新华社信息北京８月３１日电 从８０年代起，天然气逐渐渗入电力部门，发电用天然气消费量及燃气发电所占比例不断增加。天然气正在成为未来发电的首选燃料。
天然气发电的发展
１．发电用天然气消费量急剧增加
１９８０年以来，世界天然气消费量快速攀升，从１５１８０亿立方米增至１９９９年的２３４８４亿立方米，年增长率达到２．３％。其中用于发电的天然气消费量增长更为迅速。１９８０年，全世界电力部门的天然气用气为３１００亿立方米，而１９９７年达到了７６９２亿立方米，增长了４５９２亿立方米，年增长率达到５．５％，是同期世界新增天然气消费量的５７％以上。电力部门用气量占世界天然气消费总量的比例已从１９８０年的２０％上升至３３％。（参见表１）。可以说，世界天然气消费量的增长在很大程度上是受天然气发电用气量的推动。
表１ １９９７年世界各地区发电用天然气消费情况 单位：亿立方米
───────────────────────────────────
天然气 发电消费 占世界发电
地区 消费总量 发电用量 比例(%) 消费比例(%)
───────────────────────────────────
北美 7410 1667 22.50 21.67
南美 905 219 24.20 2.85
西欧 4245 937 22.07 12.18
东欧 394 122 30.96 1.59
前苏联 5575 2976 53.38 38.69
亚太 2608 1095 41.99 14.24
中东 1637 494 30.18 6.42
非洲 457 180 39.39 2.34
───────────────────────────────────
世界 23232 7692 33.11 100
───────────────────────────────────
资料来源：ＩＥＡ．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ１
９９８，１９９９Ｅｄｉｔｉｏｎ
从天然气发电的区域状况看，发电用气有以下特点：
（１）前苏联天然气发电占世界天然气发电消费量的比例在３９％左右，稳居首位，北美为２２％，亚洲和西欧分别为１４％和１２％，世界其余地区约４．６％。
（２）１９８０－１９９７年，前苏联发电用气量增加了４４％，达１８６２亿立方米，占世界发电用气增长总量的４０％；亚洲的年均增长率或增长幅度最大，达１１％或８６０亿立方米。总的来说，除去北美（年均增长２．２％）和中欧（年均增长３．２％）外，增长率一般都很高，西欧和南美在４．５％左右，非洲和中东为９％－１０％。
前苏联发电用气量增长最快的主要原因是，国家在政策上要求电厂用天然气代替煤炭和石油。亚太地区的情况也是同样，除了日本、澳大利亚和巴基斯坦等国家以外，许多国家都开始选择天然气作为新发电装置的能源。例如，泰国在８０年代初期就建成了亚洲当时最大的燃气联合循环电厂（７５万千瓦），接着马来西亚和印度尼西亚都建立了燃气联合循环电厂。
２．燃气发电占世界发电总量的比例稳步上升
１９８０年－１９９６年，在世界电力生产总量中，天然气发电量的比例从１２％增至１５％。目前，世界天然气总发电量为２万亿千瓦时（千瓦时），虽然远于燃煤发电量（５．２万亿千瓦时），但与核电（２．４万亿千瓦时）和水电发电量（２．７万亿千瓦时）相比，差距不大。世界电力生产结构参见表２。
表２ １９９６年世界各地区电力生产结构 单位：％
───────────────────────────────────
煤电 石油发电 天然气发电 核电 其他
───────────────────────────────────
北美(1) 48 2 12 19 19
南美 5 17 10 2 66
西欧(2) 29 8 11 33 19
东欧 61 5 7 14 13
前苏联 21 8 37 16 18
亚洲工业化国家(3) 28 18 18 26 11
亚洲其他国家 61 10 8 3 17
中东 6 45 44 0 5
非洲 52 15 15 3 15
工业化国家(1+2+3) 38 7 13 25 18
其他国家 39 13 18 7 23
───────────────────────────────────
世界合计 38 9 15 18 20
───────────────────────────────────
资料来源：ＩＥＡ（国际能源机构）
在用天然气发电的国家中，天然气发电量占电力生产总量的比例差异相当大。这与各国的国内资源和能源政策有关。例如，在土库曼斯坦、卡塔尔和马来西亚等国，由于天然气产量相当高而煤炭和水力资源很少，天然气发电占电力生产总量的７０％以上；在阿根廷、荷兰和俄罗斯等国，尽管天然气产量高，但国内还家其他一种或数种发电能源（如煤炭、水力、石油等），天然气发电量的比例在４０％－６０％；天然气发电量为电力生产总量２０％－４０％的典型国家有：英国（天然气生产国）、日本（天然气进口国）和意大利、罗马尼亚（既是生产国又是进口国）；天然气发电量占１０％－２０％的典型国家有：美国（煤炭资源量巨大）、韩国（实行发电能源多元化政策）和匈牙利（核电占４０％）等。
促进天然气发电增长的因素
８０年代以来，天然气在发电业中的广泛应用主要是以下几个方面共同作用的结果。
１．天然气资源丰富
过去１５年间，天然气探明储量翻了一番。到１９９９年止，剩余探明储量约１４５．６万亿立方米，按现在的开采速度可供消费６０年，而且储量还有可能增加。丰富的天然气资源已完全消除了以前人们对它的供应可持续性的忧虑。
天然气储量的地理分布较广，这有利于避免区域市场垄断的风险。此外，技术进步带来了产量的增加并降低了生产成本。例如，北海气田的采气成本已从１９８０年的３．７美元／Ｍｂｔｕ（百万英热单位，约合２７．８立方米）降到今年的２美元／Ｍｂｔｕ。输气业的技术进步则带来了天然气国际贸易的高速增长。１９９９年，世界天然气贸易总量达５７７１亿立方米，占当年商品产量的２４％，而在１９８０年只有２０００亿立方米，占产量的１３％。
２．能源环境有利于天然气利用
经过１９７３年和１９７９年两次石油危机，原油价格从１９７４年的２－３美元／桶升到１９８０－１９８５年的２７－３５美元／桶，石油进口国特别是ＯＥＣＤ（经济合作与发展组织）成员国明显降低了石油在能源结构中的份额，从而启动了节能规划，促进了能源多元化并增加了天然气在能源结构中的份额。
１９８０年－１９９６年，面对成品油发电减少和巨大的电力需求，水电、核电、煤电和天然气发电得到了长足发展，全世界水电增长了１８％，核电增长占了世界电力增长量的３２％（１９８０－１９９６年），煤在新增发电量中约占３８％，天然气发电增长了１８％。由于核电面临社会公众的压力，水电受条件限制，再加上强烈的环保要求，天然气成为与煤竞争的首要发电燃料。
３．燃气联合循环发电具有技术经济优势
燃气轮机与蒸汽轮机联合循环发电技术的进步对天然气的发电利用具有决定性的作用。在８０年代初期，常规火电厂和燃气联合循环发电厂之间的效率差异相对较小，但现在，联合循环发电厂的效率已达到５０％－５５％，而常规发电厂的效率最大不过５０％－５５％。而且，燃气轮机单机容量的改善１９７９年为５万千瓦，目前达２５万千瓦）已使之能达到常规火电厂的发电能力，由承担峰荷发电而成为基荷和半基荷电厂。这一重大技术进步也使天然气成为煤电和核电的竞争对手。
除了能源效率这一优势之外，联合循环发电还具有极其出色的环保优势（表３）。虽然核电和正在开发中的新型燃煤发电厂也能满足这一标准，但投资巨大。
表３ 表电厂排放物对比
单位：克／千瓦时
───────────────────────────────────
效率(%) ＣＯ2 ＣＯ ＣＨ4 ＮＯX ＳＯ2
───────────────────────────────────
天然气联合循环发电 58 313 0.18 0.03 1.04 0.00
燃气轮机发电 35 443 0.25 0.05 1.46 0.00
燃料油发电 40 673 0.13 0.01 1.73 1.7-5.0
煤发电 40 813 0.15-1.33 0.01 2.7/9.4 2.3-7.2
───────────────────────────────────
注：联合循环发电通过燃烧由天然气产生的Ｈ?，也可不排放ＣＯ?。
资源来源：ＣＥＩＤＧＡＺ
事实上，相对于其他发电方式，联合循环发电厂需要的投资低得多（表４）。在某些国家，发电用天然气的价格是很有竞争力的。（表５）
表４ 几种发电厂经济参数对比
───────────────────────────────────
发电燃料 天然气 煤* 煤**
───────────────────────────────────
投资(美元/千瓦) 600 1100 1500
建设周期(年) 3 4 4
寿命期(年) 25 30 30
效率(%) 50 40 43
折现率(%) 10 10 10
燃料费 50美元/吨 50美元/吨
操作费(投资的百分比) 3 4 4
───────────────────────────────────
＊带脱硫的过临界燃煤蒸汽机；＊＊煤气化合循环。
资料来源：ＣＥＩＤＧＡＺ
表５ 部分国家发电用天然气价格
单位：美元／ＭＢｔｕ
───────────────────────────────────
国家 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998
───────────────────────────────────
美国 2.36 2.61 2.28 2.02 2.69 2.81 2.36
英国 3.09 2.99 2.97 2.87 3.11 2.72
荷兰 3.12 3.01 2.88 3.64 3.46 3.26 2.56
意大利 3.03 2.53 2.98 3.28 3.78
德国 4.27 3.84 3.68 4.4 4.35 3.48
日本 3.99 3.87 3.67 3.97 4.18 4.67
───────────────────────────────────
注：ＭＢｔｕ即百万英热单位，１ＭＢｔｕ约相当于２７．８立方米天然气
。
资料来源：ＩＥＡ．Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ１
９９８，１９９９Ｅｄｉｔｉｏｎ
４．电力市场的变化
８０年代初期，随着电网业在更广泛意义上的自由化，世界电力工业的传统组织模式开始受到冲击，其中最重要的就是发电部门向独立发电厂商开放和实施私有化。电力部门组织结构的剧烈变化所带来的主要结果是有了对发电厂商的选择权。此外，电力现货市场也促使发电厂向采用灵活性较强的发电装备发展，以减少利用不足的风险。而燃气轮机在联合循环系统中的优势可满足独立发电厂商的需要。
５．热电联产的发展
热是联产既发电也生产蒸汽，总热效率可达８０％，包括３０％的电效率和５０％的热效率，这种主要以满足热需求为目的的热电配置方法在美国、欧洲和前苏联发展较快，１９９６年在全世界发电所消费的７４００亿立方米天然气中，热电联产厂就用了２７００亿立方米。
天然气发电展望
近年来，有利于天然气消费的因素在不断增强，而从经济和环境的因素考虑，天然气发电已成为天然气利用的第一选择。从表６可见，预计到２０１０年，世界发电装机容量将从１９９５年的３０．８亿千瓦增到２０１０年的４５．５６亿千瓦，其中天然气发电将增加约７．４亿千瓦，达１３．０８亿千瓦，占新增发电能力的５０％，总发电能力将接近煤电水平（１３．６亿千瓦）。
表６ 世界各地区发电装机容量发展趋势预测
单位：万千瓦
───────────────────────────────────
各种发电合计 天然气发电
地区 1995 2010 增减 1995 2010 增减
───────────────────────────────────
北美OECD国家 91500 115900 24700 20900 41500 20600
南美 18700 32600 13900 2300 6300 4000
OECD欧洲国家 62800 85300 22500 7500 27900 20400
经济转型国家 43400 58600 15200 12000 23700 11700
亚洲合计 73300 135400 62100 9500 22500 13000
太平洋OECD国家 27400 36600 9200 5800 10100 4300
中国 22700 50100 27400 100 1000 900
东亚 12600 27500 14900 2100 7900 5800
南亚 10600 21200 10600 1500 3500 2000
中东 8900 12600 3700 3700 4900 1200
非洲 9700 15200 5500 1200 4000 2800
───────────────────────────────────
世界合计 308000 455600 147600 57100 130800 73700
───────────────────────────────────
───────────────────────────────────
煤 发 电
地区 1995 2010
───────────────────────────────────
北美OECD国家 37200 41800
南美 1300 2100
OECD欧洲国家 17300 16000
经济转型国家 13700 15000
亚洲合计 29100 55400
太平洋OECD国家 5700 6500
中国 15800 32300
东亚 2300 5700
南亚 5300 10900
中东 300 800
非洲 4300 5300
───────────────────────────────────
世界合计 103200 136400
───────────────────────────────────
注：经济转型国家：前苏联、东欧；太平洋ＯＥＣＤ国家：日本、澳大利亚、新西兰、韩国
资料来源：ＩＥＡ《１９９８世界能源展望》
从１９９６年到２０１０年，世界用于发电（和供热）的天然气消费量可能翻一番，达到１．２７万亿立方米，年均增长率约５％（表７）。其中亚洲和北美（主要在美国）的增长幅度最大，但亚洲的发展还要取决于中国和印度的液化天然气和管输天然气进口项目的实际进展。
表７ １９９６－２０１０年天然气消费预测
单位：亿立方米
───────────────────────────────────
消费总量 发电用量
国家或地区 1996 2010 1996 2010
───────────────────────────────────
北美 6950 8720 1500 3160
南美 1080 2310 250 700
西欧+ 4150 5710 840 1890
经济转型国家 6460 7880 2230 2730
太平洋国家 870 1110 510 650
中国 190 1080 10 500
亚洲其他国家 1290 3720 520 1650
非洲 510 880 190 420
中东 1490 2450 400 990
───────────────────────────────────
世界合计 22980 33850 6450 12690
───────────────────────────────────
───────────────────────────────────
发电用气所占比例(%) 2010年与1996年相比
发电用 发电增长所
国家或地区 1996 2010 总量增长 量增长 占比例(%)
───────────────────────────────────
北美 21.5 36.2 1770 1660 93.8
南美 23.6 30.3 1230 440 36.2
西欧+ 20.3 33.0 1570 1050 66.8
经济转型国家 34.5 34.7 1420 500 35.5
太平洋国家 58.6 58.4 240 140 57.8
中国 4.1 46.4 890 490 55.4
亚洲其他国家 40.4 44.4 2420 1130 46.6
非洲 37.1 48.1 370 240 63.0
中东 26.8 40.2 960 580 61.1
───────────────────────────────────
世界合计 28.1 37.5 10870 6240 57.4
───────────────────────────────────
注：西欧＋：西欧、匈牙利、捷克；经济转型国家：前苏联、东欧；太平洋国家：日本、澳大利亚、新西兰
资源来源：ＩＥＡ
到２０１０年，在用于发电的天然气消费量中，世界各地区所占份额将大幅度下降，亚洲和南美显著上升（分别增长８个和５个百分点），其余地区将增长１－３个百分点。北美极有可能成为消费量最大的地区，相对份额达到２５％，接下来是亚洲（２２％）和前苏联（１９％）。
启示与建议
种种迹象表明，天然气是２１世纪天然气的主要消费方向。但是，相比之下，我国的天然气发电无论在天然气消费量或是在发电量上，都仍然处于低水平。１９９７年全国天然气消费结构中，天然气发电仅占１．１５％，发电用气量２．１亿立方米。
据了解，在我国发展天然气发电，障碍之一是能源结构和政策问题，因为大力发展煤电一直是我国的一项能源政策，二是经济效益问题，至今仍有人对天然气发电的经济性存有疑问。然而，世界上一些煤炭和水力资源丰富的国家，例如美国及印度等国，都在大力推进天然气发电，以促使发电能源多元化、优质化。而国际上燃气轮机，特别是联合循环发电的经济效益已由大量事实所证实。按煤脱硫蒸汽机技术的发电成本，天然气联合循环发电技术的燃料气价格可达到４美元／ＭＢｔｕ（约相当于人民币１１８０元／千立方米）。按我国现行发电用气价格约６００元／千立方米（相当于２美元／ＭＢｔｕ）计，发电成本仅０．２２元／千瓦时，经济效益是很有吸引力的。另外，水电在我国电力生产结构中份
额相当大，而枯水期的用电矛盾十分突出，发展天然气发电，有利于改善我国电力生产结构，为水电调峰削谷。
因此，我国应加快天然气发电的进程。近期可在天然气产区或水电占有优势地位的地区（如川渝地区），先发展天然气调峰发电，待其经济技术价值得到认可后，逐步推广天然气发电。东部沿海各地经济发达，用电量大，发展天然气和液化天然气发电不仅市场潜力大，经济效益好，而且有利环境保护，因此应特别加以重视。（完）
(编辑：林芳) |
