《天然气发电主要面临三个挑战》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-11-26
  • 天然气是一种优质、高效、清洁的低碳能源,可与核能及可再生能源等其他低排放能源形成良性互补,是能源供应清洁化的最现实选择。加快天然气产业发展,提高天然气在一次能源消费中的比重,是我国加快建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系的必由之路,也是化解环境约束、改善大气质量,实现绿色低碳发展的有效途径,同时对推动节能减排、稳增长惠民生促发展具有重要意义。

    随着人类对能源需求的不断增加,能源需求与环境保护、节能减排之间的矛盾愈加突出,天然气发电产业也因其清洁性受到了各国的重视。

    当前我国天然气发电尚未达到规划目标

    中国《电力发展“十三五”规划》为天然气发电设定了发展目标,未来我国天然气发电产业将有很大的增长空间。

    据记者了解,中国天然气主要使用在四个方面:城市燃气、化工、工业和发电领域。

    “发电用气作为我国天然气重要利用领域之一,总的来看,受天然气资源稀缺影响和价格机制的制约,当前我国天然气发电尚未达到规划目标,与国外发达国家也有一定的差距,在短时间内难以形成较大规模。”国家发改委价格监测中心高级经济师刘满平在接受中国经济时报记者采访时表示。

    数据显示,2007年到2018年,我国天然气消费量年均增长190.7亿立方米,天然气产量年均增长82.8亿立方米,供应缺口不断扩大,天然气进口量年均增长达107.9亿立方米。2018年天然气对外依存度超过40%,能源的安全形势比较严峻。

    依据国家发改委数据,2019年前三季度,天然气产量1276.1亿立方米,同比增长10.4%;天然气进口量974.1亿立方米,同比增长9.9%;天然气表观消费量2224.6亿立方米,同比增长10.3%。预计2020年我国天然气需求量达到3300亿立方米,2025年增至4500亿立方米,2030年增至5500亿立方米。

    从发电能源结构来看,我国主要发电能源有煤炭、水能、风能、天然气、核能与太阳能。其中,煤电占全部发电量的70%,其次是水电、风电、气电。

    美国主要的发电能源有天然气、煤炭、核能和水能等。长期以来,天然气都是仅次于煤炭的第二大发电能源。2015年4月,美国天然气发电量首次超越煤炭。此后,天然气发电量经历小幅下降后重回高位,2017年为美国提供了14680亿千瓦时的电力,占全年发电总量的35%。

    刘满平表示,截至2019年7月底,全国全口径发电装机容量19.5亿千瓦,其中,燃气装机8948万千瓦,占总装机容量4.6%,距“十三五”规划要求的1.1亿千瓦仍存在2000万千瓦的缺口,也远远低于美国(35%)与欧盟(18.9%)水平。从天然气消费结构来看,我国发电用气量仅占天然气消费总量的15%,发电用气份额低于美国(35%)和欧盟(23.9%)水平。

    天然气发电面临一定的困难

    中电联在今年4月24日发布的统计数据显示,截至今年一季度末,我国气电装机为8450万千瓦,较2015年仅增长1850万千瓦,距离“十三五”规划目标仍有超过2550万千瓦的巨大差距。“十三五”已经进入第四年,且气电目前仍未现“爆发式”增长的迹象,气电规划目标“落空”几乎已成定局。

    气电规划目标之所以“落空”,与高气价直接导致气电竞争力羸弱有很大的关系。中电联理事长刘振亚在中电联2019年第一次理事长会议上表示,气电成本远高于煤电,仅燃料成本就接近0.5元/千瓦时。这一水平已远高于各地煤电标杆电价。

    据了解,《电力发展“十三五”规划》确定,气电装机“2020年达到1.1亿千瓦以上”。同样制定类似“开放式”目标的还有能源领域的两颗“新星”——风电和光伏发电,二者的规划装机目标分别为,到2020年底“达到2.1亿千瓦以上”和“达到1.05亿千瓦以上”。虽然被寄予厚望,但相比于光伏发电提前3年完成“十三五”发展目标、风电正在快速接近“十三五”发展目标,气电“已被远远地甩在了后面”。

    在刘满平看来,之所以存在上述情况,主要是当前天然气发电面临一定的困难和挑战。

    第一,前些年出现的天然气供应紧张以及对外依存度升高等因素,使得社会上产生了对发展气电的担心。

    第二,对发展天然气发电产业重要性认识不足。

    第三,缺少合理的定价机制和政策支持机制。现行上网电价结构不合理,定价机制不够完善,难以充分体现天然气发电的调峰效益和环境效益价值。而很多地方财政补贴支持政策难以落实,导致部分气电项目经营难以长期维持。

相关报告
  • 《欧洲摆脱能源危机还将面临三大挑战》

    • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-07-04
    • 早在2021年秋季,能源短缺就已经在欧洲开始蔓延,能源危机为国际能源低碳转型的合理化推进敲响了警钟。国际能源署(IEA)署长比罗尔在日本广岛举行的七国集团峰会期间表示,2022年欧洲在减少对俄罗斯石油和天然气的依赖以及缓解俄乌战争造成的能源危机方面做得很好,“欧洲能够适时改变其能源市场,将其俄罗斯天然气的份额降至4%以下,经济没有经历衰退,但还没有走出困境”。比罗尔认为,欧洲地区的能源市场今年仍有三个主要障碍需要克服。 中国需求上升 2022年,世界能源供应充足,当时中国仍处于疫情防疫状态,经济活动放缓,购买的石油和天然气减少。然而,今年情况并非如此,欧洲今年可能面临更具挑战性的冬天。中国的液化天然气需求预计将在今年下半年回升,中国的天然气进口是天然气市场需求的关键决定因素。国际能源署预测,今年全球石油需求将每天增加200多万桶,中国将占需求增长的近60%。 美国债务违约 全球能源市场参与者也在密切关注白宫和共和党人就美国债务上限进行的激烈谈判。如果没有达成协议,美国可能在6月初面临违约。美国债务违约将导致石油需求和价格下降,但这种情况不太可能发生。上周五,油价从前一天超过1%的跌幅反弹,因为随着债务上限谈判的继续,投资者对美国债务违约的风险正在缓解持谨慎乐观的态度。 对俄罗斯的依赖仍然存在 欧洲能源市场面临的另一个关键挑战是,它们对俄罗斯天然气的依赖尚未完全消除,供应前景也不确定。2022年,由于俄罗斯天然气进口严重减少,该地区许多国家被迫陷入能源危机。俄罗斯国家能源巨头俄罗斯天然气工业股份公司1月表示,2022年,该公司对瑞士和欧盟的天然气出口下降了55%。如果俄罗斯进一步减少天然气出口,欧洲可能在即将到来的冬天再次面临挑战。
  • 《世界风能研究面临三大挑战》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-11-08
    • 在美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)的领导下,一个国际科学家团队确定了全球风能研究面临的三个最大挑战。这项研究已发表在最近的《科学》杂志上。   近几十年来,风能已成为全球能源不可或缺的一部分。但要释放风能的全部潜力并满足全球对清洁能源的需求,还需要更多的创新。来自美国、德国、丹麦、芬兰、瑞典、西班牙和挪威的风能专家在《科学》杂志上提出了当今风能研究面临的三个最大挑战。   第一个挑战是要更好地了解大气中的风力环境。为了获得更多的风能,风力涡轮机建造得越来越高,彼此之间的距离也越来越远。因此,研发人员必须了解在这些海拔高度下的风力环境。之前,运营商使用简化的物理模型和简单的观测技术,可以在一般地形中安装风机,但是对于复杂地形的大气风力知识知之甚少。如果能更精确地计算出复杂地形下的风力条件,则可以进一步在经济和技术上优化风机,将其安装在适当的位置。   第二个挑战是解决巨型风机的旋转机械结构和系统动力学问题。风力涡轮机是目前世界上最大的柔性旋转机械,其叶片长度超过80米,塔架高度超过100米。相比之下风机的转子所扫过的区域相当于空客A380-800的三架最大客机的机头。随着风力涡轮机变得越来越大,需要新的材料和制造工艺来解决可伸缩性、运输和回收问题。上一代风力涡轮机设计时使用的许多简化条件不再有效。风能研究人员不仅必须了解大气,还需要评估如何同时确保结构安全和高效发电。   第三个挑战是设计和操作风力涡轮机,使其能够支持并提高电网的可靠性和弹性。来自风能和太阳能的更高馈入将极大地改变未来的电网。创新的控制概念可以利用风力涡轮机的特性来优化能源产量,同时支持电网稳定性。通过评估传感器的测量结果,可以提高风能产量,降低成本,并使操作适应电网要求。为了实现未来的愿景,需要进行广泛的研究,重点是模拟大气流动,各个涡轮机动力学以及与高级电力系统结合的系统控制。