1、中國中國天然氣天然氣利用利用機遇機遇2017聲明:報告內容基于殼牌公司資助所進行的獨立研究項目成果Strategy& | PwC前言前言1隨著技術創新與政策改革不斷推進,中國能源行業正向著多元化、清潔化、數字化和市場化的方向轉型。在轉型過程中,天然氣作為優質高效,綠色清潔的低碳能源,在能源消費結構中的比重也不斷攀升。2017年6月,國家發展改革委等13個部委聯合發文,提出“逐步將天然氣培育成我國現代清潔能源體系的主體能源之一”。主體能源的提出,進一步明確了天然氣在能源結構的地位,鼓舞了行業發展的信心。但同時需要注意的是,當前在推廣天然氣應用過程中依然面臨一系列的挑戰,包括供氣成本過高、市場化程
2、度不足、企業認知度較低、配套政策滯后等。為了推動天然氣的可持續應用,在殼牌的支持下,歷時6個月,通過市場調研、專家訪談、數據分析和模型演算等方法,撰寫、發布了本中國天然氣利用機遇的報告。這份報告量化分析了天然氣的經濟、環保、安全、效率等價值,同時也根據當前能源市場改革中的實際情況剖析了天然氣在不同產業和地域的機遇和挑戰,并就發展方向提出建議。我們希望借此機會推動各領域對天然氣的關注,探討天然氣行業的明天并尋求新的合作機會,為中國能源市場的改革和綠色事業做出自己的一份貢獻。Strategy& | PwC報告聯系人報告聯系人2單單小虎小虎合伙人林林駿達駿達高級經理丘丘志恩志恩執行總監Strateg
3、y& | PwC3天然氣是中國改革的戰略天然氣是中國改革的戰略推動推動因素因素提升天然氣在高價值領域的應用提升天然氣在高價值領域的應用工業用熱工業用熱民用民用/商用商用熱電聯產熱電聯產-集中供熱集中供熱熱電聯產熱電聯產-分布式能源分布式能源電站電站實現天然氣潛力的政策行動實現天然氣潛力的政策行動Strategy& | PwC國家戰略計劃國家戰略計劃“十三五”十三五”環境保護標準環境保護標準可持續發展已經成為中國國家戰略最重要的組成之一可持續發展已經成為中國國家戰略最重要的組成之一4“十三五”“十三五”生態環境保護生態環境保護規劃規劃綠色發展是中國可持續發展以及中國人民過上更好的生活的的前提建立
4、節約型社會和環境保護必須成為基本國策“十三五”期間,二氧化硫、氮氧化物和顆粒物排放標準將進一步加強“十三五”期間,旨在將二氧化硫和氮氧化物的累計排放分別減少15%能源能源發展“十發展“十三五”規劃三五”規劃“十三五規劃”“十三五規劃”資料來源:發改委,環保部,分析Strategy& | PwC但是以煤炭為主的能源系統因為其空氣污染而對社會造成了巨大的成本損但是以煤炭為主的能源系統因為其空氣污染而對社會造成了巨大的成本損失失529529煤炭真實成本煤炭真實成本(包括外部性)(包括外部性)16491120煤炭當前成本(包煤炭當前成本(包括排污括排污成本成本)5345中國中國2015年單位煤炭消費外
5、部成本(空氣污染相關)年單位煤炭消費外部成本(空氣污染相關)中國單位中國單位煤炭煤炭真實成本(單位:元真實成本(單位:元/噸,噸,2015年)年)Vs. GDP6.6%Vs. 公開預公開預算支出算支出32%Vs. 排污和排污和健康支出健康支出300%年度外部成本等于年度外部成本等于2015年煤炭單位外部成本零售價零售價外部性成本外部性成本5注1:新的環境稅將在2018年取代排污費,屆時煤炭的污染成本也將增加注2:外部性成本是指煤炭生產和消耗帶來的環境和健康成本資料來源:國際貨幣基金組織正確為能源定價煤炭的外部性2012,國務院,新華社,網易新聞,分析Strategy& | PwC除了與空氣污染
6、相關的成本損失,煤炭消費可能還會導致除了與空氣污染相關的成本損失,煤炭消費可能還會導致2700億元的氣億元的氣候損失候損失煤炭碳成本,以煤炭碳成本,以30元元/噸噸的碳價計算的碳價計算2700煤炭成本煤炭成本(反映氣候變化的影響)中國煤炭碳成本(單位:億人民幣)中國煤炭碳成本(單位:億人民幣)Vs. GDP0.4%Vs. 公開預公開預算支出算支出1.8%17%Vs. 污染和污染和健康支出健康支出 如果考慮環境變化的外如果考慮環境變化的外部性,部性,2015年煤炭的年煤炭的碳排放成本碳排放成本2700億元億元62015年資料來源:國際貨幣基金組織正確為能源定價,統計局,分析Strategy& |
7、 PwC如果使用更高的、如果使用更高的、100元元/噸的碳成本,中國的碳成本總和將從噸的碳成本,中國的碳成本總和將從2700億元億元上升到上升到9200億元億元煤炭的氣候變化外部成本,以煤炭的氣候變化外部成本,以100元元/噸的炭價計算噸的炭價計算2700碳價碳價100元元/噸噸的外部的外部成本成本9220+241.5%碳價30元/噸的外部成本中國煤炭碳中國煤炭碳成本(單位成本(單位:億人民幣):億人民幣)1.3%Vs. GDPVs. 公開預公開預算支出算支出6.1%Vs. 污染和污染和健康支出健康支出57%72015年資料來源:國際貨幣基金組織正確為能源定價,統計局,分析Strategy&
8、| PwC2020年實現天然氣消費占比一次能源消費年實現天然氣消費占比一次能源消費10%可以節約可以節約850億元的凈億元的凈成本成本400020682020年燃氣消費預測19312015年消費其他2020年煤改氣帶來的成本節約年煤改氣帶來的成本節約 假設所有天然氣額外消費都來源于煤改氣假設所有天然氣額外消費都來源于煤改氣 4%的額外天然氣消費*總成本降低850億元億元(大氣污染的外部成本降低,燃料成本上升)污染和健康支出方面0.1%5.2%0.6%GDP方面公開預算支出方面一次能源的10%2020年天然氣消費預測年天然氣消費預測 (單位:億立方米)單位:億立方米)一次能源的5.9%2020年
9、總節約預測年總節約預測vs.2015年財務數據年財務數據8*注:不包含主要產煤大省煤炭產量降低對GDP造成的負面影響資料來源:中國能源發展“十三五”規劃,國際貨幣基金組織正確為能源定價,統計局,分析Strategy& | PwC9天然氣是中國改革的戰略天然氣是中國改革的戰略推動推動因素因素提升天然氣在高價值領域的應用提升天然氣在高價值領域的應用工業用熱工業用熱民用民用/商用商用熱電聯產熱電聯產-集中供熱集中供熱熱電聯產熱電聯產-分布式能源分布式能源電站電站實現天然氣潛力的政策行動實現天然氣潛力的政策行動Strategy& | PwC加強加強各種不同領域的各種不同領域的煤改氣煤改氣應用可以幫助中
10、國實現應用可以幫助中國實現2020年前天然氣占消年前天然氣占消費比費比10%的目標的目標加強煤改氣在這些領加強煤改氣在這些領域的應用可以幫助中域的應用可以幫助中國達到國達到20202020年天然氣年天然氣占占10%10%的能源結構目的能源結構目標,同時還有交通、標,同時還有交通、化工和其他領域的天化工和其他領域的天然氣應用然氣應用 總體而言,煤改氣要優于煤炭鍋爐改造 主要關注紡織、食品、紙業、陶瓷等高價值行業和山東、河北、江蘇等主要地區 LNG為主的供氣促進市場競爭,能有效降低天然氣價格工業用熱工業用熱 天然氣作為更加清潔和便捷的能源,更適合用于烹飪、熱水器等家用場合 大型集中的天然氣熱電聯產
11、更適用于環境敏感區域和非產煤區域民用民用 分布式天然氣熱電聯產效率達到70%以上且排放減少后,將成為中國電力改革和微電網發展的核心 能源需求較大且較穩定的用戶以及利用率較高的用戶為近期的主要客戶:數據中心、工業園區等分布式能源分布式能源 天然氣調峰廠是能源靈活性的重要資源,加上可再生能源日益增加,需要更靈活的電網系統來整合各類能源 靈活性定價有助于鼓勵投資調峰廠電廠電廠10資料來源:專家訪談,分析Strategy& | PwC11天然氣是中國改革的戰略推動者天然氣是中國改革的戰略推動者提升天然氣在高價值領域的應用提升天然氣在高價值領域的應用工業用熱工業用熱民用民用/商用商用熱電聯產熱電聯產-集
12、中供熱集中供熱熱電聯產熱電聯產-分布式能源分布式能源電站電站實現天然氣潛力的政策行動實現天然氣潛力的政策行動Strategy& | PwC作為一作為一種工業燃料種工業燃料,天然氣提供的價值絕非只有減排天然氣提供的價值絕非只有減排技術技術熱值熱值 (千卡(千卡/千克)千克)天然氣11000煤炭5000能源效率能源效率 (%)8570天然氣煤炭空間成本空間成本 (元(元 噸噸/小時)小時)天然氣167煤炭834勞動力(位勞動力(位/鍋爐)鍋爐)13煤炭天然氣排放排放氮氧化物(噸氮氧化物(噸/年,噸年,噸/小時)小時)天然氣0.30煤炭1.60二氧化硫二氧化硫 (噸(噸/年,噸年,噸/小時)小時)煤
13、炭4.49天然氣0.000.02煤炭天然氣1.10顆粒顆粒物(噸物(噸/年,噸年,噸/小時)小時)12資料來源:專家訪談, 北京燕京啤酒電改氣項目環境影響評估報告,分析Strategy& | PwC對于對于投資者投資者而言,煤改氣可以幫助而言,煤改氣可以幫助降低降低政策風險,節約土地成本,提升產政策風險,節約土地成本,提升產量和減少量和減少設備設備故障故障13降低政策風險降低政策風險節約土地成本節約土地成本提高產量提高產量減少設備故障減少設備故障描述描述案例案例 煤鍋爐可能面臨關閉的政策風險,導致沉沒成本,影響工廠運營 江蘇常熟一家紡織企業江蘇常熟一家紡織企業:被迫關閉一個價值400萬人民幣萬
14、人民幣、運營兩年的煤鍋爐成本上升讓我們不得不更新技術和產品- 運營總監 天然氣鍋爐不需要煤炭儲藏和廢物處理;節約用地和相關成本 云南某制煙廠:云南某制煙廠:天然氣鍋爐房建筑面積僅有煤炭鍋爐房的1 /4 建設股某紡織公司建設股某紡織公司 : 節約幾百平方米空間,改造成倉庫 天然氣鍋爐將有更高的熱值,供應也更穩定,將提升特定行業的產量和質量 新疆一家化工企業:新疆一家化工企業:產品營收(單位:元)增長33.4%16,41012,300+33.4%天然氣鍋爐煤炭鍋爐 天然氣鍋爐更加穩定,故障率更低,工作時間更長 新疆一家化工企業:新疆一家化工企業:煤炭鍋爐由于設備故障率很高,每年關閉30次次,合計4
15、7個工作日個工作日資料來源:專家訪談,文獻研究,分析Strategy& | PwC如果以城市門站氣價計算,天然氣鍋爐對比譬如電鍋爐、生物質燃料鍋爐如果以城市門站氣價計算,天然氣鍋爐對比譬如電鍋爐、生物質燃料鍋爐和和LPG鍋爐等其它鍋爐具有很強的成本競爭力鍋爐等其它鍋爐具有很強的成本競爭力不同鍋爐的單位成本(元不同鍋爐的單位成本(元/噸時)噸時)12611226617253418442342LPG4285生物質燃料生物質燃料184天然氣天然氣-零零售價價格售價價格27554煤煤-CFB155934煤煤-爐排爐爐排爐電力電力5892135天然氣天然氣-城城市門站價市門站價18154天然氣內部成本天
16、然氣內部成本(城市門站價)(城市門站價)1779內部成本其他外部成本碳成本煤炭煤炭天然氣天然氣其他選項其他選項14注: 1. CFB*= 循環流化床; 2. 碳成本30元/噸3. 天然氣零售價:2.9元/立方米, 天然氣城市門站價:1.8元/立方米4. 生物質燃料和液化石油氣的外部成本信息不足資料來源:國際貨幣基金組織正確為能源定價,Wind, 315i, 分析Strategy& | PwC天然氣鍋爐改造可以首先將效率低于天然氣鍋爐改造可以首先將效率低于70%的燃煤鍋爐定為改造目標的燃煤鍋爐定為改造目標0.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.740%50%6
17、0%70%80%90%100%收支平衡點收支平衡點(成本率(成本率=1)包括煙塵排放稅(100元/噸)和外部成本年化成本煤炭鍋爐的熱效率煤炭鍋爐的熱效率鍋爐鍋爐成本比率成本比率(天然氣(天然氣/煤炭)煤炭)熱效率對成本比有著怎樣的影響?設城市門站氣價為熱效率對成本比有著怎樣的影響?設城市門站氣價為1.8RMB/立方米立方米收支平衡效率:收支平衡效率:45%目標目標效率:效率:70%15 效率低于效率低于45%:經濟可行,立即轉換 效率效率為為45-70%:潛力很大,可今后轉換 效率效率為為90%以下:以下: 如果碳價位100元/噸,煤改氣從年化成本角度看可行資料來源:分析Strategy& |
18、 PwC很多情況下,燃煤鍋爐的效率仍然低于很多情況下,燃煤鍋爐的效率仍然低于70%,尤其是對于小鍋爐而言,尤其是對于小鍋爐而言鍋爐容量指數鍋爐容量指數指標指標2 噸噸/時時4 噸噸/時時6噸噸/時時10噸噸/時時20噸噸/時時總總計計 數量613847578256 平均灰分碳含量(%)19.218.618.118.218.318.5 平均過量空氣系數(a)5.545.543.795.283.154.66 平均廢氣溫度(C)160139136148204157 平均運行熱效率平均運行熱效率41%57%64%58%53%57%案例:在河北測得的燃煤鍋爐數據案例:在河北測得的燃煤鍋爐數據平均熱效率只
19、有平均熱效率只有57%鍋爐實際熱效率鍋爐實際熱效率(國家平均水平國家平均水平, 2016)5560%6065%6570%均值均值65%6065%35 (噸噸/時時)2-10 (噸噸/時時)10-20 (噸噸/時時)200地區天然氣管道分支總長度地區天然氣管道分支總長度(萬公里)(萬公里)國家天然氣管道計劃國家天然氣管道計劃6410420152020F長距離管道長距離管道(百萬米(百萬米)2802020F4002015運輸容量運輸容量(十億立方米)(十億立方米) 中美比較 美國天然氣管道分支長度是中國的5.4倍倍 中國目前的天然氣管道分支總長度相當于美國20世紀世紀50年代年代的水平國家國家地區
20、地區42資料來源:天然氣十三五規劃,國家能源局,文獻研究,分析Strategy& | PwC同時,同時,雖然雖然散散煤消費只占到煤炭總消費量的煤消費只占到煤炭總消費量的不足不足14%,散煤依然是農村地,散煤依然是農村地區最主要的能源區最主要的能源2014年中國煤炭消費結構(年中國煤炭消費結構(%)其他9%液化石油氣5%電力10%散煤散煤76%2014年河北保定農戶能源消費結構(年河北保定農戶能源消費結構(%)4333.0%其他(主要為化工行業)城市民用0.8%1.2%住宿餐飲農村民用農村民用5.4%小型燃煤鍋爐6.1%大型工業鍋爐10.3%熱能43.2%集中式分布式注*:樣本規模為河北保定的5
21、34戶家庭資料來源:國家電網能源研究所,中國環境科學研究院,分析Strategy& | PwC盡管農村地區的民用散煤在整體煤炭消費中占比很小,但排放量很高盡管農村地區的民用散煤在整體煤炭消費中占比很小,但排放量很高4443%44%13%10%43%5%41%大型燃煤鍋爐(工業)熱能煤(發電)散煤(農村居民)其他PM2.5年度排放對比年度排放對比(2014年,年,1萬噸萬噸)煤炭消費煤炭消費份額份額(%)資料來源:國家電網能源研究所,分析Strategy& | PwC這這是因為散煤的單位排放遠高于發電站、鍋爐等工業用煤是因為散煤的單位排放遠高于發電站、鍋爐等工業用煤0.610.483.73熱能煤
22、(發電)7.8倍倍 6.1倍倍大型燃煤鍋爐(工業)散煤(農村居民)單位排放對比(單位排放對比(千克千克/噸)噸)3.1820.726.5倍倍熱能煤(發電)散煤(農村居民)二氧化硫二氧化硫PM2.545資料來源:國家電網能源研究院,分析Strategy& | PwC此外,污染還會擴散到城市地區,尤其是在供暖季(此外,污染還會擴散到城市地區,尤其是在供暖季(1/2)33.1%燃煤工業生產揚塵機動車14.3%18.1%22.4%非供暖季6870%33(76.7%)60%70%4(9.3%)40%60%6(14.0%)1.251.331.371.431.641.75數據中心醫院酒店工業園辦公樓商務樓總
23、投資總投資(元(元/KW)增量投資增量投資(元(元/KW)天然氣發動機天然氣發動機1900 200070008000天然氣天然氣-蒸汽聯合蒸汽聯合循環循環9000 1000060007500微型透平微型透平20000220001600019000經濟效率(基于經濟效率(基于46個案例)個案例)61資料來源:天然氣分布式能源產業發展報告2016,分析Strategy& | PwC數據中心、工業園、交通中心等行業十分適合中國天然氣分布式能源系統數據中心、工業園、交通中心等行業十分適合中國天然氣分布式能源系統112249114182,5003,0003,5004,0004,5005,0005,500
24、1.01.11.21.31.41.51.61.71.8醫院數據中心數據中心6交通樞紐學校工業園商務樓辦公樓酒店單位減排單位減排(每噸等效二氧化碳(每噸等效二氧化碳/Kw)年利用小時數(小時)年利用小時數(小時) 潛力排名潛力排名: 一級:一級:數據中心 二二級:級:工業園,交通樞紐 三三級:級:學校,酒店(裝機量有限) 四四級:級: 辦公樓,醫院,商務樓氣泡大?。浩骄b機容量氣泡大?。浩骄b機容量(MW, 從大到小從大到小)13262資料來源:天然氣分布式能源產業發展報告2016,分析Strategy& | PwC但相對于美國和行業但相對于美國和行業標桿標桿,大多數中國的數據中心能源效率并不高
25、,大多數中國的數據中心能源效率并不高1.21.9中國中國美國美國中國新建的數據中中國新建的數據中心的能源效率目標心的能源效率目標:1.52.2谷歌谷歌中美數據中心電源使用效率對比中美數據中心電源使用效率對比電力電力消費詳解消費詳解35%空調系統空調系統配電系統5%其他40%18%2%不間斷電源IT設備 空調、IT設備消耗了75%的電力63注*:能源使用效率=數據中心能源總消耗/數據中心IT設備能源消耗資料來源:工信部,綠色網格,分析Strategy& | PwC電力成本占到了數據中心運維成本的電力成本占到了數據中心運維成本的70%,能源效率將十分重要,能源效率將十分重要3%中國電信33%其他中
26、國移動35%28%中國聯通中國聯通案例:案例:截至截至2015年,中國聯通擁有最多的數據中心年,中國聯通擁有最多的數據中心案例案例:中國聯通每年在能源利用方面花費中國聯通每年在能源利用方面花費7200萬元的成本萬元的成本(水(水,電電,暖)暖)7.2公用事業費公用事業費(2015年)年)105.614.8凈利潤(2015年)凈利潤(2016年前三季度)70%電力電力30%其他中國境內數據中心運維成本暴增(全國平均)中國境內數據中心運維成本暴增(全國平均)單位:1億元 據工信部2013年調查發現 中國225個數據中心的平均電價為0.87元元/KW 大規模和超大規模數據中心的平均電價分別為0.66
27、元元/KW和0.78元元/KW,超大規模的數據中心的電價可低至0.3元元/KW64資料來源:中國聯通年報,環球數碼,文獻研究,分析Strategy& | PwC采取天然氣分布式能源系統能夠提高能源效率,減少排放,增強可靠性采取天然氣分布式能源系統能夠提高能源效率,減少排放,增強可靠性數據中心運用天然氣分布式能源的優點數據中心運用天然氣分布式能源的優點更清潔更清潔可靠性更高可靠性更高更低的更低的電源使用效率電源使用效率天然氣分布式天然氣分布式能源系統能源系統能量密度高能量密度高大型數據中心有2000個甚至更多的設備間,其能量密度可達普通商業大樓的30倍冷卻冷卻需求大需求大95%的電力能源轉化成熱
28、量能源,產生巨大的冷卻需求,以維持數據中心運營能力可靠性,安全性要求高可靠性,安全性要求高數據運營24小時不間斷進行,對安全性和可靠性的要求極高電力負荷穩定且可預測電力負荷穩定且可預測天然氣分布式能源系統可以提高能源利用效率(通常由 40% 提高到提高到 80%), 幫助 提高數據中心能源使用提高數據中心能源使用效率,減少能源成本效率,減少能源成本新建數據中心的電源使用新建數據中心的電源使用效率對比效率對比1.50傳統數據中心1.75-14.3%天然氣分布式能源系統數據中心的能源消費特點數據中心的能源消費特點天然氣分布式能源系統減排天然氣分布式能源系統減排(例例: 某某40MW 數據中心數據中
29、心)粉塵5,623氮氧化物3,400硫氧化物6,250二氧化碳112,500單位: 噸 / 年可靠性和持續正常運行可靠性和持續正常運行時間也得以提高時間也得以提高(通過在備用系統旁增加現場發電裝置)65資料來源: 數據中心節能技術委員會, 文獻研究,分析Strategy& | PwC案例:案例:位于上海的騰訊數據中心采用了天然氣分布式能源系統位于上海的騰訊數據中心采用了天然氣分布式能源系統案例簡介案例簡介 建造和運營者建造和運營者: 新奧能源控股有限公司 數據數據中心需求方中心需求方: 騰訊 商業模式商業模式: 建設-經營-轉讓 上線運營時間上線運營時間: 2016年8月 裝機裝機容量容量:
30、2540*4 KW, 為十萬個服務器提供電源 年使用時間年使用時間: 5840小時 年天然氣消費量年天然氣消費量: 12,746,000 立方米 年能源效率年能源效率: 75.89% 年產能年產能: 5400萬Kwh, 89% 自用 年冷卻產能年冷卻產能: 1.62 億MJ天然氣分布式能源系統天然氣分布式能源系統電能電能天然氣天然氣天然氣發動機能源溴化鋰吸收式制冷機煙冷卻冷卻溴化物冷水機組加熱水加熱水熱水天然氣天然氣(可能使用可能使用)調峰66案例研究案例研究資料來源: 2016年天然氣分布式能源系統市場報告,分析Strategy& | PwC案例:案例:該項目證明了天然氣分布式能源系統在環境
31、和能源效率方面的益處該項目證明了天然氣分布式能源系統在環境和能源效率方面的益處4,812能源節約量CO212,510單位:噸標準煤/年單位: 噸/年電源使用效率電源使用效率騰訊-36.4%國家平均水平2.2年減排量與能源節約量年減排量與能源節約量67案例研究案例研究資料來源: 2016年天然氣分布式能源系統市場報告,分析Strategy& | PwC利用小時數和效率是評判項目可行性的兩個重要因素利用小時數和效率是評判項目可行性的兩個重要因素34567891011121314151640%50%60%70%80%燃料效率=75%燃料效率=70%燃料效率=90%可行的內部收益率可行的內部收益率8%
32、燃料效率=80%燃料效率=85%設備利用率設備利用率IRR (%)盈虧平衡點:盈虧平衡點:58% (5080 h)設備利用率設備利用率如何如何影響項目內部收益率影響項目內部收益率盈虧平衡點:盈虧平衡點:46% (4000 h)68資料來源:分析Strategy& | PwC然而在很多情況下然而在很多情況下,因為利用率無法達到設計,因為利用率無法達到設計水平,大多數分布式能源系水平,大多數分布式能源系統項目都在虧損運行統項目都在虧損運行關鍵領域的技術指標關鍵領域的技術指標46%盈虧平衡點盈虧平衡點24.1%北京北京42.2%浙江浙江上海上海江蘇江蘇四川四川29.2%45.9%36.1%設備利用率
33、設備利用率 (%, 2016)燃料效率燃料效率(%, 2016)浙江浙江80%四川四川77%上海上海76%70%要求的要求的燃料效率燃料效率江蘇江蘇北京北京75%75%對大多數分布式能源系統項目而言,設備使用時間低于3000小時設備利用率低(低于34%),是虧損的主要原因所有分布式能源系統項目的燃料效率須達70%69注釋*: 1) 選取46個天然氣分布式能源系統項目案例進行計算; 2) 根據敏感性分析,46%是分布式能源系統項目達到盈虧平衡資料來源: 2016年中國天然氣分布式能源系統年度報告,分析Strategy& | PwC天然氣價格和采暖價格是影響一個項目回報的成本和收益指標天然氣價格和
34、采暖價格是影響一個項目回報的成本和收益指標02468101214160.350.400.450.500.550.60天然氣價格 1.5元/立方米天然氣價格 2.0元/立方米天然氣價格 2.5元/立方米熱價熱價 (元元/Kwh)內部收益率內部收益率 (%)盈虧平衡點:盈虧平衡點:0.42元元/Kwh (0.117元元/MJ)熱價如何影響項目內部收益率熱價如何影響項目內部收益率盈虧平衡點:盈虧平衡點:0.545元元/千瓦時千瓦時 (0.152 元元/MJ)70可接受內部收可接受內部收益率益率8%資料來源:分析Strategy& | PwC盡管大多數項目可以得到補助氣價,但低廉的采暖價格降低了經濟收
35、益盡管大多數項目可以得到補助氣價,但低廉的采暖價格降低了經濟收益關鍵領域的經濟指標關鍵領域的經濟指標3.22.72.42.42.13.23.73.22.42.7四川四川浙江浙江上海上海江蘇江蘇北京北京天然氣市場價熱冷電聯產天然氣價格天然氣價格天然氣價格 (元元/立方米立方米, 2016)0.180.140.120.100.10四川四川北京北京上海上海浙江浙江0.12元元/兆焦耳兆焦耳盈虧平衡點盈虧平衡點江蘇江蘇熱價熱價 (元元/ MJ, 2016)大多數省市的當前熱價都低于預期,導致分布式能源系統項目收入不佳。上海和江蘇對項目提供的熱價更高,提高了經濟效益71注釋*: 1) 選取46個天然氣分
36、布式能源系統項目案例進行計算; 2) 根據敏感性分析,0.12元/MJ是分布式能源系統項目達到盈虧平衡的最低熱價資料來源: 2016年中國天然氣分布式能源系統年度報告,分析Strategy& | PwC天然氣分布式能源系統可以提高能源系統的天然氣分布式能源系統可以提高能源系統的市場市場競爭力和競爭力和綜合綜合性性天然氣天然氣分布式能源分布式能源系統系統雙重調峰雙重調峰促進促進與智慧能源系統的整合與智慧能源系統的整合成為中國電力市場改革的驅動力成為中國電力市場改革的驅動力成為經濟增長的新動力成為經濟增長的新動力能源和天然氣消費的逆向分布特點使得天然氣分布式能源系統可幫助進行季節和日夜的雙重調峰天
37、然氣分布式能源系統的個性化和智能化特點更為明顯,可通過微型電網幫助促進與不同能源系統的整合彈性定價制度和新穎的商業模式正在使天然氣分布式能源系統市場不斷發展,支撐能源市場的發展能源現貨市場的發展將幫助促進天然氣能源進一步發展天然氣分布式能源系統的發展將推動價值鏈上其他產業的發展,尤其是高科技設備和節能服務的發展72資料來源:文獻研究,2016年天然氣分布式能源系統市場報告,分析Strategy& | PwC天然氣分布式能源系統可以天然氣分布式能源系統可以與與其他能源技術結合成中國的綜合能源系統其他能源技術結合成中國的綜合能源系統73綜合能源系統綜合能源系統微網微網風能風能光伏光伏天然氣分布式能
38、源天然氣分布式能源儲能儲能熱泵熱泵燃料燃料電池電池資料來源:文獻研究,2016年天然氣分布式能源系統市場報告,分析Strategy& | PwC案例:案例:蘇州協鑫研發園多微能源系統是中國第一個“六合一”能服項目蘇州協鑫研發園多微能源系統是中國第一個“六合一”能服項目74案例基本信息案例基本信息 地點地點: 江蘇蘇州,總建造面積為20724平方米 建造和運營方建造和運營方: 協鑫能源控股有限公司 上線運營時間上線運營時間: 2015年3月蘇州蘇州 協鑫協鑫研發園的綜合能源系統研發園的綜合能源系統 投資總額投資總額: 4900萬人民幣 設計能源需求設計能源需求: 3000 MW, 比傳統方案低
39、30% 微型電網系統的能源供應率微型電網系統的能源供應率: 超超50% 建筑節能效率建筑節能效率: 超超 30%光伏系統:光伏系統:裝機容量: 350MW的電力負荷地源熱泵系統地源熱泵系統: 裝機容量: 5000MW 供暖與制冷儲存儲存系統系統: 裝機容量: 200MW天然氣分布式能源電站天然氣分布式能源電站: 裝機容量: 電力負荷400MW,供暖與制冷負荷400MW小型風機小型風機: 裝機容量: 60MW, 主要用于街道照明LED照明系統照明系統: 安裝容量: 135MW, 對比傳統照明節省30%的能源資料來源:文獻研究,分析案例研究案例研究Strategy& | PwC然而,中國天然氣分布
40、式能源系統的發展仍然被政策和市場所阻礙然而,中國天然氣分布式能源系統的發展仍然被政策和市場所阻礙75政策相關政策相關市場相關市場相關電力交易市場電力交易市場天然氣分布式能源系統參與能源交易市場具體實施措施(市場準入&退出,能源度量等)仍不清晰若無輔助市場仍不能實現調峰價值與電網的關系與電網的關系國家政策國家政策天然氣分布式能源系統在行政申請中被視為普通能源,導致項目可行性研究和申請成本都很高當前尚未有國家補貼分布式能源系統的發展可能會影響地方電網的收入,面臨電網連接的問題財政財政項目不確定性和成功經驗/案例的缺乏導致融資困難環境價值環境價值分布式能源系統的環境價值(氮氧化物/硫氧化物,顆粒物,
41、減少固體垃圾)并沒有充分體現在貨幣價值之中產品價格產品價格最終產物(電能,供熱,制冷)的價格雖有管制,但是并沒有考慮到勞務和燃料成本增加的風險資料來源: 2016年天然氣分布式能源系統市場報告,文獻研究,分析Strategy& | PwC76天然氣是中國改革的戰略天然氣是中國改革的戰略推動因素推動因素提升天然氣在高價值領域的應用提升天然氣在高價值領域的應用工業用熱工業用熱民用民用/商用商用熱電聯產熱電聯產-集中供熱集中供熱熱電聯產熱電聯產-分布式能源分布式能源電站電站實現天然氣潛力的政策行動實現天然氣潛力的政策行動Strategy& | PwC中國許多計劃修建的燃煤中國許多計劃修建的燃煤電廠電
42、廠由于環境和產能過剩問題而被叫停由于環境和產能過剩問題而被叫停773740933090206640404055002680302081204900940033203200272033203502000青海青海5500302020003380甘肅甘肅7360寧夏寧夏9360陜西陜西700河南河南遼寧遼寧四川四川廣西廣西新疆新疆山西山西18780內蒙古內蒙古122201314015540廣東廣東山東山東1064010660106401064012650在建計劃中被國家能源局叫停的項目被國家能源局叫停的項目(單位單位: MW)項目數19181010966654311中國國家能源局已經將98個在建或計
43、劃中的燃煤電廠項目(總產能個在建或計劃中的燃煤電廠項目(總產能114GW)延期至十四五計劃或之后)延期至十四五計劃或之后(其中一個項目直接被能源局叫停)根據“能源發展十三五規劃”,截至截至2020年,燃煤發電產能總量應控制在年,燃煤發電產能總量應控制在11億億KW資料來源:國家能源局, 中國能源發展“十三五”規劃,分析Strategy& | PwC此外,中國目前此外,中國目前40%40%的燃煤電站裝機量位于水資源極其匱乏的地區的燃煤電站裝機量位于水資源極其匱乏的地區78以基線水壓力分布的燃煤電廠以基線水壓力分布的燃煤電廠裝機容量(千裝機容量(千MW)477(52%)437(48%)7(2%)3
44、76(86%)55(13%)過度取水區(100%)高壓(40%-80%)極高壓(80%-100%)水資源高水資源高壓區壓區非水資源高壓區注釋: 水壓至少高于基線水平40%的地區被視為高壓區資料來源: 綠色和平組織產能過剩和過度取水:解決燃煤電力產能過剩問題何以緩解水壓Strategy& | PwC煤電煤電廠投資者面臨著數萬億的資產擱淺風險廠投資者面臨著數萬億的資產擱淺風險現有和現有和新建燃煤電廠新建燃煤電廠擱淺資產規模(億元)擱淺資產規模(億元)44201426(32%)2994(68%)2026(10年)年)57972051(35%)3746(65%)2021(5年)年)72012703(3
45、8%)4498(62%)2243(73%)2031(15年)年)843(27%)30862036(20年)年)下下線年份線年份經營性資產計劃和在建中假設所有燃煤電廠于2036年下線, 超超過過3萬億元人民幣的資產將擱淺萬億元人民幣的資產將擱淺,其中27%為經營性資產如果下線時間從2036年提早到2026年超過超過5萬億萬億元人民幣的資產將擱元人民幣的資產將擱淺淺 ,其中其中35%為經營性資產為經營性資產投資燃煤電廠項目會有資產錯配的風險79資料來源:牛津大學中國擱淺的燃煤電力資產,文獻研究,分析Strategy& | PwC按目前的天然氣價格,若考慮外部成本,天然氣電廠即使作為基礎負荷依按目前
46、的天然氣價格,若考慮外部成本,天然氣電廠即使作為基礎負荷依然具有市場競爭力然具有市場競爭力52412512533769245982928129F 2*300MW天然氣發電機組,零售氣價2*660MW超超臨界燃煤發電機組8899F 2*300MW天然氣發電機組,基準門站氣價59512當前其他外部成本30元/噸煤炭度電成本度電成本, 元元/KW80注:煤炭529元/噸,零售天然氣:3元/立方米,天然氣城市門站價:1.8元/立方米;在同樣的57%的基準容量運營(基準裝機量)資料來源:分析Strategy& | PwC中國大多數省份都設立了中國大多數省份都設立了較高較高的可再生能源投資組合標準目標來鼓
47、勵可再的可再生能源投資組合標準目標來鼓勵可再生能源的發展生能源的發展地區地區2020 RPS 目標目標2015年可再生能源年可再生能源發電比例發電比例2020 15 差值差值地區地區2020 RPS 目標目標2015 可再生能源可再生能源消費率消費率2020 15差值差值北京北京10.0%7.6%2.4%江蘇江蘇7.0%3.3%3.7%天津天津10.0%7.6%2.4%重慶重慶5.0%1.4%3.6%陜西陜西10.0%2.7%7.3%西藏西藏13.0%8.2%4.8%海南海南10.0%2.8%7.2%新疆新疆13.0%10.5%2.5%遼寧遼寧13.0%4.0%9.0%河北河北10.0%7.6
48、%2.4%山東山東10.0%7.7%2.3%江西江西5.0%2.2%2.8%河南河南7.0%2.3%4.7%黑龍江黑龍江13.0%11.1%1.9%山西山西10.0%7.0%3.0%貴州貴州5.0%2.0%3.0%廣東廣東7.0%1.8%5.2%廣西廣西5.0%1.0%4.0%浙江浙江7.0%2.4%4.6%福建福建7.0%3.4%3.6%云南云南10.0%5.1%4.9%吉林吉林13.0%12.2%0.8%湖南湖南7.0%2.8%4.2%青海青海10.0%13.5%-3.5%湖北湖北7.0%3.7%3.3%寧夏寧夏13.0%13.4%-0.4%安徽安徽7.0%3.9%3.1%甘肅甘肅13.0%11.4%1.6%上海上海5.0%1.6%3.4%內蒙古內蒙古13.0%12.0%1.0%四川四川5.0%1.4%3.6%81注釋: RPS 表示可再生能源投資組合標準資料來源:國家統計局,分析Strategy& | PwC可再生能源發電廠將會對系統靈活性提出更高的要求可再生能源發電廠將會對系統靈活性提出更高的要求風電場如何影響電力系統的運行風電場如何影響電力系統的運行負荷凈負荷風能峰值時長更短