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整体来看,广东省自身天然气产能有限。能源安全与一个地区的资源禀赋密切相关。广东省天然气资源禀赋不佳,且未来增产增储的潜力不大。稳定的天然气发电对电网运行安全至关重要,这就对天然气的稳定可靠供应提出了更高要求。广东天然气的供应主要包括陆上管道气、南海海气、进口LNG,这其中进口LNG占比最高。2022年,广东省天然气消费量约336亿m3。发电用气约165亿m3,占全省消费量的49%,是广东省最主要的终端用户。从资源来源看,进口LNG消费占比70%,陆上管道气消费占比12%,南海海气消费占比18%。
广东省天然气气源对外依存度高,位于管道输送的末端,虽然逐步建成多元化气源设施体系,但天然气气源集中掌握在中海油、中石油等少数公司。受较难掌握垄断企业的内部发展战略、高价长约气合同执行、其他气源资源落实不理想等不确定因素影响,广东省气源资源保障程度较低。2021年以来,在国际地缘政治和贸易局势的多重影响下,广东省出现供气短缺危机,迎峰度夏期间多个燃气发电机组挂出“缺气停机”,高峰月份的缺气量一度超过2亿m3。到2025年广东省气电装机57.30 GW,按照气电机组年发电小时数2 400 h测算,仅发电用气规模将达到280亿m3。需求增加供应不足的市场情况可能导致新投产燃气机组面临“无气可用”的困难,同时把电力调节能力或者电力来源建立在没有气源保障的天然气发电项目上,将给保障电力供应带来了新的挑战。
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截至2021年底,中国综合储气调峰能力仅占天然气消费量的约6.6%,与欧美等地区典型国家10%~15%的比例差距较大,调峰设施不足成为中国天然气产业链的短板。广东省已建成LNG接收站和储气设施共6个,如表1所示。目前省内已投产LNG接收及储气设施罐容共250万方,供气能力约238亿方/a。按照目前储气能力全部储满条件下,应峰度夏期间,罐存容量预计只能维持10 d的天然气消耗(日均按照1亿m3计算)。
名称 实际运营主体 投产时间 储罐规模及数量 设计规模/(104·t·a−1) 广东大鹏LNG接收站 中海油 2006年9月 4*16万方 680 珠海LNG接收站 中海油 2013年10月 3*16万方 350 深圳迭福LNG接收站 国家管网集团 2018年8月 4*16万方 400 粤东LNG接收站 国家管网集团 2017年5月 3*16万方 200 东莞九丰LNG接收站 东莞九丰 2012年12月 2*8万方 100 深圳市LNG调峰库 深圳燃气 2019年7月 1*8万方+1*2万方 50 合计 250万方 1 780 Table 1. Basic condition of LNG receiving stations and gas storage facilities as built in Guangdong
由于经济体量大、活跃度高,广东电力供需平衡条件十分复杂,用电峰谷差较大。电力需求上,广东地处亚热带,夏季时间长冬季时间短,在气温达到35 ℃以上,每升高1 ℃影响电力出力可达3~5 GW,用电需求稳定度低。电力供给上,可再生能源发电装机占比31%,但是风电、光伏等间歇性、随机性电源对保障电力供应的支撑作用较为有限。在此条件下,气电机组兼具电力供应和系统调节的主力,对天然气储存和调节能力提出更好的要求。以2022年为例,5月受持续降温降雨影响用电需求不及预期,叠加省内外清洁能源大发,气电发电需求同比降低36%,天然气接收站出现溢罐风险,亟需发电端消耗天然气以降低储罐灌位。但是在发电机组高负荷运行7 d后,随即出现空罐风险,对6月份的迎峰度夏造成储气不足风险。
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从地区来看,2022年珠三角地区天然气发电用气量达157亿m3,占全省天然气发电用气量的95%(如图2所示)。
作为全国经济第一大省,广东所取得的经济发展成就为人瞩目,但区域发展不平衡不协调,一直是困扰广东未来发展的突出问题,同样也是困扰广东天然气发电的突出问题。由于珠三角地区天然气发电机组主要挂在由广东管道和大鹏管道构成的珠三角内环管网上,处于两段管道末端的广州、佛山、中山新增气电机组出现供气压力不足等问题。
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大鹏LNG外输管道于2006年建成投产,东起位于深圳市大鹏新区秤头角的LNG接收站,管线途经深圳、惠州、东莞、广州和佛山地区。长输管道长约444 km,管道材质为X65焊接钢管,管径含914 mm、762 mm、610 mm、457 mm和323 mm 5种,管道设计压力9.2 MPa,主要为珠三角地区燃气和电厂等用户输送天然气。大鹏管道直接和间接供气电厂共28个(如表2所示),全部满负荷运行用气需求约333万m3/h。
类型 容量汇总/MW 小时用气需求/t 小时用气需求/(万方) 主要电厂 单独供气电厂 7 787 1 087 152 能东、前湾、惠州LNG、展能等9个 联合供气电厂 9 305 1 294 181.16 樟洋、中堂、东城东兴、怡丰等19个电厂 合计 17 092 2 381 333.16 — Table 2. Gas power plants supplied by Dapeng Pipeline
气量上,目前大鹏接收站9套气化装置气化能力为217万m3/h,考虑跌福LNG支援一套气化装置的情况下,气化能力可达到252万m3/h,无法满足气电机组满负荷运行需求。此外,大鹏管道还需满足沿线城市燃气和工业用气需求(2022年,平均约60万m3/h),叠加恒运电厂、珠江电厂二期等项目陆续投产,气量缺口将进一步扩大。
供气压力上,由于大鹏管道沿线没有压缩机组,且气电机组在管道末端集中提气,造成广州佛山端供气压力不足。以迎峰度夏期间为例,大鹏接收站出口的压力可达9.2 MPa,但在用气高峰时段,随着沿线提气量和管输距离的增加,往往到底广州分输站压力仅为5 MPa左右,现有发电机组存在跳机风险,新增发电机组存在无法运行风险。
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广东管道输气主干线南起位于珠海市高栏港经济区的高栏终端、珠海LNG、横琴新区的横琴终端,北接大鹏LNG,管线途经珠海、中山、江门、广州、澳门。管道总长约225 km,管道材质有X65、X70焊接钢管,管径含1 016 mm、914 mm、762 mm等,管道设计压力含9.2 MPa、7.8 MPa等,防腐层采用3PE方式。主要为粤港澳大湾区西岸相关城市工业、城燃、电厂等用户输送天然气。大鹏管道直接和间接供气电厂共10个(如表3所示),全部满负荷运行用气需求约147.88万m3/h。
类型 容量汇总/MW 小时用气需求/t 小时用气需求/(万方) 主要电厂 单独供气电厂 6 228 865 121 高栏港依海、中山横门、民众等9个 联合供气电厂 1 380 192 26.88 1个,怡丰电厂 合计 7 608 1 057 147.88 — Table 3. Gas power plants supplied by Guangdong Pipeline
气量上,广东管道气量主要依靠珠海LNG和南海海气,珠海LNG 5套气化装置和高栏港海气终端气化能力共364万m3/h,但是广东管道南屏分输站存在供气瓶颈,南屏-中山段通过能力仅为45万m3/h,气量上无法满足中山片区气电机组满负荷运行需求。此外,广东管道还需满足沿线城市燃气和工业用气需求(2022年,平均约16万m3/h),中山片区气量缺口将进一步扩大。
供气压力上,由于南屏分输站存在供气瓶颈,造成中山片区压力不足。广东管道到达中山末端供气压力最低降至4.5 MPa,发电机组存在跳机风险。
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一方面,气和电长协签订时间不匹配,电力市场长协签订窗口期主要在11-12月份,但是天然气等一次能源长协签订窗口一般在次年3月份,电厂难以根据锁定的天然气长协量价决策电力长协量价,导致两者存在较大的错配风险;另一方面,广东电力日计划与天然气日指定时间不匹配问题。发电用气需求计划确定时间为用气前一天的22:00,而天然气需求计划则是用气前一天早上10点前,广东现行的电力现货交易机制使得各发电用户无法确定是否可以摘单发电指标,发电用气需求无法提前确定,天然气需求计划由于天然气管道运行的特殊性,计划性比较强,发电计划用气确定时间滞后于天然气需求计划上报时间,导致天然气需求计划频繁变更,天然气管网输气波动大。
Analysis and Suggestions on the Development of Natural Gas Power Generation in Guangdong Province
doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.S1.011
- Received Date: 2023-04-24
- Rev Recd Date: 2023-05-22
- Publish Date: 2023-06-30
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Key words:
- Guangdong /
- natural gas power generation /
- natural gas supply /
- pipe network pressure /
- planning layout /
- suggestion
Abstract:
Citation: | CAI Gengxin. Analysis and Suggestions on the Development of Natural Gas Power Generation in Guangdong Province[J]. SOUTHERN ENERGY CONSTRUCTION, 2023, 10(S1): 68-73. doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.S1.011 |