内燃机

清洁气电,为新型电力系统构建安全护航

发布时间:2025/5/27 11:20:30   
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年是“十四五”开局之年,也是“碳达峰、碳中和”战略实施的元年。在这一年天然气发电发展经历了国际、国内气价过山车似的暴涨;以及中国超越日本一跃成为全球最大的LNG进口国。受天然气价格和各地区“气电”电价政策差异两方面的影响,燃气电厂发展、运营环境日益险恶。另一方面,氢能的发展为行业带来了新的希望,国家电投所属北京重燃牵头实施的荆门氢混燃机示范项目成功实现15%掺氢燃烧改造,并正式投入运行。截至年底,全国火电装机容量已达13亿千瓦,占全部总装机容量的54.62%,同比增长4.1%,其中气电约万千瓦,占总装机容量4.56%。

随着我国新型电力系统建设工作的推进,气电在电力系统中如何定位?天然气价格的持续走高是否常态化,掺氢燃烧技术的商业化发展何时成熟,气电电价的改革之路如何走,燃机的国产化何时比肩国际水平,这些都是气电发展过程中环环相扣又至关重要的内容。

气电装机增长超1亿千瓦,但占比仍非常低

年1月18日10点58分,随着东莞深能樟洋电力公司扩建项目首套机组小时满负荷试运的顺利结束,我国气电装机容量突破1亿千瓦大关。至此我国气电已经历了长达30年的发展历程,与前期缓慢增速不同的是,党的十八大以来,我国气电装机容量曲线实现了快速爬坡,年初1亿千瓦的装机容量的突破意味着“十三五”以来我国天然气发电装机增幅达到75%。截止年12月底,全年气电装机实现万千瓦,占装机容量的4.56%。当年净增加万千瓦的装机容量是中国践行“双碳”战略,应对外部复杂环境变量的重要实践。

-年我国气电装机发展趋势

年全国多地能源电力供应阶段性趋紧,气电在支撑电力系统安全稳定运行中发挥“稳定器”作用。在“碳达峰、碳中和”政策约束下,年中国能源结构调整提速,由于经济较快增长,对能源需求超过预期,而新能源生产应用仍存在局限性、不稳定性,与此同时煤电产能供应不足的情况下,“电荒”不期而至。年5月下旬以来,南方等多地出台了力度不等的停电限电措施,年9月开始,电力供应不足范围进一步扩大20多个省份,多地对工业企业采取错峰用电。东北地区还出现拉闸限电影响城市正常运行和居民日常。年,国际、国内天然气价格一路飙升,淡季不淡特征表现突出。在广东、浙江等地为满足电力顶峰需要,多地气电机组发挥调峰能力强、调峰速度快、低碳环保等优势,全力保障,能发尽发、应发尽发,缓解了阶段性用电紧张。年多地用电紧张进一步突显了可再生能源间歇性、流动性的特点,也印证了加强调峰电源建设的重要性。气电调峰能力强,电力系统中与新能源等其他低排放能源可以形成良性互补的积极作用。

年液化天然气出厂价格

另外,本年度我国气电项目进一步扩充,地理位置分布更加广泛多元。这一年,除了沿海发达区域像大湾区之外,安徽、重庆等中西部地区陆续有气电项目核准建设。年度内云河发电公司天然气热电联产项目获得核准,广东能源揭阳大南海天然气热电联产项目获得核准,淮河能源滁州天然气调峰电厂项目核准,皖能合肥天然气调峰电厂项目核准,重庆市港桥园区“上大压小”热电联产项目核准;燃气轮机发电效率高、调峰性能好以及低碳环保等优势进一步得到发挥和应用

气电仍将适度有序发展

在“双碳”目标和能源变革的大背景下,气电作为清洁能源的需求将进一步释放。在能源禀赋比较缺乏的沿海省份像广东、江浙等华南、华中地区,发展可再生能源是清洁能源供给的主旋律,气电亦将成为这些地区实现能源转型的现实选择。中国电力企业联合会在《电力行业“十四五”发展规划研究》重点任务中指出:将调峰电源作为“十四五”气电发展的主要方向,并预期到年,全国气电装机将达到1.5亿千瓦。广东省到年,气电装机目标达到万千瓦,天然气供应能力超过亿立方米,目前已有多个项目在大湾区开工建设,且所上项目多为高效的9H机组。浙江省将气电增发工程提升新的高度,要求充分发挥气电过渡支撑作用,稳步增加气电发电量,因地制宜推广天然气分布式能源,鼓励依托LNG接收站、天然气干线等选址建设高效燃机项目。“十四五”期间,新增天然气发电机组万千瓦以上。安徽省争取到年建成皖能合肥燃气调峰电站和淮河能源滁州燃气调峰电站。山东省能源局年全省能源工作指导意见中提出加快启动燃气机组示范工程,因地制宜、分类推进燃气机组建设,全年开工规模万千瓦左右。吉林省“十四五”将规划华能松原燃机项目(96万千瓦)和白城镇赉天然气发电项目(17万千瓦)建成投产。

年及“十四五”甚至更长一段时间,我国用电负荷“冬夏”双峰特征将更加突出,出力波动性较强的新能源在电力系统中占比持续提高,电力供需紧平衡日益加重,电力调峰难度日益加大。气电在支撑电力系统安全稳定运行、服务可再生能源大规模发展、助力实现碳达峰碳中和目标等方面,将继续发挥不可替代的作用。气电启停快,负荷调节速率高、调节范围广,相比抽水蓄能、蓄电池等其他形式更加适合电网调峰。抽水蓄能虽运行灵活、反应快速,但受到站址资源的限制,发展空间存在瓶颈。电化学储能正处于从项目示范商业化初期过渡的阶段,但成本仍很高,且容量较低,尚不能长时间调峰,发展前景尚不明朗。而燃气轮机调峰能力强、幅度广、速度快,位于电源负荷核心区,调度发电时间持久,受限制条件少,是理想的灵活性电源。得益于燃气轮机具有的启动速度快、靠近负荷中心等特点,将其作为黑启动电源优势明显。黑启动是在电网因故障停止供电情况下,不依赖其他网络电源帮助,实现机组自启动并逐步恢复电网供电范围,最终实现整个电网供电恢复。目前部分6B、9E型机组具备了黑启动功能,并在电网中停电事故中发挥了重要作用。

此外,燃气电厂无输煤、制粉、除灰等设备,占地面积一般为同等容量燃煤电厂的一半左右,同时使用天然气作为燃料的燃气轮机发电电厂在常规污染物方面,烟尘和SO2大幅低于采用超低排放的燃煤电厂,燃气轮机发电最低一度电的碳排放容量只是同等煤电的48%,两度电碳排放不足煤电的一度电排放。通过实施脱硝改造,NOx排放可以控制在15mg/m^3以下,天然气作为燃料也使得燃气电厂基本无非常规污染物如Hg等的排放。

各型燃机单位供电二氧化碳排放与煤机比较

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