瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運(yùn)營趨勢及投資潛力研究

• 2021年9月22日 ZhouJiaLiang來源：互聯(lián)網(wǎng) 493 26
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煤層氣在煤礦稱為煤礦瓦斯。煤礦瓦斯發(fā)電，既可以有效地解決煤礦瓦斯事故、改善煤礦安全生產(chǎn)條件，又有利于增加潔凈能源供應(yīng)、減少溫室氣體排放，達(dá)到保護(hù)生命、保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境的多重目標(biāo)。

煤層氣在煤礦稱為煤礦瓦斯。煤礦瓦斯發(fā)電，既可以有效地解決煤礦瓦斯事故、改善煤礦安全生產(chǎn)條件，又有利于增加潔凈能源供應(yīng)、減少溫室氣體排放，達(dá)到保護(hù)生命、保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境的多重目標(biāo)。煤礦瓦斯分高濃度瓦斯和低濃度瓦斯，低濃度瓦斯是指瓦斯?jié)舛鹊陀?0%的瓦斯。低濃度瓦斯發(fā)電需要解決2個(gè)問題，一是各個(gè)煤礦的本身情況不一樣，而瓦斯?fàn)顟B(tài)隨時(shí)都在變化，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組很難"以不變應(yīng)萬變";二是低濃度瓦斯的安全輸送問題。低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組采用電控燃?xì)饣旌掀骷夹g(shù)，可以自動(dòng)控制空燃比，以適應(yīng)瓦斯的濃度變化，同時(shí)，低濃度瓦斯安全輸送技術(shù)，采用細(xì)水霧技術(shù)，解決了低濃度瓦斯的地面安全輸送問題。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院報(bào)告《2019-2025年國內(nèi)瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運(yùn)營趨勢及投資潛力研究報(bào)告》分析顯示

按國家煤礦安全管理部門的要求安裝了瓦斯抽放系統(tǒng)，并且須正常運(yùn)行;其次、瓦斯抽放系統(tǒng)純瓦斯抽放量在100萬m3/年左右，瓦斯?jié)舛仍?-25%之間。達(dá)到這2個(gè)條件就能具備建設(shè)瓦斯電站的基礎(chǔ)，若建設(shè)瓦斯電站就可實(shí)現(xiàn)"以利用促抽采、以抽采促安全"的煤礦良性循環(huán)發(fā)展。當(dāng)前煤層氣(煤礦瓦斯)開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)效益差，現(xiàn)有補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)偏低。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井開采成本高、安全投入大，需要國家在稅費(fèi)等方面出臺(tái)扶持政策。政策層面應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)煤層氣(煤礦瓦斯)抽采企業(yè)稅費(fèi)優(yōu)惠、瓦斯發(fā)電上網(wǎng)及加價(jià)等政策。

根據(jù)"十三五"規(guī)劃，到2020年天然氣占一次能源消費(fèi)比重提高到10%左右，天然氣消費(fèi)量達(dá)到3600億立方米，年均復(fù)合增長率高達(dá)14.2%。大力抽采煤層氣將有助于促進(jìn)清潔能源的消費(fèi)，并降低天然氣對(duì)外依存度。在未來的十年內(nèi)，地面和井下利用均將迎來黃金期。地面利用伴隨技術(shù)開發(fā)的成熟以及管道運(yùn)輸?shù)慕∪珜⒂瓉砹康募斜l(fā)，應(yīng)用領(lǐng)域也會(huì)更加多元化，主要是增量市場;井下利用主要伴隨利用率的提升，存量市場仍將保持快速成長，但應(yīng)用領(lǐng)域更多集中在發(fā)電側(cè)。

瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運(yùn)營趨勢

第一節(jié)、瓦斯發(fā)電行業(yè)競爭現(xiàn)狀

一、瓦斯發(fā)電技術(shù)競爭分析

很多國家和地區(qū)把煤層氣勘探開發(fā)作為重要的能源政策方向，其中美國、德國、澳大利亞、俄羅斯等不僅起步早，而且發(fā)展快。國家能源委咨詢專家委員會(huì)委員孫茂遠(yuǎn)以美國為例介紹說，早在上世紀(jì)30年代，該國在阿巴拉齊亞盆地進(jìn)行了煤層氣商業(yè)開發(fā)，之后在圣胡安盆地的煤層氣也被開采出來，并形成了一定產(chǎn)能。進(jìn)入上世紀(jì)80年代，美國在黑勇士盆地和圣胡安盆地的煤層氣開采試驗(yàn)取得重大突破，推動(dòng)了該國煤層氣產(chǎn)業(yè)大發(fā)展，產(chǎn)量從1981年的1.3億立方米提升至1989年的26億立方米。在其后十多年間，每年增產(chǎn)40億-50億立方米，到2001年，產(chǎn)量超440億立方米。完善、成熟的煤層氣產(chǎn)業(yè)在美國建立起來并引發(fā)了國際煤層氣開采熱潮。

中國煤層氣開發(fā)利用已經(jīng)有超過50年歷史，大致可劃分為井下抽放--試驗(yàn)勘探--技術(shù)引進(jìn)--規(guī)模開發(fā)4個(gè)階段。上世紀(jì)50年代到70年代，中國開始了煤層氣的開采工作，但鑒于技術(shù)因素制約，當(dāng)時(shí)主要采取的是井下抽放煤層氣的開采方式，主要著眼點(diǎn)是減少煤礦瓦斯安全事故。期間，在河南焦作、山西陽泉、遼寧撫順等煤礦鉆下幾十口煤層氣井。1970年至1990年間，中國煤層氣進(jìn)入試驗(yàn)勘探階段，政府和科研機(jī)構(gòu)積極嘗試對(duì)煤層氣進(jìn)行勘探開發(fā)以及利用，并在個(gè)別條件較好的礦區(qū)進(jìn)行了試采，為以后的煤層氣開發(fā)提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。

1990年至2005年，中國處于技術(shù)引進(jìn)實(shí)踐階段，以中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司(中聯(lián)公司)為代表的中方企業(yè)大力引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行煤層氣勘探。1998年1月，中聯(lián)公司與一家美國公司簽署了合作開發(fā)安徽省淮北煤層氣田的產(chǎn)品分成合同，這也是中國第一個(gè)煤層氣開發(fā)對(duì)外合作合同。

煤層氣開發(fā)被列入了國家"十一五"和"十二五'能源發(fā)展規(guī)劃，一系列鼓勵(lì)政策相繼出臺(tái)，推動(dòng)煤層氣開發(fā)利用進(jìn)入新階段，產(chǎn)量從2007年的約34億立方米，增長至2017年的約180億立方米。

煤層氣資源目前主要有兩種開發(fā)方式：一是地面鉆井開采;二是井下抽采。井下抽采意味著先采煤后采氣，或者邊采煤邊采氣，抽放的煤層氣絕大部分仍然排入大氣，得不到合理利用。而地面鉆井開采則是先采氣后采煤，為利用煤層氣創(chuàng)造前提，也有利于改善煤礦的安全生產(chǎn)條件。顯而易見，地面鉆井開采是更為先進(jìn)優(yōu)良的方式，更能促進(jìn)對(duì)能源資源的高效利用。

煤層氣雖與煤炭伴隨而生，但也有其自身獨(dú)特的性質(zhì)，不能完全按照油氣勘探開發(fā)的方法對(duì)其進(jìn)行開發(fā)，而是需采用符合其特點(diǎn)的方法。目前煤層氣的排采機(jī)理為：抽排煤層承壓水，降低煤儲(chǔ)層壓力，促使吸附態(tài)甲烷解吸為大量游離態(tài)甲烷，并在地層壓力和井筒壓力差的作用下運(yùn)移至井口。

一個(gè)完整的瓦斯發(fā)電站主要由輸送系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)組，冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。其中，發(fā)電機(jī)組是最核心的組成部分。目前我國的瓦斯發(fā)電機(jī)組主要采用的是內(nèi)燃機(jī)發(fā)電和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電兩種方式。

在采煤之前，先行開采伴生其間的煤層氣，不僅可以把煤礦瓦斯爆炸率降低70%到85%，從根本上提高煤礦安全環(huán)境，而且可以通過瓦斯發(fā)電獲得一種重要而豐富的清潔能源，產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

二、瓦斯發(fā)電替代能源競爭分析

煤層氣，又被稱為"煤礦瓦斯"，是賦存在煤層和煤系地層的烴類氣體，主要成分為甲烷，是煤的伴生礦產(chǎn)資源。當(dāng)其在空氣中濃度達(dá)到5%-16%時(shí)，遇明火會(huì)爆炸，曾是煤礦安全生產(chǎn)的主要威脅之一，它也因此得過"礦工殺手"惡名。 另一方面，煤層氣是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。1立方米煤層氣大約相當(dāng)于9.5度電、1.13千克汽油、1.21千克標(biāo)準(zhǔn)煤。煤層氣的熱值是通用煤的2至5倍，燃燒后幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是當(dāng)之無愧的"優(yōu)質(zhì)"清潔能源。

三、瓦斯發(fā)電成本競爭分析

全球陸上風(fēng)電度電成本區(qū)間已經(jīng)明顯低于全球的化石能源，陸上風(fēng)電平均成本逐漸接近水電，達(dá)到6美分/千瓦時(shí)，2017年以來新建陸上風(fēng)電平均成本為4美分/千瓦時(shí)。

國際可再生能源署(IRENA)預(yù)計(jì)隨著技術(shù)進(jìn)步，2019年全球成本最低的風(fēng)電和光伏項(xiàng)目的度電成本將達(dá)到甚至低于3美分/千瓦時(shí)，成為最經(jīng)濟(jì)的綠色電力。可再生能源相較化石能源已具備絕對(duì)的成本競爭力，將主導(dǎo)未來能源行業(yè)的新增投資。

由于全球范圍內(nèi)各個(gè)國家化石能源儲(chǔ)量不一致、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不一致，可再生能源資源不一致，能源政策不同等，各種能源的度電成本也有一定差異。

而從國內(nèi)情況來看：

火電的度電成本受煤炭價(jià)格影響很大，根據(jù)國內(nèi)當(dāng)前煤炭價(jià)格，大型火電站的度電成本約為0.2~0.3元。

陸上風(fēng)電的度電成本受所在風(fēng)電場的風(fēng)能資源影響很大，根據(jù)當(dāng)前項(xiàng)目造價(jià)，陸上大型風(fēng)電場(I、II、III類資源區(qū))的度電成本約為0.2~0.35。

集中式光伏的度電成本受所在區(qū)域的太陽能資源及技術(shù)路線影響較大，大型集中式、支架跟蹤式光伏電站(I類資源區(qū))的度電成本約為0.3~0.4。

隨著競價(jià)、平價(jià)上網(wǎng)、特高壓線路的建設(shè)、促進(jìn)消納等政策的出臺(tái)，國內(nèi)可再生能源的開發(fā)會(huì)趨于理性，風(fēng)能及太陽能資源優(yōu)越的地區(qū)才會(huì)有開發(fā)價(jià)值。可以看出，國內(nèi)風(fēng)能資源較好的陸上風(fēng)電項(xiàng)目度電成本已經(jīng)和火電十分接近，大型光伏電站的成本也在主要電氣設(shè)備降價(jià)和技術(shù)提升的助力下快速下降。

而國內(nèi)瓦斯發(fā)電項(xiàng)目可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，以燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組利用30%濃度的瓦斯發(fā)電為例：

假設(shè)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)電效率為35%，每立方米純瓦斯可發(fā)電3.0―4.2度，則每立方米30%濃度的瓦斯可發(fā)電1.0―1.4度，利用30%濃度的瓦斯發(fā)電成本約需0.15元/度，而上網(wǎng)電價(jià)約為0.56元/度，如果在項(xiàng)目投產(chǎn)后可以保證瓦斯氣源的穩(wěn)定供應(yīng)，項(xiàng)目在兩到三年時(shí)間內(nèi)即可收回成本。此外，考慮到瓦斯抽采及利用的政府補(bǔ)貼、項(xiàng)目產(chǎn)生的可交易CO2減排指標(biāo)等，瓦斯發(fā)電項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。瓦斯發(fā)電項(xiàng)目還可以減少溫室氣體排放，降低大氣溫室效應(yīng)，減少環(huán)境污染，并且給項(xiàng)目所在地區(qū)帶來更多的就業(yè)機(jī)會(huì)，具有很大的社會(huì)、環(huán)境效益。

由此可見，瓦斯發(fā)電相比其他形式的能源發(fā)電更具有成本競爭優(yōu)勢。

第二節(jié)、2018年中國瓦斯發(fā)電行業(yè)集中度分析

一、瓦斯發(fā)電企業(yè)集中度分析

根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)顯示，2016年我國瓦斯發(fā)電企業(yè)CR2、CR5、CR8分別達(dá)到18.66%、25.31%、29.90%，截至2018年，我國瓦斯發(fā)電企業(yè)CR2、CR5、CR8分別為22.65%、30.58%、36.11%，我國瓦斯發(fā)電行業(yè)集中度進(jìn)一步提升。

圖表：2016-2018年中國瓦斯發(fā)電行業(yè)企業(yè)集中度情況

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

二、瓦斯發(fā)電市場集中度分析

瓦斯發(fā)電市場的分布與我國煤層氣資源的分布密切相關(guān)，據(jù)了解，我國煤層氣資源豐富。根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國埋深2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量約36.8萬億方，主要分布在華北和西北地區(qū)。其中，華北地區(qū)、西北地區(qū)、南方地區(qū)和東北地區(qū)賦存的煤層氣地質(zhì)資源量分別占全國煤層氣地質(zhì)資源總量的 56.3%、28.1%、14.3%、1.3%;1000m以淺、1000～1500m和1500～2000m的煤層氣地質(zhì)資源量，分別占全國煤層氣資源地質(zhì)總量的38.8%、28.8%和32.4%。

圖表：我國煤層氣分布情況(單位：m，萬億方，%)

數(shù)據(jù)來源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理

想要了解更多瓦斯發(fā)電行業(yè)的發(fā)展前景，請查閱《2019-2025年國內(nèi)瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運(yùn)營趨勢及投資潛力研究報(bào)告》。

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