上海天然氣發電調查之一：天然氣發電保障上海電網安全

2017-11-14 16:05:04 中國電力報　點擊量：評論 (0)

編者按：黨的十九大報告強調推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。在我國清潔低碳的能源結構調整方向中，天然氣發電是重要的一步棋。　　上海是我國天然氣發電占比較高的地區。現有

編者按：黨的十九大報告強調推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。在我國清潔低碳的能源結構調整方向中，天然氣發電是重要的一步棋。

　　上海是我國天然氣發電占比較高的地區。現有發電裝機2200萬千瓦，其中燃氣機組590萬千瓦，燃氣機組在全市發電裝機中的比重已超過26%。到2020年，上海市煤炭占一次能源消費比重將從2015年的36%下降到33%左右，天然氣消費量將增加到100億立方米左右，占一次能源消費比重達到12%。透過上海看我國天然氣發電的現狀和未來，對于“十三五”能源發展具有借鑒意義。

　　“年發電小時數只要不超500小時，我們就可以實現微利。”上海羅涇燃機發電廠廠長兼黨委書記瞿浩說。發電小時數增高而利潤下降的反常現象出現，折射出目前天然氣發電的尷尬現實——上網電價不及發電成本。

　　以環保為導向的上海市非常重視天然氣發電。為彌補高成本帶來的競爭力不足，上海市自2012年開始實施兩部制電價，相當于給所有燃機一個保底補貼，使燃機電廠得以生存和發展。

　　“十三五”加大天然氣替代力度

　　3月15日，上海市政府印發《上海市能源發展“十三五”規劃》的通知明確“實現全社會煤炭消費總量負增長，進一步加大天然氣替代力度”。2020年，煤炭占一次能源消費比重從2015年的36%下降到33%左右。天然氣消費量增加到100億立方米左右，占一次能源消費比重從2015年的10%增至12%。

　　上海市是全國較早開始重視天然氣發電的地區之一。2002年上海化學工業區成立時，市政府就按照清潔環保的定位，建設上海漕涇熱電有限責任公司（簡稱 “漕涇熱電”）2臺30萬千瓦等級的9F型機組為化工區集中供熱。其實，在“十二五”期間，上海市在能源結構轉型中已把天然氣利用放在了突出的位置。2015年底，人工煤氣全部退出上海，上海實現城市管道燃氣“全天然氣化”。

　　作為天然氣消費重要內容的天然氣發電，

　　也大規模走入上海市電力供應保障的舞臺。

　　2012年3月21日，上海申能臨港燃機發電有限公司（簡稱“臨港燃機”）一期項目共計4臺40萬千瓦級燃氣—蒸汽聯合循環機組全部正式投產，總裝機容量為164.6萬千瓦，是國內核準建成最大規模的燃機電廠。“十二五”期間，上海市還投產了奉賢南橋能源中心燃氣發電項目，崇明燃氣電廠開工建設，天然氣發電在上海市發電裝機中的比重首次突破20%。

　　“十三五”期間，上海市進一步加大天然氣發展。《上海市能源發展“十三五”規劃》明確，有序推進燃氣電廠建設。結合天然氣氣源、城市管網布局，建設閔行燃機等燃氣調峰電源。結合燃煤鍋爐關停替代供熱需要和地區結構調整，建設奉賢熱電等燃氣熱電聯產機組。到2020年，全市燃機規模預計達到800萬千瓦左右。積極爭取燃氣輪機國家重大專項落戶上海，研究建設重型燃機試驗電站。同時，大力推廣天然氣利用。進一步加大天然氣替代力度，完成浦東、金山、青浦等集中供熱企業的清潔能源替代。

　　在上海市的能源規劃藍圖上，到2020年，上海市還將建成奉賢熱電工程，新建2臺40萬千瓦等級燃氣機組；閔行燃機工程，新建2臺40萬千瓦等級燃氣機組；天然氣分布式供能系統新增20萬千瓦。此外，青浦等熱電聯產清潔能源替代項目也計劃在 “十三五”期間開工，按照“嚴格以熱定電、合理發電容量”原則，實施清潔能源替代。

　　燃機運營以安全保障為先

　　位于上海北部寶山區的羅涇燃機發電廠（簡稱“羅涇燃機”）改造自原寶鋼羅涇鋼廠自備電廠。羅涇鋼廠自備電廠隨著寶鋼羅涇鋼廠的停產而停運后，2014年，上海市發展改革委批復羅涇燃機電廠轉為公用調峰電廠。2015年4月，經過改造的2臺20萬千瓦機組投入商業運行。瞿浩告訴記者，電廠之所以能夠獲得批準，主要原因在于上海電網調峰的需求。

　　目前，上海全市電網負荷約為2000萬千瓦，其中約1000萬千瓦為外來的水電，不可控因素較高。而作為國際大都市，上海對電網的可靠性要求越來越高，雖然煤電機組的容量足以滿足目前上海電網的負荷需求，但煤機啟動慢，遇到突發情況，難以快速頂起負荷，而燃機卻有著快速啟動的獨特優勢。

　　“燃機響應快，能及時應對負荷的突然變化。以我們廠的GE9E型機組為例，冷態啟動達到滿負荷狀態需要1.5小時，熱態啟動只需要0.5小時。”瞿浩介紹說，冷態啟動指停機3天以上的啟動，停爐10小時以內為熱態啟動。

　　臨港燃機也屬于公用調峰電廠，為保障電網安全，其機組目前處于晝開夜停狀態，隨時根據電網負荷變化調整開機負荷。

　　“6月份水電進滬，我們明顯感到這一個月來電網負荷特別不穩定，昨晚通知我們今天開1臺機，今天臨時同時要開3臺。外來電不穩定，變化很大。作為調峰機組，熱機狀態下半小時就能從并網到達到滿負荷狀態，所以我們這種機組運行比較多，作用發揮得淋漓盡致。”6月23日，臨港燃機副總經理陳紅良對記者說。

　　記者梳理上海市天然氣發電的價值時發現，除了人人皆知的環保價值外，對安全的貢獻是其存在和發展的重要動力。

　　定位為調峰的燃機電廠在迎峰度冬、大型活動、電網故障、環保壓力大的時候，都對保障電網發揮了重要作用。同樣，以熱定電的熱電聯供天然氣發電廠安全作用更是重于泰山。

　　身處化工區的漕涇熱電是上海化學工業區循環經濟一體化的重要配套工程，負責向區內用戶集中供應蒸汽及除鹽水。

　　漕涇熱電總經理史佩鋼告訴記者

　　化工屬于高風險行業，如果突然中斷供熱，會造成很大的安全風險。為保障供熱可靠，漕涇熱電在2臺30萬千瓦聯合循環燃氣輪機的基礎上，配備3臺快速啟動鍋爐，如果1臺燃氣輪機發生故障跳機切斷供熱，快速啟動鍋爐會立即啟動補充供熱。“平時處于熱備用狀態，就像用小火燒水，處于微滾狀態，一旦需要切成大火，立即就有蒸汽出來，2分鐘可達到滿負荷狀態，3臺快速啟動鍋爐加起來可以達到1臺燃氣輪機的出汽量。”

　　電價補貼保證適度贏利空間

　　2016年，羅涇燃機機組年利用小時數約為320小時。

　　2016年，臨港燃機機組年利用小時為1567小時。

　　熱電聯產的燃機電廠年利用小時數可以達到5000~6000小時，甚至更高，發電可以獲得足夠的利潤，但調峰電廠最低的年利用小時數只有300小時左右，企業如何生存？

　　瞿浩告訴記者，因為上海市給予燃機基本的電價保障。

　　上海市自2012年開始實施的兩部制電價就是為解決天然氣發電成本高而制定的。具體辦法為，將上網電價分為容量電價與電量電價，容量電價按照全年利用2500小時安排，電價標準為0.22元/千瓦時，用以補償燃氣電廠在電網運行中的頂峰發電作用。容量電價不管發不發電，每年固定由電網支付給燃氣電廠，相當于給燃機電廠一個保底收益。羅涇燃機2臺機組加起來的年容量電價收入約1.8億元。電量電價是實際發電量的上網電價。據介紹，按照現在的上海市燃機發電上網電價，發電收益不足以彌補發電成本，也就是發電反而會減少電廠的收益。

　　例如羅涇燃機這樣的E型燃機，又根據年利用小時數在500小時之內和之外，上網結算電價又做了區分。500小時之內，上網電價按照0.66元/千瓦時結算；500小時以上，按照0.56元/千瓦時結算。而羅涇燃機的發電成本價約為0.86元/千瓦時。

　　“上海天然氣都是來自上海燃氣（集團）有限公司的一張管網，每立方天然氣價格熱電聯供機組為2.4元，其他機組是2.5元。發電成本由每立方天然氣價格除以每立方天然氣的發電量可加單計算，臨港熱電的F型燃機每立方天然氣約可以發5千瓦時電，羅涇熱電的E型燃機則能發4.2千瓦時電，加上固定成本等其他費用，一放氣發電，就虧損。”

　　在這種情況下，容量電價就成為燃機電廠賴以生存的救命稻草。正是由于上海燃機電廠實行了兩部制電價，上海所有燃機電廠都沒有出現經營困境。雖然年發電小時數只有300多小時，羅涇燃機仍創下了微利的經營業績。

　　與羅涇燃機項目相比，因為臨港燃機有更大的裝機容量，企業贏利狀況也更加樂觀。臨港燃機共有4臺F型燃機，總裝機容量120萬千瓦，每年的容量電費是2500小時乘以120萬元，再乘以0.22元/千瓦時，達到6.6億元。