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全球天然气发电现状与展望

来源: | 作者: | 发布时间: 2023-12-13 | 209 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

  杨永明 (能源情报研究中心)

  一、天然气发电市场概况

  2018年,全球气电装机18亿千瓦,占全球电源装机的四分之一,其中北美、中东气电装机占比较高。北美气电在21世纪初取代煤电成为第一大电源品种,2018年装机占比高达41.2%。欧洲发电装机结构较为均衡,气电装机占比为27.9%。中东发电以气为主,2018年燃气发电装机占66.4%。

  发电量方面,根据BP 2020年6月发布的第69版《世界能源统计年鉴》,2019年全球天然气发电量为6297.9太瓦时,同比增长3.5%;在全球总发电量中占比23.3%,同比提高0.5个百分点。在各类电源发电量中,天然气发电量排名第二,低于煤电,从增速上看,气电是除可再生能源以外增长最快的电源类型。

  具体到地区/国家层面,2019年全球天然气发电量增量主要来自美国、中国和欧洲地区。其中,美国天然气发电量1700.9太瓦时,同比增长121.6太瓦时,增幅7.7%;欧洲地区天然气发电量768.1太瓦时,同比增长38.2太瓦时,增幅5.2%;中国天然气发电量236.5太瓦时,同比增长21太瓦时,增幅9.7%。与2018年相比,中国天然气发电量增长有所放缓。欧洲地区部分国家天然气发电量的强劲增长受“煤改气”带动。在日本,2019年天然气发电量362.4太瓦时,同比减少24.5太瓦时,降幅6.3%,主要原因是核能发电量增加和总体电力需求下降。

  值得一提的是,2019年天然气发电项目投资支出一改此前几年下降的趋势,上升到与2014~2015年相近的投资水平。IEA统计数据显示,2019年全球获得最终投资决定(FIT)的天然气发电项目装机超过55吉瓦。随着越来越多的可再生能源项目上线,今后全球新建天然气发电项目(特别是联合循环电厂)更多的是为了满足系统在灵活性、辅助服务等方面不断增长的需求。

  受新冠肺炎疫情全球蔓延影响,截至2020年6月初,全球主要天然气市场都出现了不同程度的需求下降或增长放缓。IEA在其6月发布的《2020年天然气报告》中指出,整个2020年,全球各个部门天然气消费量都将下降,且发电部门所受影响最为严重。因疫情原因实施的地区封锁措施导致用电量减少,已经对天然气发电造成严重冲击。受电力需求下降和可再生能源发电增长的双重影响,天然气发电在欧洲受到的冲击尤其严重。在除中东以外的新兴市场,天然气发电在电力结构中占比较低,受到的影响相对较小。IEA的最新预测显示,2020年全球发电用天然气需求将同比下降约7%,占全球天然气需求下降的60%左右。

  二、天然气发电发展环境分析

  (一)经济性

  制约天然气发电产业发展的首要因素是发电燃料成本高,影响到天然气发电的优势。近年来,天然气价格的下降趋势使之与燃煤发电相比逐步具备了竞争力,这对亚洲的气电发展至关重要,因为亚洲传统上是全球天然气价格最高的地区,且该地区的煤炭价格最低。2019年第一季度,日本和韩国天然气发电的平准化度电成本(LCOE)已低于燃煤发电。在中国,天然气发电的LCOE仍高于燃煤发电,但两者之间的差距缩小(见图3)。

  数据来源:BNEF、Lazard、UT Austin、BCG analysis

  图3 各国天然气发电与燃煤发电LCOE对比

  在欧洲,碳排放权交易体系(ETS)中碳价在2018年初为每吨8欧元,到2018年底、2019年初已上涨至每吨20欧元以上。2019年,欧洲继续依靠碳税和碳价调整能源结构,碳价在整个年度上涨近70%,天然气发电的环境价值体现得愈发明显。低廉的天然气价格加上高昂的碳价,使得地区天然气发电的经济性超越燃煤发电。2019年,欧洲天然气逐渐取代发电用煤,有力地拉动了地区天然气发电量增长。

  (二)技术方向

  1.天然气发电与新能源发电业务高度融合

  尽管可再生能源等零碳能源被认定是未来的主力能源,但天然气作为发电燃料依然有巨大的发展空间,仍可在低碳转型中发挥巨大作用。伴随可再生能源装机容量的大幅提升,电网负荷的峰谷差越来越大,需要有容量足够且灵活启停的电厂来调节电网负荷峰谷。同时,为了确保系统功率和负荷平衡,需要有容量足够且负荷灵活的电厂来对电网提供调频服务。未来,大量操作灵活的天然气发电机组可以提供调峰调频服务,协助将可再生能源整合到能源系统中。

  国际大石油公司在发展各项可再生能源发电业务的同时,也保留了发挥天然气发电的优势选项,将天然气发电与新能源发电业务高度融合。如BP公司成立的“天然气与低碳板块”,将供气、气电与可再生发电、储能与充电、氢能和CCUS技术等业务整合。意大利埃尼集团寻求天然气与可再生能源在发电业务上的协同效应。道达尔则在2017年就成立了“天然气、可再生能源和电力部”,以充分挖掘天然气、可再生能源等在电力价值链中的协同发展潜力。