痛点｜“受气”的天然气发电④：双碳目标下气电能否浴火重生

  “气价偏高、气源时有中断、政策不完善，是气电发展面临的三大问题。”国务院发展研究中心资源与环境政策研究所研究员郭焦锋对澎湃新闻表示。上述因素的存在，导致中国的天然气发电虽为低碳清洁能源，角色却很尴尬，生存空间受到煤电和新能源的双重挤压。但在低碳转型目标下，污染小、灵活性强的气电不可缺席，它是衔接传统能源与零碳新能源世界的桥梁。气电行业如何走出困境？澎湃新闻行业观察与产业调查栏目“痛点”推出《“受气”的天然气发电》专题，通过采访多方人士，剖析气电发展瓶颈，呈现多重背景叠加之下天然气发电的未来走势。气价、电价、碳价，天然气发电的未来命运与三者紧密相联。碳达峰、碳中和目标下，煤电首当其冲，但更远期，气电也面临被其他能源形式替代的风险。减碳目标下天然气发电能否浴火重生？气电的时间窗口还有多久？牛津能源研究所在《中国电力行业的天然气：挑战与前进道路》报告中称，昂贵的天然气进口成本和燃气轮机技术和缺乏充分竞争的电力市场，是中国天然气发电面临的主要障碍。尽管如此，预计“十四五”期间天然气发电仍将加快增长，到2025年将新增40-50GW发电机组。这一增量大致相当于目前中国气电总装机的一半。牛津能源研究所认为，中国政府提出的2030年碳达峰及2060年碳中和承诺将限制煤炭消费，加上集成可再次生产的能源对电力系统的灵活性要求，未来政策框架对天然气发电将更为支持，但碳中和目标将限制所有化石燃料（包括天然气）消费，天然气发电难以在长期内显著发展。相较于煤电，气电公认的优点是污染小和灵活性强。从度电二氧化碳排放水平看，燃气电厂较燃煤电厂减排50%-60%。2015年以来，煤电机组的超低排放改造大幅度降低了燃煤电厂常规大气污染物的排放。燃煤发电和燃气发电哪个更干净的争论，尤其是煤电“近零排放”比天然气发电更干净的言论近年来频频见诸媒体。从常规大气污染物的排放指标上看，超低排放燃煤电厂氮氧化物排放水平可比肩未经改造的燃气电厂，但其他排放指标与燃气电厂相比仍存在很大差距。此外，燃煤发电的三氧化硫、重金属等非常规污染物排放仍难以有效治理，大气污染物种类及排放水平明显多于燃气发电。“中国气电的发展终究是要靠环保和低碳的政策，气再便宜，也没有煤便宜。”中国石油集团规划计划部副总经济师、中国石油学会石油经济专委会秘书长朱兴珊对澎湃新闻（）称，市场化只能解决气电灵活性的价值体现，行业要实现可持续发展，必须有环保和低碳政策作为支撑。碳达峰、碳中和时间表的提出，为中国能源转型确定了可量化的目标。气电的“身份”，较此前更加明朗。中国能源研究会理事、长期供职于发电央企的陈宗法认为，“双碳”目标下，在未来的“新型电力系统”构建中已明确“以新能源为主体”，气电成为主体能源的前景渺茫。但气电仍有两大机遇：一是高比例新能源的接入与电网调节能力严重不足的矛盾一天比一天突出，气电作为灵活性电源将发挥及其重要的作用；二是“双碳”目标倒逼我国构建清洁低碳、安全高效的能源体系，倡导绿色低碳生活，气电作为清洁冷热源将发挥替代作用。“2025年实现碳达峰后，将有计划、有步骤实施煤电退出计划。因此，燃机作为清洁能源，仍是未来替代传统煤电的重要选项。”一位资深燃气发电企业高管曾对澎湃新闻“吐苦水”说，燃气电厂的盈利能力之所以不如燃煤电厂，一种原因是燃气电厂燃料价格高，按照能量计算，燃气电厂的燃料价格是燃煤电厂的2.63倍，导致燃气电厂的燃料成本占比高达75%。此外，燃气电厂承担了更多的调峰任务，但没有正真获得相应的补偿，其环保价值亦没有体现。碳市场的深入和完善，给气电带来了新的机遇，其运行经济性不佳的短板将得到某些特定的程度的弥补。2021年是全国碳市场第一个履约期，业内一致认为配额分配比较宽松，碳价也将偏低。这也是各国排放交易计划启动初期的普遍情形。随着碳价逐步攀升，当碳价达到一定水平，度电碳排放系数只有煤电一半的天然气发电将更具竞争力。当然，中国的电价体系有别于已具备成熟碳市场的国家和地区。气电的环境优势在市场层面何时显现，倚赖于双碳目标指引下符合中国减碳路径的碳定价机制如何设计。由于各地经济发展水平不同、能源结构也存在一定的差异，实现碳达峰的时间和路径设计不一样。政府的态度和政策，是决定电力行业低碳转型的重要推动力。梳理各地“十四五”规划，广东、江苏、浙江依然是最青睐天然气发电的省份，其共同特点是经济提高速度领跑、能源需求仍在迅速增加、且省内一次能源匮乏。经济强省不仅对天然气价格的承担接受的能力更强，近两年来置身于全国性的能源消费总量和强度“双控”现实压力下，加之疫情后经济复苏加快、电网负荷屡创新高，这些省份“既要保障电力供应又要完成减碳目标”的需求最为迫切。惠州深能源丰达电力有限公司董事长张海成对澎湃新闻表示，双碳目标提出后，广东、浙江选择了相似的能源转型路线，降低煤电电量、稳步增加气电发电量和气电利用小时。“对经济大省而言，这是务实的选择。在同样的碳排放总量下，气电可发的电量是煤电的两倍，可与新能源作为互补。在这些地区，气电的装机容量和发电量占比会出现非常明显的上升。”他强调说，讨论气电的增量空间时，很难放到全国尺度下去考量，因为各地的资源供应、基础设施等条件差异很大，北方地区更是面临冬季供暖季天然气需求量陡增的问题。考虑到短期内气电的燃料价格、资源充裕度，能否在全国大面积全力推广，还需要打一个问号。但如果将讨论范畴缩小到珠三角，答案是肯定的：广东的天然气需求旺季出现在夏季，对应的恰好是全国天然气需求淡季。此外，油气改革后，在广东得以大规模从国际资源采购资源。再者，珠三角的天然气需求大，相关企业对中游接收站、管网设施的投资积极性更强。江苏省能源局天然气发电及分布式能源工程研究中心秘书长刘志坦对双碳目标下气电的增量空间预测更为乐观。除了传统的气电大省外，在西北等风光资源富集区配套建设燃气调峰电站，有助于提升可再次生产的能源发电总出力水平和电网运行可靠性以及电源外送能力；随着俄气入华， 东北地区从原来的气网末端成为气源输入地，气电的市场空间增大；对于华北、山东等地区，巨大的减排压力下，气电可以替代退役煤电热电联产成为供热的主力，实现协同减排。为了给实体经济减负，2018年至2020年，中国连续三年部署降低工商业电价。为完成该目标，根据广东省发改委数据，上述年份气电上网标杆电价曾经历多次下调，令电厂举步维艰。进入电力现货市场交易后，经营状况更是雪上加霜。不过，在完全竞争性电力市场中，用电高峰期和非高峰期之间的价格差异可能会使灵活的天然气发电获利。长久来看，气电进入现货市场交易价格是涨是跌难以一概而论。今年5月，广东现货价格最高冲到1.5元。“以往我们只看到气电成本高，没看到气电的独特技术优势在现货市场现出巨大的市场价值，广东5月份现货市场电价在相当一段时间价格高企，高成本的气电意外盈利。”张海成认为，类比海外电力市场，中国双碳目标下，气电的境遇具备有利条件：灵活可靠型电源的额外收益来自两方面，一是调峰电量的市场价值更高，二是可以额外获得调频等辅助服务收入。因为，现货市场下，随机性电源没有定价权，可靠型电源有定价权，灵活可靠型电源的市场价值会提高，间歇随机性电源的价值会降低。因此，电力市场深入，有利于作为灵活可靠型电源的气电。在低碳过渡期间，气电要争取在新型电力系统中获得有利地位，需要上下游互信共赢。一位资深气电的人说，天然气发电要争气，关键是天然气要争气。“上游油气生产供应企业要有战略定力，要有长期思维，就是要争取延长天然气低碳能源过渡时期，要在低碳过渡期争取更大的市场占有率，不能搞短期思维，对下游用户杀鸡取蛋，市场一紧张就拼命抬价，对下游用户吃干榨净。以近几年几次气荒为教训，天然气发电企业也要积极落实锁定天然气中长期供应合同（带价带量的合同），不能过度依赖现货采购市场。”有中石油集团人士曾对澎湃新闻透露，与两家大型发电央企讨论气电上下游合作的过程中，遭遇了现实问题。“发电企业的诉求是能不能给他们一个天然气的综合价格，便于投资过程中的成本核算。但国际天然气现货价格去年2美元多一点，今年6月之后涨到8.5美元，价格波动很大。若以国际现货价格和长贸价格供货，我们难以给出一个固定的综合价格。”该人士说，这导致整个产业上下游都很纠结。对于上下游关系，刘志坦的建议是实施天然气产业纵向一体化，比如上游与下游企业的相互参股来实现成本的合理控制。“这是基于我国目前气电产业链上下游市场机制不完善，为降低因上游资源供应不确定性和下游市场波动性带来的风险而采取的有效措施。天然气产业上中下游相关各方应加强合作，协同发展。”