天然气发电行业五大优势分析 二氧化硫零排放,环境保护贡献突出

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20 江望月 • 2018-11-14 18:21:13  来源:前瞻产业研究院 E1481G0

目前,天然气发电已作为一项新兴技术产业得到迅速发展,并且在多个领域得到推广应用,同时也带动了燃气轮机和燃气发动机等燃气动力设备及其所需润滑油的发展。天然气发电受到越来越多青睐,根本原因在于其自身存在的优势。

首先,环境保护性能好

从500MW的燃煤电厂与天然气的燃机电厂的污染物排放量的比较可以看出,天然气中主要成分是CH4,作为一种优质清洁能源用于发电,烟气中CO2的排放量也会大大减少,气二氧化碳排放量约为燃煤电厂的42%。由于天然气中不含硫,因此SO2的排放量基本为0。这对于燃煤机组来说,即使加装了造价昂贵的烟气脱硫装置,仍然是望尘莫及。对污染物NOx排放方面,由于新型燃气轮机采用干式低NOx燃烧技术,氮氧化物排放量则不到燃煤电厂的20%,可明显减轻日益严重的环保压力。

图表1:500MW燃煤电厂与天然气电厂污染物排放量比较

其次,有利于优化和调整能源结构

目前我国发电主要依赖于煤炭、水力资源,2017年发电装机容量占比超过80%;燃机比重很低,尚处于起步阶段,而风能、太阳能等新能源的应用尚无大规模实现的条件。因此《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》指出,到2020年,天然气在一次能源消费中的比重提高到10%以上,城镇居民基本用上天然气,可见我国调整能源结构的决心之大。

图表2:2017年全国全口径发电装机容量结构分析(单位:%)

在我国,特别是东南沿海地区适时引进天然气发电,有利于优化和调整能源结构,逐步实现发电能源多元化。预计到2020 年,我国天然气电站装机容量将达到72000兆瓦。

图表3:2000-2020年天然气电站装机容量预测(单位:兆瓦)

第三,有利于电网安全经济运行

天然气电厂,机组启停快,负荷适应性强,运行灵活。燃机联合循环电厂既可带基本负荷,也可以两班制运行,作为电网调峰机组,有助于改善电网的安全性。从以下几种电厂启动性能比较,明显看出燃机电厂的突出优点。

图表4:电厂启动性能比较

随着我国产业结构的调整及城乡居民生活用电比重的上升,许多电网的用电结构发生明显的变化,平均日负荷率不断下降,燃气电站以其运行灵活,可行率高,机组启动快,25min可带满负荷,且宜于在负荷中心附近建厂等特点,成为提高电网运行质量的有力手段之一。

第四,缓解厂址资源日趋匮乏的矛盾

东南沿海地区尤其是华东地区的上海、江苏南部地区燃煤电厂选址工作愈发困难;北方地区受环保和水资源等的制约,电站选址工作也越来越困难。燃气电站对厂址外部条件的要求相对比较宽松,占地面积仅为一般电厂的一半,用水量仅为1/3不到,环保贡献量等方面均比燃煤电站小得多,这就为这些地区尤其是负荷中心地区增加厂址资源和改善电力布局提供了有利的条件。

第五,造价低、工期短

燃机联合循环电厂占地少,用水少,初期投资少。燃机联合循环电厂采用天然气作为燃料,建厂时不必考虑庞大的灰场和煤场的建设用地。也不需要配置输煤、制粉、除灰设备。因此燃机联合循环电厂建设用地,一般仅为同等容量燃煤电厂的一半左右。这为靠近负荷中心的城市周边地区建厂提供了更多的机会,也节省了初期投资费用。另外,燃机联合循环电厂的用水量一般仅为同等容量燃煤电厂的33%左右,大大降低了水资源的消耗,尤其在我国,大部分地区普遍缺水,这一优点意义十分重要。另外也减少了相应地水工设施,减少了投资。

工程造价一般为燃煤电厂的1/3,工期仅需15-20个月。利用天然气发电对于环境保护具有突出的贡献,其主要表现在以下几个方面:占地面积小,一般可谓燃煤电厂的10%-30%;耗水量小,一般仅为燃煤电厂的1/3;不需要为环保而追加新的投资。按照国际标准,大型联合循环电厂的工程总包交钥匙的单位千瓦造价为300-500美元,结合国内北京、江苏、广西等燃气电站投资估算情况,天然气电站的单位动态投资4300元/kW左右。

以上数据分析均来自前瞻产业研究院发布的《2018-2023年中国天然气发电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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