美国天然气发电经历两个快速发展阶段:一是在天然气市场进入快速发展期后,发电用气占天然气总消费的比例从1935年的9%提高到1972年的18%;二是1987年美国政府解除对发电和大型工业用户使用天然气的限制,1998年发电用气超过居民用气,2007年发电用气占天然气总消费量的比例达30%。
纵观美国天然气行业发展历程,天然气发电是推动其消费增长的重要因素,特别是天然气市场进入成熟期后,民用气和商用气发展平稳,消费增长主要靠发电拉动。
传统煤电遭遇挑战
目前,清洁能源发电在美国电力市场所占份额已达67%。上半年,美国33个州共增加165个发电机组,新增装机容量达8098兆瓦。装机容量增加最多的10个州大部分使用天然气或可再生能源发电,新增装机容量达6500兆瓦,占装机容量增加总额的80%。
过去15年,新发电机组普遍使用天然气或风能发电。今年,天然气和可再生能源发电在美国大部分地区的占比显著增加。高效的天然气联合循环发电已对传统的煤炭发电提出挑战。上半年,天然气联合循环发电机组在许多以煤炭发电为主的州建立,而只有一个800兆瓦的燃煤发电机组在伊利诺伊建立。
据美国能源信息署2011年调查报告显示,尚未收到新燃煤发电机组建设计划,之前计划中的燃煤发电机组中有14个处于建设阶段,另外5个在筹划阶段。
在新增的165个发电机组中,小型发电机组占比较高,105个发电机组装机容量小于25兆瓦。多数发电机组使用可再生能源,如太阳能和垃圾填埋气。还出现了相当数目的调峰发电机组,当电力需求到高峰时,不需要燃气轮机和内燃机,它们通常是以天然气或石油为燃料。
过去两年,太阳能发电量显著增长。2010~2012年,新增太阳能发电量1308兆瓦。太阳能发电优势主要体现在规模小及可自用方面,如屋顶太阳能光伏发电。
上半年,新增装机容量高于退役容量。17个州58台发电机组退役,总容量达3092兆瓦,超过一半是燃煤发电机,另外30%是以石油为燃料的发电机组。
一场新兴产业革命
中国是能耗大国,随着经济建设的发展,生态环境问题日渐紧迫。中国可再生能源非常丰富、资源潜力大,发展前景好的资源包括:水能、生物质能、风能和太阳能等。
无论是自身发展战略的需要,还是全球经济再平衡的压力,天然气发电和可再生能源发电势必会掀起一场新兴的产业革命。
美国的能源规划及技术发展是可再生能源发电得以普及的关键。中国应与美国合作,致力于可再生能源发展,不仅可推进可再生能源发电的迅猛发展,而且会在全球范围内推进可再生能源的开发与利用。
美国天然气发电之所以能快速发展,有两个重要前提,即资源基础和经济可行。根据美国的经验,天然气快速发展时期,居民用气、商业用气和工业用气呈现同步增长态势。从资源保障角度看,当天然气供不应求时,首先要保障居民用气、商业用气和工业用气需求,限制天然气发电;当天然气供应大幅增长后,应取消限制天然气发电的政策。
从经济角度讲,美国天然气发电增长较快,主要是在技术快速发展、天然气价格相对较低和煤电环境成本日益增加的背景下产生的。
从发展趋势讲,较高的天然气价格使天然气发电发展趋势放缓。目前,虽然中国天然气价格较低,但引进国外天然气后,价格必将逐步提高,燃气发电成本也将进一步提高。
从环境角度讲,中国将逐步提高煤电的环境成本。相比之下,天然气调峰发电是有竞争力的。而且大型燃气涡轮机组的功效较高,发展天然气发电业务还可适度缓解储气库不足带来的调峰矛盾。