中国天然气发电成本因素敏感性分析与建议
时间：2021-02-10 04:02:31 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：2014年，国务院办公厅印发《能源发展战略行动计划（2014～2020年）》，该计划推动能源价格的改革。天然气价格将摆脱政府定价的机制，由市场形成。近年来中国天然气发电未得到广泛应用，而是以煤炭发电为主，主要原因是发电成本偏高。因此，只有降低天然气价格，才能够与煤炭发电具有成本竞争力。文章通过建立模型对影响天然气发电成本的主要因素进行敏感性分析，得出结论并提出建议，使中国未来发电市场从煤炭转化为天然气成为可能。
关键词：天然气；发电成本；天然气价格；敏感性分析
天然气发电在其他大部分国家已经广泛应用，在我国起步较晚。20世纪初，中国政府才开始寻求扩大天然气发电厂的方法，但是成功率并不高。直到2010年，政府新提出的天然气发电技术的工业政策和天然气价格的改革，中国天然气新的发展机会再次出现。2014年，国务院办公厅印发了《能源发展战略行动计划》，此次行动计划的核心就是推进能源价格改革，这也就意味着天然气发电价格不再受政府约束，而是随着市场经济改革来决定。给天然气发电市场更广阔的平台。
一、中国天然气供求现状
我国天然气发展起步稍晚，20世纪末仍然处于初期阶段。但中国天然气地质资源量很丰富，20世纪的年增长率可达10%以上，20世纪90年代约为17.3%。但是由于新发现的速度趋缓，21世纪初年增长率就下降到了10%以下，2013年为7.99%，2014年为9.53%；我国天然气发电行业逐渐兴起，因此天然气需求也日益增长，我国目前天然气供不应求，这就需要逐渐加大LNG进口量来满足国内天然气供不应求的差值。我国目前已经建成了三大LNG接收站，分别是广东深圳LNG接收站、福建LNG接收站和上海LNG接收站，并计划在其他地区相继投产运行。根据《中国未来能源》中“资源市场落实、统筹规划，适时、有序、适度引进LNG资源”的原则，预计到明年，我国LNG资源引进规模能够突破2400×104t。
二、影响天然气发电成本的因素及分析
（一）影响因素
我国现行发电结构仍以煤炭为主，占总发电行业70%以上，煤炭发电成本虽低，但是污染物排放问题非常严重，排放的污染物如氮氧化物、二氧化硫等对环境污染极大。因此为了满足空气污染控制的要求，天然气发电已快速发展。但高昂的发电成本成了最大的弱点。目前，天然气发电的成本是煤炭发电成本的2～3倍，很多发电企业都依靠政府补贴才得以存活，因此天然气价格是主要因素。此外，发电成本还有很多其他重要的因素，如环境成本、燃机工作效率、年利用小时数等。下文就上述因素建立天然气价格敏感性分析模型对天然气发电成本进行分析。
（二）建立模型
为了简化模型的计算，假设天然气发电站的发电成本只包括以下三个方面：总投资费用、总投资的折旧成本以及燃料成本。具体计算模型如下。
1. 总投资费用
天然气发电站的总投资费用主要包括初期的投资费用、利息支出以及运行与维护费用。其中静态投资费用由发电站的单位容量造价和装机容量计算所得。为了考虑货币时间价值，将其发电站的总投资费用折算为现值。
（三）相关参数及指标值的确定
根据上述模型计算天然气发电成本涉及到众多的参数和指标，为了较为准确地计算这个经济指标的数值，本文对相关参数和指标确定如表1所示。
燃机设备型号的选择是进行天然气发电因素敏感性分析的一个重要前提。我国目前的燃机型号有6B、6F、9E和9F四个等级，本文选用9F型号的燃机作为研究对象，对天然气价格影响因素进行敏感性分析。根据燃机的型号得知9F型号燃机的供电效率取55.4%，静态单位造价为3282元/kW，并选定动态单位投资SUI=3548元/kW来计算发电站的发电成本。
（四）影响因素的结果分析
1. 天然气价格因素
根据上述所建立的模型，以及给出的相关的参考数据，选取中国北京天然气的价格作为参考，所选范围：1.5～2.0元/m3，年运行小时的范围2500～4000h，天然气发电成本计算结果如表2所示。
根据表2结果分析，假定煤炭发电标准煤价以650元/t为例进行测算，煤炭发电厂的单位成本约0.31元/kWh。当天然气价格取1.5～2.0元/m3，年运行小时取3500h时，燃料单位成本对应的区间0.33～0.46元/ kWh。显然，随着燃料成本相比，天然气发电的单位成本比煤炭发电高达0.01～0.14元/kWh。结果显示天然气发电成本无法与煤炭发电成本形成竞争力。由此可知在发电市场中，天然气和燃煤发电站能够形成成本竞争力的首要解决的问题就是：降低天然气价格。
2. 天然气发电站燃机工作效率
提高天然气燃机的工作效率是降低发电总成本的关键途径。一般来说，“E”型燃机效率比“F”型燃机效率低出5%～6%。参照上述公式（3），同样的功率，以天然气价格为1.8元/m3，有COF=0.18/η，根据公式（4），当燃机工作效率提高5%～6%时，那么发电成本可以下降8%左右。由于我国目前天然气价格较高，所以选用先进的大容量、高参数的燃气轮机技术显得更为重要。
3. 环境成本的因素
根据表3数据显示，燃煤电厂的污染物一年的排放量总计3430902t，燃气电厂的污染物一年的排放量总计1242291t，两者比例2.8：1，煤发电排放出大量的污染物，尤其是二氧化碳的排放量，占总的86%，我国都偏向于发电后的控制，实行先排放后治理的政策，因此这部分污染物成本已经成为发电成本的一部分。通过两者的比较，发现天然气发电的排放物符合国家治理的环境政策，从污染物的环境成本来看，天然气发电有了明显的优势。
