陈柳钦
国务院日前发布《大气污染防治行动计划》(简称:《行动计划》),要求加大天然气、煤制天然气、煤层气等清洁能源供应。到2015年,新增天然气干线管输能力1500亿立方米以上,覆盖京津冀、长三角、珠三角等区域。优化天然气使用方式,新增天然气应优先保障居民生活或用于替代燃煤;鼓励发展天然气分布式能源等高效利用项目,限制发展天然气化工项目;有序发展天然气调峰电站,原则上不再新建天然气发电项目。同时,制定煤制天然气发展规划,在满足严格的环保要求和保障水资源供应的前提下,加快煤制天然气产业化和规模化步伐。
天然气是世界公认的清洁能源
迄今为止,21世纪最大的能源创新是一种燃料,这种燃料成为能源结构的一部分已有数十年的历史——它就是天然气。天然气是全球经济的支柱,为全球提供了24%的一次能源。近来,非常规天然气生产的进步——包括致密气、煤层气,尤其页岩气——是革命性的。我国的新《天然气利用政策》将煤层气、煤制气和非常规气纳入鼓励范围,除把煤层气发电项目列入优先类发展之外,还提出“鼓励页岩气、煤层气(煤矿瓦斯)就近利用(用于民用、发电)和在符合国家商品天然气质量标准条件下就近接入管网或者加工成液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)外输”。
天然气作为一种世界公认的清洁能源,其在一个国家的国民经济及能源结构的地位日益突出。过去20年,世界天然气消费年平均增长2.4%,为同期石油增速(1.1%)的2倍多。世界天然气产业已经进入快速发展的黄金时期。预计今后20年,世界天然气消费量仍将保持2.1%的年平均增长速度,超过石油(0.8%)和煤炭(1.5%)的增长速度。预计到2030年,天然气需求量将达到4.8万亿立方米,2035年达到5.1万亿立方米。届时,天然气占世界一次能源消费量的比重接近石油,超过煤炭成为世界第二大能源。这标志着,在今后的一段时期里,一场以天然气为主导的全球能源结构变革将展开。
天然气在燃气空调、区域能源站的充分利用,是优化能源结构的最佳途径。“天然气经济效应”将推动我国的能源革命、环保革命、产业革命向着一个崭新的阶段发展。
走向以气为主的能源结构调整新阶段
随着我国城镇化进程不断加快,城镇人口快速增加,天然气用气人口基数随之扩大。同时,我国家庭正在加速小型化,家庭数量的增长将导致城镇燃气接驳业务需求量的增加和人均燃气消费量的增加。城镇化已经在转变经济增长方式中全面推进,天然气作为清洁能源,在政府大力推行“低碳经济、绿色发展”的背景下,面临着难得的历史发展机遇。国际天然气联盟(IGU)秘书长托尔施泰因在“2013中国国际管道大会”上表示,随着中国中产阶级的崛起,加之公共卫生、气候变暖等因素影响,未来对安全、廉价、环保能源的需求将会变得非常大。预计2035年,中国将成为继俄罗斯、美国之后的全球第三大天然气生产国。
我国天然气产业链发展至今,已经历多次政府规制改革,每次改革都是一次进步。目前,我国大规模开发利用天然气的条件已经成熟。在全球天然气发展的大格局下,中国能源结构“气化”进程也在明显加快,我国能源管理部门和能源企业已经意识到了发展天然气的重要意义,中国已经随着世界的脚步走向以气为主的能源结构调整新阶段。
我国能源需求近几年来快速增长,但煤炭产能难以随着经济增长同步增加,石油对外依存度越来越高,非化石能源对需求贡献有限,加快天然气工业发展则有利于保障能源供给,优化能源结构。天然气联合循环发电效率目前基本上已达到50%~55%,有的可达到58%以上,而燃煤发电目前仅为40%~42%,个别电厂可达45%。分布式天然气能源项目则效率更高,其综合能源利用效率可达到70%以上,比传统的火力发电项目提高30%左右。随着电力系统容量的不断扩大,全国联网的推进,新能源开发力度的加大,电网的安全性、灵活性和适应性将变得尤为重要。
大力发展天然气分布式能源
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。其系统运作原理大致如下:天然气进入内燃机燃烧,带动发电机,向用户提供电能,排出烟气到烟气换热器。冷水先后与来自内燃机的润滑油在油水换热器内换热,在燃烧室外的水冷壁换热器换热,在烟气换热器内与烟气换热,生产出热水或者蒸汽,提供给用户;将热水或蒸汽送入吸收式制冷装置,生产冷水作为冷媒,向用户提供空调服务。
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。由于减少温室效应气体排放的形势和压力下,大力发展天然气分布式能源已是现实我国“十二五”能源发展战略的一项重要举措。为此,国家提出了要推进能源和产业结构的调整,这是我国大力发展分布式天然气的良好契机。
目前,我国对发展天然气分布式能源的认识逐渐统一,国家陆续出台了一系列鼓励政策,为天然气分布式能源发展指明了方向。《关于发展天然气分布式能源的指导意见》提出,我国在“十二五”初期启动一批天然气分布式能源示范项目,“十二五”期间建设1000个天然气分布式能源项目,并拟建设10个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。《天然气发展“十二五”规划》提出,加强天然气储备体系建设,发挥价格杠杆调节作用,确保天然气稳定供应;适时调整天然气利用政策,鼓励以气代油。《天然气发展“十二五”规划》预计2015年我国天然气消费量为2300亿立方米左右,用氣普及率将进一步提高,供应能力将超过2600亿立方米(包括煤层气、页岩气及煤制天然气等非常规天然气和进口天然气),到2015年天然气占一次能源消费总量的比重达到7.5%。这个供应总量应该讲对发展分布式能源是一个非常好的机遇。
天然气分布式能源在国外有30多年的历史,国际上发展迅速,很多国家如美国、日本、丹麦、荷兰等得到大力发展和推广;其在我国也有近20年的发展历史,但由于各种原因,已建成的40多个天然气分布式能源项目,约半数在运行,半数因电力并网、效益或技术等问题处于停顿状态,我国天然气分布式能源尚处于起步阶段。目前,我国天然气供应日趋增加,智能电网建设步伐加快,专业化能源服务公司发展迅速,国内天然气分布式能源主要装备的研发、制造具备一定基础,快速发展天然气分布式能源具备了一定条件。面对全球环境和气候变化,天然气分布式能源因其高效、节能、环保等诸多优点,已成为我国《“十二五”能源发展规划》的重点发展产业。
中国发展天然气的决心不动摇
当前,我国的天然气分布式能源发展正处于高速发展阶段,但在发展过程中也面临着不少问题和障碍,诸如电力并网上网及售电等电力体制阻碍、能源价格特别是气价的上涨对分布式能源带来的影响,缺少配套的鼓励和补贴政策,缺乏系统建设和设计等标准规范,关键设备国产化水平不足等问题。此外,综合性技术集成能力不够,专业化能源服务支撑能力弱,相对目前利用方向下持续快速扩张的市场需求,天然气的保障能力不强等,使天然气分布式能源在我国大规模发展受到制约。这些困难和问题不解决,将难以推动分布式能源的产业规模化发展。
我国天然气分布式能源的潜在市场十分广阔,我国正处在工业化和城镇化的发展进程中,有利于同步进行区域总体规划和分布式能源规划,建设更多的区域型或产业型的中、大规模的分布式能源系统,发挥分布能源的规模效益。尽管距离“天然气时代”还有很多路要走,但中国发展天然气的方向和决心从未动摇。