關(guān)于天然氣分布式能源發(fā)展的思考

文 | 周震宇

2011年，《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2011〕2196號）正式印發(fā)。以此為標志，揭開(kāi)了我國天然氣分布式能源發(fā)展的序幕。但歷經(jīng)十年，我國天然氣分布式能源發(fā)展依然舉步維艱，指導意見(jiàn)提出的2020年發(fā)展目標已完全落空。在跨入新的十年之際，我們有必要重新反思天然氣分布式能源的發(fā)展問(wèn)題。本文力求從管理部門(mén)的角度，梳理天然氣分布式能源發(fā)展的瓶頸，探討推動(dòng)天然氣分布式能源高質(zhì)量發(fā)展的可行道路。

天然氣分布式能源作為一個(gè)全新的領(lǐng)域，業(yè)內對其有著(zhù)不同的理解。理解上的差異帶來(lái)了認識上的混亂，造成了發(fā)展上的亂象?！笆厣髡?，偽詐自止”。推進(jìn)天然氣分布式能源發(fā)展，首要的是為天然氣分布式能源正名，否則“名不正，則言不順；言不順，則事不成”。

目前，國內關(guān)于天然氣分布式能源的官方定義出自國家發(fā)展改革委等四部委《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導意見(jiàn)》（發(fā)改能源〔2011〕2196號）。文件將天然氣分布式能源定義為利用天然氣為燃料，通過(guò)冷熱電三聯(lián)供等方式實(shí)現能源的梯級利用，綜合能源利用效率在70%以上，并在負荷中心就近實(shí)現能源供應的現代能源供應方式。同時(shí)，國家發(fā)展改革委在《分布式發(fā)電管理暫行辦法》（發(fā)改能源〔2013〕1381號）中對分布式發(fā)電也做出了定義，即分布式發(fā)電是指在用戶(hù)所在場(chǎng)地或附近建設安裝、運行方式以用戶(hù)端自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)，且在配電網(wǎng)系統平衡調節為特征的發(fā)電設施或有電力輸出的能量綜合梯級利用多聯(lián)供設施。

結合上述兩個(gè)定義，我們可以總結天然氣分布式能源的三個(gè)特征，即 “配電網(wǎng)并網(wǎng)”“就近消納”“通過(guò)梯級利用實(shí)現較高的綜合能源利用效率” 。符合這三個(gè)特征的天然氣機組就可以界定為天然氣分布式能源。

（一）配電網(wǎng)并網(wǎng)，也即發(fā)電機組在110千伏以下配電網(wǎng)并網(wǎng)，而不是在220千伏以上輸電網(wǎng)并網(wǎng)。 從這個(gè)特征出發(fā)，我們可以把并入輸電網(wǎng)的天然氣機組排除在天然氣分布式之外。

天然氣分布式常見(jiàn)的并網(wǎng)電壓等級一般在35千伏以下。在某些大型工業(yè)園區或者大型工業(yè)企業(yè)，應當允許在110千伏電壓等級并網(wǎng)。配電網(wǎng)并網(wǎng)事實(shí)上也限制了分布式機組的最大發(fā)電能力。按照DL/T 5729-2016《配電網(wǎng)規劃設計技術(shù)導則》規定，接入10千伏電網(wǎng)的電源不超過(guò)0.6萬(wàn)千瓦，接入110千伏電網(wǎng)的電源不超過(guò)5萬(wàn)千瓦。

（二）就近消納，也即電力在機組并入的配電網(wǎng)供區內消納，而不應進(jìn)入輸電網(wǎng)進(jìn)行遠距離輸送。 從這個(gè)特征出發(fā)，我們可以把雖然并入配電網(wǎng)，但電力需要上送輸電網(wǎng)的天然氣機組排除在天然氣分布式之外。

就近消納存在三種形式，一種是全部電力直接供應一個(gè)產(chǎn)業(yè)項目；第二種是一部分電力直接供應產(chǎn)業(yè)項目，另一部分電力通過(guò)配電網(wǎng)進(jìn)行消納；第三種是全部電力都在配電網(wǎng)消納。實(shí)踐中有“并網(wǎng)不上網(wǎng)”“并網(wǎng)又上網(wǎng)”“區域型分布式機組”“隔墻售電”等各種各樣的表述，但就近消納的唯一特征就是僅在單一配電網(wǎng)供區內完成電力消納。

（三）通過(guò)梯級利用實(shí)現較高的綜合能源利用效率。 從這個(gè)特征出發(fā)，我們可以把雖然并入配電網(wǎng)，電力也在配電網(wǎng)內消納，但不實(shí)施梯級利用的天然氣機組排除在天然氣分布式之外。

天然氣分布式較高的綜合能源利用效率來(lái)自于兩種途徑。其中最重要的途徑是梯級利用。在采用冷熱電三聯(lián)供方式下，按照溫度對口、梯級用能的模式，天然氣分布式首先可以獲得30%-40％發(fā)電效率，再利用發(fā)電后的余熱來(lái)制熱、制冷，可以將能源綜合利用效率提高至70%以上，甚至80％以上，遠超大型火電廠(chǎng)40%-50％的能源利用效率。以上海迪士尼為例，其分布式能源采用5臺燃氣內燃機發(fā)電機組和5臺煙氣熱水型溴化鋰吸收式冷熱水機組，發(fā)電效率可達45.4%，綜合能源利用率可達85.9%。另一途徑是電網(wǎng)線(xiàn)損的減少。由于天然氣分布式位于用戶(hù)側，不需要建設大電網(wǎng)進(jìn)行遠距離輸電，避免了升降壓和輸送導致的能量損失。2018年國網(wǎng)綜合線(xiàn)損率高達6.47%，而分布式機組的線(xiàn)損幾乎可以忽略不計。

實(shí)踐中，要注意區別天然氣分布式與天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣自備機組的差別。

我們平常所說(shuō)的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，實(shí)質(zhì)上指的是燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組。這類(lèi)機組強調“以熱定電”，以保障熱能供應為第一要務(wù)；所發(fā)電力不要求在單一配電網(wǎng)供區內消納，需要并入（或者上送）輸電網(wǎng)進(jìn)行全網(wǎng)消納。而天然氣分布式強調“梯級利用”，要綜合考慮電、熱、冷的供應，以實(shí)現最高的綜合能源利用效率為第一要務(wù)；所發(fā)電力應在單一配電網(wǎng)供區內消納。

天然氣分布式與天然氣自備機組也不是等同關(guān)系，兩者沒(méi)有同一性。天然氣分布式是從并網(wǎng)形式、消納方式、技術(shù)指標的角度對天然氣機組的劃分；天然氣自備機組是從產(chǎn)權屬性的角度對天然氣機組的劃分。天然氣分布式既可以由產(chǎn)業(yè)業(yè)主投資建設，也可以由非產(chǎn)業(yè)業(yè)主投資建設；既可以直接向產(chǎn)業(yè)項目供電，也可以向區域供電。只有產(chǎn)業(yè)業(yè)主投資建設的為產(chǎn)業(yè)項目服務(wù)的天然氣分布式機組才屬于自備機組。

正名，不僅要正名實(shí)，也要正名分。我們不僅要講明白什么是天然氣分布式能源，也要理解為什么要發(fā)展天然氣分布式能源。管理部門(mén)應更多的從能源整體觀(guān)的角度去認識和看待天然氣分布式。所謂能源整體觀(guān)，就是把能源全行業(yè)、全品種、全鏈條看成統一的整體，從全局角度觀(guān)察事物、考慮問(wèn)題。

（一）天然氣分布式在提升能源全系統效率上具有明顯優(yōu)勢。 從能源整體觀(guān)出發(fā)，提高能源全系統效率始終是能源發(fā)展的核心目標。這就要求我們不能僅僅關(guān)注于某一環(huán)節、某一產(chǎn)業(yè)、某一類(lèi)型機組的節能，更要在選用高效能源、降低系統損耗、優(yōu)化系統結構上做文章。天然氣分布式能夠綜合保障一定區域的常規用能，最大程度節省一次能源的消耗，有效降低電力傳輸損耗，在提升能源全系統效率上具有明顯優(yōu)勢。

（二）天然氣分布式在能源系統自身優(yōu)化迭代中具有特殊作用。 從能源整體觀(guān)出發(fā)，能源系統作為一個(gè)整體，始終處于發(fā)展變化、優(yōu)化迭代中。我國當前的電力體系是一個(gè)以大機組、大電網(wǎng)為主要特征的集中式體系。歷史的看，集中式電力體系確實(shí)有效保障了電力供應，為經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展做出了巨大貢獻?，F實(shí)的看，集中式電力體系與經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的矛盾正趨于尖銳。主要表現在： 一是電網(wǎng)復雜程度指數上升，調度運行越發(fā)困難，全網(wǎng)事故隱患如影隨形；二是在國土高度開(kāi)發(fā)地區，特別是東部省份，電網(wǎng)建設與其他建設“搶地”情況突出，電網(wǎng)建設日益困難；三是遠距離輸送、多級別降壓，也使得電力傳輸效率降低，線(xiàn)損率難以控制。 電力體系由過(guò)去的集中式向集中式和分布式并重轉型已勢在必行。天然氣分布式的低碳性、穩定性、成熟性，使其在構建分布式供能系統中居于基礎和核心地位。離開(kāi)了天然氣分布式，就很難發(fā)展起分布式供能系統。

（三）天然氣分布式在能源系統與外部環(huán)境互動(dòng)中具有正面意義。 從能源整體觀(guān)出發(fā)，能源系統作為一個(gè)整體，始終與外部環(huán)境進(jìn)行著(zhù)互動(dòng)。實(shí)現良性互動(dòng)，比如減少碳排放，始終是我們的目標。天然氣機組作為一種低碳火電機組，在替代燃煤發(fā)電層面具有明顯的減碳優(yōu)勢，對比新能源發(fā)電又具有成熟穩定的特點(diǎn)。在天然氣機組中，天然氣分布式相較于天然氣大型機組又具有更高的能源綜合利用效率。天然氣分布式能源在碳達峰進(jìn)程中，可以而且應該發(fā)揮積極作用，為推動(dòng)能源系統與外部環(huán)境良性互動(dòng)做出貢獻。

理想很豐滿(mǎn)，現實(shí)很骨感。天然氣分布式要突破發(fā)展困境，需要解決好經(jīng)濟性和應用場(chǎng)景兩大問(wèn)題。

（一）辯證分析天然氣分布式的經(jīng)濟性

天然氣分布式要取得發(fā)展，必須具有一定的經(jīng)濟性。業(yè)界普遍認為，天然氣分布式基本上是虧損項目，不具有投資價(jià)值。對此，應當辯證分析。

首先，同等條件下，天然氣分布式的經(jīng)濟性要優(yōu)于傳統的天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)。 雖然天然氣分布式在單位造價(jià)上高于天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，但考慮到天然氣分布式配電成本接近于0，而天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的輸配電價(jià)高達0.2303元/千瓦時(shí)（以浙江10千伏一般工商業(yè)為例），天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)實(shí)際終端電價(jià)遠高于天然氣分布式。天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展，高度依賴(lài)于政策性補貼。以浙江為例，每年給予1200萬(wàn)千瓦天然氣機組的補貼高達67.5億元。天然氣分布式長(cháng)期以來(lái)處于“草根”狀態(tài)，是其無(wú)法快速發(fā)展的重要因素。反之，在已經(jīng)出臺補貼政策的上海等地，天然氣分布式已經(jīng)取得了不錯的發(fā)展。

其次，“草根”狀態(tài)的天然氣分布式，依然具有一定的競爭力。 以浙江10千伏一般工商業(yè)用戶(hù)為例，其銷(xiāo)售電價(jià)為0.6656元/千瓦時(shí)（尖峰1.2064、高峰0.9014、低谷0.3784，尖高峰時(shí)段合計11小時(shí)）?？梢钥吹?，采用分時(shí)電價(jià)模式時(shí)，天然氣分布式在尖高峰時(shí)段具有完全的價(jià)格競爭力；采用電度電價(jià)模式時(shí)，如能控制成本，依然具備價(jià)格競爭力。

再次，影響天然氣分布式經(jīng)濟性的核心要素是天然氣價(jià)格水平。 我國的天然氣價(jià)格水平偏高，對天然氣分布式的生存發(fā)展造成了很大壓力。以浙江10千伏一般工商業(yè)用戶(hù)銷(xiāo)售電價(jià)為0.6656元/千瓦時(shí)計算，完全不考慮天然氣分布式固定成本情況下，天然氣到廠(chǎng)價(jià)格的極限在2.4元/方。而要將天然氣到廠(chǎng)價(jià)格控制在較低水平，難度極大。我國天然氣對外依存度高、國內開(kāi)發(fā)成本大，導致氣源價(jià)格居高不下；多級配網(wǎng)架構導致的層層加價(jià)和配網(wǎng)管輸價(jià)格偏高，進(jìn)一步推高了管輸成本。

（二）圍繞經(jīng)濟性做出更大努力

1.從天然氣價(jià)格入手，努力降低天然氣分布式運行成本 。降低天然氣價(jià)格的希望在推進(jìn)天然氣體制改革。目前，我國天然氣體制改革已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，國家管網(wǎng)公司已經(jīng)完成組建。期待天然氣體制改革在以下幾個(gè)方面繼續取得突破：一是研究建立天然氣集中交易市場(chǎng)，鼓勵支持包括天然氣分布式能源在內的大型用氣企業(yè)直接向氣源企業(yè)采購；二是抓緊推進(jìn)天然氣配網(wǎng)扁平化改革，剝離現有配網(wǎng)企業(yè)的配網(wǎng)資產(chǎn)，實(shí)施區域性兼并重組，減少配網(wǎng)層級；三是抓緊推進(jìn)輸配氣價(jià)改革，從緊核定各級氣網(wǎng)輸配氣價(jià)；四是加快天然氣接收站、儲運站建設，支持接收站、儲運站作為氣源主體參與市場(chǎng)交易，鼓勵接收站、儲運站提供代卸、代儲業(yè)務(wù)。項目業(yè)主也要把天然氣采購作為降本增效的核心，多渠道、市場(chǎng)化采購低價(jià)天然氣，與國內氣源企業(yè)建立長(cháng)期合作關(guān)系，利用好海外LNG現貨交易。

2.從項目本身入手，最大限度提升綜合能源利用效率和發(fā)電效率。 效益來(lái)自于效率，對天然氣分布式這樣的綜合供能系統更要強調綜合能源利用效率。同時(shí)，能源是具有質(zhì)量屬性的，能源質(zhì)量是指將該能源轉換為其他形式能源的可能性，特別是轉換為機械能的可能性。作為第二次工業(yè)革命的成果，電力依然是目前最具質(zhì)量的能源形式。從物盡其用的角度出發(fā)，寶貴的天然氣資源要優(yōu)先轉化為高品位的電力。多項研究和實(shí)踐也表明，發(fā)電效率直接關(guān)系機組的經(jīng)濟性。為了最大限度提高綜合能源利用效率和發(fā)電效率，必須從項目謀劃階段開(kāi)始，就扎扎實(shí)實(shí)的開(kāi)展研究和論證，找到最合適的系統配置和運行方式。

3.從政府引導出發(fā)，考慮給予天然氣分布式適當的政策性補貼。 天然氣分布式的經(jīng)濟性好于天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)，也就意味著(zhù)同樣的補貼，天然氣分布式可以取得更好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。從這一點(diǎn)出發(fā)，應當考慮給予天然氣分布式政策性補貼?？紤]到政策性補貼的公共性和天然氣分布式受益主體的區域性，對區域性供電的天然氣分布式項目可以按照供電量給予補貼，對服務(wù)單一產(chǎn)業(yè)項目的天然氣分布式則不給予補貼，政策性補貼的出資主體以天然氣分布式所在地方政府為宜。

（三）具體分析天然氣分布式的應用場(chǎng)景

“ 誰(shuí)是我們的敵人?誰(shuí)是我們的朋友?這個(gè)問(wèn)題是革命的首要問(wèn)題”。在考慮天然氣分布式應用場(chǎng)景時(shí)，必須考慮市場(chǎng)主體的立場(chǎng)，找到發(fā)展的同盟軍，發(fā)現建設的突破口。

從產(chǎn)業(yè)角度看，天然氣分布式在特定產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具有應用價(jià)值。 天然氣分布式的高效特點(diǎn)和低碳屬性，可以有效服務(wù)某些產(chǎn)業(yè)；某些產(chǎn)業(yè)基于自身需要和能源政策，也愿意在采用天然氣分布式上有所突破。比如，在微電網(wǎng)和電子、芯片等有電能質(zhì)量要求的產(chǎn)業(yè)，天然氣分布式可以組建形成微電網(wǎng)，替代第二回輸電線(xiàn)路；在有供熱需求、但受到煤炭消費制約的醫藥化工等產(chǎn)業(yè)，天然氣分布式可以替代燃煤熱電供熱；在能源消費總量不足、節能壓力大的數據中心等產(chǎn)業(yè)，高效供能可以完美解決問(wèn)題。這些產(chǎn)業(yè)往往對用能成本不敏感、對節能和可靠性較敏感，天然氣分布式完全可以發(fā)揮作用。

從電網(wǎng)角度看，增量配電網(wǎng)是天然氣分布式發(fā)展的理想區域，國家電網(wǎng)區域內布局需謹慎。 電網(wǎng)企業(yè)對天然氣分布式的態(tài)度主要取決于其經(jīng)濟利益。由于天然氣分布式電力直接在配電網(wǎng)內消納，電網(wǎng)企業(yè)無(wú)法賺取或者只能少量賺取輸配電費，對電網(wǎng)企業(yè)收入影響很大。但增量配電網(wǎng)本身就是配電網(wǎng)，天然氣分布式的就近消納等同于增量配電網(wǎng)全網(wǎng)消納。天然氣分布式的存在不僅有助于提高增量配電網(wǎng)自身調節能力，有利于系統安全穩定運行，增量配電網(wǎng)還能從就近消納中獲得一定的電價(jià)差收益。這決定了，增量配電網(wǎng)將成為天然氣分布式的擁護者。而國家電網(wǎng)可以說(shuō)是天然氣分布式的天然反對者，天然氣分布式對國家電網(wǎng)的經(jīng)濟利益沖擊最大。國家電網(wǎng)曾提出分布式應采取“全額上網(wǎng)”模式，即由國網(wǎng)按照0.65元/千瓦時(shí)（浙江天然氣分布式臨時(shí)上網(wǎng)電價(jià)）收購全部電量，再按銷(xiāo)售電價(jià)反售用戶(hù)。按此模式，天然氣分布式將徹底喪失其分布式屬性，與普通機組毫無(wú)差別，宏觀(guān)上也抬高了全網(wǎng)平均上網(wǎng)電價(jià)，使全系統經(jīng)濟性進(jìn)一步降低。還需要注意的是，由于氣電并不享受可再生能源“保障性收購”待遇，國網(wǎng)有權拒絕調度和收購天然氣分布式能源?！叭~上網(wǎng)”模式更可能成為天然氣分布式的“坑”。在國家電網(wǎng)轄區內推進(jìn)天然氣分布式，依托產(chǎn)業(yè)項目建設反而成為第一選擇，真正實(shí)現就近消納還有賴(lài)于能源政策和電力改革的進(jìn)一步突破。

（四）圍繞應用場(chǎng)景做出更大努力

1.在國網(wǎng)覆蓋區域內選擇特定行業(yè)發(fā)展“并網(wǎng)不上網(wǎng)”形式的天然氣分布式。 在醫藥化工、數據中心、電子制造、商業(yè)綜合體、機場(chǎng)樞紐等行業(yè)，天然氣分布式具有推廣價(jià)值，其經(jīng)濟性又能得到保障。應當依托這些行業(yè)，盡快部署一批以服務(wù)單一產(chǎn)業(yè)項目為主的天然氣分布式示范項目，形成發(fā)展的良好氛圍。

2.在增量配電網(wǎng)區域內全面推進(jìn)天然氣分布式發(fā)展。 在增量配電網(wǎng)內，因地制宜建設天然氣分布式能源，實(shí)現就地消納、隔墻售電。為了激勵增量配電網(wǎng)支持天然氣分布式發(fā)展，增量配電網(wǎng)可以33%以下股比參股網(wǎng)內天然氣分布式建設。