起底煤層氣產(chǎn)業(yè):下一輪中國能源革命中的頁巖氣

摘 要

煤層氣和頁巖氣是非常規(guī)天然氣的兩種主要形式。截至2015年底,全國累計探明煤層氣和頁巖氣地質(zhì)儲量分別為6293億立方米和5441億立方米,剩余可采儲量分別為3063億立方米和1302億立方米。

天然氣供應(yīng)

國產(chǎn)氣已形成常規(guī)、非常規(guī)多元供氣局面。2005年國內(nèi)天然氣產(chǎn)量500億立方米,2015年增至1350億立方米。其中,2015年全國煤層氣地面抽采量44億立方米,同比增長19%;頁巖氣勘探開發(fā)2011年獲得工業(yè)性突破,2015年頁巖氣產(chǎn)量約46億立方米。

進口氣已形成管道氣和LNG多渠道供應(yīng)格局,資源進口國有10個以上。2015年,進口氣量614億立方米,其中:管道氣進口量356億立方米,主要來自土庫曼斯坦、緬甸、烏茲別克斯坦等國;LNG進口量258億立方米,長協(xié)進口主要來自卡塔爾、澳大利亞、印度尼西亞、馬來西亞和巴布亞新幾內(nèi)亞等國,現(xiàn)貨進口主要來自也門、阿爾及利亞等國。

天然氣消費

2005年中國天然氣消費量為468億立方米,2015年消費量增至1931億立方米。2005—2015年,天然氣消費年均增速16%,是中國一次能源消費年均增速的3倍。天然氣在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比例從2005年的2.4%增至2015年的5.9%,人均年用氣量約140立方米。

天然氣管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施

截至2015年底,全國建成陜京線、西氣東輸、川氣東送、中亞天然氣管道、中緬天然氣管道等長輸管道里程約6.4萬千米;建成LNG接收站12座,總接收能力4380萬噸/年;建成地下儲氣庫18座,有效工作氣量55億立方米/年;天然氣發(fā)電裝機5700萬千瓦(不含分布式);建成CNG/LNG加氣站6500座,船用LNG加注站13座。目前已形成常規(guī)和非常規(guī)國產(chǎn)氣、陸上進口管道氣、海上進口LNG等多氣源互濟,"西氣東輸、北氣南下、海氣登陸、就近供應(yīng)"的供氣格局;形成地下儲氣庫、LNG接收站兩大主力調(diào)峰方式,管網(wǎng)覆蓋主要產(chǎn)氣區(qū)以及長三角、珠三角和環(huán)渤海等區(qū)域。

天然氣產(chǎn)業(yè)體系的形成

改革開放以來,歷經(jīng)多輪機構(gòu)改革、企業(yè)重組等方面改革,中國天然氣產(chǎn)業(yè)已初步形成以中國石油、中國石化、中國海油三大國有油氣公司為主、其他所有制企業(yè)為輔,上游勘探開發(fā)、中游管輸、下游消費市場不同程度競爭的產(chǎn)業(yè)格局。

政府管理方面,國家發(fā)展改革委員會、國家能源局主要負責(zé)協(xié)調(diào)全國油氣行業(yè)相關(guān)政策、重大項目投資和對外合資合作等,國土資源部負責(zé)上游勘探、開發(fā)的許可管理等,國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會以出資人身份負責(zé)監(jiān)管天然氣行業(yè)國有企業(yè)的資產(chǎn)。此外,商務(wù)部、環(huán)保部、住建部、工信部、交通部、財政部、稅務(wù)總局等部門按職責(zé)履行對天然氣行業(yè)的管理或監(jiān)管。

上游勘探開發(fā)領(lǐng)域參與主體逐步多元。除三大國有石油公司外,延長石油等依托既有區(qū)塊參與上游勘查開采,京能、寶莫等通過新疆試點區(qū)塊招投標(biāo)進入上游勘探,華電、華能、重慶能投等通過招標(biāo)進入頁巖氣上游,晉煤、河南煤層氣等從事煤層氣勘查開采,石化油服、長城鉆探、杰瑞等多種主體參與油田服務(wù)。對外合作方面,目前中國石油、中國石化擁有陸上天然氣勘探開發(fā)對外合作專營權(quán),中國海油擁有海上專營權(quán),中國石油、中國石化、中聯(lián)煤層氣公司和河南煤層氣公司擁有煤層氣對外合作專營權(quán)。

管輸領(lǐng)域以管輸與銷售捆綁壟斷經(jīng)營為主。目前天然氣干線主要由中國石油、中國石化、中國海油等國有公司采取上中下游一體化模式管理運營,區(qū)域或省內(nèi)長輸管道除三大國有石油公司所建支線外,還存在與地方企業(yè)合資共建、地方管輸公司或燃氣公司獨建等多種模式。

天然氣主要批發(fā)商為中國石油、中國石化和中國海油,除部分直供給電廠、工業(yè)等用戶外,其余均分銷給省級管網(wǎng)、城市燃氣公司、小型LNG工廠等,然后經(jīng)二次或多次銷售給居民、工業(yè)、CNG加氣站等終端用戶。配售領(lǐng)域大多由地方政府授權(quán)特許經(jīng)營。目前國內(nèi)有超過200家城市燃氣公司,2015年5大城市燃氣公司(北京燃氣、華潤燃氣、新奧燃氣、中國燃氣、中華煤氣)合計銷量相當(dāng)于全國天然氣銷售總量的30%。

1.3.中國天然氣需求結(jié)構(gòu)

2015年,中國人均天然氣消費量約140立方米,天然氣占一次能源消費總量的比重約5.9%,遠低于世界平均水平的23.7%通過更大的政策支持力度,2020年天然氣在一次能源消費結(jié)構(gòu)中的占比將達到10%;到2030年,天然氣在一次能源消費中的占比將提高到15%左右。

1.3.1.居民用氣增長確定,城市燃氣公司進入新時期

隨著中國新型城鎮(zhèn)化建設(shè)深入推進,城鎮(zhèn)化率穩(wěn)步提升,預(yù)計到2020年達60%,2030年達70%。未來城鎮(zhèn)燃氣發(fā)展方向主要包括三個方面:一是穩(wěn)步發(fā)展民用氣。提升居民氣化水平,城鎮(zhèn)居民氣化率2020年達50%~55%,2030年達65%~70%,并同步拓展公共服務(wù)、商業(yè)用氣市場。二是有序發(fā)展天然氣采暖。發(fā)展城市集中式采暖、燃氣空調(diào)、分戶式采暖,在南方有條件地區(qū)以集中式和分散式供暖相結(jié)合的方式利用天然氣采暖。三是推進重點地區(qū)氣化。以京津冀及周邊地區(qū)、長三角、珠三角、東北地區(qū)等為重點,設(shè)立重點區(qū)域"禁煤區(qū)",加快燃煤鍋爐天然氣替代以及城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活燃料以氣代煤。

居民天然氣消費擁有很大的潛力,因為目前只有小部分城市居民可使用天然氣。根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù),中國不到20%的人口可使用管道天然氣,而美國的這一數(shù)字達58%。隨著可支配收入和生活水平的提高,越來越多的居民出于便利性和清潔性而傾向于使用管道天然氣。

城市燃氣運營自然壟斷屬性突出,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)主要采取特許經(jīng)營的形式提供燃氣分銷服務(wù)。城市燃氣分銷服務(wù)主要是指通過城市管網(wǎng)或瓶裝,將天然氣分銷到各終端用戶。城市燃氣關(guān)系民生,投資大,初期大多由政府出資的地方國有天然氣公司投資并獨家運營,由于燃氣管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施在特定區(qū)域內(nèi)具有自然壟斷性,因此地方國企背景的城市燃氣企業(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢在特定的區(qū)域內(nèi)占據(jù)相對壟斷經(jīng)營的地位。我國的城市燃氣分銷服務(wù)主要采取特許經(jīng)營的形式,特許經(jīng)營期限由20年到50年不等。

政策鼓勵下市場主體日趨多元,民營資本持續(xù)進軍燃氣領(lǐng)域。2002年3月,發(fā)改委發(fā)布新的《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》,將原禁止外商投資的燃氣、熱力、給排水等城市基礎(chǔ)設(shè)施首次列為對外開放領(lǐng)域,打開了外資進入大中城市天然氣市場的窗口。2002年12月,建設(shè)部下發(fā)《關(guān)于加快市政公用行業(yè)市場化進程的意見》,規(guī)定市政公用設(shè)施建設(shè)將公開向社會招標(biāo)選擇投資主體,原市政國企、外資、民資在同一平臺上競爭。

此后新舊三十六條也持續(xù)放寬社會資本進入城市燃氣等公用事業(yè)領(lǐng)域的門檻。城市燃氣行業(yè)需求穩(wěn)定、價格穩(wěn)定、投資風(fēng)險小和自然壟斷性等特點吸引了各類資本加入,城市燃氣市場活躍著地方國有企業(yè)、港資企業(yè)、中央企業(yè)、民營企業(yè)等各類經(jīng)營者。

燃氣分銷商迅猛發(fā)展的草莽時期已經(jīng)過去,目前國內(nèi)各級燃氣公司的市場格局已經(jīng)初步形成。國內(nèi)各級城市燃氣分銷市場是在"十一五"、"十二五"房地產(chǎn)繁榮時期發(fā)展起來的,由于燃氣行業(yè)的特許經(jīng)營屬性,其實際控制人一般都在當(dāng)?shù)鼐哂胸S富的政府關(guān)系資源。在地產(chǎn)繁榮時期,其燃氣入戶初裝費占燃氣公司收入和利潤的較大比重。而燃氣行業(yè)屬于重資產(chǎn)行業(yè),在地產(chǎn)市場不景氣、初裝收入下滑的背景下,燃氣公司傳統(tǒng)業(yè)務(wù)拓展的瓶頸逐步凸顯,燃氣分銷公司向綜合能源服務(wù)公司轉(zhuǎn)型成為業(yè)內(nèi)共識。在分布式能源項目的運營中,多數(shù)項目都是由專業(yè)化的能源服務(wù)公司進行運行管理。

1.3.2.大型熱電聯(lián)產(chǎn)和分布式天然氣發(fā)電

目前我國天然氣電廠運營主體分為三類:第一類是以華電集團、華能集團、中國電力投資集團等為代表的國有大型發(fā)電央企;第二類是地方政府出資控股的省屬電力投資集團及能源集團,如浙能集團、申能集團、京能集團等;第三類是石油天然氣生產(chǎn)供應(yīng)公司,如中海石油氣電集團。為便于借助各自的優(yōu)勢,實現(xiàn)優(yōu)勢互補,燃氣電廠大多為合資建設(shè)。

目前國內(nèi)的天然氣電廠主要為集中式天然氣發(fā)電,采用燃氣--蒸汽循環(huán)的方式運行,利用天然氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谌細廨啓C中做功,將一部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏碾娔?,再利用燃氣輪機排煙中的余熱,在余熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生蒸汽來帶動蒸汽輪機進一步發(fā)出電能,同時供熱和制冷,在提高了電效率的同時,實現(xiàn)了能源的高效梯級利用,也降低了天然氣氣供熱的成本。

燃氣--蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組具有運行靈活、啟停迅速的優(yōu)勢,尤其在沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),天然氣電廠在夏季用電高峰期的調(diào)峰作用非常突出,其調(diào)峰職能將進一步得到發(fā)揮。近年來,相對富裕的東部沿海地區(qū)正在"領(lǐng)跑"電力結(jié)構(gòu)多元化進程,沿海多個省份禁止新上燃煤電廠,發(fā)展天然氣發(fā)電成為必然選擇。

我國集中式天然氣發(fā)電裝機主要分布在京津塘、長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)。按照不同的建設(shè)時期,這些燃氣電廠主要可分為四種情況:一是為配合中澳廣東LNG項目一期工程而新建的燃氣電廠項目;二是配合"西氣東輸"項目,落實"西氣東輸"市場而新建的9F機組大型燃氣電廠;三是以"陜京線"天然氣為氣源的燃氣電廠;四是以海上天然氣為氣源的燃氣電廠。到2015年我國集中式天然氣發(fā)電量約為1658億千瓦時。

分布式能源是相對于傳統(tǒng)的集中式供電方式而言的,是指將發(fā)電系統(tǒng)以小規(guī)模,小容量,模塊化,分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出電,熱和冷能的系統(tǒng)。分布式能源可以為在不適宜建設(shè)集中電站的地區(qū)和輸電網(wǎng)末端的用戶及輸配電系統(tǒng)提供能源,能夠有效降低熱,電,冷等遠距離能量輸送損失和相應(yīng)的輸配電系統(tǒng)投資,為用戶提供高品質(zhì),高可靠性和清潔的能源服務(wù)。

分布式天然氣是梯級利用能源方法之一,以天然氣為燃料,通關(guān)"冷熱電三聯(lián)供"等方式,在負荷中心就近實現(xiàn)能源供應(yīng)的現(xiàn)代能源供應(yīng)方式,綜合能源利用效率一般可以達到70%以上,是天然氣高效利用的重要方式。天然氣冷熱電三聯(lián)供的工作原理是以天然氣為燃料,利用小型燃氣輪機,燃氣內(nèi)燃機,微燃機等設(shè)備將天然氣燃燒后獲得的高溫?zé)煔馐紫扔糜诎l(fā)電,然后利用煙氣余熱,高溫缸套水等的熱量在冬季供暖,在夏季通過制冷劑供冷;同時還可提供生活熱水。

目前,分布式天然氣系統(tǒng)主要用于機場,火車站,醫(yī)院,酒店,商場,寫字樓;區(qū)域性分布式能源則可應(yīng)用在大學(xué),CBD,度假村,工業(yè)園區(qū);現(xiàn)在還有部分新城區(qū),偏遠城鎮(zhèn)和農(nóng)村等超大型區(qū)域也在利用分布式天然氣發(fā)電。

三聯(lián)供系統(tǒng)適用于:電價相對較高的公共用戶,有冷,熱負荷需求或有常年熱水負荷需求的公共建筑,對電源供應(yīng)要求較高的用戶,電力接入困難的用戶,需要備用發(fā)電機的用戶,在目前政策,價格條件下,賓館,辦公,機場,交通樞紐,娛樂中心,產(chǎn)業(yè)園區(qū)等用戶適于采用三聯(lián)供系統(tǒng)。

我國分布式能源市場上主要包含兩類提供商,一類是分布式能源設(shè)備生產(chǎn)商,主要有美國通用電氣公司,索拉透平公司,卡特彼勒公司,希望深藍空調(diào)制造有限公司,雙良節(jié)能系統(tǒng)股份有限公司,大連三洋制冷有限公司,勝利油田勝利動力機械集團有限公司等。另一類是分布式能源項目投資,咨詢,建設(shè),運營公司,主要有中電投南方電力,國華電,華潤協(xié)鑫,世紀新能源等。

在目前的天然氣零售價格和上網(wǎng)電價下(以一線城市水平為例),大型燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目經(jīng)濟性較強,投資回收周期較短,工程投資較大。而2014年國家電網(wǎng)印發(fā)的《關(guān)于分布式電源并網(wǎng)服務(wù)管理規(guī)則的通知》中,天然氣分布式發(fā)電的并網(wǎng)電價通常為0.75元/度,這使得分布式天然氣項目的投資回報周期大大縮短,并短于集中式發(fā)電項目。

據(jù)中電聯(lián)的《"十三五"天然氣發(fā)電需求預(yù)測》,預(yù)計2020年我國天然氣發(fā)電規(guī)模1億千瓦,其中分布式4000萬千瓦。當(dāng)前我國天然氣分布式能源總裝機容量為500萬千瓦,缺口很大。假設(shè)9F聯(lián)合循環(huán)機組設(shè)備購置加安裝的平均費用為2500元每千瓦,到2020年,集中式天然氣發(fā)電新增市場規(guī)模將達500億元。假設(shè)天然氣分布式發(fā)電設(shè)備購置及安裝費用為3500元每千瓦,到2020年,分布式天然氣發(fā)電設(shè)備新增市場規(guī)模將超過1000億元。

 

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