天然氣壓差發電就是在這些分布式的調壓場站內,通過將降壓前的高壓天然氣引入到膨脹機內,將降壓過程中的壓力能轉換為機械能,對外做功拖動同軸的發電機旋轉,進一步轉換為電能,供給企業自用或發電上網。
燃氣發電行業發展概況
天然氣作為一次能源中最清潔的能源之一,在國內一次能源的消費比重每年都在穩步增加。天然氣從氣藏到井口采出,匯入到集氣站,再統一匯入天然氣處理(凈化)廠處理為合格商品天然氣,最后通過天然氣各級輸配管網輸送至各級調壓站,并最終到達用戶。這些氣井口、集氣站、凈化廠、儲氣庫、長輸管道分輸站、城市燃氣門站、高中壓調壓站、工業直供用戶調壓站等分布式的調壓場站都存在壓力能的降壓釋放,目前都是經過調壓閥節流降壓,造成了大量能量浪費。
我國天然氣發電行業上下游產業鏈主要由三類主體構成。上游天然氣供應方包括國內石油公司及城市燃氣公司等,發電企業負責燃氣發電廠的投資運營,其向上游供氣方購買天然氣并轉換成電力,按照上網電價出售給下游電網公司。
天然氣壓差發電就是在這些分布式的調壓場站內,通過將降壓前的高壓天然氣引入到膨脹機內,將降壓過程中的壓力能轉換為機械能,對外做功拖動同軸的發電機旋轉,進一步轉換為電能,供給企業自用或發電上網。整個發電過程不消耗天然氣,零排放,是真正清潔高效的分布式能源項目,具有良好的節能減排效益。
燃氣輪機是把熱能轉換為機械功的旋轉機械,包括壓氣機(在燃氣輪機中通常將壓縮機稱為壓氣機)、加熱工質的設備(如燃燒室)、透平、控制系統和輔助設備等;一般引用空氣作為工質。燃氣輪機動力裝置是燃氣輪機及為產生有用的動力(例如電能、機械能或熱能)所必需的全部基本設備。簡單循環燃氣輪機是最簡單熱力循的燃氣輪機,也是目前最常用的燃氣輪機。單循環是最簡單的燃氣輪機循環燃氣輪機的熱力循環。循環的最高溫度越高效率越高,反之越低。一般燃氣輪機循環的進口溫度是大氣溫度,具有由地球氣候條件決定的變化相對不太大的確定值,因此首先決定效率的要素是循環的最高溫度,即燃氣透平的進口溫度(通常稱之為T3),T3通常是衡量燃氣輪機性能水平的特征量。
全球一次能源發電一直以燃煤發電為主,其原因是成本價格低廉,原油及其產品顯然用處廣泛,燃油發電一直比燃煤發電和燃氣發電低,而且呈降低趨勢。據統計,全球燃氣發電量從2016年5849.7TWh增長至2019年6297.9TWh,燃氣發電呈現上升勢態。從全球發電行業發電量結構來看,2019年全球發電量最高的是燃煤發電,發電量為9824.1TWh,占比36.38%,燃氣發電2019年發電量為6297.9TWh,占比全球發電量23.32%。
歐美國家的經驗表明:從安全和調峰的要求出發,在電網中安裝功率份額為8%~10%的燃氣輪機發電機組是必要的。我國許多地區電網的峰谷差相差較大,急需啟動快、調峰性能好、建設周期短的燃氣輪機及其聯合循環來適應建設的需要,特別是在沿海開放地區更是如此。
根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年燃氣發電行業市場深度分析及發展規劃咨詢綜合研究報告》顯示:
長期以來,我國的能源結構以煤為主,它決定了煤炭在我國發電能源結構中的主導地位。但從環保角度看,煤電的污染排放問題非常嚴重,至今尚未獲得有效的控制,這已成為制約我國電力實施可持續發展戰略的“瓶頸”環節。因此除了發展燃煤電站的環保裝置外,還必須調整我國的能源結構,即用優質的清潔燃料——例如天然氣,來替換部分發電用的燃煤。燃燒天然氣的燃氣輪機及其聯合循環發電機組則是目前提高能源資源的利用效率,并相當徹底地解決環境污染問題的首選技術。
我國燃氣發電行業目前正處于發展初期,據統計,我國燃氣發電裝機容量從2012年3767萬千瓦增長至2019年9024萬千瓦,但在全國電力總裝機和總發電量中所占的比重仍然較小,截至2020年1-11月我國燃氣發電裝機容量為9751萬千瓦,同比增長8.4%。新增裝機容量方面,據統計,截至2020年1-11月我國燃氣發電新增裝機容量620萬千瓦。發電量方面,據統計,截至2019年我國燃氣發電量為2325億千瓦時,同比增長7.9%。
隨著供給寬松期疊加市場化改革加速期,天然氣發電成本將會逐步下降,在碳達峰、碳中和的目標背景下,環保低碳靈活性強的燃氣發電發展正當其時,截至2021年底,全國燃氣發電裝機容量10859萬千瓦,占全國發電裝機總容量的4.6%,主要分布在京津冀、長三角和珠三角等東部經濟發達地區。除部分地區作為供熱機組外,多以調峰調頻為主,約占燃氣發電機組總容量的70%。
目前全球裝機容量最高的燃氣電站是阿聯酋的杰貝阿里電力和海水淡化廠,裝機容量為8695MW,其次是俄羅斯的蘇爾古特-2電站,裝機容量為5657MW。目前我國主要還是以燃煤發電為主,因此燃氣發電的份額不高,但是進展比較快,目前我國燃氣發電裝機容量最高的是福建莆田LNG發電廠,裝機容量為1560MW,其次是上海的臨港燃氣電廠、福建的晉江LNG燃氣電廠與四川的達州燃氣電站,裝機容量均為1400MW。
在能源發展多樣化的當前,煤的生產量還將穩步上升,但它在能源中占的比例將相對穩步下降,氣體燃料的發展速度將相對加快。供給燃燒發電的氣體燃料只能用于聯合循環而不會用于電站鍋爐,這也是最近一段時間國內燃氣輪機需要量增加的主要原因。預計在不久的將來,我國的氣體燃料消費比例還要繼續上升,燃氣輪機的需求也將繼續增長。
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2022-2027年燃氣發電行業市場深度分析及發展規劃咨詢綜合研究報告
中研普華通過對燃氣發電行業長期跟蹤監測,分析燃氣發電行業需求、供給、經營特性、獲取能力、產業鏈和價值鏈等多方面的內容,整合行業、市場、企業、用戶等多層面數據和信息資源,為客戶提供深...
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