起底煤層氣產(chǎn)業(yè):下一輪中國(guó)能源革命中的頁(yè)巖氣

摘 要

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

天然氣供應(yīng)

國(guó)產(chǎn)氣已形成常規(guī)、非常規(guī)多元供氣局面。2005年國(guó)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(guó)煤層氣地面抽采量44億立方米,同比增長(zhǎng)19%;頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)2011年獲得工業(yè)性突破,2015年頁(yè)巖氣產(chǎn)量約46億立方米。

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

天然氣消費(fèi)

2005年中國(guó)天然氣消費(fèi)量為468億立方米,2015年消費(fèi)量增至1931億立方米。2005—2015年,天然氣消費(fèi)年均增速16%,是中國(guó)一次能源消費(fèi)年均增速的3倍。天然氣在一次能源消費(fèi)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(guó)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(zhǎng)輸管道里程約6.4萬(wàn)千米;建成LNG接收站12座,總接收能力4380萬(wàn)噸/年;建成地下儲(chǔ)氣庫(kù)18座,有效工作氣量55億立方米/年;天然氣發(fā)電裝機(jī)5700萬(wàn)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(guó)產(chǎn)氣、陸上進(jìn)口管道氣、海上進(jìn)口LNG等多氣源互濟(jì),"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(chǔ)氣庫(kù)、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(zhǎng)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(kāi)放以來(lái),歷經(jīng)多輪機(jī)構(gòu)改革、企業(yè)重組等方面改革,中國(guó)天然氣產(chǎn)業(yè)已初步形成以中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海油三大國(guó)有油氣公司為主、其他所有制企業(yè)為輔,上游勘探開(kāi)發(fā)、中游管輸、下游消費(fèi)市場(chǎng)不同程度競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)業(yè)格局。

政府管理方面,國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、國(guó)家能源局主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)全國(guó)油氣行業(yè)相關(guān)政策、重大項(xiàng)目投資和對(duì)外合資合作等,國(guó)土資源部負(fù)責(zé)上游勘探、開(kāi)發(fā)的許可管理等,國(guó)有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會(huì)以出資人身份負(fù)責(zé)監(jiān)管天然氣行業(yè)國(guó)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(cái)政部、稅務(wù)總局等部門按職責(zé)履行對(duì)天然氣行業(yè)的管理或監(jiān)管。

上游勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域參與主體逐步多元。除三大國(guó)有石油公司外,延長(zhǎng)石油等依托既有區(qū)塊參與上游勘查開(kāi)采,京能、寶莫等通過(guò)新疆試點(diǎn)區(qū)塊招投標(biāo)進(jìn)入上游勘探,華電、華能、重慶能投等通過(guò)招標(biāo)進(jìn)入頁(yè)巖氣上游,晉煤、河南煤層氣等從事煤層氣勘查開(kāi)采,石化油服、長(zhǎng)城鉆探、杰瑞等多種主體參與油田服務(wù)。對(duì)外合作方面,目前中國(guó)石油、中國(guó)石化擁有陸上天然氣勘探開(kāi)發(fā)對(duì)外合作專營(yíng)權(quán),中國(guó)海油擁有海上專營(yíng)權(quán),中國(guó)石油、中國(guó)石化、中聯(lián)煤層氣公司和河南煤層氣公司擁有煤層氣對(duì)外合作專營(yíng)權(quán)。

管輸領(lǐng)域以管輸與銷售捆綁壟斷經(jīng)營(yíng)為主。目前天然氣干線主要由中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海油等國(guó)有公司采取上中下游一體化模式管理運(yùn)營(yíng),區(qū)域或省內(nèi)長(zhǎng)輸管道除三大國(guó)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?xì)夤惊?dú)建等多種模式。

天然氣主要批發(fā)商為中國(guó)石油、中國(guó)石化和中國(guó)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(jí)管網(wǎng)、城市燃?xì)夤?、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(yíng)。目前國(guó)內(nèi)有超過(guò)200家城市燃?xì)夤荆?015年5大城市燃?xì)夤荆ū本┤細(xì)?、華潤(rùn)燃?xì)?、新奧燃?xì)狻⒅袊?guó)燃?xì)?、中華煤氣)合計(jì)銷量相當(dāng)于全國(guó)天然氣銷售總量的30%。

1.3.中國(guó)天然氣需求結(jié)構(gòu)

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

1.3.1.居民用氣增長(zhǎng)確定,城市燃?xì)夤具M(jìn)入新時(shí)期

隨著中國(guó)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)深入推進(jìn),城鎮(zhèn)化率穩(wěn)步提升,預(yù)計(jì)到2020年達(dá)60%,2030年達(dá)70%。未來(lái)城鎮(zhèn)燃?xì)獍l(fā)展方向主要包括三個(gè)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(dá)50%~55%,2030年達(dá)65%~70%,并同步拓展公共服務(wù)、商業(yè)用氣市場(chǎng)。二是有序發(fā)展天然氣采暖。發(fā)展城市集中式采暖、燃?xì)饪照{(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(jìn)重點(diǎn)地區(qū)氣化。以京津冀及周邊地區(qū)、長(zhǎng)三角、珠三角、東北地區(qū)等為重點(diǎn),設(shè)立重點(diǎn)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(fèi)擁有很大的潛力,因?yàn)槟壳爸挥行〔糠殖鞘芯用窨墒褂锰烊粴?。根?jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),中國(guó)不到20%的人口可使用管道天然氣,而美國(guó)的這一數(shù)字達(dá)58%。隨著可支配收入和生活水平的提高,越來(lái)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?xì)膺\(yùn)營(yíng)自然壟斷屬性突出,傳統(tǒng)業(yè)務(wù)主要采取特許經(jīng)營(yíng)的形式提供燃?xì)夥咒N服務(wù)。城市燃?xì)夥咒N服務(wù)主要是指通過(guò)城市管網(wǎng)或瓶裝,將天然氣分銷到各終端用戶。城市燃?xì)怅P(guān)系民生,投資大,初期大多由政府出資的地方國(guó)有天然氣公司投資并獨(dú)家運(yùn)營(yíng),由于燃?xì)夤芫W(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(guó)企背景的城市燃?xì)馄髽I(yè)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)在特定的區(qū)域內(nèi)占據(jù)相對(duì)壟斷經(jīng)營(yíng)的地位。我國(guó)的城市燃?xì)夥咒N服務(wù)主要采取特許經(jīng)營(yíng)的形式,特許經(jīng)營(yíng)期限由20年到50年不等。

政策鼓勵(lì)下市場(chǎng)主體日趨多元,民營(yíng)資本持續(xù)進(jìn)軍燃?xì)忸I(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?xì)?、熱力、給排水等城市基礎(chǔ)設(shè)施首次列為對(duì)外開(kāi)放領(lǐng)域,打開(kāi)了外資進(jìn)入大中城市天然氣市場(chǎng)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(chǎng)化進(jìn)程的意見(jiàn)》,規(guī)定市政公用設(shè)施建設(shè)將公開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)選擇投資主體,原市政國(guó)企、外資、民資在同一平臺(tái)上競(jìng)爭(zhēng)。

此后新舊三十六條也持續(xù)放寬社會(huì)資本進(jìn)入城市燃?xì)獾裙檬聵I(yè)領(lǐng)域的門檻。城市燃?xì)庑袠I(yè)需求穩(wěn)定、價(jià)格穩(wěn)定、投資風(fēng)險(xiǎn)小和自然壟斷性等特點(diǎn)吸引了各類資本加入,城市燃?xì)馐袌?chǎng)活躍著地方國(guó)有企業(yè)、港資企業(yè)、中央企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)等各類經(jīng)營(yíng)者。

燃?xì)夥咒N商迅猛發(fā)展的草莽時(shí)期已經(jīng)過(guò)去,目前國(guó)內(nèi)各級(jí)燃?xì)夤镜氖袌?chǎng)格局已經(jīng)初步形成。國(guó)內(nèi)各級(jí)城市燃?xì)夥咒N市場(chǎng)是在"十一五"、"十二五"房地產(chǎn)繁榮時(shí)期發(fā)展起來(lái)的,由于燃?xì)庑袠I(yè)的特許經(jīng)營(yíng)屬性,其實(shí)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(shí)期,其燃?xì)馊霊舫跹b費(fèi)占燃?xì)夤臼杖牒屠麧?rùn)的較大比重。而燃?xì)庑袠I(yè)屬于重資產(chǎn)行業(yè),在地產(chǎn)市場(chǎng)不景氣、初裝收入下滑的背景下,燃?xì)夤緜鹘y(tǒng)業(yè)務(wù)拓展的瓶頸逐步凸顯,燃?xì)夥咒N公司向綜合能源服務(wù)公司轉(zhuǎn)型成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。在分布式能源項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)中,多數(shù)項(xiàng)目都是由專業(yè)化的能源服務(wù)公司進(jìn)行運(yùn)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(guó)天然氣電廠運(yùn)營(yíng)主體分為三類:第一類是以華電集團(tuán)、華能集團(tuán)、中國(guó)電力投資集團(tuán)等為代表的國(guó)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(tuán)及能源集團(tuán),如浙能集團(tuán)、申能集團(tuán)、京能集團(tuán)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(tuán)。為便于借助各自的優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),燃?xì)怆姀S大多為合資建設(shè)。

目前國(guó)內(nèi)的天然氣電廠主要為集中式天然氣發(fā)電,采用燃?xì)?-蒸汽循環(huán)的方式運(yùn)行,利用天然氣燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谌細(xì)廨啓C(jī)中做功,將一部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏碾娔埽倮萌細(xì)廨啓C(jī)排煙中的余熱,在余熱鍋爐內(nèi)產(chǎn)生蒸汽來(lái)帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)進(jìn)一步發(fā)出電能,同時(shí)供熱和制冷,在提高了電效率的同時(shí),實(shí)現(xiàn)了能源的高效梯級(jí)利用,也降低了天然氣氣供熱的成本。

燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組具有運(yùn)行靈活、啟停迅速的優(yōu)勢(shì),尤其在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)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(jìn)一步得到發(fā)揮。近年來(lái),相對(duì)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(jìn)程,沿海多個(gè)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(guó)集中式天然氣發(fā)電裝機(jī)主要分布在京津塘、長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲地區(qū)。按照不同的建設(shè)時(shí)期,這些燃?xì)怆姀S主要可分為四種情況:一是為配合中澳廣東LNG項(xiàng)目一期工程而新建的燃?xì)怆姀S項(xiàng)目;二是配合"西氣東輸"項(xiàng)目,落實(shí)"西氣東輸"市場(chǎng)而新建的9F機(jī)組大型燃?xì)怆姀S;三是以"陜京線"天然氣為氣源的燃?xì)怆姀S;四是以海上天然氣為氣源的燃?xì)怆姀S。到2015年我國(guó)集中式天然氣發(fā)電量約為1658億千瓦時(shí)。

分布式能源是相對(duì)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(dú)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(yuǎn)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(jí)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(fù)荷中心就近實(shí)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(dá)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?xì)廨啓C(jī),燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī),微燃機(jī)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(guò)制冷劑供冷;同時(shí)還可提供生活熱水。

目前,分布式天然氣系統(tǒng)主要用于機(jī)場(chǎng),火車站,醫(yī)院,酒店,商場(chǎng),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(yuǎn)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(jià)相對(duì)較高的公共用戶,有冷,熱負(fù)荷需求或有常年熱水負(fù)荷需求的公共建筑,對(duì)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(jī)的用戶,在目前政策,價(jià)格條件下,賓館,辦公,機(jī)場(chǎng),交通樞紐,娛樂(lè)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(guó)分布式能源市場(chǎng)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(guó)通用電氣公司,索拉透平公司,卡特彼勒公司,希望深藍(lán)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(dòng)力機(jī)械集團(tuán)有限公司等。另一類是分布式能源項(xiàng)目投資,咨詢,建設(shè),運(yùn)營(yíng)公司,主要有中電投南方電力,國(guó)華電,華潤(rùn)協(xié)鑫,世紀(jì)新能源等。

在目前的天然氣零售價(jià)格和上網(wǎng)電價(jià)下(以一線城市水平為例),大型燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng),投資回收周期較短,工程投資較大。而2014年國(guó)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(jià)通常為0.75元/度,這使得分布式天然氣項(xiàng)目的投資回報(bào)周期大大縮短,并短于集中式發(fā)電項(xiàng)目。

據(jù)中電聯(lián)的《"十三五"天然氣發(fā)電需求預(yù)測(cè)》,預(yù)計(jì)2020年我國(guó)天然氣發(fā)電規(guī)模1億千瓦,其中分布式4000萬(wàn)千瓦。當(dāng)前我國(guó)天然氣分布式能源總裝機(jī)容量為500萬(wàn)千瓦,缺口很大。假設(shè)9F聯(lián)合循環(huán)機(jī)組設(shè)備購(gòu)置加安裝的平均費(fèi)用為2500元每千瓦,到2020年,集中式天然氣發(fā)電新增市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)500億元。假設(shè)天然氣分布式發(fā)電設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)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(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1000億元。

 

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