分布式能源系統(DES)按照“溫度對口、熱能梯級綜合利用”原則,直接建設在負荷中心區域,就近滿足用戶對多種能源的需求,在國外已經得到了非常廣泛的應用,在我國方興未艾。天然氣分布式能源系統采用冷熱電聯產方式,就地接入配電網,實現能源就地供應,可以作為大電網幾種功能的有效補充;同時,通過能源梯級利用,提高系統綜合效率,其綜合利用效率可達80%以上,進而滿足環境保護、能源節約、能源結構優化的需要。天然氣分布式能源系統一般分為樓宇式和區域式兩種,適宜建設在城市工業園區、旅游集中服務區、生態園區、大型商業設施等能源負荷中心。
1 浙江省一次能源幾乎全部外供,火電比例高
浙江省作為東部沿海經濟發達省份,能源需求隨著工業化、城市化、現代化進程的不斷推進而突飛猛進。截至2012年底,浙江省電力總裝機容量為6170×10^4kW,電源結構見表1。
由表1數據可以看出,浙江省火電比例比世界平均水平高出很多,而天然氣發電、核電及可再生能源等清潔能源所占比例明顯偏少,不利于電力的均衡生產。
浙江省是典型的能源資源缺乏省份,95%以上的一次能源需要外省供給或從國外進口。尤其是煤炭自給率不到0.1%,幾乎全部依靠省外調入,一旦煤炭供應緊張,將會對浙江省的電力供應產生很大影響。因此,優化能源結構成為保障浙江省電力安全、穩定供應的當務之急。除此之外,浙江省尚有數百萬千瓦的高能耗、高排放的小火電機組將會逐步關停,能源結構調整任務艱巨。
2 浙江省還沒有天然氣分布式能源項目
自2004年西氣東輸天然氣進入浙江省以來,浙江省天然氣市場需求不斷增大,但是受限于氣源的供應量,僅僅在杭州、湖州、紹興、寧波等地區能使用管輸天然氣,其他少數地區只能使用壓縮天然氣(CNG)或液化天然氣(LNG)。目前浙江省天然氣氣源主要是西氣東輸一線、東海天然氣和川氣東送天然氣。2010~2012年,全省管輸天然氣供應量分別為31.8×10^8m3、43×10^8m3和47.2×10^8m3。
2000年8月國家四部委(局)發布《關于發展熱電聯產的規定》,2004年6月國務院出臺《能源中長期發展規劃綱要》,我國部分大中城市相繼啟動分布式能源發展計劃,先后建成了廣州大學城、上海浦東機場、北京中關村國際商城、北京燃氣集團生產指揮調度中心大樓等冷熱電三聯供項目。由于各種原因,已建成的40多個天然氣分布式能源項目僅有約半數在運行,半數因電力并網、效益或技術等問題處于停頓狀態,我國天然氣分布式能源仍處于起步階段。
截至2012年底,浙江省天然氣發電總裝機容量為477×10^4kW。據浙江省發改委、能源局制定的《浙江省天然氣熱電聯產項目搶建行動計劃》,14個天然氣熱電聯產項目將在近年內建成投產,總裝機容量達793×10^4kW。上述項目均為熱電聯產項目,所發出的電力均通過公共電網統一分配使用。因此,當前浙江省還沒有真正意義上的天然氣分布式能源系統投入商業運行。
3 發展天然氣分布式能源的必要性及可行性分析
浙江省是資源小省,又是資源消耗大省,能源結構不合理,節能減排環保壓力大,按照目前的能源利用方式,將會對未來浙江經濟社會的可持續發展產生阻礙。因此,浙江省必須立足現有能源資源,調整能源結構,提高能源利用效率,擴大能源的綜合利用范圍。
3.1環保形勢嚴峻
據《2012年浙江省環境狀況公報》的數據,2012年浙江省降水pH值年均為4.45,較2011年下降0.09;平均酸雨率為84.1%,較2011年上升1.3個百分點。69個縣級以上城市中有67個被酸雨覆蓋,其中屬于輕酸雨區的7個,中酸雨區的37個,重酸雨區的23個;從降水化學組分看,降水中主要致酸物質仍然是硫酸鹽。2012年浙江省平均霾日數為77.5天,比2011年減少38.2天;杭嘉湖地區、溫州地區霾日數較多,在100天以上;浙西南地區、舟山、臺州等地霾日數較少,在50天以下;霾的出現以冬季最多,春秋季次之,夏季最少。2012年全省輕微和輕度影響的霾天氣占總數的93.6%,中度影響4.9%,重度影響占1.5%。
從上述數據可知,浙江省大氣污染形勢嚴峻,環保壓力很大。要想改變浙江省的大氣環境質量,必須對現有的能源結構進行調整,提高清潔能源使用比例。大力發展天然氣分布式能源無疑是解決問題的一個有效舉措。
3.2能源安全供應需要
2003年北美、澳大利亞、英國和歐洲地區相繼發生的多次大停電事故,均說明大電廠、大電網、超高壓的傳統金字塔式的供電系統存在難以解決的重大技術隱患,對于重要用戶難以保證供電系統的高度安全、穩定和可靠性。2010年,浙江省外購電量達到491×10^8kW·h,占全省用電量的17.4%;統調口徑最高購電負荷1047×10^4kW,占全省負荷的23.0%。浙江省已基本落實的區外受電主要有三個渠道,分別是省際500kV聯絡線、特高壓直流和特高壓交流,其中皖電入浙360×10^4kW、葛滬增容96×10^4kW、三峽165×10^4kW;“十二五”后期計劃新增的區外受電為溪洛渡直流800×10^4kW、皖電東送二期332×10^4kW、寧東—浙江特高壓直流800×10^4kW。
從上述數據可以看出,浙江省外購電力呈現輸送距離遠、電壓高、容量大、占電力供應比重高的特點。而隨著浙江省電力需求的持續快速增長,區外購電將會進一步增加,在未來一定時期內,區外購電將是滿足浙江省用電需求的重要手段之一。因此,過高的區外受電比例,勢必將成為浙江省電力安全供應的一大隱患。對于重要電力用戶來說,優先發展天然氣分布式能源,能夠有效提高供需兩側的供電安全性和可靠性,同時也能改善能源結構。
3.3氣源供應可靠
目前,浙江省的天然氣氣源主要是西氣東輸一線、東海天然氣和川氣東送天然氣。根據國家統一部署,到2015年,浙江省將有西一氣、東氣、西二氣、川氣、進口LNG等氣源可供使用。預計到2015年,浙江省可爭取的天然氣總量將達到200×10^8m3。此外,浙江沿海擁有眾多的深水良港和條件優越的深水岸線,臺州、溫州、舟山等地都在進行港口、碼頭開發建設,國內較大的能源集團都在依托這些場址積極進行海外LNG資源的引進和接收站的前期開發工作,這些都將為浙江省帶來可靠的氣源保障,亦將為浙江天然氣分布式能源的發展奠定堅實的基礎。
同時全球頁巖氣開發以及全球LNG生產能力的增加,全球范圍內的天然氣供應充足。在我國,國家能源發展“十二五”規劃中,專門規劃了頁巖氣開發項目,計劃優選30~50個頁巖氣遠景區和50~80個有利目標區,探明可采儲量2000×108m3,到2015年實現頁巖氣年產量65×108m3,到2020年實現年產頁巖氣1000×108m3的目標。頁巖氣產業的大規模發展,必將極大地豐富我國的天然氣供應,同時也能有效降低天然氣市場價格,對天然氣分布式能源的發展必將起到很好的推動作用。
3.4浙江省內工業園區和樓宇燃煤鍋爐改造市場空間巨大
根據統計,浙江省現有省級及以上開發區(工業園區)173家,園區內共有工業企業9萬多家;浙江省已投入使用的高層建筑約有15604幢,其中建筑高度在50m以上的一類高層建筑超過8900幢,約占57%,超過100m的超高層建筑有672幢。在這些工業園區和樓宇建筑中,大部分使用的是燃煤鍋爐系統。隨著環保壓力的不斷增大和節能減排的逐步推進,上述區域都有改造的可能,這就預示著天然氣分布式能源系統在浙江省有著非常廣闊的市場前景。
3.5積極的政策導向
2014年10月18日,三部委發布《天然氣分布式能源示范項目實施細則》,鼓勵地方主導天然氣分布式能源項目的發展。在《浙江省“十二五”及中長期能源發展規劃》中,提出“適度發展天然氣發電”,在各負荷中心規劃布局建設一批分布式冷熱電三聯供機組。這些都表明,在浙江大力發展天然氣分布式能源的有利政策因素將會逐漸趨于明朗化、細節化。
3.6豐富的管理經驗和人才優勢
天然氣分布式能源站涵蓋了暖通技術、發電技術、燃氣技術、供配電技術及網絡技術等。人才和經驗是天然氣分布式能源能否順利發展的又一個重要因素。截至2012年底,浙江省已投產天然氣電廠9座,在建的天然氣熱電聯產項目13個,另有大中型燃機電廠3座。眾多的投產和在建天然氣能源項目,為浙江省天然氣分布式能源站的規劃、建設、運營、維護、管理積累了大量的經驗和人才,使天然氣分布式能源在浙江省具備了良好的發展基礎。
4 浙江省發展天然氣分布式能源的建議
由于天然氣分布式能源在能源系統中處于輔助地位,大多數人對其重要性還缺乏深刻的認識。天然氣分布式能源在發展中存在不少問題和障礙,包括政策、觀念、技術及市場等多方面。
4.1轉變觀念,局部試點
大電廠、大電網、超高壓的電源模式越來越多地被實踐證明既無法滿足用電高峰需求,同時也存在不安全隱患,2008年我國低溫雨雪冰凍災害和近年來歐美、東南亞地區發生的大面積停電事故,正是這些弊端的最好例證。天然氣分布式能源由于靠近用戶側,啟動靈活,在出現突發事件時可以確保安全供電,減緩了電力供應對集中供能系統的過分依賴,可以作為大電網強有力的補充。同時,從環境保護的角度出發,可以利用天然氣分布式能源清潔環保和建設周期短的優點,大力推行“無燃煤區”建設,強制對燃煤鍋爐、高污染鍋爐等實施關停。基于此,應加強對天然氣分布式能源系統的宣傳,使用戶能夠認識到分布式能源系統的環保性、可靠性和安全性。
浙江省擁有眾多的制造園區、高新區、技術開發區以及高層建筑和大型場館,可以選擇幾個擁有穩定冷、熱、電負荷用戶的區域,建設天然氣分布式能源站示范工程,通過示范工程的帶動效應,逐步推動行業發展。
4.2提前做好規劃布局,有序推廣
天然氣是不可再生能源,當前中國還存在天然氣供應不足的問題,而且隨著《大氣污染防治行動計劃》的施行,許多地區都在壓煤(電)上氣(電),天然氣供應緊張的局面可能會進一步加劇,這更需要對天然氣資源進行合理、高效的利用。
建議從全省、全局高度來統一提前規劃,一是要保證電源項目建設與電網規劃布局協調一致,保證電源項目上網便利;二是要做好天然氣引進和城市管網、門站、高壓管道的規劃建設,保證重要潛在用戶能夠順利獲取氣源供應,從而為實現系統大規模推廣應用打好基礎。當然,在發展過程中也不能盲目上項目,遍地開花,應該綜合考慮氣源供應、電網規劃及能源需求等各方面,采取積極穩妥、合理有序、分類推進的方針科學發展。
4.3簡化審批程序,健全行業立法
目前天然氣分布式能源站嚴格和繁復的項目審批制度,阻礙了現實或者潛在的項目發展,應進一步簡化審批制度。另外,政府應該制訂相應的法規,把天然氣分布式能源站、電網公司、天然氣公司之間的各種互利、協調關系,通過立法的形式確立下來,便于天然氣分布式能源站的規范運作。
4.4采取優惠政策,破解電價難題
我國天然氣資源少,分布不均,主要集中在西北、西南和近海地區,且為滿足日益增長的天然氣需求,加大了LNG的進口力度。在我國頁巖氣產業未取得實質性突破之前,昂貴的運輸成本導致天然氣氣價較高,進而造成天然氣分布式能源燃料成本較高,在電力供應市場上缺乏競爭力。對于冷熱電三聯供的天然氣分布式能源,電網收購余量電力的價格政策不明確,無法保證享受峰谷差價。相比現行未計入環境成本的常規電源的上網價格,天然氣分布式能源缺乏足夠的競爭力,如何確定上網電價將極大地影響天然氣分布式能源的發展。
因此,政府應充分考慮天然氣分布式能源的環境效益,給予各種優惠政策,扶持天然氣分布式能源行業發展,包括提供裝機補貼、實行天然氣差別供應價格、對天然氣分布式供能系統的進口自用設備給予稅收減免等[6]。除此之外,為順利推動天然氣分布式能源的發展,可進一步考慮對被替代而釋放的環保排放容量和煤炭消費容量實行上市交易。
4.5做好天然氣資源拓展和儲備
據《2010-2015年中國燃氣行業現狀分析及市場發展趨勢調研報告》預測,2015年全國天然氣需求量將達到1600×10^8m3,按國內供應1200×10^8m3計算,缺口達400×10^8m3,2020年國內需求缺口可能達到800×10^8m3。至2015年,浙江省氣電裝機容量將達到1300×10^4kW,天然氣的需求量將會不斷增大。為了促進天然氣分布式能源行業的健康發展,規避未來天然氣供應不足的風險,應加強與國內上游供氣方的合作,建立長期、穩定的供氣合作模式;加快建設寧波、溫州、臺州、舟山等地的LNG接收站;緊密跟蹤國際天然氣市場變化形勢,拓展海外天然氣市場,積極介入上游天然氣資源開發項目,多渠道掌控天然氣資源,提高天然氣供應保障能力。
5 總結
在浙江省發展天然氣分布式能源具有比較成熟的條件,隨著省級天然氣管網建設的不斷推進,天然氣管道陸續投入運行,城市天然氣管網逐步完善,天然氣分布式能源的發展已具備可行性。尤其是在一些供熱需求量較大、較集中且環保要求較高的地區,可以大力推進天然氣分布式能源系統的規劃建設,甚至在某些重點區域替代原有的燃煤熱電聯產項目。
責任編輯: 李穎