煤炭兜底、多能互補是我國保障能源安全、增強風(fēng)險應(yīng)對能力的主要方式之一。本文以天然氣產(chǎn)業(yè)為落腳點，分析了多能互補的基本形式和實現(xiàn)條件，認為要提高極端情況下天然氣行業(yè)的多能源轉(zhuǎn)化能力，就需要提高不同區(qū)域和不同主體間熱網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通水平，鼓勵分布式/分散式利用重點領(lǐng)域，以及關(guān)系民生國防的重點企業(yè)建設(shè)雙燃料/多燃料系統(tǒng)，加大油田生產(chǎn)和煤制油氣“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)力度，提升關(guān)鍵設(shè)備庫存?zhèn)溆盟健?/span>
供應(yīng)環(huán)節(jié)天然氣多能轉(zhuǎn)化的主要形式
一是油氣田生產(chǎn)用能的新能源替代。油氣田生產(chǎn)用能為油田生產(chǎn)所需能源。其中，油氣主要來自于自身生產(chǎn)；所用電目前以外購電為主，少量為油田自身建設(shè)的風(fēng)電、光伏等新能源。目前，主要石油公司都致力于利用自身油氣田所在地的風(fēng)光資源優(yōu)勢推動生產(chǎn)用能的清潔化。在極端情況下，通過保障電力供應(yīng)安全可基本滿足油氣生產(chǎn)的正常運行。
二是煤制氣對天然氣生產(chǎn)的補充。在極端情況下，若國外天然氣進口受到影響，煤制天然氣是天然氣供應(yīng)的重要補充方式，這涉及已有項目的供應(yīng)能力和新增項目的建設(shè)能力兩個方面。截至目前，我國共核準內(nèi)蒙古、新疆兩地5個煤制天然氣項目，核準產(chǎn)能191億立方米/年，實際已建產(chǎn)能41.3億立方米/年。極端情況下，新增煤制天然氣項目如何形成實際供應(yīng)能力，需要考慮項目建設(shè)周期、國產(chǎn)化建設(shè)運營條件等。工藝技術(shù)設(shè)計方面，流程相對成熟，國內(nèi)大型設(shè)計院均具備獨立完成的能力。設(shè)備方面，除部分關(guān)鍵的壓縮機、泵及分析儀表需要進口外，大部分設(shè)備為國產(chǎn)。維修方面，除進口的關(guān)鍵設(shè)備外，大部分可依賴國內(nèi)。建設(shè)周期大約需要2.5年，考慮前期工作，通常所需時間在3年以上，其中設(shè)備采購12～18個月，安裝調(diào)試12～15個月。在生產(chǎn)運行方面，核心影響因素甲烷化催化劑已基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，大唐集團、中海油氣電均有相應(yīng)產(chǎn)品。
運輸環(huán)節(jié)天然氣多能轉(zhuǎn)化主要為電能替代
在中間管道運輸環(huán)節(jié)，天然氣與其他能源的互補主要集中在壓氣站環(huán)節(jié)，體現(xiàn)為電驅(qū)壓縮機對天然氣壓縮機的替代和備用。我國壓縮機有燃氣驅(qū)動和電驅(qū)動兩類。由于電驅(qū)壓縮機國產(chǎn)化率較高，產(chǎn)品較為成熟，目前，新建天然氣管道的壓縮機以電驅(qū)為主。天然氣壓縮機主要集中在前期建設(shè)的西氣東輸一線、西氣東輸二線、中亞-中國天然氣等長輸管道中，且大都以進口機組為主。
在極端情況下發(fā)生故障時，一是依靠自身配備的備用機組保障安全運行；二是將天然氣壓縮機更換為電驅(qū)壓縮機，通過保障電力供應(yīng)實現(xiàn)安全運行。目前，電驅(qū)裝置的安裝和調(diào)試所用時間一般為6個月左右，其中簽訂購買合同至到貨需3個月，現(xiàn)場安裝調(diào)試需要3個月。
終端用能環(huán)節(jié)天然氣多能轉(zhuǎn)化的主要形式
在終端用能環(huán)節(jié)，天然氣用氣領(lǐng)域較多，多能轉(zhuǎn)化涉及的能源品種/燃料種類不同、形式不同，發(fā)展基礎(chǔ)也有差異?？偟膩碚f，天然氣多能轉(zhuǎn)化主要有三種形式：
第一種是在發(fā)電、居民集中采暖、工業(yè)集中供熱領(lǐng)域，借助電網(wǎng)、熱網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通和互?；ス?，實現(xiàn)天然氣與煤炭、電能等的多能轉(zhuǎn)化，保障終端用能的穩(wěn)定。極端情況下，可能存在燃氣電廠改為燃煤電廠、燃氣鍋爐改為燃煤/電鍋爐的情況。前一種實際是新建燃煤電廠，通常建設(shè)周期需兩年左右，考慮前期工作，共計約需2.5～3年時間。后一種實際是更換鍋爐，涉及新鍋爐的購買、安裝和調(diào)試等，通常6個月內(nèi)可以完成。
第二種是在原料用能領(lǐng)域，通過煤制化工品和油制化工品對天然氣制化工產(chǎn)品的補充，實現(xiàn)天然氣與煤炭、石油的多能轉(zhuǎn)化。極端情況下，存在新建煤化工項目的可能，這時從廠平到建設(shè)完成大約需要2.5年，考慮前期工作，通常需3年以上。
第三種是在居民、分戶采暖、區(qū)域供熱、工業(yè)燃料、交通等領(lǐng)域，通過電、煤、油等終端用能設(shè)備對燃氣設(shè)備的替換，實現(xiàn)多能轉(zhuǎn)化。由于電磁爐、電熱水器等電炊具的高普及率，居民炊事用氣的多能源轉(zhuǎn)化能力相對較強，所需時間也最短。燃氣壁掛爐分戶采暖涉及分戶式電采暖設(shè)備的購買安裝或城市集中熱網(wǎng)的接入，大體上6個月左右可以完成。在區(qū)域采暖和供熱中，大多數(shù)燃氣鍋爐房為燃氣鍋爐的“一用一備”，并沒有燃煤鍋爐、電鍋爐等其他熱源作為備用，天然氣多能轉(zhuǎn)化涉及新鍋爐的購買、安裝和調(diào)試等，通常6個月內(nèi)可以完成。由于原裝天然氣車船的單一燃燒系統(tǒng)，交通方面天然氣多能轉(zhuǎn)化表現(xiàn)為電、氫等其他燃料車船對天然氣車船的替代。在產(chǎn)品和資金均充裕的情況下，大都在6個月內(nèi)可以完成替換。
我國天然氣多能轉(zhuǎn)化主要存在三方面挑戰(zhàn)
一是在基礎(chǔ)設(shè)施層面，不同區(qū)域和不同主體間互聯(lián)互通和互保互供能力可能還存在欠缺。天然氣行業(yè)本身需要側(cè)重考察氣源型基礎(chǔ)設(shè)施的富裕能力和互?；芰?、天然氣管網(wǎng)內(nèi)部各管道的互聯(lián)互通和靈活供氣能力，以及不同燃氣公司終端燃氣管網(wǎng)的互聯(lián)互通能力。在多能轉(zhuǎn)化方面，需要側(cè)重考慮電網(wǎng)的最大供應(yīng)能力，特別是能否滿足極端情況下終端用戶用能由天然氣轉(zhuǎn)化為電能（如天然氣采暖改為電采暖）的需要；需要考察熱網(wǎng)的供應(yīng)能力能否滿足極端情況的需要，不同主體的熱網(wǎng)之間有無互聯(lián)互通的需要等。
二是在設(shè)備和運行層面，關(guān)鍵核心設(shè)備、生產(chǎn)運行系統(tǒng)的國產(chǎn)化水平、備用能力、維修保養(yǎng)水平等還需要進一步提高。例如，與燃氣驅(qū)動壓縮機、燃氣發(fā)電密切相關(guān)的燃氣輪機的國內(nèi)生產(chǎn)能力和運行能力。再例如，煤制天然氣建設(shè)和生產(chǎn)中關(guān)鍵設(shè)備、甲烷化催化劑等產(chǎn)品國產(chǎn)化的技術(shù)成熟度。
三是在體制機制層面，天然氣有序用氣機制、不同情景下多能轉(zhuǎn)化機制等還需要進一步完善。從目前來看，居民炊事用氣的多燃料轉(zhuǎn)化能力相對較強，大多數(shù)家庭能在極短時間內(nèi)切換用電。但在其他用氣領(lǐng)域，特別是采暖用氣等剛性需求和核心需求領(lǐng)域，還需進一步細化需求側(cè)管理。例如，需要根據(jù)不同情況下不同能源轉(zhuǎn)化所需的時間、方式和規(guī)模，建立和完善各自相應(yīng)的應(yīng)急保供動用程序和方法等。
從四方面著手提高天然氣多能轉(zhuǎn)化能力
一是不斷完善終端熱網(wǎng)、電網(wǎng)、氣網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施布局，重點提升不同區(qū)域和不同主體間基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通水平。當(dāng)發(fā)生天然氣中斷的極端情況時，能否最低限度減少對終端用能的影響，考驗的是基礎(chǔ)設(shè)施的互聯(lián)互通和互保互供能力。除了不同天然氣氣源間的互?；ス┩?，唯有高質(zhì)量聯(lián)通的熱網(wǎng)、電網(wǎng)作為保障，天然氣才能在終端“無感覺”的情況下實現(xiàn)與同處“一張網(wǎng)”的煤炭、風(fēng)電光伏等實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)化。
二是鼓勵分布式/分散式重點利用領(lǐng)域，以及關(guān)系民生國防的重點企業(yè)建設(shè)雙燃料/多燃料系統(tǒng)。對于燃氣壁掛爐分戶采暖、區(qū)域燃氣鍋爐房、部分工業(yè)用戶等以天然氣單燃料系統(tǒng)為主的用戶，在天然氣中斷的極端情況下，實現(xiàn)多能轉(zhuǎn)化需要更換燃氣設(shè)備，用時一般在6個月以內(nèi)，因此，提前建設(shè)雙燃料/多燃料系統(tǒng)，是最低限度減少影響、實現(xiàn)快速多能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。
三是加大油田生產(chǎn)和煤制油氣“卡脖子”技術(shù)的攻關(guān)力度，提升關(guān)鍵設(shè)備庫存?zhèn)溆盟?。對于以年為單位的長時間天然氣短供或斷供，天然氣多能轉(zhuǎn)化可能涉及國內(nèi)油氣田布井提速，煤制天然氣、煤電、煤化工等項目建設(shè)，常規(guī)用時大都在2.5～3年。除縮短行政審批等可控時間外，技術(shù)和設(shè)備的國產(chǎn)化水平、關(guān)鍵設(shè)備的庫存?zhèn)溆媚芰κ菦Q定項目建設(shè)時間長短的關(guān)鍵。
四是進一步完善天然氣行業(yè)多能互補體制機制。一方面，需進一步完善有序用氣方案，在已建立3億立方米/天非居民可中斷調(diào)峰用戶清單基礎(chǔ)上，動態(tài)完善，確保清單用戶的可操作性和可落地性。另一方面，需建立不同情景下不同能源品種間的多能轉(zhuǎn)化聯(lián)系機制、不同預(yù)警級別下的不同能源品種間的互?；ス┖驼{(diào)度機制，以及不同預(yù)警級別下的需求側(cè)響應(yīng)機制等。
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