吕懿
摘 要：随着近年来国际市场天然气价格进入下跌周期，气电在价格上已具备一定的竞争力。该文介绍了国际天然气市场情况、燃气机组发展现状、海南发展气电的条件，并提出气电替代抽蓄为核电调峰的电源协同发展方案。
关键词：天然气 发电 经济性 调峰
中图分类号：F12 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）10（c）-0023-02
为满足海南的环保需要，海南后续电源建设需要提高清洁能源占比，核电和气电将是未来海南电源的重要组成部分。由于大容量核电机组的建设会带来系统调峰及安全稳定问题，气电具有污染物排放少、调峰能力强、单机规模小可分散布点等优点，可以优化系统潮流，提高系统安全稳定性。气电的主要缺点是电价高，但是随着近年来国际市场天然气价格进入下跌周期，目前国际现货市场液化天然气（LNG）到岸价已下跌至1.5～2元/m3，随着大用户直供气等相关政策逐步明朗，气电已具有较强竞争力，可以考虑作为主力电源。因此，气电和核电的协同发展就成为重要的研究内容。
1 国际天然气市场情况
1.1 国际天然气价格历史走势
国际天然气价格指数主要有北美Henry Hub指数、欧洲NBP指数和亚太JCC指数。1998—2012年，国际天然气价格呈整体上升趋势，2013—2014年处于高位，2015年由于市场需求不足开始大幅下跌，2015年美国Henry Hub价格跌幅40%、英国NBP价格跌幅20%、日本LNG到岸价跌幅35%、日本LNG现货价跌幅46%已跌至1.78元/m3。
1.2 国际天然气价格预测
国际能源署近期发布的2016年度天然气中期市场报告，由于全球天然气市场供给过剩、需求增长放缓、能源技术进步等原因，造成了天然气价格上行压力大，天然气出口面临十分严峻的市场形势。在未来一段时期内，全球LNG市场将出现供给持续增长与需求维持低迷并存的态势，可能迫使LNG交易价格回归“合理价位”。
2 燃气机组发展现状
目前天然气电厂一般采用9F改进型燃气轮机，单机容量46万kW，是近年来燃机厂家在9F燃机基础上采用更先进的G级、H级燃机成熟技术推出的改进型机组，在出力、效率方面有明显提升，同时单位容量的造价和占地面积更低，纯凝工况全厂发电效率最高可达60%，燃气轮发电机组仅燃气轮机的关键部件需要进口，其他都已经实现了国产，国产化率在90%以上。
3 海南发展气电的条件
海南省天然气市场供应商主要有中海油气电公司和中石油昆仑能源公司两家。据了解，两家公司未来都具备向天然气电厂供气的能力。
国际现货市场液化天然气（LNG）目前到岸价已下跌至2元/m3以内，根据国内外经济形势预测，天然气价格水平将会较长时间维持低位。按当前国际LNG现货市场价格，9F级燃气机组发电燃料成本低于0.32元/kWh（气耗为0.182 kWh/m3）。在海南发展气电已具备一定的经济性。
在海南建设天然气电厂符合国家天然气利用和环保政策，满足海南省绿色发展和生态立省的要求。
4 海南气电和核电协同发展方案比较
核电建设周期较长，若各环节进展顺利，百万核电可以在“十四五”初期投产。在投产初期，海南电网调峰及安全运行压力较大。两台核电都投产时调峰缺口接近百万千瓦，需要核电参与电网调峰，投产初期若机组不参与日调峰按压出力方式调峰，则百万机组投产后“十四五”期间需压出力25%～30%运行，年发电小时数约5 500 h，估计其电价成本将会提升15%～20%。由于核电的集中投产，电力盈余较大，省内煤电小时数将下降至3 400 h左右。安全稳定方面，孤网方式下百万核电发生N-1事故时系统失稳；联网方式下在联网线路1回检修时，若百万核电机组发生N-1事故，剩余1回联网线路过载。
鉴于此，当系统规模及调峰能力提升至一定水平时（约1 100万kW负荷时），投产百万千瓦级核电比较适宜，此前电力缺口可由发展气电满足。
由于气电布点灵活，可结合电力需求分散布局，电力就近消纳，潮流分布合理，当系统规模发展到1 100万kW左右时再投产百万千瓦核电，无论孤网或者联网方式，核电发生N-1事故系统均能保持稳定运行。调峰方面，由于先行投产气电，系统调峰容量充足，核电投产后系统调峰满足要求。在核电投产之前，气电需承担一部分基荷电量，平均发电小时数约在4 000 h左右，若按2元/m3气价，气电上网电价低于核电压出力运行电价水平。待百万核电投产后，系统调峰容量充足，核电可维持基荷运行。
5 推荐的电源发展方案
综合以上分析，按百万千瓦核电投产时序，核电投产初期，海南电力系统规模较小，电网安全运行及调峰面临较大压力，核电需要适当参与调峰或压出力运行以确保电网安全运行。气电布点灵活，可结合电力需求分散布局，有效提升海南电网抗灾保障能力，可避免出现核电投产后压出力运行等问题，同时有利于优化潮流、降低网损，促进海南电力系统的安全、经济运行。因此，在百万核电机组投产前，可以新增气电满足电力需求，在系统发展到约1 100万kW负荷水平时，开始投产百万千瓦核电机组，届时，海南清洁能源装机比重达到79%，其中，气电占比最大，约37%；其次为核电，占比22%。
6 气电布点分析
由于环保、厂址、资源等多方面因素的制约，海南的主力电源长期集中在西部地区建设，需要大量外送满足北部、东部、南部等地的用电需求。由于气电清洁环保且选址相对灵活，可有效均衡各地区的电源布点，提高北部、东部、南部地区的电源支撑。结合目前电网潮流分布情况，可以在北部优先建设电项目，以减轻北部电网的供电压力，随着负荷进一步增长，逐步在东部、南部地区进一步布点。
7 结语
目前国际现货市场液化天然气到岸价已大幅下跌，气电在价格上已具备了一定的竞争力，为充分发挥气电单机容量小、调峰性能强的优点，在百万核电机组投产前，可以新增气电满足电力需求，当系统发展到约1 100万kW负荷水平时，开始投产百万千瓦核电机组，以满足系统电力供应、调峰及系统安全稳定等各方面要求。
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