杨雷:“双碳”目标下天然气发电前景广阔
发布时间: 2022-05-29 05:51:56    作者:im官方网站


  日前,北京大学能源研究院、壳牌能源中国、北京燃气、中国城市燃气协会等单位联合发布《天然气在改善中国大气环境中作用的研究》(以下简称《报告》)。《报告》认为,在碳减排、经济性、电网灵活性调峰等方面,天然气发电具备优势,具有广阔的前景。

  ▲北京大学能源研究院副院长杨雷解读《天然气在改善中国大气环境中作用的研究》

  北京大学能源研究院副院长杨雷认为,“双碳”目标下,我国需要尽快明确天然气清洁能源地位,发挥天然气在能源转型中的重要作用。

  为反映我国燃气电厂减排情况,《报告》调研组对位于京津冀、长三角、珠三角的9家燃煤电厂和10家燃气电厂开展了全面深入地调研,通过对比,分析天然气发电减排绩效。

  调研结果显示,北京地区燃气电站减排成效最好。北京出台了《固定式燃气轮机大气污染物排放标准DB11/847-2011》,并制定了地区污染物减排优惠政策,因此,北京燃气电厂除发电机组本身采用干式低氮燃烧器外,均配置烟气脱硝装置,脱硝系统运行良好,压损、氨逃逸等数据正常,脱硝效率达到设计标准。

  长三角地区燃气电厂的排放要求与国家排放限值一致,但上海、南京等重点城市环保税税率较高,因此虽然燃气发电机组本身已满足排放要求,但部分电厂依然也都配置了SCR烟气脱硝装置;其它非重点城市并未加装SCR脱硝系统。

  作为我国沿海发达地区,珠三角重视发展清洁高效气电。目前,珠三角地区燃机排放要求与国家排放要求一致,仅深圳地区标准严于国家标准,由于地方政府没有特殊要求,该地区大部分电厂没有加装SCR脱硝系统。珠三角地区燃气电厂NOX排放水平与长三角地区相近。

  从减排效果上看,氮氧化物方面,燃煤和燃气电厂的NOx平均排放绩效均低于2019年中电联发布的全国统计数据0.195g/kWh,其中燃气电厂平均值为670.114g/kWh,燃煤电厂平均值为0.146g/kWh,燃气电厂的NOx排放绩效低于燃煤电厂约22%。另外,燃气电厂样本中最大值为0.189g/kWh,仍低于全国平均值0.195g/kWh。

  硫化物方面,燃气电厂的SO2排放绩效优势仍旧比较明显,燃气电厂的SO2平均排放绩效为0.004g/kWh,燃煤电厂平均排放绩效为0.075g/kWh,均显著低于2019年中电联发布的全国统计数据0.187g/kWh。由于火力发电领域的SO2主要来自于燃煤发电,而本次调研中SO2排放绩效低于全国统计值60%以上。

  能源转型和绿色发展是减少温室气体排放的重要措施。目前碳基能源仍然是我国能源结构的主体,化石能源的消费占比超过80%,其中煤炭消费占比57.7%,远高于世界平均水平26.9%。在我国环境治理体系中,能源结构调整,大力发展天然气、可再生能源等清洁能源是重要举措之一。

  《报告》指出,相比于煤炭,天然气机组发电过程中排放的CO2仅是燃煤机组的一半左右,每千瓦装机容量的建设费用可节省约一半,建厂周期短,占地面积也少,电厂热效率高,冷却水少,发电成本低,且操作灵活,调控方便,特别是对环境的污染大大减少。

  我国要大力发展可再生能源,但风电、光伏等可再生能源具有间歇性、随机性和反调节特性,影响电网安全稳定运行。加之我国用电负荷高峰的逐年增长和峰谷差的不断拉大,系统的调峰任务艰巨,使得风电等可再生能源消纳困难。天然气发电机组具备启停迅速、运行灵活、污染排放少等性能优势,将燃气机组用于电网调峰,能有效改善我国现有电网适应负荷变化能力差的现状,促进可再生能源的消纳吸收,并且节能环保效益显著。

  北京大学能源研究院副院长杨雷预测,在当前能源消费增速的条件下,到2030年能源消费总量将达到65亿吨标准煤,产生的二氧化碳排放量达到118.6亿吨。当天然气消费量增加5%,煤炭消费量减少5%,二氧化碳的排放量将减少3.7亿吨;当天然气消费量增加10%,煤炭消费量减少10%,二氧化碳的排放量将减少7.4亿吨。

  北京市“十二五”时期累计压减燃煤近1400万吨。“十三五”期间,关停大唐高井、京能石热和神华燃煤电厂。完成各类燃煤锅炉清洁能源改造2万蒸吨,实现民用散煤清洁能源替代18.4万户。核心区基本实现无煤化,城六区、市级以上开发区基本取消燃煤锅炉。

  《报告》指出,随着北京市天然气消费量不断增加,主要大气污染物的浓度在逐渐降低。天然气从2000年的9.6亿立方米增长到2019年的186.37亿立方米。各种大气污染物的浓度也在逐年下降,PM10、CO2和SO2分别从2000年的162、71和71微克/立方米降低到2019年的68、37和4微克/立方米,累计降幅分别为58.0%、47.9%和94.4%。PM2.5从2013年的89.5微克/立方米降低到2019年的42微克/立方米,累计降幅53.1%。

  杨雷指出,我国各地政府需要明确天然气清洁能源地位,发挥天然气在能源转型中的重要作用。强化顶层设计,积极推动《能源法》等法律政策颁布实施,从法律上明确天然气在我国能源结构中的地位,肯定其清洁能源的属性和作用。

  杨雷建议,我国要充分肯定天然气调峰电厂为大比例接入可再生能源的贡献和作用。鼓励天然气与可再生能源融合发展,优势互补,共同推动清洁低碳、安全高效的能源供应体系建设。在需求侧建设天然气调峰电厂,增加电网的灵活性。鼓励在用电负荷中心新建以及利用现有燃煤电厂已有土地、已有厂房、输电线路等设施建设天然气调峰电站,提升电网的灵活性和安全性。