2.碳减排技术是天然气发电的重要技术选择
碳减排技术是煤电未来发展的重要技术选择,同样也是天然气发电未来发展的重要技术选择,低碳技术的突破,可以为天然气发电行业发展换取新的空间。与常规的碳捕集与封存(CCS)技术相比,碳捕集、利用和封存(CCUS)技术将捕集的二氧化碳广泛应用于各种领域,从而实现其资源化利用,因此也更具有现实操作性。在能源领域,CCUS被认为是目前能实现化石能源低碳利用、未来能大规模减少温室气体排放的可行技术。IEA数据显示,目前全球开发的16个CCUS项目中有5个涉及天然气发电项目,其中包括美国于2020年4月宣布的一个天然气发电厂计划。尽管目前各国在运天然气发电厂尚无大型CCUS项目,但是在IEA发布报告中的可持续发展情景,到2030年,全球配备CCUS项目的天然气发电厂装机将达到35吉瓦。
此外,值得一提的还有NET Power位于美国得克萨斯州的50兆瓦天然气发电厂。该发电厂的技术价值在于彻底摒弃传统的以水蒸气为工作介质的热能循环过程,采用Allam循环技术,将二氧化碳作为工作介质驱动专门设计的涡轮机。这是全球首座在不额外增加成本的情况下有效捕获所有排放物的化石燃料电站。NET Power示范项目已于2018年开始运营。
(三)政策环境
近年来,全球二氧化碳排放量连创新高,面对气候和环境压力,各国对低碳发展愈发重视。相比电力清洁化比例已经较高的欧美地区,以发展中国家居多的亚洲等地区天然气消费水平相对较低,也更具有天然气需求愿望。不少发展中国家均制定了有关促进天然气发展的规划和计划。
另一方面,天然气发电也面临着不少挑战。2019年11月,欧洲投资银行宣布,为应对气候变化挑战,将在2021年底前停止为一切化石能源项目提供贷款,根据这一投资新政,包括天然气发电项目在内的绝大多数化石能源项目都将排除在融资范围外,这意味着今后在欧洲天然气发电项目融资将受阻。欧洲投资银行也因此成为全球首个提出削减天然气项目贷款的主要多边金融机构。这背后的逻辑不难理解,欧洲多数国家处于工业化后期,能源结构特别是电气化方面处于较高水平,清洁化比例较高,天然气需求方面难以再有大的突破。并且根据欧盟中长期发展规划,可再生能源才是未来的发展重点。
三、展望
天然气发电具有减排效果,这使得天然气作为一种灵活的过渡燃料逐渐取代发电用煤。在IEA发布的《2019年世界能源展望》的可持续发展情景(SDS)下,全球天然气发电量将在本世纪20年代后期超过燃煤发电量,但IEA认为,如果天然气发电行业不采用CCUS技术,此后天然气发电量将稳步下降。与此同时,作为天然气的低碳替代品,可再生能源将在2030年前取代天然气,加速引领全球发电量增长。到2040年,可再生能源发电将占全球电力供应的三分之二。
在2020年9月发布的《BP世界能源展望》(2020年版)中,BP表示,天然气发电在能源系统的低碳转型中,有如下两项潜在的重要作用:一是在经济快速增长的发展中国家,这些国家可再生能源及其他非化石能源的增速不足以替代煤炭需求,天然气的利用可以减少煤炭的使用;二是天然气结合CCUS技术,可实现零碳或近零碳发电。在快速转型情景(Rapid)和净零情景(Net Zero)下,全球天然气需求将分别在21世纪30年代中期和20年代中期达峰,且到2050年分别降至2018年水平和比2018年低三分之一,届时结合CCUS的天然气需求分别占到一次能源的8%~10%。