摘要：广东省国民经济发展速度长期高于全国平均水平，电力需求的增长尤其迅速。广东省一次能源资源匮乏，加剧了供电紧张。按照国家部署，“十二五”到“十三五”期间有大量的天然气到达广东。天然气项目一般都要执行照付不议的合同，因此天然气发电对大型管道天然气项目和液化天然气项目有着重要的支撑作用。天然气发电具有环保、启停速度快等优点，因此，适当发展天然气发电不仅可以调整广东电网的电源结构、增加电力供应，而且有利于系统调峰。分析了广东天然气消费结构和发电能源结构，指出了在广东电网内天然气发电的优缺点及存在的问题，提出了广东电网在调峰需求下发展天然气发电的对策。

关键词：天然气，发电，照付不议，对策

0  引言

液化天然气贸易(LNG)市场已日趋成熟，天然气发电对大型管道天然气项目和LNG项目有着重要的支撑作用。发展天然气发电，对解决广东省特别是珠江三角洲地区电力供应和系统调峰有重要意义；同时，以清洁能源为燃料的天然气发电对环境的影响极小，与燃煤、燃油电厂相比，在环保方面具有无SO₂、无烟尘、无灰渣排放等优点，可改善广东省大气污染状况和生态环境。

目前，发达国家在能源消费结构中，天然气所占的比例相当高。如美国的天然气占能源消费比重的27%，在三大能源中仅次于石油：俄罗斯的天然气占能源消费的比重更高，达到52.6%，超过了石油和煤炭；中国目前天然气的开采量仅占全世界的1%，在能源中所占的比重只有2.5%.远远低于23%的世界平均水平。

中国过于依赖煤炭的能源结构带来了诸多问题。在世界10个污染最为严重的大城市中，中国就有4个，按中国目前煤炭比重高达70%的能源结构测算，全国每年排放SO₂2000万t；工业烟尘1000万t，改变能源结构迫在眉睫。近年来，中国启动“西气东输”工程，推进天然气的生产和消费，天然气正逐渐成为能源消费的新宠。

1  消费结构和发电能源结构

1.1  天然气消费结构

目前供应广东省的天然气主要来自深圳大鹏LNG项目和珠海—中山天然气管道项目。“十二五”和“十三五”期间，按照国家统一部署，供广东省的主要气源为：海气(南海惠州油气田、番禺气田、荔湾气田)，卡塔尔气，进口LNG(深圳大鹏LNG项目、深圳LNG项目、珠海LNG项目、粤东LNG项目、粤西LNG项目)和陆上来气(川气东送江西支线入粤工程(简称川气)、西气东输二线工程)等。各气源点分布在广东省的东、南、西、北部，形成了多方位、多气源供气的有利格局^[1]。

广东天然气需求市场有城市用气(包括居民用气、商业用气、汽车用气和工业用气等)和电厂用气。预测广东省未来特征年各类天然气用户需求状况如表1所示。

1.2  发电能源结构

2009年广东省各类型电源发电量比例如图1所示。煤电所占比重仍然有67.78%，油气等优质能源和清洁能源发电比重偏低，给广东省的节能减排带来了巨大的压力^[2]。

表1  未来广东天然气需求

Tab. 1  Requirements of natural gas consumption of Guangdong Province in the future  亿m³/a

图1  2009年广东省各类电源发电量比例

Fig.1  Power generation ratio of different power sources in Guangdong Province in 2009

2  发电现状及存在问题

广东省是我国最早引进LNG项目的省份，依托深圳大鹏LNG项目，建设了一批LNG电厂。兴建了横门、昭阳、能东、展能、前湾等燃气电厂，合计装机容量709.6万kW，2010年消耗天然气约50亿m³，主要用于满足广东电网的调峰需求。

天然气发电作为一种新型、清洁、高效的发电方式在国内外受到极大重视。在国外天然气发电装机容量已经接近或者超过了常规的水、火电装机容量：在国内天然气发电虽刚刚起步，但天然气发电的优点也得到了国家和民众的认识与重视，天然气发电已经成为国家能源与环境政策的重要一环。然而，天然气发电运营环境并不是非常完善，天然气开采、挖掘和运输过程中，存在诸多不确定性因素，按照国际惯例，天然气供应商与购买者之间必须签订“照付不议”合同，共同分担风险，保证天然气供需关系长期稳定。这就使处于天然气产业链下游和发电产业链上游的天然气发电厂处境尴尬，致使天然气电厂可能面临有气时无电可发、发电时无气可用的两难境地。国家从天然气发电用气的价格到天然气发电的上网电价的制定都处于初期探讨阶段，天然气发电厂的投资回报也低于其他常规电厂，这些可以从近几年广东省内天然气发电厂的运营状况得到体现。

广东电网中，现有燃气机组基本定位为调峰电厂(东兴电厂和南山电厂各有1台机组是热电联产机组)。考虑到燃气机组调峰的特性及目前燃气机组运行的状况，假设城市燃气需求增长的因素忽略不计，在不增加新的燃气机组情况下，目前2个电厂的气源足够提供现有燃气机组的年度需要量(热电联产机组除外，9E机组按照2000h/a，9F机组按照3500h/a)。2011年西气东输的西二线工程通气后，广东气源将大幅增加，如果广东省内没有新增燃气电厂，现有的全部机组在目前调峰运行方式下无法吸纳用于发电的气量。

除了澳大利亚西北大陆架的气源和海上气源外，其他气源的价格比较高，导致使用这部分气源作为燃料发电的9E电厂面临巨大的成本压力，必须依靠政府补贴才能满足基本的生存需要。

表2  天然气发电对广东电网运营成本影响

Tab.2  Effects on operation cost by natural gas power generation in Guangdong power grid

3  对电网调峰和运营成本影响

在现有电源规划前提下，考虑广东省“十二五”和“十三五”天然气发展规划中需要有相应的气量用于发电，此部分气量用于发电后，现有天然气发电机组的运行小时数显著提高(即天然气发电机组失去了调峰能力)，即使西电东输在广东电网的调峰比例达到40%，从2012年开始广东电网仍会出现一定程度的调峰缺口，如果西电东输的调峰比例不能达到40%，那么广东电网的调峰问题将更加突出。

为了消耗掉广东天然气“十二五”和“十三五”发展规划的气量，在现有和规划的天然气发电装机容量前提下，天然气发电机组的利用小时数要大幅度提高，也就相应增加了天然气发电的发电量。由于天然气发电成本高于煤电的发电成本，按照目前广东电网煤电和天然气9F机组的平均上网电价差值，可计算出广东电网增加的运营成本(见表2)。未来国际石油市场价格的变化趋势逐步走高，天然气发电成本会明显高于目前的成本，故进一步增加电网公司的运营成本，增加电网企业的负担。

4  应对策略

采用考虑时间价值的改进等额支付法^[3]对LNG电厂的上网电价进行了相关计算，如表3所示。天然气发电由于燃料价格过高，导致上网电价比一般的燃煤机组高很多。单纯考虑经济性，天然气发电是无法和煤电、水电、核电以及西电东输的电量竞争的。可是天然气是清洁能源，天然气发电符合国家鼓励清洁能源、加快优化能源结构的政策背景，而且随着环保压力加大和电煤价格上涨，天然气发电的优势日益突显；天然气发电机组的启停速度快，针对天然气发电所面临的问题，本文提出了广东电网应对天然气发电的相关对策。

表3  不同情形下LNG电厂上网电价(含税)

Tab.3  On-grid prices for electricity of LNG power plant in different cases (tariff included)    元/(kW·h)

4.1  电价政策设计

电价是制约天然气发电的根本因素，发展天然气发电必须要理顺电价机制。我国目前的竞价上网机制中，没有考虑电力系统中辅助服务的特殊性，没有体现调峰机组的贡献。天然气发电采取单独的调峰电价或者两部制电价机制，能够部分克服天然气发电燃料成本高、上网电价高的问题，提高天然气发电的竞争力。

4.1.1  实行调峰电价

天然气电厂燃料成本较高，按现行电力市场的电价定价方式，将无法与燃煤机组竞争。提高终端用户电价的方法，很难解决根本问题。居民电价关系到民众生活问题，上调的空间有限。如果提高工业用户的电价，也会削弱该地区的工业产品在世界范围内的竞争力。

如果让天然气机组作为辅助服务中的调峰机组，并按照调峰电价进行结算，既能避免让政府和用户承担昂贵的电价，又能帮助天然气电厂继续生存下去。调峰电价一般为平均上网电价的1.8～2.0倍，是低谷电价的3.0～5.0倍。按照燃气电厂在年利用小时数缩减到2500～3500h，且气价为2.8元/m³测算，得到燃机的上网电价为0.90752～1.008 40元/(kW·h)。

调峰电价可采取跟随天然气价格波动、定期测算的方式。调峰电价与政府核定电价的差别部分，可由地方政府或中央财政补贴实现；也可从辅助服务费用中提取，由不能提供优质调峰的电源分摊。

4.1.2  实行两部制电价

两部制电价将电价分成基本电价与电度电价两部分。基本电价是按照工业企业的变压器容量或最大需用量(即一月中每15min或30min平均负荷的最大值)作为计算电价的依据，由供电部门与用电部门签订合同，确定限额，每月固定收取，不以实际耗电数量为转移；电度电价是按用电部门实际耗电度数计算的电价。

两部制电价考虑了用电量因素，也考虑了负荷率因素。其主要优点是：可以利用基本电价和电度电价两部分分别计算电价，刺激用电部 门提高用电设备或最大负荷的利用率，运用价格杠杆促进工业企业用电的合理化；同时，由于用电部门的用电设备或最大负荷率的提高，使供电部门的设备利用率也有可能随之提高，从而大大降低供电成本。有了基本电价，能够保证供电部门得到比较固定的收入，以补偿成本支出并取得正常的利润。

实行两部制电价，可以有效降低天然气电厂参与上网竞价的电价，提高天然气发电的竞争力，并且能够保障天然气电厂回收投资成本并获得一定的投资收益。基本电价和机组发电小时数无关，从而削弱了机组的年利用小时对天然气电厂经济收益的决定性影响。天然气发电实行两部制电价时，可以适当提高电厂的基本电价，使其电度电价有足够的竞争力如将总体燃料成本中与管道天然气(或者LNC)基础设施相关的部分(如接收站和输气管道)，适当地反映到它的容量成本里，从而降低电厂的燃料成本，以增加天然气电厂在电度电价方面的竞争力。

4.1.3  环保价值计入电价

中国燃煤电厂已经造成了严重的环境问题，天然气的使用可以减少对环境的压力。现阶段，应该由国家制定有利于天然气发电的环保政策，例如为了体现天然气发电的环保价值，开征能源税，将环保成本(效益)货币化计入天然气发电的上网电价，使环境效益真正成为天然气发电的优势。

4.2  电网调度政策设计

4.2.1  明确燃气机组在电网中的定位

针对天然气发电的特殊性，国家相关部门和电网企业应该联合出台相关的调度政策，明确燃气机组在电网中的地位。电网调度中心除了在经济调度原则指导下，确保电力电量平衡之外，还应该考虑在节能发电调度原则下，天然气发电的序位高于燃煤机组的序位。综合考虑天然气发电在平衡电源和电网结构、保障电网安全和环保减排等方面的作用，明确燃气机组的调度方式及相应的上网小时数。这样有利于天然气电厂根据调度计划确定气源和气量。建议广东电网的天然气发电机组作为调峰机组运行，有利于避免天然气电厂为了寻找生存出路而进行盲目的投资和改造行为。

4.2.2  确定燃气机组上网电价的结算方式

如果规定由燃气机组担任调峰的职责，那么对调峰机组应该采取相应的调峰电价结算机制：此外，天然气发电上网电价大大高于燃煤机组的上网电价，给电网企业的运营带来了额外的负担，如果在特定情形下调度中心需要燃气机组多发电，多发部分的上网费用差额应由政府补贴，或由各电厂的辅助服务费用分摊。

5  结语

中国天然气发展正处于初期阶段，燃气电厂对整个天然气项目起着举足轻重的作用。一般来讲，为了有能力兑现其在燃料供应合同中照付不议的承诺，它必须在与其购气合同相对应的年限里，其气量计划与电网公司的购电需求相适应，以保证气量按计划消纳。天然气发电机组启停速度快，故决定一般燃气机组均作为两班制调峰运行。

按照国家统一部署，“十二五”期间会有大量的天然气到达广东。这样使得原来处于调峰运行的燃气轮机机组将不得不连续带基本负荷运行，势必直接影响广东电网的调峰运行能力，同时增加电网公司的运营成本。如果天然气发电机组继续维持两班制调峰运行方式，那么“十二五”期间需要合理增加天然气发电容量。

天然气的价格不断上涨，天然气发电在价格上无法和煤电相竞争。可以对天然气发电实行峰谷电价或者是两部制电价。在节能调度贯彻实施和降低碳排放环保的双重压力下，广东电网公司需要制定针对天然气发电的电网调度政策，应对较高的上网电价和调峰运行的双重困难。在这个过程中，政府也应该发挥积极作用，在特定情形下需要燃气机组多发电，多发电量的上网费用差额应由政府补贴或给予电网公司减税。

参考文献：

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