关于中国发展天然气电厂的探讨

朱成章

　　这几年，中国天然气有了较大的发展，西气东输和进口液化天然气，使得天然气的供应情况有了好转。如何利用好天然气，出现两种意见：一种意见认为按照世界各国的发展趋势，天然气应当主要用于大型纯发电厂，电用气份额要占天然气总供应量的８０％左右；另一种意见是，中国的天然气属于稀缺资源，主要应以居民生活和部分工业用户，尽量不要用于大型纯发电厂。我主张后一种意见，２００３年我就发表了这种看法。

    为什么中国天然气不应当用于大型纯发电

　　为什么发达国家大量利用天然气搞大型纯发电，即所谓燃气蒸汽联合循环发电？这同发达国家大量搞燃油发电一样，他们认为石油、天然气很丰富而且很便宜，要大量消耗石油、天然气，唯有发电一条路。但中国与发达国家有很大差异。我认为天然气不应当用于大型纯发电的理由是：
　　１．天然气在中国是一种希缺资源中国的能源供应和能源消费以煤炭为主，石油和天然气都属于稀缺资源，天然气比石油更稀缺。中国从２０世纪７０年代就明确不允许用稀缺的石油发电，中国也应当明确不允许更稀缺的天然气用于发电。
　　从历史统计中可以看到，１９５２年一次能源消费量中原油占３．３７％，天然气只占０．０２％；到改革开放前夕的１９７８年，一次能源消费量中原油占２２．７３％，天然气只占３．２％，虽然比１９５２年提高一百多倍，但天然气还是稀缺资源。改革开放以来，虽然大量进口石油，也适当进口了天然气，石油、天然气的消费量有了很大提高，但是一次能源总量提高得更快。２００６年，一次能源消费量中石油、天然气的消费构成比１９７８年不增反降，石油比重下降到２０．８％，天然气比重下降到２．８％。天然气的消费量虽然比１９５２年有很大增长，但是在中国能源总消费量中的比重是很小的，仍然属于稀缺资源。
　　从未来２０年的预测中同样可以看到，根据国家发改委能源研究所的能源需求预测，２０１０年天然气需求占能源总需求的３．７％～７％（指能源需求预测的高、中、低方案数字，下均同），２０２０年将占５％～１０．７％。中国的能源消费仍然以煤炭为主，石油所占的比重比天然气高１～５倍，天然气的比重虽然有所提高，但还是稀缺的能源资源。《能源发展“十一五”规划》中明确，我国２０１０年一次能源消费总量控制目标为２７亿吨标准煤左右，天然气消费占５．３％，石油消费占２０．５％，天然气消费只为石油的五分之一左右，天然气还是属于稀缺的能源资源。
　　２．天然气应当为中国的节能减排服务中国是世界上最早发现并利用煤炭、石油和天然气的国家之一，但中国至今未能完成世界能源结构的两次大转变。１８世纪６０年代，世界能源结构发生第一次大转变，从薪柴转向煤炭。我国农村至今还没有完成这个转变，全国农村居民绝大多数还是依赖传统生物质能做饭采暖，每年消耗的生物质能接近３亿吨标准煤。从２０世纪２０年代开始，世纪能源结构发生第二次大转变，从煤炭转向石油和天然气。第二次世界大战后，几乎所有发达国家都转向石油，但是中国至今也未能完成这个转变，还是以煤炭为主。
　　发达国家经过两次次能源大转变之后，城市和农村居民都已使用干净能源，新增天然气可以完全用于发电；而中国由于两次能源大转变没有完成，天然气要承担能源转变和节能减排，所以天然气不能用于纯发电。
　　据预测，中国到２０１０年将消耗动力煤１６．２６亿吨，到２０２０年将消耗动力煤２４．４亿吨。这个预测是前几年做的，预测数字明显偏低，但从中可以看到仅仅民用和锅炉、窑炉用煤在５～６亿吨以上。如果用天然气进行替代，就可以大大提高能源效率和改善环境污染。天然气用于替代城市的散烧用煤，比替代发电的节能减排效果会好得多。按照“十一五”能源规划，到２０１０年全国天然气消费量为１．４３亿吨标准煤，约为１１００亿立方米，合２亿吨原煤，只占当年居民生活和锅炉、窑炉煤炭消费量的３５％；即使２０２０年全国天然气消费量达到２０００亿立方米，也是相当于２．６６亿吨标准煤，３．７２亿吨原煤，占当年居民生活和锅炉、窑炉煤炭消费量的５８．２％。由此可以得出结论，中国天然气的消费量虽然增长很快，但是仍然属于稀缺能源资源，不具备将燃气用于大型纯发电厂的条件。
　　３．中国天然气市场发展的实践是以民用和商用为主的模式从国外天然气发展的早期经历看，发展的方式基本有两种：一种是以民用和商用为主的模式，即在原有基础上渐进的发展道路。北美及欧洲发达国家属于此类，因为：这些国家煤气使用普遍，代替煤气是天然气发展民用和商业使用的便捷之路；民用和商业需要大量投资建设配气管网等基础设施，用气成本较高，经济发达国家政府有能力将它作为市政建设项目由政府投资，而居民生活水平较高，也有承受较高气价的能力；经济发达国家环保意识强，居民对环境与健康要求较高，对清洁燃料有较大的需求。例如英国就是以民用为切入点，通过替换人工煤气逐步发展起来的，天然气消费量也是逐步增加的。
　　另一种是以发展大型工业用户为主的跳越式发展道路，即主要以发电为主的模式，每一个天然气发电项目的建成就出现一次天然气用量的大提升，这是由于以下三个原因：在发展中国家，天然气是作为促进本国经济发展的宝贵资源，因此用于经济效益显著的发电项目；民用和商用的前期投资巨大，资金来源不一，用气成本较高，居民承受能力有限；环保意识较薄弱，环保标准较低，在大量民用和商业用户中用天然气代替廉价的煤炭不易被接受。
　　我国虽然属于发展中国家，但由于所处的时代不同，中国政府高度重视节能减排，特别重视城市的节能减排，为此需要把城市里的分散燃煤和燃用煤气的民用户和商业用户用燃气替换，政府和民众的环保意识强，天然气在居民和商用的发展速度很快。中国的“西气东输”工程，东海天然气登陆，当时曾担心天然气用户不足，安排了一批燃天然气的大型纯发电厂，由于天然气尚不能满足居民和商业用户需要，造成几百万千瓦发电厂建成后不能发电，造成巨大的损失，这个问题至今还没有完全解决好。这就是说：实践证明，中国天然气市场应当采取以民用和商用为主的模式。
　　４．天然气贸易合同的变化趋势有利于保证民用和商用过去总认为天然气贸易的主要合同形式是长期的照付不议合同，很难适应民用和商用需要，只有发展像发电厂这样能大量消耗天然气的用户才能适应。近年来，在各国天燃气工业解除管制、引入竞争和国际天然气贸易快速发展的背景下，天然气贸易的形式也随着市场因素的变化而演变。新型ＬＮＧ（液化天然气）合同的主要特点是：第一，合同期限缩短。长期合同由２０年以上缩短到１５年以下，还有中期合同５～８年，短期合同３～５年，还出现燃气现货市场，形成了受美国纽约商品交易所或英国国际石油交易所调节的市场，并出现了标准合同（如期货与期权）。第二，气量很灵活。可以是每年３０万吨、５０万吨、７５万吨；不像过去每年３００万吨、４００万吨，气量过大、短时间靠民用、商用难以消化，必须依靠大型纯发电厂消化。第三，开放的市场定价机制。价格方面从原来与原油挂钩逐渐转变为与当地的主要竞争能源（如煤炭等）挂钩，欧美市场已形成开放的市场定价机制。第四，ＦＯＢ合同增加。买方可以控制船运并根据需求调整气量，例如日本ＴＥＰＣＯ就得益于ＦＯＢ合同，并用自己的ＬＮＧ船运输。第五，照付不议减少。照付不议由过去的９０％减少到７０％。第六，让与条款。在某些情况下，“让与”条款（允许将多余的天然气在现货市场上转售给第三方），也就是允许买方将ＬＮＧ转售给第三方，以取代“照付不议”条款。第七，天然气运输。天然气运输由专门管理者负责（不负责销售），运输率受到专门机构的监管。第八，管网的第三方准入。市场主体可以在不同的管网拥有者的交汇处进行交易，在负荷中心、输气管道交汇和有储气设施的地点，有可能建立起天然气交易市场，主要功能是短期平衡。
　　由于天然气国际贸易合同的这种变化，根据国内“西气东输”工程的实践，证明中国的天然气市场没有大型纯发电厂的配合，可以顺利的发展。
　　５．电力工业应当尽量不用石油和天然气发电中国的能源资源条件，电力工业自身的特点，天然气发展所面临的问题跟发达国家、大多数发展中国家不同。中国是世界极少数以煤为主的国家，电力只能把稀缺的石油、天然气让给其他国民经济部门和居民使用，中国电力应当承担起将煤炭转化成电力来使用，因为电力是最能够干净地利用煤炭的行业。
　　国际能源分析家、《沙漠黄昏》的作者西蒙斯指出：石油是一种不可再生的自然资源，石油资源是有限的，人们认为石油、天然气枯竭后可以用新的能源所替代，这是一个误区，因为风能、核能、太阳能可以转换成电力，但是电力不能完全替代石油和天然气，至少目前不可能替代交通的燃料，不可替代生产化工产品的原料。所以我们应当尽量不用石油、天然气发电，而应当用其他能源去发电。
　　除了上面说的这些问题之外，中国天然气发电还存在四大制约因素：一是发电用的天然气不能保证供应，建成的天然气电厂不能发电，每年遭受巨大的经济损失；二是按照目前的天然气价格，天然气发电缺乏竞争力。目前中国规划建设的燃气电厂所面临的市场环境各有差异，但关于燃气电厂经济性分析的结论是一致的，即燃气电厂的上网电价高于同地区的脱硫燃煤电厂的上网电价。三是天然气发电面临履行购气照付不议合同的义务和参与电力市场竞争的双重压力。燃气电厂位于天然气工业下游，必须按国际惯例与供气方签订长期照付不议购售气合同，在西气东输以及广东和福建ＬＮＧ项目中都签订了合同；燃气电厂又位于电力系统的上游，按照中国电力工业改革的趋向，必须参与电力市场竞争，于是燃气电厂处于上下游夹攻的两难境地。四是天然气供气方式对燃气电厂运行方式存在制约。燃气电厂的优势在于运行灵活、启停迅速，适宜于担负电力系统的调峰、调频、事故备用等变动负荷，这就要求供应适应于调峰要求的灵活气源，但供气方无法满足这种要求。

    重视合理的能源替代，充分发挥天然气的作用

　　中国目前正处于能源替代时期，节能减排要求将中国所缺的两次能源大转变的课补回来。实际上，中国要转变农村长期利用生物质能的炊事和采暖、转变城市居民和商业散烧煤炭的问题，即要用干净能源替代薪柴和煤炭。
　　中国的干净能源是电力、热力和燃气。用电力、热力和燃气去替代薪柴和散烧的煤炭，这是中国当前能源替代的主旋律。
　　电力输送、分配和使用方便，能够准确地定时、定点、定量地控制和使用，而且在使用中不造成或很少造成对环境的污染，在使用先进技术的条件下可以提高终端用户的能源效率，以及能将一些不能直接和方便利用的一次能源加以利用，从而拓宽能源利用的领域。随着技术的进步，各种一次能源转换成电力的比重会越来越大。我国２０世纪最后２０年里，电力消费弹性系数达到０．８，而能源消费弹性系数仅０．４；这几年电力消费弹性系数大大高于能源消费弹性系数就是电力替代其他能源形式的表现。但是一次能源要转换成电力要付出巨大的代价，还会造成相当高的能源转换损失，因此电力不能作低级的替代，如电力不能替代天然气去烧开水、烧热水。我国以煤为主的一次能源结构，决定了我国以火电为主的电力构成。用尽可能多的煤来发电，用油气去替代那些未能用于发电而分散使用、严重污染环境的煤，这不仅是能源安全和保护环境的迫切需要，也说明电力工业在实现我国一次能源之间的替代上起着关键性的作用。
　　燃气包括天然气、煤层气、液化石油气、煤气，还有沼气等。在有天然气的地方要用好天然气，在没有天然气的地方可以利用液化石油气、煤层气和煤气，在农村可以利用生物质能就地生产沼气。燃气要和电力、热力配合在能源替换中起到显著的作用。
　　目前的问题是电力供应缓和之后，电力企业为了促销电力，实施以能源替代为重点、积极抢占终端能源消费市场的营销战略，加快以电代煤、以电代油、以电代气等能源替代步伐。
　　他们说：“于环保而言，电能是一种清洁的能源，煤、油改电减少了对环境的污染。”确实，终端用户使用电力代煤、代油可以减少污染，但是中国的电力主要靠燃煤发电，同样存在污染问题，至少要排放二氧化碳等温室气体。
　　他们说：“于国家资源角度考虑，电能替代其他能源最大限度地减少对油、煤等不可再生资源的消耗，有利于油矿、煤矿的合理开发。”同样道理，中国的电力主要靠燃煤发电，有的地方还在发展燃天然气电厂，用电代煤、代油、代气有可能减少油、气消耗，但是否能节省天然气还要看看所替代的是什么用气，如果用电去替代烧水、做饭，恐怕要多消耗矿物能源。
　　他们说：“从能源市场价格综合考虑，用电是最划算的能源消耗方式，目前宽松的电价政策有利于普通消费者多用电，而不必有以前承担高电价的担心。”自从最近几年石油、天然气和煤炭大涨价之后，石油、天然气的价格按热量计算高于电价，再加上电价结构的扭曲，使得居民生活用电价格偏低，这就是“用电最划算的能源消费方式”的原因。但是，这种“最划算”显然是不合理的，不符合市场经济规律。
　　他们说：“从人性化层面看，能源替代减轻了工人的劳动强度，在解放生产力的同时，现场工作环境也更加整洁。”在这方面，仅从使用电力的终端用户看，确实减轻了劳动强度，改善了工作环境；但电力是由一次能源转化而来的，用电力替代一次能源，增加了一次能源转换为电力的环节，在供应侧要多花投资成本和劳动力，还会污染环境。算总账，只要得大于失还是可以替换的，或者社会具有高成本的承受条件也是可以替换的，但不管怎么说电力不可能替代所有的煤炭、石油、天然气。

    结论

　　经过以上分析，对于天然气的利用可以得出以下结论：
　　１．中国的天然气应当为节能减排服务，应该优先考虑应用于居民生活、商业、餐饮、交通等领域，也可考虑利用效率高的工业用气。
　　２．适当地发展分布式能源系统。由于天然气是一种高效清洁的气体能源，没有二氧化硫和粉尘、灰渣污染，适于分散利用，只要技术经济分析合理，应该在适当的地区发展燃气分布式能源系统。
　　３．分布式燃气热电冷联产系统的合理定位应该是城市能源系统的一种必要的、有益的补充。在热负荷占主导地位的区域搞分布式天然气热电联产系统的节能效果是非常理想的，基本上可以保证节能性，而且可以在一定程度上缓解夏季电力高峰负荷。
　　４．要重视能源替代的合理性。目前由于石油、天然气价格高，而电价相对较低，这种价格机制不能正确引导各种能源的替代。为了防止不合理的替代，在进行能源替代评估时，要进行节能、环保和经济等全面评价。为了使能源替代有利于节能减排，最好能尽快理顺能源价格和能源比价。在价格理顺前，政府可对节能量大而经济上不合理的项目给以一定的扶助和补贴。
　　５．用天然气代油发电具有经济效益和环境效益，但新建大型燃气纯发电厂要慎重。　（作者系原能源部政策法规司副司长）