天然氣,以潔凈和節能取勝
2005年6月2日,我國第一臺9FA重型燃氣輪機發電機組——浙江半山天然氣發電工程1號機組提前成功并網發電。該工程由中國華電集團公司和浙江省能源集團公司投資,杭州華電半山發電有限公司建設,是國家“西氣東輸”工程下游的最大發電項目,被列為國家重點建設項目。
該工程也是我國第一次引進世界重型燃機先進制造技術的項目。一期工程規模為3套39萬千瓦燃氣蒸氣聯合循環機組,裝機容量共117萬千瓦,總投資40億元人民幣。
該機組的并網發電,將對緩解杭州用電緊張形勢發揮積極作用。同時作為綠色電源的天然氣發電機組與燃煤發電機組相比,具有良好的環境效應。目前,工程的其余兩臺機組也正在加緊安裝之中。3臺機組全部投產發電后,每年將耗用“西氣”8億立方米,發電47億千瓦時,杭州華電半山發電有限公司總裝機容量將達到153.5萬千瓦,成為浙江電網主力發電廠之一。
王振銘,中國電機工程學會熱電專業委員會高級顧問,中國能源網研究中心專家委員會委員,是我國首批從事熱電聯產工作的專業技術人員、老專家。在6月10日結束的“城市天然氣的合理應用和供應安全研討會”上,他表示,從我國能源發展戰略看,利用天然氣發電是十分必要的——
1.利用天然氣發電有利于緩解環境保護的壓力。天然氣發電的二氧化碳排放量僅為燃煤電廠的42%,氮氧化物的排放量還不到燃煤電廠的20%。
2.有利于優化和調整電源結構,逐步實現發電能源多元化。目前我國發電一次能源主要依賴于煤炭和水利資源,煤電約占70%,水電約占24%,核電尚處起步階段,風能、太陽能、沼氣等新能源尚未大規模實現。
3.利用天然氣發電有利于電網安全、經濟運行。我國電網峰谷差逐年加大,而燃氣電站運行靈活,可用率高,機組啟動快,適宜于在負荷中心附近建廠。
4.有利于緩解廠址資源日趨匱乏的矛盾、特別是負荷中心地區。與火電廠相比,燃氣發電具有更環保、用水量少、占地面積小、對廠址外部條件的要求相對寬松等優勢。
5.可與三峽向華東送電以及“西電東送”工程進行補償運行。
據悉,到2020年,中國熱電聯產將達2億千瓦,形成年節能2億噸標準煤的能力,減少二氧化硫排放360萬噸,減少氮氧化合排放130萬噸,減少二氧化碳排放7800萬噸。
隨著城市天然氣管線、管網的完善,分布式天然氣熱電聯產成為最具發展潛力的能源市場,政府將出臺鼓勵政策和措施,積極開展示范項目的建設。
燃料結構的調整為發展小型燃機或內燃機的分布式能源(熱電冷)系統提供新的機遇。熱電聯產的供電效率為24%~35%、聯合循環供電效率可達45%~50%,發電效率遠高于常規火力發電;而分散式電力供應模式的熱電冷聯產能源效率至少可達到85%,絕不是“機組小就不經濟”。
燃氣價格,熱電聯產的瓶頸
北京恩奈特分布能源技術有限公司陳斌介紹,我國城市消耗能源的80%是以熱能的形式,主要集中在采暖、生活熱水、炊事、空調等方面,其中80%為低品位的熱能,只有20%為高品位熱能。天然氣是高品位能源,直接使用天然氣獲取低溫熱能——燃氣鍋爐方式,是不經濟的,應采用能源梯級利用的方式,即熱電冷聯產。
熱電冷三聯供系統與傳統能源供應方式不同,其本質是“能源需求側管理,按需供能”,通過對用戶實際負荷的分析,采用先進合理的能源技術,結合能源價格體系,為用戶提供最佳的能源解決方案:完善的技術標準、評價體系和工程實施驗收規范;相應的政策支持;合理的商務運作模式。
發展熱電冷三聯供系統可以帶來以下好處:第一,每1千瓦三聯供系統,可減少夏季電力負荷1.78千瓦,可以有效緩解夏季電力緊張;第二,縮小了天然氣的峰谷差距,使供氣更加穩定,節約大量運行費用。
據悉,2008年北京預計夏季峰值電負荷將達1300萬千瓦時,電力投資約需482億元。同時,由于冬季峰值與夏季谷值比例過大,為解決燃氣調峰問題,還需建設30億立方米的地下儲氣庫,需投資約45億元。
用天然氣發電的最大瓶頸問題在于燃氣價格。經測算,燃氣價格在1.10元/立方米時,燃氣發電競爭力較差;燃氣價格為1.00元/立方米時,在不同的運行小時情況下,燃氣發電僅比進口66萬千瓦脫硫機組和35萬千瓦機組的電價低;在燃氣價格為0.90元/立方米時,在利用小時數小于4000小時,僅比國產60萬千瓦不脫硫機組高,與其他機組相比電價具有明顯優勢。
但是,在我國絕大多數地區,都很難拿到在1.00元/立方米及以下的天然氣價格。天然氣發電在目前沒有新的政策出臺的情況下,在發電方面缺乏競爭力,無法與煤電的大機組競爭,很難發揮經濟效益。
在北京,由于燃氣價格為1.40元/立方米,上網電價高達0.5~0.55元/千瓦時,高于山西、內蒙古的燃煤電價(0.3~0.33元/千瓦時),需要政府補貼;此外,有人對于燃氣發電表示反對,認為用100多億元修建的陜甘寧進京天然氣管道不能全給發電廠,應主要考慮其他工業用途和百姓生活。
熱電企業如何突破困局
中國能源網執行副總裁韓曉平認為,熱電企業要破解當前的困局,需要有組織、有目標、有分工、有步驟地采取一些聯合行動——
首先,在競價上網中力爭按照“循環經濟”要求,建立“能效優先”原則。
電力改革并沒有因為全國拉閘限電而停頓,電監會一直在積極推動。目前全國電力待建和開工項目高達4億千瓦,2006年底電力供應將可能緩解,2007年將可能出現全國性發電裝機能力嚴重過剩的局面。在發電能力過剩的條件下,必然要實行“競價上網”,熱電廠完全不參加競價幾乎是不可能的,但如何參加競價大有學問。資源短缺催生了“循環經濟”,“節能優先,效率為本”成為能源工業的新主題,作為熱電聯產是有效提高能源利用效率最重要的技術形式,競價的原則是不能犧牲節能效率,更不是為了電網企業創收,必須首先兼顧熱電廠的節能優化,在首先滿足節能的前提下再參加競價。
其次,爭取全國人大頒布支持熱電聯產的法律。
最近頒布的《可再生能源法》首次引用了國際上對清潔高效能源“強制收購”的立法原則,這在中國是一次重大突破。熱電聯產在發達國家都直接受到法律保護,其中一個重要原則就是:符合能效標準的熱電廠所發電力,電力公司必須全額收購——“效率強制收購”原則。
目前熱電專業委員會正在推動在《電力法》修改中加入“熱電聯產”內容,但是這遠遠不能解決問題,雖然獨立制定一部熱電法律在中國不太現實,但是可以在一些可能的立法環節中制定一些更加保護熱電聯產的法律條文是存在可能性的。
目前,中國有《節能法》和《可再生能源法》以及《清潔生產法》,同時在修改《電力法》、《煤炭法》,建立循環經濟的法律配套中存在著一個重要的盲區,就是如何提高資源的綜合利用效率?,F在人大正在制定《循環經濟法》,但《循環經濟法》覆蓋范圍比較大,深度恐怕不夠。應該說中國缺少一部《資源綜合利用法》,這部法律可以代替目前執行的國務院《關于進一步開展資源綜合利用意見的通知》的36號文件,以及四部委局聯合下發《關于發展熱電聯產規定》的1268號文件等,從行政法規和規章提升到法律層面。
熱電聯產是一種對于供熱進行資源綜合利用的生產形式,提高供熱系統的綜合能源利用效率,完全可以列入其中,并爭取獲得與《可再生能源法》同等的法律權利,引用國際通行的“效率強制收購”原則。在市場經濟社會,企業積極推動立法是一件很正常的事情,《可再生能源法》就是一些企業和組織通過堅持不懈的努力而實現的,與可再生能源行業相比,中國的熱電行業規模大得多,企業數量、產值以及對社會的貢獻都大得多。
第三,積極推動“電力直供”。
開放電力直供是解決電網壟斷的關鍵,是《電力法》修改的核心內容。熱電廠應該積極爭取向熱用戶直供電,這不僅可以優化實現熱電廠節能運行,也可以大量減少輸變電損耗與中間浪費,是符合“節能優先,效率為本”和循環經濟的原則,也是科學利用能源的重要技術選擇。由于熱用戶對于熱和電的需求存在同步性,非常有利于熱電廠合理、節能運行,發展熱電聯產的主要目的是提高供熱鍋爐的節能效率,增加對高品位能源的有效利用,實現能源的梯級利用。
出于這一目的,理所當然應該將電力優先滿足熱用戶,用戶可以在電價和熱價中尋求經濟平衡,使他們在節能中真正受益。這一能源利用原則在世界各國都是一致的,只是因為中國的電力壟斷和計劃經濟體制將其扭曲了,用戶的節能努力反而成了第三方的獲利來源,參與節能工作的雙方反而受制于第三方,這是中國可持續發展中一個必須改變的不和諧因素。節能工作應該遵循的原則是“誰投資,誰參與,誰獲益”,而電力直供是可以落實這一原則的主要途徑。