淺談海南發(fā)展氣電條件

呂懿

摘 要：隨著近年來國際市場(chǎng)天然氣價(jià)格進(jìn)入下跌周期，氣電在價(jià)格上已具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力。該文介紹了國際天然氣市場(chǎng)情況、燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀、海南發(fā)展氣電的條件，并提出氣電替代抽蓄為核電調(diào)峰的電源協(xié)同發(fā)展方案。

關(guān)鍵詞：天然氣 發(fā)電 經(jīng)濟(jì)性 調(diào)峰

中圖分類號(hào)：F12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）10（c）-0023-02

為滿足海南的環(huán)保需要，海南后續(xù)電源建設(shè)需要提高清潔能源占比，核電和氣電將是未來海南電源的重要組成部分。由于大容量核電機(jī)組的建設(shè)會(huì)帶來系統(tǒng)調(diào)峰及安全穩(wěn)定問題，氣電具有污染物排放少、調(diào)峰能力強(qiáng)、單機(jī)規(guī)模小可分散布點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)，可以優(yōu)化系統(tǒng)潮流，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。氣電的主要缺點(diǎn)是電價(jià)高，但是隨著近年來國際市場(chǎng)天然氣價(jià)格進(jìn)入下跌周期，目前國際現(xiàn)貨市場(chǎng)液化天然氣（LNG）到岸價(jià)已下跌至1.5～2元/m3，隨著大用戶直供氣等相關(guān)政策逐步明朗，氣電已具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，可以考慮作為主力電源。因此，氣電和核電的協(xié)同發(fā)展就成為重要的研究?jī)?nèi)容。

1 國際天然氣市場(chǎng)情況

1.1 國際天然氣價(jià)格歷史走勢(shì)

國際天然氣價(jià)格指數(shù)主要有北美Henry Hub指數(shù)、歐洲NBP指數(shù)和亞太JCC指數(shù)。1998—2012年，國際天然氣價(jià)格呈整體上升趨勢(shì)，2013—2014年處于高位，2015年由于市場(chǎng)需求不足開始大幅下跌，2015年美國Henry Hub價(jià)格跌幅40%、英國NBP價(jià)格跌幅20%、日本LNG到岸價(jià)跌幅35%、日本LNG現(xiàn)貨價(jià)跌幅46%已跌至1.78元/m3。

1.2 國際天然氣價(jià)格預(yù)測(cè)

國際能源署近期發(fā)布的2016年度天然氣中期市場(chǎng)報(bào)告，由于全球天然氣市場(chǎng)供給過剩、需求增長(zhǎng)放緩、能源技術(shù)進(jìn)步等原因，造成了天然氣價(jià)格上行壓力大，天然氣出口面臨十分嚴(yán)峻的市場(chǎng)形勢(shì)。在未來一段時(shí)期內(nèi)，全球LNG市場(chǎng)將出現(xiàn)供給持續(xù)增長(zhǎng)與需求維持低迷并存的態(tài)勢(shì)，可能迫使LNG交易價(jià)格回歸“合理價(jià)位”。

2 燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)展現(xiàn)狀

目前天然氣電廠一般采用9F改進(jìn)型燃?xì)廨啓C(jī)，單機(jī)容量46萬kW，是近年來燃機(jī)廠家在9F燃機(jī)基礎(chǔ)上采用更先進(jìn)的G級(jí)、H級(jí)燃機(jī)成熟技術(shù)推出的改進(jìn)型機(jī)組，在出力、效率方面有明顯提升，同時(shí)單位容量的造價(jià)和占地面積更低，純凝工況全廠發(fā)電效率最高可達(dá)60%，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組僅燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件需要進(jìn)口，其他都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)，國產(chǎn)化率在90%以上。

3 海南發(fā)展氣電的條件

海南省天然氣市場(chǎng)供應(yīng)商主要有中海油氣電公司和中石油昆侖能源公司兩家。據(jù)了解，兩家公司未來都具備向天然氣電廠供氣的能力。

國際現(xiàn)貨市場(chǎng)液化天然氣（LNG）目前到岸價(jià)已下跌至2元/m3以內(nèi)，根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)形勢(shì)預(yù)測(cè)，天然氣價(jià)格水平將會(huì)較長(zhǎng)時(shí)間維持低位。按當(dāng)前國際LNG現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格，9F級(jí)燃?xì)鈾C(jī)組發(fā)電燃料成本低于0.32元/kWh（氣耗為0.182 kWh/m3）。在海南發(fā)展氣電已具備一定的經(jīng)濟(jì)性。

在海南建設(shè)天然氣電廠符合國家天然氣利用和環(huán)保政策，滿足海南省綠色發(fā)展和生態(tài)立省的要求。

4 海南氣電和核電協(xié)同發(fā)展方案比較

核電建設(shè)周期較長(zhǎng)，若各環(huán)節(jié)進(jìn)展順利，百萬核電可以在“十四五”初期投產(chǎn)。在投產(chǎn)初期，海南電網(wǎng)調(diào)峰及安全運(yùn)行壓力較大。兩臺(tái)核電都投產(chǎn)時(shí)調(diào)峰缺口接近百萬千瓦，需要核電參與電網(wǎng)調(diào)峰，投產(chǎn)初期若機(jī)組不參與日調(diào)峰按壓出力方式調(diào)峰，則百萬機(jī)組投產(chǎn)后“十四五”期間需壓出力25%～30%運(yùn)行，年發(fā)電小時(shí)數(shù)約5 500 h，估計(jì)其電價(jià)成本將會(huì)提升15%～20%。由于核電的集中投產(chǎn)，電力盈余較大，省內(nèi)煤電小時(shí)數(shù)將下降至3 400 h左右。安全穩(wěn)定方面，孤網(wǎng)方式下百萬核電發(fā)生N-1事故時(shí)系統(tǒng)失穩(wěn)；聯(lián)網(wǎng)方式下在聯(lián)網(wǎng)線路1回檢修時(shí)，若百萬核電機(jī)組發(fā)生N-1事故，剩余1回聯(lián)網(wǎng)線路過載。

鑒于此，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模及調(diào)峰能力提升至一定水平時(shí)（約1 100萬kW負(fù)荷時(shí)），投產(chǎn)百萬千瓦級(jí)核電比較適宜，此前電力缺口可由發(fā)展氣電滿足。

由于氣電布點(diǎn)靈活，可結(jié)合電力需求分散布局，電力就近消納，潮流分布合理，當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展到1 100萬kW左右時(shí)再投產(chǎn)百萬千瓦核電，無論孤網(wǎng)或者聯(lián)網(wǎng)方式，核電發(fā)生N-1事故系統(tǒng)均能保持穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)峰方面，由于先行投產(chǎn)氣電，系統(tǒng)調(diào)峰容量充足，核電投產(chǎn)后系統(tǒng)調(diào)峰滿足要求。在核電投產(chǎn)之前，氣電需承擔(dān)一部分基荷電量，平均發(fā)電小時(shí)數(shù)約在4 000 h左右，若按2元/m3氣價(jià)，氣電上網(wǎng)電價(jià)低于核電壓出力運(yùn)行電價(jià)水平。待百萬核電投產(chǎn)后，系統(tǒng)調(diào)峰容量充足，核電可維持基荷運(yùn)行。

5 推薦的電源發(fā)展方案

綜合以上分析，按百萬千瓦核電投產(chǎn)時(shí)序，核電投產(chǎn)初期，海南電力系統(tǒng)規(guī)模較小，電網(wǎng)安全運(yùn)行及調(diào)峰面臨較大壓力，核電需要適當(dāng)參與調(diào)峰或壓出力運(yùn)行以確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。氣電布點(diǎn)靈活，可結(jié)合電力需求分散布局，有效提升海南電網(wǎng)抗災(zāi)保障能力，可避免出現(xiàn)核電投產(chǎn)后壓出力運(yùn)行等問題，同時(shí)有利于優(yōu)化潮流、降低網(wǎng)損，促進(jìn)海南電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在百萬核電機(jī)組投產(chǎn)前，可以新增氣電滿足電力需求，在系統(tǒng)發(fā)展到約1 100萬kW負(fù)荷水平時(shí)，開始投產(chǎn)百萬千瓦核電機(jī)組，屆時(shí)，海南清潔能源裝機(jī)比重達(dá)到79%，其中，氣電占比最大，約37%；其次為核電，占比22%。

6 氣電布點(diǎn)分析

由于環(huán)保、廠址、資源等多方面因素的制約，海南的主力電源長(zhǎng)期集中在西部地區(qū)建設(shè)，需要大量外送滿足北部、東部、南部等地的用電需求。由于氣電清潔環(huán)保且選址相對(duì)靈活，可有效均衡各地區(qū)的電源布點(diǎn)，提高北部、東部、南部地區(qū)的電源支撐。結(jié)合目前電網(wǎng)潮流分布情況，可以在北部?jī)?yōu)先建設(shè)電項(xiàng)目，以減輕北部電網(wǎng)的供電壓力，隨著負(fù)荷進(jìn)一步增長(zhǎng)，逐步在東部、南部地區(qū)進(jìn)一步布點(diǎn)。

7 結(jié)語

目前國際現(xiàn)貨市場(chǎng)液化天然氣到岸價(jià)已大幅下跌，氣電在價(jià)格上已具備了一定的競(jìng)爭(zhēng)力，為充分發(fā)揮氣電單機(jī)容量小、調(diào)峰性能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在百萬核電機(jī)組投產(chǎn)前，可以新增氣電滿足電力需求，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)展到約1 100萬kW負(fù)荷水平時(shí)，開始投產(chǎn)百萬千瓦核電機(jī)組，以滿足系統(tǒng)電力供應(yīng)、調(diào)峰及系統(tǒng)安全穩(wěn)定等各方面要求。

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