季磊

（中國華電集團(tuán)清潔能源有限公司華北分公司，天津 300202）

天然氣具有潔凈、高效、綠色等優(yōu)點(diǎn)，近年來隨著我國天然氣基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善和環(huán)保要求的日趨嚴(yán)格，市場需求量呈爆發(fā)式增長。作為一種清潔、高效的低碳化石能源，天然氣對于緩解能源緊張，改善大氣環(huán)境，實(shí)現(xiàn)能源利用的優(yōu)質(zhì)化、清潔化、高效化具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，現(xiàn)已逐漸發(fā)展成為我國主體能源之一，這不僅提高了我國能源利用效率，更有力地促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

燃?xì)獍l(fā)電作為天然氣利用的主要形式之一，是目前能源綜合利用效率最高的能源利用方式，具有運(yùn)行調(diào)度靈活、供給穩(wěn)定性強(qiáng)、能源利用率高等顯著特點(diǎn)，在歐美等發(fā)達(dá)國家燃?xì)獍l(fā)電占總發(fā)電量比例均達(dá)到30%以上，已成為重要的電力供應(yīng)來源之一。我國燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)受資源稟賦和基礎(chǔ)設(shè)施的影響仍然存在很多制約因素，其中天然氣的穩(wěn)定供應(yīng)、氣價成本尤其突出，成為提高燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)競爭力的關(guān)鍵因素之一。因此，分析燃機(jī)電廠面臨的天然氣供應(yīng)安全問題，提出通過氣源供應(yīng)多元化、雙管道供氣模式、加強(qiáng)應(yīng)急儲氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)等策略，應(yīng)對燃機(jī)電廠氣源供應(yīng)安全問題。

1 燃?xì)怆姀S天然氣供應(yīng)存在的主要問題

1.1 天然氣供應(yīng)不足，氣電協(xié)調(diào)難度大

天然氣作為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的原料，充足穩(wěn)定的氣源供應(yīng)是燃?xì)獍l(fā)電的基礎(chǔ)條件和安全保障。我國燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)受配套政策尚不健全、上網(wǎng)電價機(jī)制仍未形成等因素影響，目前主要分布在京津、長三角、珠三角及東南沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。我國天然氣資源主要分布在中西部地區(qū)，受政策、技術(shù)等諸多因素制約，存在發(fā)展市場不充分、地域不平衡等問題。天然氣資源和燃?xì)獍l(fā)電之間區(qū)域布局不協(xié)調(diào)的問題導(dǎo)致了天然氣供應(yīng)企業(yè)和燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)在燃?xì)鈾C(jī)組裝機(jī)容量與天然氣供應(yīng)量、發(fā)電用氣量和發(fā)電量、供氣方式與電網(wǎng)調(diào)峰等方面沒有有效銜接，發(fā)電、供氣無法做到協(xié)調(diào)一致，產(chǎn)生氣源供應(yīng)短缺，氣電協(xié)調(diào)難度大[2-4]。

1.2 氣量需求具有季節(jié)性不平衡性，氣電供需存在矛盾

國內(nèi)上游氣田開采天然氣具有連續(xù)性，并不會隨著下游需求變化而加以改變，但我國天然氣消費(fèi)和電力需求卻存在明顯的季節(jié)性特征。春秋季節(jié)社會用氣量小、天然氣供應(yīng)充足，但社會用電負(fù)荷也相對較低，產(chǎn)生有氣時無電力需求的現(xiàn)象；冬季供暖期間，天然氣需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，同時也是電力需求的高峰期，供應(yīng)商為優(yōu)先保證民生用氣穩(wěn)定供應(yīng)，采取減少對燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)的氣量供應(yīng)的措施，這勢必嚴(yán)重影響燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)的正常發(fā)電用氣和安全穩(wěn)定運(yùn)行，產(chǎn)生需要發(fā)電時又缺氣的現(xiàn)象。為保證天然氣長期穩(wěn)定供應(yīng)，尤其是冬季天然氣的保供，燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)不得不采購高價液化天然氣（Liquefied Natural Gas，LNG）作為必要的氣源補(bǔ)充，增加了發(fā)電成本，降低經(jīng)濟(jì)效益[5-6]。

1.3 供氣方式靈活性較差，影響機(jī)組調(diào)峰能力

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行靈活、啟停迅速的技術(shù)特點(diǎn)使其在電網(wǎng)調(diào)峰和安全運(yùn)行方面具有十分顯著的優(yōu)勢，這就要求天然氣供應(yīng)除穩(wěn)定、可靠外還要有較強(qiáng)的調(diào)峰靈活性。當(dāng)前燃機(jī)電廠氣源多采用管道方式供應(yīng)，一是受管容限制管道儲氣能力有限，難以滿足燃機(jī)瞬間啟動時的氣量需求；二是燃機(jī)若迅速啟動時，隨著用氣量的猛然增大，管道壓力隨之急劇降低，直接影響到管網(wǎng)上其他用戶的用氣安全；三是燃機(jī)驟然停機(jī)，將會使管道中壓力瞬間劇增，嚴(yán)重影響到整個管網(wǎng)的安全運(yùn)行。供氣管道的調(diào)峰能力限制了燃機(jī)的調(diào)峰能力，使燃機(jī)難以發(fā)揮靈活運(yùn)行、適時調(diào)峰的優(yōu)勢。

1.4 氣電應(yīng)急協(xié)調(diào)機(jī)制不完善，存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患

目前，天然氣供應(yīng)企業(yè)、天然氣管道企業(yè)與燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)之間大多尚未建立安全應(yīng)急協(xié)調(diào)機(jī)制，應(yīng)急預(yù)案也難以做到上下游相互銜接，如遇上游氣源供應(yīng)短缺或天然氣管線泄露、閥門關(guān)閉等突發(fā)事故，將會導(dǎo)致大量燃?xì)鈾C(jī)組停運(yùn)，直接影響到燃?xì)鈾C(jī)組安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定。

2 天然氣供應(yīng)安全應(yīng)對策略

針對燃機(jī)電廠在氣源供應(yīng)過程中存在的瓶頸問題，制定合理的氣源供應(yīng)保障策略，持續(xù)增強(qiáng)氣源供應(yīng)保障能力，有利于電廠的安全平穩(wěn)運(yùn)行，促進(jìn)天然氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

2.1 天然氣氣源供應(yīng)多元化

建立安全、完善的天然氣供應(yīng)體系是保證燃?xì)鈾C(jī)組氣源穩(wěn)定可靠的關(guān)鍵，通過氣源供應(yīng)多元化和相互貫通的天然氣網(wǎng)絡(luò)可以使同一氣源商在不同氣源點(diǎn)、同一氣源點(diǎn)上的不同氣源商、不同氣源商在不同氣源點(diǎn)都可實(shí)現(xiàn)向天然氣發(fā)電站供氣。

氣源供應(yīng)多元化包括氣源種類的多樣化和氣源供應(yīng)主體的多元化。燃?xì)獍l(fā)電要依托管道氣和LNG兩種資源、國內(nèi)國際兩個市場，通過構(gòu)建天然氣資源池，穩(wěn)步獲取天然氣資源。（1）國內(nèi)常規(guī)天然氣、煤層氣、煤制氣、頁巖氣產(chǎn)量的日益增長以及國家油氣管網(wǎng)公司的成立，為燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)提供了更多的氣源可選擇性。燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)可以借助天然氣大用戶的優(yōu)勢直接與上游氣源商開展購氣談判，綜合考慮氣價和管輸費(fèi)用，擇優(yōu)選擇氣源類別。（2）燃?xì)獍l(fā)電應(yīng)充分利用好管道氣穩(wěn)定、相對低價的特性和LNG 清潔、靈活的優(yōu)勢，針對冬季供氣緊張局面，在全球天然氣價格低位運(yùn)行時期積極尋求海外經(jīng)濟(jì)LNG氣源，以應(yīng)對價格波動風(fēng)險(xiǎn)和調(diào)峰需求，形成以國產(chǎn)陸上管道氣資源為主，海外進(jìn)口LNG 資源為輔的互補(bǔ)供應(yīng)格局，以便獲取充足的氣源。（3）針對供暖季實(shí)行的“均衡量+調(diào)峰量+額外量”的供氣結(jié)構(gòu)和不同上浮比例的價格杠桿策略，燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)在與上游供氣企業(yè)的合作中，堅(jiān)持多氣源原則，與多個氣源供應(yīng)商簽訂購氣合同。多元化氣源供應(yīng)主體可以促進(jìn)形成良性互補(bǔ)、市場競爭的局面，不僅保證氣源穩(wěn)定供應(yīng)，通過競價降低一部分天然氣價格，還可以優(yōu)化用氣結(jié)構(gòu)，增加均衡氣量的供給，減少使用調(diào)峰量或額外量等高價氣，避免因使用單一氣源而產(chǎn)生的調(diào)峰或偏差結(jié)算等風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 實(shí)現(xiàn)雙管道供氣格局

燃?xì)鈾C(jī)組在啟動用氣瞬間，會使管道內(nèi)天然氣流量驟增，管道壓力驟降，造成管道產(chǎn)生巨大的瞬間壓差，甚至導(dǎo)致管道受損。為避免上述情況發(fā)生，燃機(jī)電廠在建設(shè)時原則上應(yīng)采用雙管道供氣。雙管道供氣是解決事故應(yīng)急氣源最好、最有效的方法，當(dāng)一條管道出現(xiàn)故障時，由另一條管道供氣，避免用氣設(shè)備大面積停氣，增加供應(yīng)安全保障性。

天然氣管輸費(fèi)也是天然氣發(fā)電成本中不可忽視的一項(xiàng)。由于天然氣管道等基礎(chǔ)設(shè)施的自然壟斷性，盡管國家出臺了天然氣管道運(yùn)輸價格相關(guān)管理辦法，但天然氣管輸價格仍居高不下。雙管道的供應(yīng)格局在保障穩(wěn)定供氣的同時，還可以通過引入競爭機(jī)制，擇優(yōu)選擇主供氣管道，降低部分管輸價格，減少燃機(jī)電廠生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 加強(qiáng)應(yīng)急儲氣調(diào)峰設(shè)施建設(shè)

冬季是用氣、用電的雙高峰期，管道天然氣為保民生用氣往往不能為燃?xì)怆姀S提供充足的氣源，造成燃?xì)鈾C(jī)組的降量運(yùn)行，影響供電和供暖的穩(wěn)定性。燃機(jī)電廠可建設(shè)一定規(guī)模的LNG 氣化站、儲備調(diào)峰站等作為應(yīng)急儲備和調(diào)峰設(shè)施，在冬季氣源緊張時，可采用LNG 作為靈活的補(bǔ)充氣源。這樣雖不能完全解決季節(jié)調(diào)峰的問題，但是至少能降低燃機(jī)電廠受長輸供氣管道“斷氣”的影響。另外，擁有了雙氣源供應(yīng)，燃機(jī)電廠可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選用供氣方式，并可以做到氣源的相互切換和補(bǔ)充。

2.4 完善燃?xì)夤?yīng)安全應(yīng)急管理體系

燃機(jī)電廠應(yīng)成立專門的燃?xì)夤?yīng)安全應(yīng)急管理組織機(jī)構(gòu)，建立燃?xì)夤?yīng)安全應(yīng)急管理體系，編制燃?xì)夤?yīng)安全應(yīng)急預(yù)案。同時加強(qiáng)與天然氣供應(yīng)企業(yè)、天然氣管道企業(yè)溝通，建立上下游相協(xié)調(diào)的安全應(yīng)急聯(lián)動機(jī)制，建立信息共享、應(yīng)急協(xié)同反應(yīng)、日常聯(lián)絡(luò)等工作機(jī)制，強(qiáng)化燃機(jī)電廠應(yīng)對突發(fā)燃?xì)夤?yīng)事故的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，切實(shí)提高燃機(jī)電廠快速處置能力。

3 結(jié)語

隨著我國大力倡導(dǎo)節(jié)能低碳以及天然氣行業(yè)的快速發(fā)展，我國燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展良機(jī)，但天然氣安全供應(yīng)問題仍制約著燃?xì)獍l(fā)電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。燃?xì)獍l(fā)電企業(yè)應(yīng)積極尋求多氣源、雙管道的供應(yīng)格局，減少對單一氣源、單一供應(yīng)商、單一管輸方的依賴，構(gòu)建天然氣供應(yīng)資源池，完善儲氣調(diào)峰設(shè)施和安全應(yīng)急管理體系，確保天然氣的安全穩(wěn)定供應(yīng)，不斷提高燃?xì)獍l(fā)電競爭力。