(jià)值與調(diào)峰價(jià)值的電價(jià)和調(diào)度機(jī)制

當(dāng)前我國(guó)多數(shù)地區(qū)的氣電上網(wǎng)電價(jià)尚不能有效促進(jìn)氣電發(fā)展，為建立能夠反映氣電多元價(jià)值的電價(jià)、熱價(jià)機(jī)制，建議如下：①考慮對(duì)“十四五”新增煤電裝機(jī)加征排污費(fèi)；②將氣電納入中央環(huán)保專項(xiàng)資金補(bǔ)貼范圍，給予國(guó)家層面的政策支持；③建立按清潔低碳程度進(jìn)行電力調(diào)度的機(jī)制，清潔電力優(yōu)先上網(wǎng)，保障氣電機(jī)組利用小時(shí)數(shù)，以攤薄氣電成本從而降低氣電上網(wǎng)電價(jià)；④結(jié)合我國(guó)電力體制改革，通過(guò)合理的輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)，促進(jìn)靈活調(diào)節(jié)電源的投資建設(shè)。

4.4 推動(dòng)大型 燃?xì)怆姀S直供天然氣

為避免省網(wǎng)、市網(wǎng)等中間環(huán)節(jié)層層加價(jià)，降低發(fā)電用氣價(jià)格，建議國(guó)家層面明確上游供氣企業(yè)對(duì)燃?xì)怆姀S和燃?xì)夥植际侥茉催M(jìn)行直供的合法性和不可剝奪性，地方政府也應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)文件給予支持和保護(hù)。燃?xì)怆姀S承擔(dān)著調(diào)峰供電、冬季供暖等責(zé)任，對(duì)用氣穩(wěn)定性要求較高，實(shí)施直供也有利于上游企業(yè)及時(shí)掌握下游電廠用戶的用氣需求，確保穩(wěn)定的電力和熱力供應(yīng)。

4.5 加大科技創(chuàng)新力度，提升燃機(jī)國(guó)產(chǎn)化水平

要把燃機(jī)作為大國(guó)重器，把重型燃機(jī)制造作為提升我國(guó)裝備制造水平的重要載體，制定中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃并加快實(shí)施。要通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)指導(dǎo)和支持、加強(qiáng)組織銜接、爭(zhēng)取相關(guān)支持政策等，多措并舉推動(dòng)示范項(xiàng)目落實(shí)。依托“十四五”燃?xì)庹{(diào)峰發(fā)電、燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)等能源項(xiàng)目，在國(guó)內(nèi)已有的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上，徹底突破發(fā)電用重型燃?xì)廨啓C(jī)關(guān)鍵技術(shù)，形成完整的重型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)業(yè)體系，有效支撐我國(guó)能源、航運(yùn)等領(lǐng)域建設(shè)需求。