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我国重点地区天然气分布式能源项目形势及发展分析

国际燃气网  来源:天然气咨询  作者:王圣 王锋涛 杨硕  日期:2019-01-09
    天然气分布式能源是指利用天然气为燃料,通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用,综合能源利用效率在70%以上,并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式,是实现天然气高效利用和优化能源结构的重要途径。

    与传统集中式供能方式相比,天然气分布式能源具有能效高、清洁环保、安全性好、削峰填谷、经济效益好等优点。从运行方式、途径以及原动机单机容量的不同,可以将天然气分布式能源项目区分为区域式分布式能源项目和楼宇式分布式能源项目。
 
    随着燃煤形成的环保压力逐步增大,作为清洁能源的天然气推广使用是国家发展的重要战略之一。同时随着电力结构调整以及能源与电力供给侧改革,积极推进天然气分布式能源,天然气清洁能源发电项目已成为重点地区乃至全国重要的发展战略,是我国四大城市群实现可持续发展的必然要求。
 
    全国及重点地区天然气分布式能源项目发展现状
 
   在众多政策支持与鼓励下,我国天然气分布式能源项目进入“十二五”之后开始较快发展,其中2015年天然气分布式能源进入实质性开发阶段,所以2015年被称为天然气分布式能源项目实质性运营的“元年”。天然气分布式能源的发展与很多因素有关,其中主要的是经济发展程度,以及与经济发展相关的热负荷、冷负荷需求。

    全国天然气分布式能源项目发展现状
 
    统计数据表明,截至2014年底,我国已建和在建天然气分布式能源项目装机容量380万千瓦,天然气分布式能源项目157项(其中已建成项目82项,在建项目22项,筹建项目53项),年用气量约46亿米3。
 
    截至2015年,我国天然气分布式能源项目已增加至288项(已建及在建196项,筹建92项),总装机容量1112万千瓦,其中楼宇式133项,装机容量约23万千瓦;区域式155项,装机容量约1089万千瓦。从类别分布而言,区域式分布式能源项目占了绝对多数,约98%。从地区分布而言,天然气分布式能源项目主要分布在北京、上海、广州、江苏等重点区域大中型城市,其中典型的区域分布式能源系统为15万千瓦的广州大学城项目,楼宇分布式能源系统包括0.4万千瓦的上海浦东国际机场项目、0.12万千瓦的北京燃气集团控制中心大楼项目、0.3万千瓦的北京火车南站项目等。
 
    虽然与2014年相比,2015年天然气分布式能源项目装机容量翻了约两番,约是2014年天然气分布式能源项目装机容量的4倍。但是与《关于发展天然气分布式能源的指导意见》(发改能源[2011]2196号)中“‘十二五’期间我国将建设1000个左右天然气分布式能源项目”发展目标相比,建设的总项目数量、投产总规模完成率不足29%,另外从发展质量而言,区域式分布式能源项目较多的还是在简单的热电联产层面,而没有更多考虑冷热电三联供与多能互补。
 
    上海天然气分布式能源项目发展现状
 
    上海是我国天然气分布式能源发展最早、配套政策最完善的城市,可以作为我国天然气分布式能源先期发展区域的代表。上海市天然气分布式供能系统的发展开始于1998年,第一个分布式供能系统项目黄浦区中心医院天然气分布式供能系统正式投入运行。其后十多年时间大多是以单体的楼宇式项目为主,在2013年以后开始以办公为主的区域式项目为主,2015年开始工业单体项目建设。截至2016年,建成项目43个,覆盖医院、办公、宾馆、工厂等多个行业,总装机规模15万千瓦,总规模居全国第一。从项目服务行业分布来看,数量最多的是为办公使用,占33%,为工厂与医院服务的天然气分布式能源项目数量均占23%,为宾馆、科研、旅游、会展中心、交通枢纽服务的天然气分布式能源项目数量分别占9%、5%、3%、2%、2%。
 
    江苏天然气分布式能源项目发展现状
 
    江苏是我国天然气分布式能源发展稍迟、配套政策亟需完善的城市,可以作为我国天然气分布式能源后期发展区域的代表。“十二五”期间,江苏虽然在天然气分布式能源政策研究、规划制定、推动示范项目等方面做了一些工作,但是进展与效果不是很明显。截至2015年,仅建成了泰州医药城等3座分布式能源项目。
 
    进入2016年以后,尤其是进入2017年,江苏省天然气分布式能源项目开始进入了快速发展阶段。截至2017年7月,江苏省已投产和核准的项目共有20个,其中楼宇式15个,区域式5个,总装机规模约为43.5万千瓦,其中泰州医药城等7个企业已投产,规模1.3万千瓦,已核准正在建设的为13个共42.2万千瓦。另外还约有30个项目已通过技术评估,装机规模约38万千瓦。
 
    目前,江苏省已投产的全是楼宇式分布式能源项目,区域式项目均在建设中。从规模看,最大的有江苏凤凰数据中心3台2兆瓦机组,最小的有苏州协鑫工业应用研究院项目2台400千瓦机组;从2016年相关数据分析,能源效率最高的有江苏凤凰数据中心85.38%,最低的有泰州医药城项目65%;利用小时最高的有江苏凤凰数据中心6600小时,最低的有苏州协鑫工业应用研究院112小时。
 
    天然气分布式能源项目存在的问题分析
 
    对上海、江苏等重点地区天然气分布式能源项目进行总结及综合分析,得到目前我国天然气分布式能源项目存在的问题。
 
    分布式能源项目在执行中容易混淆性质
 
    天然气分布式能源项目可以分为区域式和楼宇式分布式能源项目。从区域式天然气分布式能源项目来看,最大的混淆是借分布式能源项目性质获得批复,实际上运行的仍然是传统的天然气发电项目,或传统的天然气热电联产项目,只是装机规模减小了而已,并没有实现冷热电三联供与多能互补。从楼宇式天然气分布式能源项目来看,最大的混淆是虽然装机规模符合规范“原动机单机容量不大于10兆瓦”的要求,但是实际功能却是覆盖了4~5公里范围内的热用户,更像是区域式分布式能源项目。
 
    项目实际运行过程中冷热负荷不够充足
 
    区域式天然气分布式能源项目需要符合地方热电联产规划,而在编制地方热电联产规划时,往往对现有热负荷没有完全摸清,对近期热负荷预测也没有完全依据产业发展,所以热电联产规划中的负荷就不够准确。
 
    落实到具体项目上,一方面需要符合热电联产中热源点和热负荷要求,另一方面企业在申报项目时热(冷)负荷按高值取,导致机组容量选型偏大,所以在实际投运时,包括蒸汽热负荷、热水热负荷、冷负荷、电负荷均存在不够充分的可能,分布式供能站的年均综合能源利用效率得不到保证。
 
    政策支持和经济性预期存在不一致现象
 
    虽然从政策层面,我国对于天然气分布式能源项目是非常鼓励与支持的,但是由于天然气气源不够充分,以及天然气入厂价格偏高等原因,直接导致上海、江苏等重点地区天然气分布式能源项目能盈利的极少。重点地区已投运的天然气分布式能源项目大多建在医院、数据中心、商业区等,大多处在城市中心,燃气来源主要为当地城市管网,加上价格浮动,一般入厂价均偏高。另外,对于分布式能源单位造价高,分布式能源项目供热、供冷核定价格不高也是造成经济性较差的因素。
 
    不同地区配套政策和激励机制有待完善
 
    目前我国在天然气分布式能源的项目受理、产业规划、优惠扶持政策、技术标准规范等方面还不完善,具体扶持政策有待地方政府进一步落实,实施力度也取决于地方的财政能力和用户的承受能力。也就是说,政府虽然出台了一些鼓励发展政策,但只作了一些原则性的规定,配套鼓励政策较少,可操作性不强。例如:上海出台了实质性的可操作性较强的鼓励政策,但江苏省到目前为止对发展分布式能源都没有具体的实施细则。如税收优惠、天然气价格、销售电价等无法落到实处。
 
    天然气分布式能源项目核心技术待研发
 
    我国燃气发电机组研发制造滞后于市场需求,目前90%以上的燃气轮机组需从国外引进,虽然我国部分企业与GE等国外燃气轮机制造商合作,但燃气轮机主要部件和联合循环运行控制等核心技术外方并未转让,导致项目总投资较高。如一台LM2500+G4型燃机,其价格占到工程总造价的50%,既然垄断了核心技术也就垄断了设备价格,造成了项目投资及后期的运维费偏高。国产的小型内燃机及其配套设备由于是早期产品,制造、运营经验不足,设备故障率较高,也影响了企业经济效益。
 
    相关政策建议

    在统筹规划充分论证基础上合理布局选点
 
    对于天然气分布式能源项目,其规划、选点十分重要,尤其是区域式分布式项目。按照设计规范要求,区域式分布式项目应纳入地方热电联产规划,同时应结合地区产业结构的调整、气源点、电网接入点、用热(冷)负荷特性,因地制宜。对项目所服务区域热负荷、冷负荷应认真核实,特别对用热参数、冷参数、负荷特性、年运行时间等主要指标应反复论证,在此技术上合理选项布点。对已建燃煤或燃气热电联产项目,原则上其供热覆盖范围内不再建设区域式天然气分布式能源项目。
 
    加快推进天然气直供体系及价格市场化
 
    由于进厂气价约占天然气分布式能源项目全部成本的80%,所以天然气来源的充分程度,以及天然气进厂价格直接关系到产业的发展前景。2017年6月13个部委联合发布的《加快推进天然气利用的意见》提出“将建立用户自主选择资源和供气路径的机制,加快推进天然气价格市场化”。明确提出建立用户自主选择资源和供气路径的机制,减少供气中间环节,降低用气成本。建议凡纳入规划的天然气分布式能源项目,在核准时允许项目公司与上游燃气供应商直接签订直供气合同。
 
    免征政府性基金及系统容量备用费
 
    建议参照分布式光伏发电,对天然气分布式能源自发自用部分,免征政府性基金及系统容量备用费,以从政策支持层面进一步提高其经济性。现有的类似政策有财政部《关于对分布式光伏发电自发自用电量免征政府性基金有关问题的通知》,明确了对分布式光伏发电自发自用电量免收可再生能源电价附加等四项针对电量征收的政府性基金;国家电网《国家电网公司关于印发分布式电源并网相关意见和规范的通知》,明确分布式光伏、分布式风电自发自用电量免征政府性基金和系统容量备用费。
 
    加大宣传以共同推进天然气分布式发展
 
    天然气相对煤炭与石油来说属于清洁能源,与风能和光能等相比较为经济,同时天然气还能与可再生能源形成良性互补。随着我国常规天然气、页岩气等资源的开发、利用的力度加大,加快推动天然气发展,已成为我国能源结构优化调整的战略举措。要从国家层面的能源战略、环保战略等方面全面认识天然气分布式能源带来的环境效益和二氧化碳减排效益。建议有关部门在做好规划、引导的同时,制订相应扶持政策,并加大对天然气分布式能源优点的宣传,政府、企业、社会形成共识,共同推动该行业的健康发展。
 
    加强核心技术研发提升项目核心竞争力
 
    由于天然气发电核心技术尚未突破,尚未形成国产化,这也成为天然气分布式能源项目单位造价高,影响天然气分布式能源项目经济性的一个重要原因。国家发改委、国家能源局近日下发了《关于依托能源工程推进燃气轮机创新发展若干意见》的通知,要求加大燃机设计制造研发工作,以解决我国天然气分布式能源关键部件严重依赖进口的现象。建议国内大型制造企业加大与国外公司合作,在技术及设备的引进、消化吸收等方面下功夫,为天然气分布式能源项目提供优质价廉的设备,以带动行业整体装备水平的提高。
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