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中国 天然气 利用 机遇2017声明：报告内容基于壳牌公司资助普华永道思略特所进行的独立研究项目成果普华永道思略特Strategy& | PwC前言1随着技术 创新与政策改革不断推进，中国能源行业正向着多元化、清洁化、数字化和市场化的方向转型。在转型过程中，天然气作为优质高效，绿色清洁的低碳能源，在能源消费结构中的比重也不断攀升。 2017年 6月，国家发展改革委等 13个部委联合发文，提出“逐步将天然气培育成我国现代清洁能源体系的 主体 能源之一” 。主体能源 的提出，进一步明确了天然气在能源结构的地位，鼓舞了行业发展的信心。但同时需要注意的是，当前在推广天然气应用过程中依然面临一系列的挑战，包括供气成本过高、市场化程度不足、企业认知度较低、配套政策滞后等。为了推动天然气的可持续应用， 在壳牌的支持下，普华永道思略特历时 6个月，通过市场调研、专家访谈、数据分析和模型 演算等方法，撰写、发布了本 中国 天然气利用机遇 的报告 。这份报告量化分析了天然气的经济、环保、安全、效率等价值，同时也根据当前能源市场改革中的实际情况剖析了天然气在不同产业和地域的机遇和挑战，并 就 发展方向提出建议。我们希望借此机会推动各 领域 对天然气的关注，探讨天然气行业的明天并寻求新的合作机会，为中国能源市场的改革和绿色事业做出自己的一份贡献。普华永道思略特Strategy& | PwC报告联系人2单 小虎合伙人tiger.shanstrategyand.pwc林 骏达高级 经理junda.linstrategyand.pwc丘 志恩执行总监joshua.yaustrategyand.hk.pwc普华永道思略特Strategy& | PwC3天然气是中国改革的战略 推动 因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用 /商用热电联产 -集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特Strategy& | PwC国家战略计划“十三五”环境保护标准可持续发展已经成为中国国家战略最重要的组成之一4“十三五”生态环境保护规划绿色发展是中国可持续发展以及中国人民过上更好的生活的的前提建立节约型社会和 环境保护 必须成为基本国策“十三五”期间，二氧化硫、氮氧化物和颗粒物排放标准将进一步加强“十三五” 期间 ，旨在将二氧化硫和氮氧化物的累计排放分别减少 15%能源 发展“十三五”规划“十三五规划”资料 来源：发改委，环保部，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC但是以煤炭为主的能源系统因为其空气污染而对社会造成了巨大的成本损失529 529煤炭真实成本（包括外部性）16491120煤炭当前成本（包括排污 成本 ）5345中国 2015年单位煤炭消费外部成本（空气污染相关）中国单位 煤炭 真实成本（单位：元 /吨， 2015年）Vs. GDP 6.6%Vs. 公开预算支出 32%Vs. 排污和健康支出 300%年度外部成本等于2015年煤炭单位外部成本零售价外部性成本5注 1：新的环境税将在 2018年取代排污费，届时煤炭的污染成本也将 增加注 2：外部性成本是指煤炭生产和消耗带来的环境和健康 成本资料 来源：国际货币基金组织 正确为能源定价 煤炭的外部性 2012 ，国务院，新华社，网易新闻，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC除了与空气污染相关的成本损失，煤炭消费可能还会导致 2700亿元的气候损失煤炭碳成本，以 30元 /吨 的碳价计算2700煤炭成本 （反映气候变化的影响）中国煤炭碳成本（单位：亿人民币）Vs. GDP 0.4%Vs. 公开预算支出 1.8%17%Vs. 污染和健康支出 如果考虑环境变化的外部性， 2015年煤炭的碳排放成本 2700亿元62015年资料 来源：国际货币基金组织 正确为能源定价 ，统计局，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC如果使用更高的、 100元 /吨的碳成本，中国的碳成本总和将从 2700亿元上升到 9200亿元煤炭的气候变化外部成本，以 100元 /吨的炭价计算2700碳价 100元 /吨的外部 成本9220+241.5%碳价 30元 /吨的外部成本中国煤炭碳 成本（单位 ：亿人民币）1.3%Vs. GDPVs. 公开预算支出 6.1%Vs. 污染和健康支出 57%72015年资料来源：国际货币基金组织 正确为能源定价 ，统计局，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC2020年实现天然气消费占比一次能源消费 10%可以节约 850亿元的净成本400020682020年燃气消费预测19312015年消费其他2020年煤改气带来的成本节约 假设所有天然气额外消费都来源于煤改气 4%的额外天然气消费 *总 成本降低 850亿元（大气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 公开预算支出方面一次能源的 10%2020年天然气消费预测 (单位：亿立方米）一次能源的 5.9%2020年总节约预测 vs.2015年财务数据8*注：不包含主要产煤大省煤炭产量降低对 GDP造成的负面 影响资料 来源： 中国能源发展“十三五”规划 ，国际货币基金组织 正确为能源定价 ，统计局，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC9天然气是中国改革的战略 推动 因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用 /商用热电联产 -集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特Strategy& | PwC加强 各种不同领域的 煤改气 应用可以帮助中国实现 2020年前天然气占消费比 10%的目标 加强煤改气在这些领域的应用可以帮助中国达到 2020年天然气占 10%的能源结构目标，同时还有交通、化工和其他领域的天然气应用 总体而言，煤改气要优于煤炭锅炉改造 主要关注纺织、 食品 、纸业、陶瓷等高价值行业和山东、河北、江苏等主要地区 LNG为主的供气促进市场竞争，能有效降低天然气价格工业用热 天然气 作为更加清洁和便捷的能源，更适合用于烹饪、热水器等家用场合 大型集中的天然气热电联产更适用于环境敏感区域和非产煤区域民用 分布式天然气热电联产效率达到 70%以上且排放减少后，将成为中国电力改革和微电网发展的核心 能源需求较大且较稳定的用户以及利用率较高的用户为近期的主要客户：数据中心、工业园区等分布式能源 天然气调峰厂是能源灵活性的重要资源，加上可再生能源日益增加，需要更灵活的电网系统来整合各类能源 灵活性定价有助于鼓励投资调峰厂电厂10资料 来源：专家访谈，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC11天然气是中国改革的战略推动者提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用 /商用热电联产 -集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特Strategy& | PwC作为一 种工业燃料 ， 天然气提供的价值绝非只有减排技术热值 （千卡 /千克）天然气11000煤炭5000能源效率 (%)8570天然气煤炭空间成本 （元 吨 /小时）天然气167煤炭834劳动力（位 /锅炉）13煤炭 天然气排放氮氧化物（吨 /年，吨 /小时）天然气0.30煤炭1.60二氧化硫 （吨 /年，吨 /小时）煤炭4.49天然气0.00 0.02煤炭 天然气1.10颗粒 物（吨 /年，吨 /小时）12资料来源：专家访谈， 北京燕京啤酒电改气项目环境影响评估报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC对于 投资者 而言，煤改气可以帮助 降低 政策风险，节约土地成本，提升产量和减少 设备 故障13降低政策风险节约土地成本提高产量减少设备故障描述 案例 煤锅炉可能面临关闭的政策风险，导致沉没成本，影响工厂运营 江苏常熟一家纺织企业： 被迫关闭一个价值400万人民币 、运营两年的煤锅炉 成本上升让我们不得不更新技术和产品-运营总监 天然气锅炉不需要煤炭储藏和废物处理；节约用地和相关成本 云南某制烟厂： 天然气锅炉房建筑面积仅有煤炭锅炉房的 1 /4 建设股某纺织公司 : 节约几百平方米空间，改造成仓库 天然气锅炉将有更高的热值，供应也更稳定，将提升特定行业的产量和质量 新疆一家化工企业： 产品营收（单位：元）增长 33.4%16,41012,300+33.4%天然气锅炉煤炭锅炉 天然气锅炉更加稳定，故障率更低，工作时间更长 新疆一家化工企业： 煤炭锅炉由于设备故障率很高，每年关闭 30次 ，合计 47个工作日资料来源：专家访谈，文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC如果以城市门站气价计算，天然气锅炉对比譬如电锅炉、生物质燃料锅炉和 LPG锅炉等其它锅炉具有很强的成本竞争力不同锅炉的单位成本（元 /吨时）126 11226617253418442342LPG4285生物质燃料184天然气 -零售价价格2755 4煤 -CFB1559 34煤 -炉排炉 电力58921 35天然气 -城市门站价1815 4天然气内部成本（城市门站价） 1779内部成本其他外部成本 碳成本煤炭 天然气 其他选项14注 : 1. CFB*= 循环流化床 ; 2. 碳成本 30元 /吨 3. 天然气零售价： 2.9元 /立方米 , 天然气城市门站价： 1.8元 /立方米 4. 生物质燃料和液化石油气的外部成本信息 不足资料 来源：国际货币基金组织 正确为能源定价 ， Wind, 315i, 思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC天然气锅炉改造可以首先将效率低于 70%的燃煤锅炉定为改造目标0 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91 . 01 . 11 . 21 . 31 . 41 . 51 . 61 . 740% 50% 60% 70% 80% 90% 100%收支平衡点（成本率 =1）包括烟尘排放税（ 100元 /吨）和外部成本年化成本煤炭锅炉的热效率锅炉 成本比率（天然气 /煤炭）热效率对成本比有着怎样的影响？设城市门站气价为 1.8RMB/立方米收支平衡效率：45%目标 效率： 70%15 效率低于 45%： 经济可行，立即转换 效率 为 45-70%： 潜力很大，可今后转换 效率 为 90%以下： 如果碳价位100元 /吨，煤改气从年化成本角度看可行资料来源：思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC很多情况下，燃煤锅炉的效率仍然低于 70%，尤其是对于小锅炉而言锅炉容量指数指标2 吨 /时4 吨 /时6吨 /时10吨 /时20吨 /时总计 数量 6 138 47 57 8 256 平均灰分碳含量(%) 19.2 18.6 18.1 18.2 18.3 18.5 平均过量空气系数 (a) 5.54 5.54 3.79 5.28 3.15 4.66 平均废气温度( C) 160 139 136 148 204 157 平均运行热效率 41% 57% 64% 58% 53% 57%案例：在河北测得的燃煤锅炉数据平均热效率只有 57%锅炉实际热效率(国家平均水平 , 2016)5560%6065%6570%均值 65%6065%>35 (吨 /时 )2-10 (吨 /时 )10-20 (吨 /时 )200地区天然气管道分支总长度（万公里）国家天然气管道计划641042015 2020F长距离管道（百万米 ）2802020F4002015运输容量（十亿立方米） 中美比较 美国天然气管道分支长度是中国的 5.4倍 中国目前的天然气管道分支总长度相当于美国 20世纪 50年代 的水平国家地区42资料来源： 天然气十三五规划 ，国家能源局，文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC同时， 虽然 散 煤消费只占到煤炭总消费量的 不足 14%，散煤依然是农村地区最主要的能源2014年中国煤炭消费结构（ %）其他9%液化石油气5%电力10%散煤76%2014年河北保定农户能源消费结构（ %）4333.0%其他（主要为化工行业）城市民用0.8% 1.2% 住宿餐饮农村民用5.4%小型燃煤锅炉6.1%大型工业锅炉10.3%热能43.2%集中式 分布式注 *：样本规模为河北保定的 534户 家庭资料 来源：国家电网能源研究所，中国环境科学研究院，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC尽管农村地区的民用散煤在整体煤炭消费中占比很小，但排放量很高4443%44%13%10%43%5%41%大型燃煤锅炉（工业）热能煤（发电）散煤（农村居民）其他PM2.5年度排放对比（ 2014年， 1万吨 )煤炭消费 份额 （ %）资料来源：国家电网能源研究所，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC这 是因为散煤的单位排放远高于发电站、锅炉等工业用煤0 . 6 10 . 4 83 . 7 3热能煤（发电）7.8倍 6.1倍大型燃煤 锅炉（工业）散煤（农村居民）单位排放对比（ 千克 /吨）3 . 1 82 0 . 7 26.5倍热能煤（发电）散煤（农村居民）二氧化硫PM2.545资料来源：国家电网能源 研究院， 思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC此外，污染还会扩散到城市地区，尤其是在供暖季（ 1/2）33.1%燃煤工业生产扬尘机动车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 . 2 51 . 3 31 . 3 71 . 4 31 . 6 41 . 7 5数据中心 医院酒店 工业园办公楼 商务楼总投资（元 /KW）增量投资（元 /KW） 天然气发动机 1900 2000 70008000 天然气 -蒸汽联合循环 9000 10000 60007500 微型透平 2000022000 1600019000经济效率（基于 46个案例）61资料 来源： 天然气分布式能源产业发展报告 2016 ，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC数据中心、工业园、交通中心等行业十分适合中国天然气分布式能源系统112249114182 , 5 0 03 , 0 0 03 , 5 0 04 , 0 0 04 , 5 0 05 , 0 0 05 , 5 0 01 . 0 1 . 1 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 5 1 . 6 1 . 7 1 . 8医院数据中心6交通枢纽学校工业园商务楼办公楼 酒店单位减排（每吨等效二氧化碳 /Kw）年利用小时数（小时） 潜力排名 : 一级： 数据中心 二 级： 工业园，交通枢纽 三 级： 学校，酒店（装机量有限） 四 级： 办公楼，医院，商务楼气泡大小：平均装机容量 (MW, 从大到小 )13262资料 来源： 天然气分布式能源产业发展报告 2016 ，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC但相对于美国和行业 标杆 ，大多数中国的数据中心能源效率并不高1 . 21 . 9中国美国中国新建的数据中心的能源效率目标 :1.5>2.2谷歌中美数据中心电源使用效率对比电力 消费详解35%空调系统配电系统5%其他40%18%2%不间断电源IT设备 空调、 IT设备消耗了 75%的电力63注 *：能源使用效率 =数据中心能源总消耗 /数据中心 IT设备 能源消耗资料 来源：工信部，绿色网格，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC电力成本占到了数据中心运维成本的 70%，能源效率将十分重要3%中国电信 33%其他中国移动35%28%中国联通案例： 截至 2015年，中国联通拥有最多的数据中心案例 ： 中国联通每年在能源利用方面花费 7200万元的成本（水 ， 电 ， 暖）7.2公用事业费（ 2015年）1 0 5 . 61 4 . 8净利润（ 2015年）净利润（ 2016年前三季度）70%电力30%其他中国境内数据中心运维成本暴增（全国平均）单位： 1亿 元 据工信部 2013年调查发现 中国 225个数据中心的平均电价为 0.87元 /KW 大规模 和超大规模数据中心的平均电价分别为0.66元 /KW和 0.78元 /KW， 超大规模的数据中心的电价可低至 0.3元 /KW64资料来源： 中国联通年报 ，环球数码，文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC采取天然气分布式能源系统能够提高能源效率，减少排放，增强可靠性数据中心运用天然气分布式能源的优点更清洁 可靠性更高更低的电源使用效率天然气分布式能源系统能量密度高大型数据中心有 2000个甚至更多的设备间，其能量密度可达普通商业大楼的 30倍冷却 需求大95%的电力能源转化成热量能源，产生巨大的冷却需求，以维持数据中心运营能力可靠性，安全性要求高数据运营 24小时不间断进行，对安全性和可靠性的要求极高电力负荷稳定且可预测 天然气分布式能源系统可以提高能源利用效率 (通常由 40% 提高到 80%） , 帮助 提高数据中心能源使用效率，减少能源成本新建数据中心的电源使用效率对比1.50传统数据中心1.75-14.3%天然气分布式能源系统数据中心的能源消费特点天然气分布式能源系统减排(例 : 某 40MW 数据中心 )粉尘 5,623氮 氧化物 3,400硫氧化物 6,250二氧化碳 112,500单位 : 吨 / 年 可靠性和持续正常运行时间也得以提高 （通过在备用系统旁增加现场发电装置）65资料来源 : 数据中心节能技术委员会 , 文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC案例： 位于上海的腾讯数据中心采用了天然气分布式能源系统案例简介 建造和运营者 : 新奥能源控股有限公司 数据 中心需求方 : 腾讯 商业模式 : 建设 -经营 -转让 上线运营时间 :  2016年 8月 装机 容量 : 2540*4 KW, 为十万个服务器提供电源 年使用时间 : 5840小时 年天然气消费量 : 12,746,000 立方米 年能源效率 : 75.89% 年产能 : 5400万 Kwh, 89% 自用 年冷却产能 : 1.62 亿 MJ天然气分布式能源系统电能天然气 天然气发动机能源溴化锂吸收式制冷机烟 冷却溴化物冷水机组加热水热水天然气(可能使用 )调峰66案例研究资料来源 : 2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC案例： 该项目证明了天然气分布式能源系统在环境和能源效率方面的益处4,812能源节约量CO2 12,510单位：吨标准煤 /年单位 : 吨 /年电源使用效率腾讯-36.4%国家平均水平2.2年减排量与能源节约量67案例研究资料来源 : 2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC利用小时数和效率是评判项目可行性的两个重要因素34567891011121314151640% 50% 60% 70% 80%燃料效率 =75%燃料效率 =70%燃料效率 =90%可行的内部收益率 8%燃料效率 =80%燃料效率 =85%设备利用率IRR (%)盈亏平衡点：58% (5080 h)设备利用率 如何 影响项目内部收益率盈亏平衡点：46% (4000 h)68资料来源 : 思略特 分析普华永道思略特Strategy& | PwC然而在很多情况下 ，因为利用率无法达到设计 水平，大多数分布式能源系统项目都在亏损运行关键领域的技术指标46%盈亏平衡点24.1%北京42.2%浙江 上海 江苏四川29.2%45.9%36.1%设备利用率 (%, 2016) 燃料效率 (%, 2016)浙江80%四川77%上海76% 70%要求的燃料效率江苏北京75% 75% 对大多数分布式能源系统项目而言，设备使用时间低于 3000小时设备利用率 低 （低于 34%），是 亏损的主要原因 所有分布式能源系统项目的燃料效率须达 70%69注释 *: 1) 选取 46个天然气分布式能源系统项目案例进行计算 ; 2) 根据敏感性分析， 46%是分布式能源系统项目达到盈亏平衡资料 来源 : 2016年中国天然气分布式能源系统年度报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC天然气价格和采暖价格是影响一个项目回报的成本和收益指标02468101214160 . 3 5 0 . 4 0 0 . 4 5 0 . 5 0 0 . 5 5 0 . 6 0天然气价格 1.5元 /立方米天然气价格 2.0元 /立方米天然气价格 2.5元 /立方米热价 (元 /Kwh)内部收益率 (%)盈亏平衡点：0.42元 /Kwh (0.117元 /MJ)热价如何影响项目内部收益率盈亏平衡点：0.545元 /千瓦时 (0.152 元 /MJ)70可接受内部收益率 8%资料来源 : 思略特 分析普华永道思略特Strategy& | PwC尽管大多数项目可以得到补助气价，但低廉的采暖价格降低了经济收益关键领域的经济指标3 . 22 . 72 . 42 . 42 . 13 . 23 . 73 . 22 . 42 . 7四川 浙江上海江苏北京天然气市场价热冷电联产天然气价格天然气价格 (元 /立方米 , 2016)0 . 1 80 . 1 40 . 1 20 . 1 00 . 1 0四川 北京 上海 浙江0.12元 /兆焦耳盈亏平衡点江苏热价 (元 / MJ, 2016) 大多数省市的当前热价都低于预期，导致分布式能源系统项目收入不佳。 上海和江苏对项目提供的热价更高，提高了经济效益71注释 *: 1) 选取 46个天然气分布式能源系统项目案例进行计算 ; 2) 根据敏感性分析， 0.12元 /MJ是分布式能源系统项目达到盈亏平衡的最低热 价资料 来源 : 2016年中国天然气分布式能源系统年度报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC天然气分布式能源系统可以提高能源系统的 市场 竞争力和 综合 性天然气分布式能源系统双重调峰 促进 与智慧能源系统的整合成为中国电力市场改革的驱动力 成为经济增长的新动力 能源和天然气消费的逆向分布特点使得天然气分布式能源系统可帮助进行季节和日夜的双重调峰 天然气分布式能源系统的个性化和智能化特点更为明显，可通过微型电网帮助促进与不同能源系统的整合 弹性定价制度和新颖的商业模式正在使天然气分布式能源系统市场不断发展，支撑能源市场的发展 能源现货市场的发展将帮助促进天然气能源进一步发展 天然气分布式能源系统的发展将推动价值链上其他产业的发展，尤其是高科技设备和节能服务的发展72资料来源 : 文献研究， 2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC天然气分布式能源系统可以 与 其他能源技术结合成中国的综合能源系统73综合能源系统 微网风能 光伏天然气分布式能源 储能热泵 燃料 电池资料来源 : 文献研究， 2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC案例： 苏州协鑫研发园多微能源系统是中国第一个“六合一”能服项目74案例基本信息 地点 : 江苏苏州，总建造面积为 20724平方米 建造和运营方 : 协鑫能源控股有限公司 上线运营时间 :  2015年 3月苏州 协鑫 研发园的综合能源系统 投资总额 : 4900万人民币 设计能源需求 : 3000 MW, 比传统方案低 30% 微型电网系统的能源供应率 : 超 50% 建筑节能效率 : 超 30%光伏系统： 装机容量 : 350MW的电力负荷地源热泵系统 : 装机容量 : 5000MW 供暖与制冷储存 系统 ： 装机容量 : 200MW天然气分布式能源电站 : 装机容量 : 电力负荷 400MW，供暖与制冷负荷 400MW小型风机 : 装机容量 : 60MW, 主要用于街道照明LED照明系统 : 安装 容量 : 135MW, 对比 传统照明节省 30%的能源资料来源 : 文献研究 ，思略特 分析案例研究普华永道思略特Strategy& | PwC然而，中国天然气分布式能源系统的发展仍然被政策和市场所阻碍75政策相关 市场相关电力交易市场 天然气分布式能源系统参与能源交易市场具体实施措施（市场准入 &退出，能源度量等）仍不清晰 若无辅助市场仍不能实现调峰价值与电网的关系国家政策 天然气 分布式能源 系统在行政申请中被视为普通能源，导致项目可行性研究和申请成本都很高 当前尚未有国家补贴 分布式能源系统的发展可能会影响地方电网的收入，面临电网连接的问题财政 项目不确定性和成功经验 /案例的缺乏导致融资困难环境价值 分布式能源系统的环境价值（氮氧化物 /硫氧化物，颗粒物，减少固体垃圾）并没有充分体现在 货币 价值之中产品价格 最终产物（电能，供热，制冷）的价格虽有管制，但是并没有考虑到劳务和燃料成本增加的风险资料来源 : 2016年天然气分布式能源系统市场报告，文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC76天然气是中国改革的战略 推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用 /商用热电联产 -集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特Strategy& | PwC中国许多计划修建的燃煤 电厂 由于环境和产能过剩问题而被叫停7737409330 90206640404055002680 30208120490094003320 3200272033203502000青海5500302020003380甘肃7360宁夏9360陕西700河南 辽宁四川广西新疆山西18780内蒙古122201314015540广东山东1064010660 106401064012650在建计划中被国家能源局叫停的项目 (单位 : MW)项目数 19 18 10 10 9 6 6 6 5 4 3 1 1 中国国家能源 局已经将 98个在建或计划中的燃煤电厂项目（总产能 114GW）延期至十四五计划或之后 （其中一个项目直接被能源局叫停） 根据 “能源 发展十三五规划”， 截至 2020年，燃煤发电产能总量应控制在 11亿 KW资料来源 : 国家能源局 , 中国能源发展“十三五”规划，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC此外，中国目前 40%的燃煤电站装机量位于水资源极其匮乏的地区78以基线水压力分布的燃煤电厂 装机容量（千 MW）477(52%)437(48%) 7(2%)376(86%)55(13%)过度取水区（ >100%)高压（ 40%-80%）极 高压（ 80%-100%）水资源高压区非水资源高压区注释 : 水压至少高于基线水平 40%的地区被视为高压 区资料 来源 : 绿色和平组织 产能过剩和过度取水：解决燃煤电力产能过剩问题何以缓解水压 普华永道思略特Strategy& | PwC煤电 厂投资者面临着数万亿的资产搁浅风险现有和 新建燃煤电厂 搁浅资产规模（亿元）44201426(32%)2994(68%)2026（ 10年）57972051(35%)3746(65%)2021（ 5年）72012703(38%)4498(62%)2243(73%)2031（ 15年）843(27%)30862036（ 20年）下 线年份经营性 资产计划和在建中 假设所有燃煤电厂于 2036年下线 , 超过 3万亿元人民币的资产将搁浅 ，其中 27%为经营性资产 如果下线时间从 2036年提早到 2026年超过 5万亿 元人民币的资产将搁浅 ， 其中 35%为经营性资产 投资燃煤电厂项目会有资产错配的风险79资料来源 : 牛津大学 中国搁浅的燃煤电力资产 ，文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC按目前的天然气价格，若考虑外部成本，天然气电厂即使作为基础负荷依然具有市场竞争力524125 12533769245982928129F 2*300MW天然气发电机组，零售气价2*660MW超超临界燃煤发电机组8899F 2*300MW天然气 发电机组 ，基准门站气价59512当前其他外部成本30元 /吨煤炭度电成本 , 元 /KW80注：煤炭 529元 /吨，零售天然气： 3元 /立方米，天然气城市门站价： 1.8元 /立方米；在同样的 57%的基准容量运营（基准装机量 ）资料 来源 : 思略特 分析普华永道思略特Strategy& | PwC中国大多数省份都设立了 较高 的可再生能源投资组合标准目标来鼓励可再生能源的发展地区 2020 RPS 目标 2015年可再生能源发电比例 2020 15 差值 地区 2020 RPS 目标 2015 可再生能源消费率 2020 15差值北京 10.0% 7.6% 2.4% 江苏 7.0% 3.3% 3.7%天津 10.0% 7.6% 2.4% 重庆 5.0% 1.4% 3.6%陕西 10.0% 2.7% 7.3% 西藏 13.0% 8.2% 4.8%海南 10.0% 2.8% 7.2% 新疆 13.0% 10.5% 2.5%辽宁 13.0% 4.0% 9.0% 河北 10.0% 7.6% 2.4%山东 10.0% 7.7% 2.3% 江西 5.0% 2.2% 2.8%河南 7.0% 2.3% 4.7% 黑龙江 13.0% 11.1% 1.9%山西 10.0% 7.0% 3.0% 贵州 5.0% 2.0% 3.0%广东 7.0% 1.8% 5.2% 广西 5.0% 1.0% 4.0%浙江 7.0% 2.4% 4.6% 福建 7.0% 3.4% 3.6%云南 10.0% 5.1% 4.9% 吉林 13.0% 12.2% 0.8%湖南 7.0% 2.8% 4.2% 青海 10.0% 13.5% -3.5%湖北 7.0% 3.7% 3.3% 宁夏 13.0% 13.4% -0.4%安徽 7.0% 3.9% 3.1% 甘肃 13.0% 11.4% 1.6%上海 5.0% 1.6% 3.4% 内蒙古 13.0% 12.0% 1.0%四川 5.0% 1.4% 3.6%81注释 : RPS 表示可再生能源投资组合标准资料 来源 : 国家统计局，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC可再生能源发电厂将会对系统灵活性提出更高的要求 风电场如何影响电力系统的运行负荷 净负荷 风能峰值时长更短上升幅度更大 低谷值更低时间MW82 可再生和可替代能源研究表明，在高级可再生能源系统中需求更大的服务是那些对几十分钟和几十小时的需求做出分钟级相应的服务，并具有如下能力 : 灵活快速的启动 -停止循环能力 定期可调度的爬坡能力 爬坡能力可储存到未来使用资料 来源 : “国家可再生能源实验室，增加系统灵活度以实现可再生能源的高渗透 ”,可 再生和可替代能源 : 能源系统可靠性的产能机制 思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC常规和深度调峰发电比重的升高将会帮助提高可再生能源整体效率可再生能源系统峰值 中等值基本负荷混合型热电厂的投资对电厂利用率的影响使用前(MWh)020406080峰值中等值基本负荷年 (MWh)使用闲置使用后 (MWh)可再生能源系统峰值中等值基本负荷电厂利用率电厂利用率020406080年 (MWh)峰值中等值基本负荷闲置使用83基本负荷 : 设计为 24小时运转以及不能大幅改变电能产出的 电厂资料 来源 : “国际能源署 , 变革的力量 : 风能、太阳能和灵活能源系统的经济分析 ”, 思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC比 起 煤炭，天然气能够更好地满足调峰需求效率更高天然气5258%4547%燃煤30燃煤120240天然气运营效率 （ %） 启停时间 (分钟）天然气 燃煤50%25%启停更快负荷范围更广20%燃煤天然气25%爬坡更快最低负荷（ %） 爬坡速度（ %/分钟）84资料来源 : 国网能源 研究院， 文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC然而，目前的电价机制限制了调峰潜力 当前电价机制严重限制了调峰潜力 : 当前电价机制不透明，不同发电设备之间差异巨大 大多数天然气发电设备接受只考虑发电量的单一定价 当前电价机制不能反映调峰和环保价值 低利用时间 : 中国 70%的天然气发电者用于调峰，平均使用时间只有2500小时 高运营成本 : 由于频繁启停，需要超过 1亿人民币用于维护3969250026532938+59%2015年平均热电2013 2015E2012120(67%)60(33%) 设备维护其他主要瓶颈天然气发电机组的年运行小时数样机的维护 成本（ 亿元 )85资料来源 : 国家能源局，文献研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC为调峰电站的灵活性定价主要有 三种方式86调峰电价辅助服务市场产 能市场调 峰电价 : 调 峰电价应该反映基于负荷需求的不同的发电成本和市场价值 在美国等其他国家，峰时电价是平均上网电价补贴的 1.82倍，是谷时电价的58倍辅助服务市场 : 通过建立辅助服务市场，发电者可以提供管制和调峰等服务获得额外收入 英国一些发电商一半的收入来自辅助服务 通过竞标和交易机制，低利用率的发电机可以在产能市场售卖多余电力获益产能市场 :资料来源 : 文献 研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC87天然气是中国改革的战略 推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用 /商用热电联产 -集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特Strategy& | PwC实现天然气潜力的政策行动88发展标准3 为 LNG供应制定标准和流程，鼓励能源供应领域的竞争支持天然气热电联产6 在环境敏感地区为大型天然气热电联产提供利用率保证，税收优惠（如免收增值税），绿色金融，（低利率）和价格补贴增加污染物费用 &罚款4 增加排放费用，罚款（氮氧化物 /硫氧化物 /颗粒物）和水资源费用，反映真实外部性成本支持分布式能源系统7 对分布式天然气提供设备补贴， 节能补贴和储能收费豁免，通过批发能源 市场进行推广行业用户补贴5 提供税收、设备和天然气价格补贴来鼓励富有潜力的行业和地区的燃煤 -天然气转型透明定价2 透明的传输和分配定价、天然气管道成本，削减“中间人”成本市场教育1 推广燃煤到天然气转型的成功案例以提高市场认知度，并提供产能建设支持来让终端用户做出更好的用电决定峰值电厂定价8 推进 现货和辅助市场来实现天然气能源灵活性的价值资料来源 : 文献 研究，思略特分析普华永道思略特Strategy& | PwC注释89名词 释义 名词 释义CFB 循环流化床锅炉 煤改气 燃煤锅炉改为燃气锅炉超临界和超超临界机组锅炉内工质的参数达到或超过临界压力以上的机组 ， 经济型有余亚临界机组 能源结构能源