促进我国天然气发电高质量发展的思考.docx

促进我国天然气发电高质量发展的思考

在“双碳”背景下，电力行业清洁低碳转型面临巨大压力。天然气发电具有清洁、高效、灵活等优势，成为电力行业低碳转型的重要过渡路径。随着风电、光伏发电等新能源规模快速提升，电网调峰压力进一步增大，燃气电厂作为灵活调峰电源的作用将更加突出，为新能源高比例消纳和电力系统安全稳定运行保驾护航。

一、天然气发电优势

（一）调峰灵活

气电灵活性高，是调峰调频的优质电源。天然气发电具备启停灵活、爬坡速率快等优势，可以有效且迅速的调节出力水平，用于电网调峰。对比GEGasPower测算的不同电源类型的可靠容量系数，气电是除核电外第二可靠的调峰电源。相比于煤电，气电的响应速度更快、负荷变化能力更强。相关研究显示，燃煤电厂的冷启动时间为10小时以上，而单循环燃气电厂的启动只需几分钟；同时，气电机组在短时间内的最大负荷变化也远高于煤电机组。因此，气电为最优的调峰电源之一。

（二）清洁低碳

与煤电相比，气电更具清洁性。从碳排放上看，天然气的主要成分甲烷是含碳量最小、含氢量最大的烃，因此气电的碳排放强度比煤电低。典型的9F燃气发电机组碳排放强度仅为345克/千瓦时，而煤电机组则高达838克/千瓦时，气电机组的碳排放强度比煤电低将近60%。从氮排放上看，根据《火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2011）》，我国目前对于燃煤机组的氮氧化物排放限值为100毫克/立方米，经过超低排放改造的机组排放限值为50毫克/立方米，而北京、天津、深圳等多个地区对燃气机组的氮氧化物排放限值都设在30毫克/立方米以下，远低于燃煤机组。此外，燃煤机组主要通过外部的脱硝系统来处理烟气中的氮氧化物，而燃气电厂主要通过提高燃烧技术从而从源头主动控制氮排放，能有效避免二次污染。从硫排放上看，燃气电厂的燃料中硫含量较少，因此尾端二氧化硫排放也较少，E级、F级燃气电厂的二氧化硫排放浓度分别约为2.20毫克/立方米、0.84毫克/立方米，明显低于燃煤电厂的16毫克/立方米。从其他污染物上看，燃煤机组的烟尘排放浓度是燃气机组的1.8～2.4倍，且会产生放射物、重金属与固体废物。因此，无论从何种污染物来看，燃气发电机组相较于燃煤机组都更加低碳清洁。

二、天然气发电现状

（一）国外天然气发电情况

从全球范围看，天然气发电的应用现状因各国能源政策、资源禀赋以及市场需求的不同而有所差异。在欧美国家和亚洲新兴市场，天然气发电在满足日益增长的电力需求的同时，对新能源规模化发展起到了重要保障作用。在美国，天然气发电装机容量在全美电力总装机容量中的占比超过40%，是其主力电源之一。页岩气革命使得美国天然气供应充足且价格相对低廉，而成熟的天然气市场使得天然气发电成本较低，这大大促进了天然气发电的发展。美国的环境法规，如《清洁空气法》等，鼓励使用低排放的燃料，推动煤炭向天然气转型。许多州还出台了碳排放交易和碳税政策，进一步推动天然气发电替代高碳排放的煤电。在资源优势和政策法规的引导下，天然气发电在美国电力系统中逐渐取代了部分煤电，成为电力结构转型的关键力量。美国能源部发布《迈向100%清洁电力之路》报告，计划2035年实现100%清洁电力，清洁能源发电占比将由44%提升至71%，煤电机组加速退役，天然气发电在电力系统中的调峰作用进一步显现，装机有望进一步增加。在德国，天然气发电装机容量相对较小，约占全国总装机容量的15%左右。尽管比例不如美国高，但在德国的能源转型中，天然气发电同样发挥了关键作用。一方面，大规模的可再生能源（如风电和光伏）占据了德国电力系统的重要地位，但其间歇性和波动性对电网稳定性提出了挑战。天然气发电可以灵活调节负荷，作为调峰电源弥补可再生能源发电的不稳定性。另一方面，随着德国淘汰核电和减少煤电，天然气发电被视为一种可靠的低碳过渡能源。德国的能源转型政策也强调了天然气作为低碳过渡能源的作用。德国政府计划新建1000万千瓦燃气电厂用于调峰，支撑可再生能源发电占比由当前的60%左右提升至2030年的80%，并持续退出核电、煤电，目前已与欧盟委员会就新建电厂的融资框架达成一致。值得一提的是，俄乌冲突前，德国主要依赖从俄罗斯进口天然气，这使得天然气发电的供应安全和成本受地缘政治影响较大。近两年来，德国正加快推动能源多元化和天然气供应来源的多样化。在亚洲，新兴市场发展气电满足不断增长的电力需求，如印尼拥有丰富的天然气储量，天然气发电占比达到15%以上；越南政府发布电力政策草案，鼓励发展天然气发电项目；泰国则更依赖进口LNG，天然气发电占总发电量的60%以上。

（二）国内天然气发电情况

近年来，我国鼓励因地制宜建设天然气发电，装机规模及相关产业实现较快发展。数据显示，2014—2023年，我国天然气发电装机规模从5679万千瓦增加至1.3亿千瓦，发电用气量由275