戳破氣電的6大泡沫 天然氣中短期主戰(zhàn)場在非電領域
目前天然氣價格與電力體制之下,天然氣在國內電力領域的發(fā)展已受到嚴重制約。高的物理效率不等于好的經濟效率,貴的服務永遠會率先被擠出市場。
行業(yè)內外對天然氣發(fā)電有過一些樂觀的看法,仔細推敲,就會發(fā)現這些美好的寄托并不現實。
想象的美好一:天然氣是調峰電源的最佳選擇
現實的殘酷
調峰電源方面,更具經濟性的選擇較多。常規(guī)水電、抽水蓄能、靈活性改造的煤電都比氣電更具經濟性。
1、常規(guī)水電領域有正在棄水的700-1000億度常規(guī)水電,以及正在建設的5000萬千瓦優(yōu)先發(fā)展(2000億度)常規(guī)水電。他們的調節(jié)性能,成本都更低。只要電網建設欠賬盡快完成,也可以新增大量的供應,以及調峰能力。
2、抽蓄和儲能均可實現雙向調節(jié),靈活性不亞于氣電,美國非水儲能的單位裝機造價已開始低于氣電。中國抽水蓄能已被列為“十三五”時期重點發(fā)展的領域,抽蓄電站裝機新增約1700萬千瓦,而單循環(huán)調峰氣電新增規(guī)模僅為500萬千瓦。
3、“十三五”時期,常規(guī)煤電靈活性改造規(guī)模達到8600萬千瓦左右,是單循環(huán)調峰氣電新增規(guī)模的17倍。對純凝煤電機組增加蓄熱鍋爐進行靈活性改造的成本不高,靈活性煤電將對天然氣發(fā)電調峰構成威脅。與“過?!敝小把础敝拿弘姍C組,天然氣發(fā)電調峰缺乏經濟性是不言而喻的。
想象的美好二:參與電力輔助服務,氣電可消費更多氣量。
現實的殘酷
電力輔助服務無法為氣電提供更多的消費氣量。
在目前尚無電力現貨市場實時交易的情形下,氣電在電力輔助服務中也無法獲得好的經濟收益;在未來有實時交易的情形下,氣電獲得的訂單“撿漏”電量也不高,可以獲得較好的經濟收益,但消費氣量并不高。
電力輔助服務方面,氣電的優(yōu)越性在于應急,但其高成本決定,應急過后將回歸于“準備應急”的狀態(tài),無論在目前主流的電網統(tǒng)調或是未來競價選擇輔助服務中,參與的電源品種發(fā)電小時數并不高。
電網統(tǒng)調下,價格機制難以調動氣電的積極性;競價選擇模式下,可通過高價格確保包括氣電在內的各類電源經濟性,但對氣電小時數和用氣量難以有更大貢獻。
想象的美好三:天然氣將成為主體能源,有望角逐基荷電源
現實的殘酷
基荷電源方面,氣電嚴重缺乏價格競爭力。
同等熱值的天然氣與煤炭電廠價格比大致是4:1,即便氣電效率高于煤電,無論如何也攤薄不了3倍的燃料價差。
目前,大部分地區(qū)氣電的燃料氣價格比其他電源的LCOE平準化上網電價都高,而超低排放燃煤機組與大裝機氣電的排放水平相當——大型常規(guī)煤電超低排放改造所增加的度電成本僅為0.8-1.2分左右??梢钥吹剑涸诨呻娫瓷?,煤電仍具較大成本優(yōu)勢。
配電網試點改革后,獨立配網區(qū)內的煤電價格優(yōu)勢相對更為明顯。2017年全國煤電標桿上網電價不作調整,短期內也強化了煤電的價格競爭力。
市場機制下,高價電量的“消納”將會面臨競價交易的挑戰(zhàn),隨著競價交易電量規(guī)模和占比的增加,廉價電量將更受到市場青睞。
華北大型煤電與江蘇大型燃氣蒸汽聯(lián)合的成本比較
1華北、江蘇的大型煤電與氣電成本比較
華北地區(qū)的百萬千瓦煤電機組2015年和2016年平均發(fā)電小時數約4669小時和4580小時,LCOE電價0.28元,超低排放改造后按0.30元算。
華北地區(qū)(北京)的大型燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組2015年和2016年平均發(fā)電小時數約4414小時和4346小時,燃料氣按北京市非居民用氣價2.51元左右(北京燃氣集團供氣)計算,純發(fā)電的LCOE電價至少在0.76元左右。
江蘇大型燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)平均發(fā)電小時數約4500小時,燃料氣按2.16元/方左右計算, LCOE電價0.58元(9E機組)。
2天然氣降價后氣電的LCOE電價依舊缺乏競爭力
考慮到北京江蘇利用小時數接近,即便天然氣降價,以兩個價格節(jié)點可做比對:
一是假設天然氣降價0.5元,江蘇氣電的LCOE電價仍比華北超低排放大機組煤電高0.18元以上,這是一個相當大的差距;
二假設江蘇氣電燃料氣價格為目前的北京門站氣價2.0元/方,江蘇氣電的LCOE電價仍比華北超低排放大機組煤電高0.15元以上。這是一個相當大的差距。
PS.美國氣電的度電燃料成本僅為1美分左右,中國目前最便宜的也要0.30元左右(深圳大鵬LNG接收站的配套氣電廠)。
假設發(fā)電小時數相同,天然氣每降價0.5元完全傳遞可令LCOE電價降低0.1元,華北地區(qū)大型燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組與超低排放百萬千瓦煤電機組LCOE電價0.46元。
拋開天然氣標桿電價,在競價上網的情形下,天然氣就算降價到底氣電依然不便宜,單靠天然氣降價也不能彌補氣電的成本劣勢。
想象的美好四:氣電攜手可再生,互相補充
現實的殘酷
天然氣攜手可再生不是最優(yōu)經濟學選擇。目前價格成本下,“天然氣+可再生=貴的+貴的”,天然氣想嫁,可再生未必想娶。
盡管電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃提出”推廣應用分布式氣電,重點發(fā)展熱電冷多聯(lián)供”,但多能互補中長期發(fā)展目標,“十三五”時期仍處于示范階段,無法進入大規(guī)模發(fā)展,因此,不可能帶動氣電發(fā)展。
在大多數負荷情景下,“天然氣+可再生”并不是一個經濟的組合。
大裝機情景下,集中式風光現階段可以選擇與水電打捆結對等更經濟的組合方式(需要輸電通道能力的支持),未來可通過競價交易選擇相對經濟的電力輔助服務。
分布式情景下,盡管天然氣可協(xié)同本地可再生能源節(jié)省一定電力過網費,但問題在于:一方面,目前分布式能源的規(guī)模不大且條件要求比較苛刻,須電負荷與熱能等非電負荷的完美匹配,適用場景有局限;另一方面,本地可再生能源發(fā)電通常不能滿足本地需求的電負荷強度,一般微網的電力供需難以完全平衡,仍需網電支持。
分布式氣電的燃料氣通常比大裝機氣電更貴,電力市場化后能否保證分布式小微燃機的上網余電比網電更便宜?這是值得探討的問題。
綜上,中國天然氣終端價格還沒有低到可讓天然氣分布式能源敢于脫網的程度。
想象的美好五:熱電聯(lián)產機組前途一片光明
現實的殘酷
熱電聯(lián)產機組的未來取決于電力市場化的發(fā)展。
“十三五”時期的熱電聯(lián)產機組的規(guī)模將達到1.33億千瓦,大部分是現有煤電機組改造或等量替代,但熱電聯(lián)產機組參與電力輔助服務能力十分有限,且需優(yōu)先考慮用戶非電負荷情況。
在發(fā)電上網與電力輔助服務都從計劃走向競價交易的市場化進程中,熱電聯(lián)產在用戶側被 “鎖定”的情況下,很難放開手腳參與電網側的競價交易。
在全電量競價上網落實前,探索“按電源品種劃分電量配額+同品種電源競價交易”機制或“熱電聯(lián)產電量全額保障性收購”等機制,或可有利于解決天然氣熱電聯(lián)供電量的上網和消納。雖然這有違市場化方向,但當控煤治霾成為公共品時,這種非完全市場化的機制或許值得嘗試。
想象的美好六:十三五,氣電機會多多
現實的殘酷
“十三五”時期,面對復雜形勢與激烈競爭,氣電機會不大。
無論在目前主流的電網統(tǒng)購統(tǒng)銷或是正在逐步擴大比例的競價交易中,高成本氣電都不是被優(yōu)先選擇的品種。
成本速降的風光等可再生成為“十三五”時期電力裝機與電量增量的主力。而靈活性改造的煤電還要參與血拼。兩面夾擊和電力市場化都將抑制氣電快速增長。
盡管煤電仍存在偷排超排現象,但這不能抹殺煤電在技術經濟上可以做到超低排放的事實和煤電為節(jié)能減排做出的努力??傮w上看,煤炭在發(fā)電領域的應用比其他領域更清潔高效。
“十三五”時期,國家已嚴控新增煤電,但讓已建成煤電曬太陽也不是理智的選擇,除了加強環(huán)境監(jiān)管外,應充分利用已有的發(fā)電能力,通過超低排放改造、靈活性改造、等量替代等措施讓煤電更清潔,同時保持其經濟性。
人艱不拆,天然氣已如此艱難,為何要拆穿?
只要清醒地面對現實,才能使國內天然氣行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,而不是一時沖動,也才能使決策層認識到天然氣發(fā)電的困境,從體制上進行改變,真正推動氣電發(fā)展。
有人就會說:這不對,美國的氣電就發(fā)展得很好,怎么能說國內氣電就是泡沫?
問題的根本在于:國外天然氣消費,尤其是氣電比例高,是特定條件下結果。以美國為例,人家的天然氣過剩又便宜。
講美國天然氣,就不得不說頁巖氣革命。美國頁巖革命具有縝密的邏輯關系,是在特定條件下才產生的。
天然氣所以便宜,是因為其路徑為:市場體制給力→技術進步創(chuàng)新→產業(yè)效率提升→“產能過?!笔聦崱鷥r格競爭力強→擠掉煤炭核電→促進能源獨立+低碳綠色紅利。
國外天然氣消費尤其是氣電比例高是天然氣綜合競爭力強的結果,突出表現為氣價便宜——氣電度電燃料氣成本僅1美分多。
開放的天然氣與電力市場化體制和有高效的經濟與環(huán)境監(jiān)管提供保障,同時電氣化水平高也是一個基本背景。
高效的政府治理是市場體制發(fā)揮作用的必要條件,重點是對環(huán)境的監(jiān)管(社會新監(jiān)管)和對壟斷的監(jiān)管(經濟性監(jiān)管)。
美國天然氣便宜不是空穴來風,須在邏輯鏈條上前面各環(huán)節(jié)搭好梯子,天然氣才有足量廉價的強綜合競爭力。
環(huán)境監(jiān)管對清潔能源上位至關重要。美國用煤成本高是因為要付出高昂的環(huán)境成本,相對提高了天然氣的綜合競爭力。中國尚不能完全做到有效監(jiān)管,一些燃煤電廠的超標排放屢禁不止,燃煤鍋爐和散煤直燃的排放更是難于監(jiān)管。
可以看到,天然氣想上位,監(jiān)管是充分條件,價格是必要條件。
而在中國,監(jiān)管還待加強,價格也需要繼續(xù)創(chuàng)造條件。氣電很美麗,現實很殘酷,但提高天然氣的綜合競爭能力,依然有重要的意義——除了發(fā)電,天然氣在非電領域也大有作為,而后者才是天然氣中長期的主戰(zhàn)場。
氣電指望不上,天然氣行業(yè)也無需垂頭喪氣。事實上,在中國市場,非電領域才是天然氣中短期的主戰(zhàn)場,其目標是散煤替代和工業(yè)燃料,甚至成本價格控制好,清潔供熱方面也將大有作為。
十三五期間,天然氣非電領域的應用重點是散煤替代、清潔采暖和工業(yè)燃料,包括天然氣熱電聯(lián)供。
盡管價格較高,但除了清潔煤以外,天然氣仍是替代散煤較具經濟性的選擇之一,在散煤治理與清潔替代中大有可為。散煤替代與城市供熱需要考慮業(yè)主財務和供熱價格的可持續(xù)性,天然氣價格將是重要的砝碼,更有競爭力的價格將有利于替代散煤與清潔供熱。
散煤治理與清潔替代的潛力
“十二五”時期,中國煤炭占終端能源消費比總高達30%以上,呈現終端耗煤與排放雙高的局面,清潔替代任務艱巨。其中,散煤是空氣污染物的重要排放源,對PM2.5的貢獻率較高。
散煤比電煤的排放污染更重、更難于治理,散煤治理與清潔替代是能源消費轉型與控煤治霾的重點領域。中國之前對散煤統(tǒng)計分析嚴重不足,一是消費規(guī)模,二是污染程度。由于沒有后處理和在線監(jiān)控,公眾對散煤直燃排放的了解并不深刻。
一是散煤規(guī)模方面,中國散煤利用規(guī)模大致6-7億噸,排放因子大致相當于超低排放煤電的5-10倍,都取低限計算,散煤燃燒的排放規(guī)模相當于超低排放煤電耗煤30億噸(折合2015年電煤規(guī)模的1.6倍)以上的排放規(guī)模。
二是污染排放貢獻率方面,除電煤和大工業(yè)用煤外,仍有很多中小型工業(yè)燃煤排放未加后處理裝置,主要是中小蒸噸的燃煤鍋爐,散煤更是直燃排放。有研究表明北方尤其是二三線城市散煤燃燒的污染不容小視,冬季的集中排放更是導致大氣污染和霧霾的重要誘因。初步估算,其對城市大氣污染貢獻率高達45%-65%。
三是燃煤工業(yè)鍋爐清潔燃料替代方面,工業(yè)煤改氣仍然是治理空氣污染和能源轉型的工作重點,加強環(huán)境監(jiān)管將有利于倒逼企業(yè)進行燃煤清潔改造。盡管已取得一定成效,但到十四五中期前,工業(yè)煤改氣仍較大潛力,主要工作將集中在“十三五”時期。
散煤治理與清潔替代,尤其是北方冬季采暖領域,“集中氣”替代“分散煤”是路徑之一,LNG點供等更具經濟性的新興商業(yè)模式也在不斷涌現。對于城鄉(xiāng)結合部和有條件的農村等低密度地區(qū),LNG點供比管道氣替代散煤更具經濟性,LNG點供是特定條件下替代散煤的清潔且經濟的選擇。
LNG點供的優(yōu)勢在于,可以對散煤進行相對集中的清潔替代,氣化站等基礎設施投建比建設燃氣管網更靈活更便宜,氣價較低、氣源有保障,北京等地試點反映較好。
雖然在可再生能源集中且外送困難的地區(qū),電采暖具有經濟性,但在京津冀尤其是河北中南部、河南北部、山東中西部高煤耗重霧霾地區(qū),除地熱外的可再生能源供熱優(yōu)勢并不明顯,這些地區(qū)的城市高密度區(qū)天然氣供熱仍具潛力。
難以復制的北京模式
不過,城市熱電聯(lián)供煤改氣,并不能拿北京做標桿。北京供熱主要用于居民冬季采暖,四大燃煤熱電廠改燃氣有特殊背景。
一是地點,控煤治霾的政治壓力和國有企業(yè)的社會責任等匯聚于北京這個獨一無二地區(qū)。
二是城市燃煤(熱)電廠改為燃氣(熱)電廠,北京市政府提供財政支持等利益補償(有專家評論為激勵過度),電網也為業(yè)主的非京電廠提供了發(fā)電小數和上網電網上的優(yōu)先安排,“北京模式”的這些補償措施換個時間地點業(yè)主是否復制?
三是北京天然氣集中供熱30元/平米/4個月采暖季的集中供熱價格不算低,換邢臺邯鄲這類城市行不行?若需補貼,地方政府會不會有心無力?
四是北方(尤其是京津冀地區(qū))大范圍高密集地冬季高用氣(供采暖熱負荷),管網儲運能否支撐?是否會影響其他工業(yè)用氣?
綜上,北京模式不能簡單復制,想復制的城市需要有至少跟北京相近似的條件,包括:地方政府財政支持力度(其中城市地價等)、本地熱負荷需求強度(其中冬季采暖期長短、集中供熱普及率等)、居民采暖政府定價、電量上網情況及發(fā)電權交易情況,供熱企業(yè)性質等。
過分依賴財政補貼的政策激勵在初期可以拉動煤改氣較快開展,但并不可持續(xù),尤其是不適用于那些煤改氣規(guī)模較大且財政有限的北方二三線城市。
北方清潔供熱,因地制宜選擇經濟且市場化的方式才是現實可持續(xù)的。城市熱電聯(lián)供煤改氣,大城市可有條件借鑒“北京模式”,但不能拿北京做標桿。有條件的地區(qū)可以花錢“吃細糧”,沒有條件的地區(qū)只能“粗糧精做”。
說到底,城市天然氣熱電聯(lián)供,業(yè)主財務可持續(xù)至關重要。
天然氣管網改革與價格改革的紅利被城燃“截胡”是不爭的事實,門站氣價下降并沒有很好地傳遞到終端。天然氣價格市場化正逐步展開,城市供熱體制改革依然滯后,城市供熱企業(yè)或將還要面臨“市場氣、計劃熱”的尷尬。
如果考慮到城市供熱的熱計量推廣和部分城市供熱強度沒那么大的這兩種情景,燃氣熱電聯(lián)供的小時數和耗氣量恐受到影響,這樣影響勢必會傳遞到供熱成本上。在非集中供熱期的大多數情況下,天然氣熱電聯(lián)供機組或只能作為氣電機組應用,在電網統(tǒng)購統(tǒng)銷舊模式或競價交易新模式下都不是優(yōu)先選項。
多種因素并存影響業(yè)主和投資主體對未來政策預期的不確定性,城市供熱煤改氣的投資意愿已經受到影響。所以,近城市燃煤電廠改為燃氣聯(lián)供,是要考慮業(yè)主是否可做到財務可持續(xù),燃料氣價是關鍵。
提升天然氣綜合競爭能力
中國天然氣需要提效降本,提升綜合競爭力來回擊偏見。天然氣發(fā)展受制于系統(tǒng)性問題,主要表現為直接的貴和相對的缺。天然氣向“主體能源”方向發(fā)展的袖子是擼了,加油口號也喊出來了,但降價提升競爭力還是要考實干才能創(chuàng)造出來的。
努爾局長在全國能源工作會議上也認為2020年難度最大的目標就是天然氣消費比重上雙,主要基于對天然氣綜合競爭力和系統(tǒng)性問題的考慮。
價格之外,天然氣的綜合競爭力還包括:供應充足,即國產氣開發(fā)和進口安全合理搭配;儲運給力,即儲氣調節(jié)與輸配氣能力冗余;應用高效,即終端利用物理高效和有效控制排放等。
盡管天然氣是能源清潔化低碳化轉型中的主力,但須認識到不同能源品種的優(yōu)勢領域。
發(fā)展天然氣只是控煤治霾的途徑之一,且重點不在發(fā)電而在非電領域,尤其是替代散煤與清潔供熱,天然氣的競爭者還有電能、地熱、儲熱等其他能源形式,甚至清潔煤也參與其中。
控煤治霾同時也是能源轉型的限時賽跑,成本降得快、降得低的將成為市場王者,而不是天然氣的獨角戲。電力體制改革尤其是市場化改革進展較快,可再生能源降成本速度遠快于化石能源,商業(yè)模式也百花齊放。
因此,天然氣想上位,光擼袖子喊加油遠遠不行,除了因地制宜挖掘自己的優(yōu)勢和定位,還要踏踏實實提效降本,拿出可靠的競爭力來回擊偏見。價格才是硬實力。
“十三五”時期氣電無法成為天然氣的救世主,天然氣應回歸中短期的非電領域主戰(zhàn)場,油氣體制改革將為天然氣發(fā)展創(chuàng)造條件。
以中速發(fā)展情景,假設“十三五”末天然氣消費總量3008億立方米,發(fā)電與集中供熱用氣達722億立方米,與“十二五”相比增加用氣370億立方米;發(fā)電與集中供熱用氣量相當于工業(yè)、居民、商業(yè)和公共服務(不含交通)用氣量的四成左右,用氣增量相當于六成左右。
“十三五”時期,散煤替代(含清潔采暖)和工業(yè)燃料將是天然氣的主戰(zhàn)場。目前情況看,氣電不可能成為帶動天然氣發(fā)展的龍頭,盡管燃機技術與裝備制造的國產化將很大程度上促進氣電成本更低,但氣電大發(fā)展尚需電力市場化支持,更須要天然氣足夠便宜。
另外,控煤治霾和能源轉型,需要國家層面一攬子的具有協(xié)調性的配套制度。
除了油氣電力領域的政策外,更重要的是要制定跨能源環(huán)境的成本分擔機制,同時需要加快制定完善非合規(guī)燃煤的淘汰機制、清潔能源扶持發(fā)展機制、綠色金融支持機制、環(huán)境保護督察機制等,并加強環(huán)境監(jiān)管執(zhí)行力度。
中國對耗能機具(燃煤電廠、燃煤鍋爐等)的環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)管亟待加強,應讓污染者承擔相應成本并接受高額處罰,才能避免劣幣逐良幣及逆替代現象的發(fā)生,才能為清潔能源上位提供外部條件,強監(jiān)管可提升天然氣的競爭力。
期待油氣體制改革盡快出臺并順利推進,關鍵要看省網和城燃的協(xié)同性改革。油氣體制改革及配套并行改革提供好的體制機制保障,天然氣發(fā)展才有美國頁巖革命那樣的邏輯起點,天然氣又多又便宜的時代才會到來。