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在“雙碳”目標驅動下，我國已邁入現(xiàn)代能源體系構建新征程，能源結構正加速向多元、清潔、低碳的方向轉型，現(xiàn)代能源體系迎來飛速發(fā)展。天然氣作為一種清潔低碳高效的化石能源，是構建現(xiàn)代能源體系的中堅力量，在能源系統(tǒng)轉型過程中作為新能源的“伙伴能源”發(fā)揮重要作用。本文旨在探討天然氣與新能源的融合發(fā)展路徑，期望能夠推動天然氣與新能源產業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
一、中國能源轉型趨勢
“雙碳”目標提出后，我國能源結構正向清潔、低碳轉型，隨著電氣化進程的推進，新能源在能源體系中的占比將不斷攀升。根據中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《2024年三季度全國電力供需形勢分析預測報告》，截至2024年9月底，全國全口徑發(fā)電裝機容量31.6億千瓦，同比增長14.1%，其中，非化石能源發(fā)電裝機占總裝機容量比重達到56.5%，非化石能源占能源消費總量比重提升至18.9%左右，終端電力消費比重持續(xù)提高。
天然氣以低碳、高效、靈活等特性成為國家推動清潔低碳戰(zhàn)略的關鍵支撐，承載保供減排的雙重使命。根據中石油測算，預計2040年以前天然氣消費將保持增長態(tài)勢，2040年左右天然氣消費達峰，峰值約6500億方，天然氣需求仍將保持穩(wěn)步提升。
天然氣與新能源融合共進是替代煤炭、保障能源供應穩(wěn)定的重要選項。未來，隨著非化石能源占比的提升，天然氣在一次能源結構轉型與終端用能“電氣化”水平提升過程中，將發(fā)揮提升能源質量、穩(wěn)定電力輸出、促進多能融合等作用。
二、“氣+新能源”融合發(fā)展路徑
“氣+新能源”融合發(fā)展是指通過天然氣與各種能源互補，開拓單一能源產品無法高效開發(fā)的潛在市場，主要包括天然氣調峰發(fā)電、天然氣熱電聯(lián)產以及天然氣制氫。
（一）天然氣調峰發(fā)電
天然氣發(fā)電運行靈活、啟停時間短、爬坡速率快、調節(jié)性能出色，是為風電、光伏發(fā)電等新能源電力提供調峰服務的主要來源之一。在構建現(xiàn)代能源體系過程中，天然氣發(fā)電調峰在提高國內電網運行安全性和可靠性中發(fā)揮至關重要的作用。在調峰發(fā)電領域，風力發(fā)電和光伏發(fā)電具有間歇性、隨機性和強烈的波動性，天然氣發(fā)電靈活性高，碳排放強度僅為煤電的一半左右。未來，隨著碳排放監(jiān)管日趨嚴格，氣電和煤電的價格差距會逐漸縮小，加上氣電在投資、占地、用水等方面的優(yōu)勢，氣電發(fā)展有更大的市場空間，預計2030年發(fā)電用氣量將達到900億方，并于2040年前后達到高峰，約1200億方，因此氣電融合成為最佳途徑。
（二）天然氣熱電聯(lián)產
天然氣熱電聯(lián)產是一種將天然氣轉化為電能和熱能的技術，是我國目前綜合利用效率最高且環(huán)保低碳的能源利用方式。天然氣熱電聯(lián)產的原理是將天然氣直接燃燒，利用燃氣發(fā)電機發(fā)電，同時利用廢熱進行供熱，這項技術可以在高效利用能源的同時，減少能源浪費和環(huán)境污染。天然氣熱電聯(lián)產極大地提高了能源利用率，在燃燒同等熱值燃料的情況下，損失不到煤電的一半，高品質“電”產出率是煤電的157%，供熱量是煤電的83%。預計到2028年，中國熱電聯(lián)產規(guī)模將達1500億元，隨著可再生能源成本的持續(xù)下降和能效技術的進步，熱電聯(lián)產市場將展現(xiàn)出強勁的增長勢頭。
（三）天然氣制氫
近年來，天然氣制氫產業(yè)規(guī)模不斷擴大，具有較大的發(fā)展?jié)摿εc市場前景。根據國家能源局科技司發(fā)布的《中國氫能發(fā)展報告（2023）》，天然氣制氫是我國氫氣供應主要來源之一，2023年中國氫氣總產量超3500萬噸，其中天然氣制氫產量占比約為19%。天然氣制氫是指利用天然氣作為原料，通過催化轉化反應生產高純氫氣的一種技術，主要過程包括天然氣與水蒸氣在高溫和催化劑的作用下，生成氫氣和二氧化碳，這種反應被稱為“蒸汽重整反應”，是目前工業(yè)上最常見的制氫技術之一，通過碳捕獲與封存技術，更可減少二氧化碳排放，實現(xiàn)低碳制氫。當前已初步形成以京津冀、長三角、珠三角為首的氫能產業(yè)集群，這些區(qū)域在氫能制備、儲運、基礎設施建設等方面取得了顯著進展，為天然氣制氫產業(yè)的發(fā)展提供了有力支撐。
三、存在問題及建議
在當前能源結構加速轉型的大背景下，天然氣與新能源的融合發(fā)展迎來重大機遇，但還存在諸多制約因素，為促進天然氣與新能源融合共進，筆者提出如下發(fā)展建議。
一是完善價格機制。我國天然氣進口率連續(xù)多年高于40%，國內天然氣價格受國際氣價波動愈發(fā)顯著，導致由天然氣參與轉化后的清潔能源價格高居不下；天然氣發(fā)電、制氫設備的建設成本較高，專業(yè)設備的采購安裝、配套設施的建設運行均需投入大量資金。為合理彌補成本，建議加快完善天然氣與新能源融合發(fā)展的價格機制。天然氣調峰發(fā)電與熱電聯(lián)產方面，制定氣電聯(lián)動價格基準，適當放寬電力交易市場價格上下限，拉大峰谷價差，推動原材料成本向需求側疏導；天然氣制氫方面，加大氫能產業(yè)財政補貼力度，支持制氫加氫一體化綜合能源站建設，鼓勵天然氣低碳制氫，積極引入一批有競爭力的制氫企業(yè)參與氫能產業(yè)高質量發(fā)展。
二是優(yōu)化政策引導。為進一步深化天然氣與新能源融合共進，政策支撐仍需多措并舉。國家發(fā)展改革委在《天然氣利用管理辦法》指出，天然氣是一種優(yōu)質高效、綠色清潔的低碳能源，以其靈活高效的特性與新能源協(xié)同發(fā)展，可為加快構建現(xiàn)代能源體系、實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標提供有力支撐。建議從政策層面因地制宜鼓勵優(yōu)先發(fā)展調峰氣電、天然氣熱電聯(lián)產、天然氣制氫等，強化跨部門協(xié)同，創(chuàng)新機制體制，激發(fā)市場活力，助力天然氣與新能源多能互補、融合發(fā)展。
三是強化技術攻關。當前我國天然氣發(fā)電和熱電聯(lián)產中燃氣輪機和余熱回收技術以及天然氣制氫中電解水制氫和自熱重整制氫技術研發(fā)投入不足，創(chuàng)新進程緩慢，使得天然氣與新能源融合發(fā)展難以形成強有力的技術支撐。建議加快科技攻關，解決當前核心技術“卡脖子”的現(xiàn)象，提高設計制造環(huán)節(jié)自主性，降低維護運行成本。
未來，天然氣將在現(xiàn)代能源體系中扮演更加重要的角色，為我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標提供有力支撐。推動天然氣和新能源的融合發(fā)展，應秉持創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，聚焦能源行業(yè)發(fā)展關鍵性問題，優(yōu)化政策支撐體系，強化跨部門協(xié)同規(guī)劃，創(chuàng)新機制與體制，激發(fā)市場活力，加速天然氣和新能源融合發(fā)展向專業(yè)化、市場化、規(guī)模化方向邁進。
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