03月16日, 2015 834 次浏览
在现代能源供应体系下，作为优质的用户终端能源，除了电力之外，还有天然气。尽管，我们一般都认为天然气是一种一次能源，但它是一种与众不同的一次能源，是一种能够满足用户更多需求的能源，也是可以替代各种能源的能源。天然气清洁、高效、灵活，且可以因地制宜确定规模容量，不仅能通过分布式能源就近解决用户电力、动能需求，还可满足采暖、工业蒸汽和制冷需求，所能完成的任务不比电少，经济性也不比电差。所以，不能孤立地进行电力规划，必须充分考虑到天然气对能源结构深刻的影响。
工业化国家放弃特高压因由
在发展特高压的争论中，大家忽略了西方国家为什么在上世纪70年代至90年代相继放弃特高压的原因，难道真是技术无法实现吗？今天我们能够实现的技术，很多还是来自于西方国家的当时的技术积累，显而易见不是技术原因。或是因为电力需求减少？2007年金融危机前OEDC国家电力需求比1985年仍增加了66.4%，其中欧盟增加了45.4%，日本增加了75.6%，美国增加了61.5%，电力需求没有停滞不前，这仍不能解释他们放弃特高压的原因。市场需求变化的始作俑者究竟是谁？其实就是天然气对煤炭形成的能源结构性替代。输电比运煤清洁，而输气比运煤、输电更高效。管道输送天然气损耗很小，天然气在终端利用非常方便且效率高，通常分布式能源或热电联产的能源综合效率可高达80%，而仅将天然气发电今天的最高运营效率也不过55%。
特高压交流输电技术研究始于上世纪60年代后半期。工业化国家电力需求处于快速增长时期，美国、前苏联、意大利、加拿大、德国、日本、瑞典等国根据本国经济增长和电力需求预测，都制定了发展特高压计划。美国、前苏联、日本、意大利均建设了特高压试验站和试验线段，专门研究特高压输变电技术及相关输变电设备。前苏联70年代末建设了1150kV输电工程，1985年建成埃基巴斯图兹－科克切塔夫－库斯坦奈特高压线路，全长900公里，按1150kV电压投入运行，理论上可以运行550万千瓦，至1994年已建成特高压线路全长2634公里。但由于电力需求不足，最终放弃；日本是世界上第二个采用交流百万伏电压等级输电的国家。1973年开始特高压输电研究，日本是一个土地资源极度稀缺的国家，使用1000kV特高压输电比500kV系统效率提高4～5倍。1988年日本为了将福岛、伯崎600至800万千瓦核电输向东京，开始建立1000kV线路。上世纪九十年代日本已建成全长426公里的东京外环特高压输电线路。但是，计划没有继续。此外，美国、德国、法国、意大利和瑞典都投入高大量资金在上世纪70至80年代研究规划过特高压输电项目建设，但是都相继放弃。
1973年石油危机之后，世界各国都出现了能源结构大转型，最主要的变化是天然气供应和消费的大幅度增加，能源结构转型推动了产业结构转型。1970年前苏联天然气消费量只有1810亿立方米，到1991年苏联解体时达到6491亿立方米；1973年石油危机时，日本天然气消费只有51亿立方米，到2000年天然气消费达到723亿立方米，2013年进一步增加到1169亿立方米；欧盟国家1973年天然气消费1797亿立方米，到2000年达到4430亿立方米，都比电力需求增加的幅度大得多。而美国是世界上最早大规模开发利用天然气的国家，1973年消费量就达到6244亿立方米。天然气管道远距离输送能耗低、技术要求不高、系统能效高，而且不影响自然景观，这都直接压制了大规模远距离输电的经济性和竞争力。这是能源结构性的替代，是行业之间的竞争，是无法阻止的市场选择，这对于电力企业必将形成新的巨大挑战。
2014年6月7日国务院办公厅印发《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》，提出到2020年，一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右，天然气比重达到10%以上，这相当于4000亿立方米，而2014年中国天然气表观消费只有1800亿立方米1800亿立方米，也就是说将至少翻一番。其中，国内年产常规天然气1850亿立方米；页岩气产量力争超过300亿立方米；到2020年，煤层气产量力争达到300亿立方米。这一行动规划仍被业界认为没有体系“能源生产和消费革命”，国土资源部很快就修正提出“如果措施得当，产量有望达到400～600亿立方米”。2014年12月26日，国家能源局、环境保护部和工业和信息化部联合发布《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》直接提出煤层气产量400亿立方米的目标。由此可见，未来在中国能源结构转型压力将越来越大，我们不得不正视。
在积极对外开放的前提下，为了确保能源安全，中国必须加速自身油气开发，特别是非常规天然气的页岩气、煤层气和煤制天然气的开发。习近平总书记2月10日主持召开中央财经领导小组第九次会议强调：“保障能源安全，要明确责任、狠抓落实、抓出成效，密切跟踪当前国际能源市场出现的新情况新变化，趋利避害，加快完善石油战略储备制度，推进能源价格、石油天然气体制等改革，大力发展非常规能源。”能源价格和油气体制改革必然推进市场开发，更多的竞争主体将积极推进油气投资，特别是非常规天然气的投资，势必加速中国能源结构转型。
电力改革将刺激气电发展
在讨论电力改革和上报电力改革方案中，大家都忽略了一个问题，就是电源结构。2014年，中国火电装机9.16亿千瓦，占装机13.6亿万千瓦的67.32%；而火电机组发电量占全国总发电量比例超过70%以上。根据中电联数据统计，截止到2013年底，我国天然气发电装机容量达4309万千瓦，占全国总装机的3.45%；发电量1143亿千瓦时，占总发电量的2.19%。而欧洲的天然气发电量占比达到20%，北美达到28%。
不久前，我们就电力改革邀请英国能源气候变化部商务处权威专家杰瑞米?艾伦（JeremyAllen）介绍英国电力市场化改革情况，在他们PPT报告的第一页就写着：“二十世纪九十年代英国大举投资建设燃气发电厂”，他们如此醒目地告诉我们这一点，显而易见是要强调电源结构对于电力竞争市场的重要性。今天，参与英国电力市场竞价的电源中，以天然气为燃料的燃气蒸汽联合循环电厂占比高达45%，还有4%燃气内燃机发电和9%的燃气热电联产，合计达到58%。2013年，天然气已经占英国一次能源比例的33%，煤炭只有18.3%。我们中国在一次能源结构上，仍停留在第一次工业革命时代，今天的中国几乎是第一次、第二次和第三次工业革命同时并举，我们试图推进一个适应第三次工业革命的市场化改革，如何推进？
电力竞价上网需要极强的响应能力，燃煤火电和核电是无法完成的；水电只有在部分省份可以形成规模，但具有很强时令性变化；风电和太阳能发电非常被动，必须有足够的调节手段。能源结构对于电力改革的影响在美国也可见一斑，市场化程度最高的加州，绝大部分是气电和水电，响应能力强，竞争充分；而美国中西部地区以煤电为主的各州，市场化竞争程度就明显落后。
以“放开两头，管住中间”为特色的新一轮电力市场化改革，其基调是“四放开、一独立、一加强”，即输配以外的经营性电价放开、新增配电业务放开、售电放开、发电计划放开，交易平台相对独立，加强规划。电网从“总买家和总卖家”退身为公共服务企业，电力交易由供需双方议价。这就带来一个挑战，谁承担调峰义务？以前在一张大网里，由电网综合平衡供需关系，负责调峰和电力应急保障。现在供需双方自主交易，电网既没有手段也没有责任承担调节和应急责任，而用户用电存在非常大的不确定性和峰谷变化，这就要求发电企业必须拥有足够的“灵活电源”适应市场变化。这将带来三个后果，一是以天然气为燃料调节灵活的燃气轮机将成为新增电源主力，而这些电源没有必要建设在特高压电网的另一端；二是供需双方自主议价将使电力成本透明化，而在透明的电价体系之下，东部沿海经济发达地区高耗能企业将更加难以生存，加之节能减排压力将可能促使一些高污染、高耗能企业不得不另择栖身之地或关闭转型；三是一些优质能源用户将更加热衷于发展分布式能源。这三个后果都可能改变电力供需格局，直接影响电力规划是落实。
十二五规划以来，天然气发电的发展明显放缓，主要是天然气价格不断上涨。2015年2月28日，国家发改委价格司在完善市场化天然气价格改革中，大幅度下调增量天然气价格，实现价格并轨试点开放直供用户用价格。天然气增量价格下降0.44元/立方米，并完全开放直供用户自主议价，这必然刺激中国天然气发电市场的发展。
一带一路构架能源新格局
“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”已成为中国未来长期经济发展的重大战略，也是影响世界地缘政治格局的重大举措。由此形成中国向周边国家和丝路沿线国家开放市场，这些国家向中国供应原料和基础产品，消费中国工业产品，承接中国产业转移的互联互通互充有无的新战略格局。
在中国过去的两千年历史中，作为陆权文明的文明古国，向西进取就是盛世，偏安一隅就是颓势。一带一路就是借助古代“丝绸之路”的历史符号，高举和平发展大旗，主动发展与沿途国家经济合作伙伴关系，共同打造政治互信、经济融合、文化包容的利益共同体、命运共同体和责任共同体。丝路经济带就像一把打开的折扇，中国东部沿海制造业中心就像扇轴，向西向北展开的天然气管路、原油管路、特高压输电线路、重轨铁路和高铁线路就像扇骨，将彼此的政治、经济文化和利益相连相织。
这些项目有的已经完成，有的建设施工，有的规划之中。中俄天然气管道东线380亿立方米，西线300亿立方米；中蒙煤制天然气管道130亿立方米；从土库曼斯坦、乌兹别克斯坦到哈萨克斯坦进入中国北疆的中亚天然气管道ABC三线已经相继建成，年供气550亿立方米；从土库曼斯坦、乌兹别克斯坦到吉尔吉斯坦和塔吉克斯坦进入南疆输气300亿立方米的中亚D线工程也开始实施。此外，中缅天然气管道已经全线贯通，未来输气能力将提升至120亿立方米，这些重要的气源线路就是丝绸之路经济带的扇骨。
中国不仅在加速引进陆上管道天然气，同时也在积极引进液化天然气从沿海进入中国市场，进口范围非常广泛，进口气量也非常之大，已经签署照付不议协议的进口气量就已达到600至700亿立方米。到2020年陆路和海路总体进口天然气量将达到2000亿立方米以上，而且这些供气协议都是照付不议的贸易协议，价格可以随行就市，但是气用不用都要付钱。这就为我们能否及时、大量、经济、科学地消耗这些天然气提出了很大的挑战。
到2020年国际国内天然气供应能力将在4000至5000亿立方米，根据国际经验，快速科学利用天然气的最好办法就是发展天然气发电和热电联产及分布式能源。如果新增的2000至3000亿立方米天然气中有一半用于发电，按照每立方米天然气平均发电4.5千瓦时，发电设备年平均利用小时4000小时，形成近1.13至1.67亿千瓦的燃气装机容量。这与中电联预测2020年天然气发电装机规模达1亿千瓦的目标非常接近。这就意味着未来5年中，在东部经济发达地区燃气发电将成为新增电源的主力，在市场环境下，这对于跨区域远距离大规模输电形成竞争，加之这一地区产业结构转型和电力改革，将大幅度增加了跨区输电项目投资风险。
第三次工业革命冲击
杰里米?里夫金设想的第三次工业革命并没有考虑天然气，我们在中央电视台2013年3月31日与里夫金《对话》的节目中，特别谈到中国目前还是以煤为主，改善环境我们需要增加清洁的天然气比例，美国的天然气占比已经接近30%，而中国仅仅4.5%，在美国和欧洲高效清洁的天然气分布式能源已经遍地开花，而在中国几乎连起步都算不上。他表示愿意认真考虑这个问题，各国国家可以根据自己的国情选择。第三次工业革命是互联网革命的延伸，而互联网革命的本质是用户的广泛参与，而第三次工业革命在能源领域的一个突出转变就是能源的消费者也成为生产者，打破了传统的能源供需关系。
能源消费者通过分布式能源成为能源生产者，不仅满足了自己的电力、热力和制冷需求，还提供互联互通的能源网络供应和销售给他人，形成一个智慧的能源互联网，这就是能源消费革命的本质。这种消费输送生产一体化模式将能源吃光用尽，实现了能源的“温度对口，梯级利用”，与网络结合有进一步实现了“各尽所能，各得所需”。尽管中国现行能源体制下的既得利益者们，阻碍这一能源革命进程长达15年之久，但这些“革命的绊脚石”越来越陷入四面楚歌，革命的车轮不可能被阻挡。
目前，全球油价陷入低迷，与油价挂钩的进口天然气价格也在不断下降，但是国内气价不降反升，逆势而行，导致需求极速萎缩，增长明显放缓，天然气分布式能源全面凋零。与垄断利益集团沆瀣一气的价格制定者们在反腐的大潮中几乎全军覆没，价格改革势在必行，打破垄断将成为趋势，让人民为垄断经营者的低效腐败买单的时代必将一去不复返。
在天然气回归真实价值的新的市场竞争环境下，分布式能源的发展一定会风起云涌。天然气分布式能源也不是孤军奋战，太阳能和资源综合利用的分布式能源也会蓬勃发展，这是人类新技术革命的必然趋势，不会被现行能源系统的利益既得者所长期左右。而它对我们的电源和电网规划都形成新的冲击，这是我们必须面对的现实。
