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天然气与新能源融合发展路径

2022-03-11

在碳中和背景下,天然气产业发展迎来了新的机遇和挑战,可以分为两个层次来应对。第一层次是天然气消费达峰前的增储上产和扩销增效,要同时抓住工业领域的“煤改气”、电力领域的天然气调峰发电、交通领域的“气代油”以及生活领域的城镇化进程加速等有利条件,充分挖掘各领域潜力增大用量。第二层次是预判天然气消费达峰后的用能场景,从产品链融合、产业链融合和生态链融合三个方面对天然气与新能源的融合路径进行研究布局。

 

1产品链融合:实现多能高效协同互补天然气与新能源在产品链层面的融合,是指天然气与多种能源产品互补,开拓单一能源产品无法高效开发的潜在市场,主要集中在电力领域的天然气调峰发电、工业领域的综合能源利用、交通领域的“油气电氢服”综合能源站建设和生物质能几个方面。

 

在调峰发电领域,风力发电和光伏发电具有间歇性、随机性和强烈的波动性,天然气发电灵活

 

性高,碳排放强度仅为煤电的一半左右,但是当前中国抽水蓄能、燃气发电等灵活电源所占比重仅为6%。未来,随着碳排放监管日趋严格,气电和煤电的价格差距会逐渐缩小,加上气电在投资、占地、用水等方面的优势,气电发展有更大的市场空间,因此气电与新能源电力的融合成为最佳途径。

 

在综合能源利用领域,天然气企业掌握着资源优势,在电力市场高度开放的环境下可以向电力领域拓展,以此更好地实现从天然气的单点盈利到电力、工程、维护、节能等多环节盈利,实现盈利模式和商业模式转型。也可有效消纳新能源电力,成为新能源电力重要的应用场景。

 

在交通领域,天然气企业拥有一定数量的加气站点,同时具有加气站运营的人才储备优势,进入“油气氢电服”综合能源站领域,可以凭借分布式系统降低对电网的依赖,还可以通过虚拟电厂或自备储能系统,参与电力辅助市场。

 

2产业链融合:实现综合效益提升

 

天然气与新能源在产业链层面的融合,是指在天然气生产、运输、储存等环节与其他能源产品融合,突破天然气产业只在终端销售环节价值变现的局限,拓宽盈利渠道,提升全产业链盈利水平。主要集中在上游勘探开发环节的地热开发,地下原位开采(地下氢气生产),中间环节的余压余热资源利用,中间产品利用(硫化氢制氢)、天然气乙烷分离制乙烯以及闲置资源利用(光伏发电)等领域。

 

在上游勘探开发环节,可以利用天然气的技术和人才优势,研究地热资源的开发利用,大量的废弃矿井和地下空间可以用来进行二氧化碳封存。

 

特别是在干热岩勘探开发方面,具备替代当前多种能源的潜力。在储运环节,有大量的余压余热资源可以利用。LNG接收站和LNG卫星站也有大量的冷能可以进行回收利用,还可以研究天然气掺氢或纯氢管道的运输工作。在天然气净化厂的脱硫脱硝环节,有大量硫化氢可以用来生产氢气和硫磺等,以提升产品附加值。天然气生产矿区有大量的场站、空地和建筑,可以用闲置场地配置光伏设施。

 

3生态链融合:实现新业态和新动能良性互动天然气与新能源的生态链层面融合,是指天

 

然气突破现有的商业生态和盈利模式,发掘新的潜力,提供新的产品和服务,在促进碳中和方面发挥新的作用,主要体现在经济增长新动能、产业信息交互新模式、商业模式新业态、经济内循环新模式几个方面。

 

3.1经济增长新动能对于天然气销售领域而言,新的增长空间主要集中在天然气发电、“煤改气”、城镇化以及交通领域的增长。天然气带动经济增长新动能,不仅要注重天然气销量的提升,还要注重企业效益的提高。直接动能是天然气与新能源领域的合作,例如天然气化工领域的炭黑产品,天然气金属熔融法制氢副产碳纤维材料;间接动能是与天然气相关产业的需求,例如中国石油集团、新奥燃气集团具备燃气轮机制造能力,可以通过压差发电、压缩空气储能等融合产业的发展提升需求,间接提升企业效益。

 

3.2产业信息交互新模式

 

区块链技术作为新的信息交互模式,可以用于新能源调度、消纳以及供应链金融等领域。以新能源调度与消纳问题为例,新能源供给侧与消费侧的信息不对等,将影响新能源消纳水平的提升,构建多元利益主体信息共享机制成为解决问题的关键。可基于区块链分布式记账、多节点共享、防篡改、可追溯等技术优势,将新能源各环节业务数据进行上链溯源管理,打通数据壁垒,保障数据真实有效,对内实现业务的质效提升,对外实现各环节的融通发展。对于区块链技术赋能的供应链金融,可以最大限度降低天然气企业的资金成本和时间成本,提升企业运行效益和效率。

 

3.3商业模式新业态

 

商业模式新业态包括交通领域“货•车•生产”业态和新型储能形态两个领域。对于交通领域而言,中国石油、中国石化等企业已经形成了建设“人•车•生活”生态圈的共识,但是在商用车这一全新赛道,电动车难以短期内替代柴油车,需要有LNG重型卡车、甲醇重型卡车等共同完成减排任务,且尚未形成成熟的商业模式,可充分挖掘天然气与工业用户的合作潜力,建立货源、用能、产品营销等合作场景,形成新业态。综合能源站加装光伏发电和换电系统,可以作为新型储能的一种,形成新的业态。

 

3.4经济内循环新模式

 

以天然气资源丰富的川渝地区为例,阐释经济内循环的两种新模式。一是川渝地区乙烯工业基础薄弱,当前依靠石脑油等原料制乙烯,产业链锁定在低端且缺口巨大。通过乙烷制乙烯相关产业的发展,可以在高档家装、航空航天、新能源汽车所需先进复合材料、可降解聚合物等方面提升整合产业生态水平,间接体现天然气与新能源的融合发展。虽然当前川渝地区天然气中的乙烷含量还不能实现经济性开发,但未来可以通过新区天然气乙烷含量达标、技术进步使低乙烷含量天然气实现经济性开采来达到发展目标。二是随着川渝地区天然气持续上产,国内天然气化工产业进一步向川渝地区集聚,为大规模工业副产制氢提供可能性,由此带来氢燃料电池汽车大规模发展,成为带动经济循环的新途径。

 

综上,天然气与新能源的融合思路在经济可行性、技术可行性、技术重要性等方面占据了一个或多个维度,当前可以实施的项目包括天然气发电、综合能源、差压发电和分布式光伏发电,当前有必要开展研究进行技术储备的包括地下原位开采、管道输氢、干热岩资源开发、压缩空气储能和虚拟电厂调度技术。


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