2017年中国天然气分布式能源发展现状与前景展望

中国天然气资源分布

资料来源：公开资料整理

　　中国天然气资源量区域主要分布在中国的中西盆地。同时，中国还具有主要富集于华北地区非常规的煤层气远景资源。在中国960万平方公里的土地和300多万平方公里的管辖海域下，蕴藏着十分丰富的天然气资源。

　　中经先略数据中心发布的《2016-2022年中国天然气分布式能源行业市场深度调研及投资前景分析报告》显示，根据BP统计数据：2014年底我国天然气探明储量为3.5万亿立方米，占全球探明储量的1.8%，静态可采年限为28年。

中国天然气探明储量变动趋势

资料来源：2015《BP世界能源统计年鉴》

　　2014年全年天然气进口量达到595亿立方米，较2013年增加59亿立方米，增长11.0%，增速相比去年下降10个百分点以上。2014年对外依存度为31.8%，相比去年增加0.61个百分点。2014年我国天然气行业表观消费量约1870.57亿立方米。2015年，天然气产量1350亿立方米；天然气进口量614亿立方米；天然气消费量1932亿立方米。

资料来源：国家统计局 中国海关

天然气产业链图

资料来源：公开资料整理

　　天然气分布式能源的优势

　　（1）能源转化效率高

　　分布式能源系统的能源利用率远远高于多数国家依靠大型主要电站，将电力从发电厂向终端用户单向传输的集中供电系统。从理论上说，“大机组、大电网、特高压”是高效率的，然而这仅仅是在能量转换环节和输送环节。如果从整个能源系统分析，结论并非如此。大火电机组虽然发电效率高，但是由于供热规模和供热半径的局限，发电余热无法利用，故其能源利用效率无法与分布式能源相比。发电厂最终只能将燃料能源燃烧产生的1/3热能转化成电能，而近50%的热能流失，传输环节损耗近10%的热能。由于分布式能源可用发电后介质的余热来制热、制冷，因此能源得以合理的梯级利用，用户可根据自己所需来向电网输电和购电，能源的利用效率达到80％以上，一些设计完善的分布式能源可以达到90%，甚至更高。

　　（2）为偏远地区供电

　　由于我国许多边远及农村地区远离大电网，这些区域无法或者很难享受到大电网建设规模扩大所带来的收益，由于远距离供电的投资过大，或者一些地区因为自然条件不具备建设集中供电网的条件，所以很多地区尚没有实现用电便捷化。而且偏远地区建设电网很难得到有效维护，需要消耗大量人力物力，运营十分不方便。同时由于区域经济发展很不平衡，农牧地区或者经济欠发达的农村地区，需要大量投资和长时间的建设周期才能建成与大电网并网的供电运营体系，而分布式发电则很好的解决了这些问题，给不发达地区的供电带来了一条新的解决思路。而分布式发电技术则刚好可以弥补集中式发电的这些不足。根据各地不同的资源分布和地理地形特点，充分发展分布式能源已成为快速解决经济发展的最有效途径。

　　（3）可为电力系统调峰

　　由于天然气分布式能源项目只需要少量投资增加供冷供热的调峰设备(如燃气发电机与直燃机对接型三联供项目，只要在直燃机上增加补燃的燃烧器；如燃气热电项目只需加装调峰用的燃气锅炉等)便可成为可中断、可调节的发电系统，为周边提供冷热电的同时还可以为电网调峰。我国将大规模建设风电、太阳能和核电这些不可调节的发电项目，原计划投入巨额资金建设大型抽水蓄能电站和燃气调峰电厂(事实上，规划的大型燃机调峰电厂，由于每次启停使设备折寿达几十个小时，用于电网的日峰调节是不合适的；抽水蓄能以4度电换3度电，不仪小肖能，而且建设成本很高)，最终这些投资也会分摊到销售电价中。如果配合电网建设规划有计划的大规模发展天然气分布式能源，完全可以取代大部分大型调峰电厂，节省国家大量投资，有效地降低电网的运行成本。

　　随着我国经济的迅速发展，对电力的需求也在快速增长，但由于电源和电网建设相对滞后，全国范围内电力短缺现象十分严重，频遇“电荒”，严重影响了经济的发展。在2020年我国生产总值比2000年翻两番，全面实现小康社会的大目标下，三产和建筑能耗将快速增加，空调制冷和采暖用电负荷也将大幅增长，这使终端能耗结构发生重大变化。如果仅依靠几条主要线路传输电力，集中供电系统的供电线路拥堵问题将日益凸显。

　　我国的智能电网建设是以“坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化”为主要的发展方向。“坚强、自愈”主要是从集中式供电系统自身着手，通过信息技术、自动控制手段的运用来提高电网的安全性和稳定性、实现电力传输效率的提升。而“兼容、经济、集成和优化”则需要将电网从一个有限封闭系统逐渐转变为一个安全开放系统，允许更多分布式、间歇式电力的接入、实现需求侧、供应侧数据的互通和反馈，提高全网的经济、技术、环境效率。随着分布式能源快速发展，接入管理政策和电网升级改造不断发力，将给智能电网分布式能源设备市场带来发展良机。

　　（4）提高供电可靠性

　　目前，国内供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统，在电网中一点故障所产生的扰动都可能对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积的停电甚至是全网崩溃。而分布式能源系统作为一种区域性能源供给系统，主要建设在配电侧，具有因地制宜、就近配套、就近取材、即发即用的特点，避免了远距离能源运输导致的诸多负面影响。无论是美国东北部地区及加拿大东部地区2003年大停电，还是我国深圳2012年的大停电，都表明缺少应急式电源—分布式能源建设存在诸多隐患。即便没有意外发生，每年高峰时节市政电网负担也会过大，而分布式能源系统的建设具有削峰填谷、缓解电力紧张的优势。在极端灾害或传统输配体系事故发生之后，分布式能源在一定程度上可确保当地基本能源的供给，切实提高了供能可靠性，也提升了整个能源系统的安全性。

　　天然气分布式能源发展现状

　　天然气分布式能源简要介绍 天然气分布式能源是指分布在用户端，主要使用天然气为燃料，冷热电联产、实现能源 梯级利用，是清洁、高效、灵活的能源供应系统，是天然气高效利用的重要方式。天然 气分布式能源系统利用发电以后产生的烟气余热实现夏季供冷、冬季供热，且一年四季 供应生活热水，能节约大量空调用电，所发电力除满足自身需求外，就近上网，替代部 分煤电。具有能效高（综合能源利用效率在 70%以上）、清洁环保、安全性好、削峰填 谷、经济效益好等优点。 CCHP 是天然气分布式能源典型形式 冷热电三联供系统（Combined Cooling Heating and Power，简称 CCHP）是天然气分 布式能源的典型形式，即以小规模、小容量（设计产能吻合区域能量负荷）、模块化、 分散式的方式布置在用户附近，独立的输出冷热、电能的系统。

　　传统电厂将燃料转换为电能后，往往抛弃了大量多余的热能。分布式发电具有与 负荷相适应的规模与位置，能够合理经济地回收这些热能，用户需利用自身设备 内或附近的组合式热电联产系统就能同时获得热能和电能。

　　冷热电联产既能满足能量供应，还具有低成本、高生产率等优点。其最常见的形 式是燃气—蒸汽系统，能源综合利用效率达80%。
天然气（或煤层气等）燃烧产生1100 摄氏度以上的高温气体，进入燃气轮机作功 发电。用余热锅炉收集从燃气轮机排出的高温烟气的余热，产生的中压蒸汽推动 蒸汽轮机发电或在冬季直接供暖。在夏季，采用溴化锂吸收式制冷技术，充分利 用原用于冬季采暖的蒸汽进行供冷，即构成了热—电—冷多联产系统。

天然气分布式能源项目典型流程图

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　　分布式能源快速发展 燃气发电成主要方向

　　气价下降将对天然气分布式能源等终端项目起到极大的推动作用。气改和电改从成本和收入两方面同时作用于天然气分布式能源，大大提升其经济效益，解决了制约天然气分布式能源应用最为关键和最为核心的问题。同时，各地分布式项目一般都通过气价优惠、电价补贴等方式给予一定支持。目前全球能源价格仍在持续下跌，国内天然气价格仍存在进一步下调空间，气价跌破盈利临界点后，天然气分布式项目建设有望迎来爆发式增长。

　　根据2014年12月国家发改委公布的《关于规范天然气发电上网电价管理有关问题的通知》，自2015年起，建立气电价格联动机制。当天然气价格出现较大变化时，天然气发电上网电价应及时调整，有条件的地方要积极采取财政补贴、气价优惠等措施疏导天然气发电价格矛盾。卓创资讯了解到，目前浙江省、上海市实行燃气发电上网电价“两部制”，缓解了燃气发电企业的经营压力。2015年国内天然气价格出现大幅下调，一定程度上降低了发电企业的发电成本。有分析指出，今年冬季低温天气覆盖范围逐渐向南方扩展，在没有开展集中供暖的沿江等地，分布式能源由于适合发展需要，符合政策规定得到大力发展。分布式能源由于存在综合利用效率高，布置灵活的特点，是未来燃气发电的主要发展方向。

　　2015年以来天然气分布式能源在我国已经进入实质性开发阶段，且2015年被称为实质性运营的“元年”。中海油气电公司、中石油等国内企业巨头涉足起到了良好的带动效应，另外以天然气分布式能源为主的综合供能体系集中推广，助推行业的发展可持续性;国家政策方面更是推崇天然气分布式能源行业的进一步发展。根据中电联2015年电力工业统计数据显示，燃气发电量出现大幅增长，2015年燃气发电量1658.3766亿千瓦时，较上年同比增长24.4%。根据《“十三五”天然气发电需求预测》，预计到2020年我国天然气发电规模为1亿千瓦左右，其中分布式4000万千瓦。当前我国天然气分布式能源总装机容量缺口很大，发展空间优越。近两年燃气发电规模扩大是预料之中，国家相关政策的推动以及燃气发电在环保、调峰等方面的优势，都让燃气发电有了很大发展空间。基于系统成本最小化目标，我国的电力系统无疑存在着煤电过多、天然气发电过少的问题，天然气发电需要快速发展。需要指出的是，电力行业的体制改革，特别是体现时间价值的价格机制的建立仍然是燃气发电的必要前提。

　　根据《关于发展天然气分布式能源的指导意见》，我国将建设1000个左右天然气分布式 能源项目，拟建设 10 个左右各类典型特征的分布式能源示范区域。到 2020 年，在全 国规模以上城市推广使用分布式能源系统，装机规模达到 5000 万千瓦，初步实现分布式能源装备产业化。按 4000 元/千瓦的投资计算，需投资2000亿元，其中各类燃机约为1500亿,余热锅炉约为250亿。

中国分布式能源装机容量规划

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2013-2020 年天然气分布式能源项目总投资额（预估值）

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