“十四五”能源规划应提高天然气发电比重

  发布时间: 2020年07月11日 12:29:27   作者: 广丰能源网

  经测算,燃气电厂在降低污染物排放、碳排放,提高能源利用效率,调节电网峰谷差等方面明显优于燃煤电厂。同时,燃气—蒸汽联合循环在热电联产基础上,更有利于能源的梯级利用。当然,在燃料成本偏高的当下,燃气电厂也应积极寻找合适的生存之道。建议相关部门在“十四五”能源规划中继续深化能源供给侧结构性改革,提高天燃气发电比重。

  在当前的能源使用状况下,推动能源系统低碳转型、提高能源利用率,成为各国能源从业者共同的目标。电力需求的增长,将使中国等发展中国家电力行业的脱碳变得更加困难。这一方面要努力推进电力系统脱碳化,积极探索发展风光可再生电力、推进燃料转换、“化石能源发电+CCS碳捕捉”等多种电力系统脱碳化路径。另一方面,也要意识到电气化并非能源转型的全部,我们要从节约能源消费、提高能源利用效率、发展可再生能源、氢能等其它能源多方面入手,提供一个更加多元化的低碳转型方案。燃气—蒸汽联合循环发电作为低碳环保、能源梯级利用的典型代表,已成为世界各国推动能源转型的关键措施。我国燃气电厂在当前形势下也需探索出一条新的生存与发展之路。

  燃气电厂综合优势高于燃煤电厂

  随着世界经济规模的不断增大,世界能源消费量持续增长,同时,世界能源消费结构逐渐趋向优质化。2018年,经合组织国家的煤炭需求降至1975年以来的最低水平,说明部分国家和地区已经开始实现多元的能源结构,可再生能源使用的增长替代了煤炭和石油的使用。据BP公司预测,中国能源消费中煤炭的占比将快速下降,从2018年的60%降至2040年的35%,降低的总量基本由可再生能源和天然气的增量抵消。

   燃气电厂污染物与碳排放水平优于全生命周期的燃煤发电

  对于燃煤电厂来说,排放的大气污染物主要有氮氧化物、二氧化硫、烟尘等,因管道天然气中基本不含硫,所以燃气电厂排放的大气污染物主要为氮氧化物。

  2016年,原环境保护部下发的《火电行业排污许可证申请与核发技术规范》要求火电机组排污量按照机组装机容量和年利用小时数,采用排放绩效法测算。据测算,在装机容量和年利用小时数一致的情况下,燃煤电厂的氮氧化物允许排放量是燃气电厂的1.6倍。

  而实施超低排放以后的燃煤机组的污染物当量值仍明显高于燃气机组,根本不存在所谓的环保优势。我国大部分地区火电厂氮氧化物的排放标准为50mg/m3,目前只有北京与深圳对燃气机组的氮氧化物排放提高了要求,要求排放浓度不大于15mg/m3。随着低氮燃烧技术的进一步发展,我国其他地区燃气机组的NOx排放标准也会逐步降低到15mg/m3。

  相关研究显示,燃煤电厂和天然气电厂的全生命周期碳排放分别为745.9735g/kWh、522.4980g/kWh,其中发电运行分别占全生命周期碳排放的90.80%、68.15%,即燃煤电厂发电过程中碳排放量为677.34g/kWh,而天然气电厂发电过程中的碳排放量仅为356.08g/kWh,不到燃煤电厂碳排放量的一半。整体来说,燃煤发电全生命周期和发电环节的碳排放均高于天然气发电。

  燃气—蒸汽联合循环能源利用效率优势明显

  根据中电联发布的《中国电力行业年度发展报告2019》中的数据,2018年,全国6MW及以上电厂供电标煤耗为307.6g/kWh,比2017年降低1.8g/kWh。根据国家发改委、原环境保护部及国家能源局联合发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》,现役先进水平的1000MW级超超临界燃煤机组供电标煤耗为285g/kWh,新建1000MW级超超临界湿冷机组设计供电煤耗为282g/kWh。

  按照供电煤耗282g/kWh计算,每千瓦时供电所耗能量为8264.57kJ,能源利用率为43.56%。根据燃气—蒸汽联合循环机组实际运行情况,E级联合循环的气耗为0.190Nm3/kWh,F级联合循环在纯凝工况下的气耗为0.183Nm3/kWh,而新型的H级联合循环机组气耗能达到0.170Nm3/kWh。即使以气耗相对较高的E级联合循环机组计算,天然气高位热值按36MJ/m3计算,每千瓦时供电所耗能量为6840kJ,能源利用率为52.63%。按照H级联合循环机组的气耗计算,供电的能源利用率为62.4%。

  可见,在能源利用的效率方面,燃气-蒸汽联合循环比常规燃煤机组有明显的优势。

  燃料成本过高致燃气电厂收益偏低

  关于燃气电厂与常规燃煤电厂经济性对比的研究有很多,从电厂的利润情况来看,燃气电厂的盈利能力的确不如燃煤电厂,而且存在较大差距。但是,造成这种情况的主要原因是燃气电厂燃料成本远高于燃煤电厂,收益远低于燃煤电厂。

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