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1、中国中国天然气天然气利用利用机遇机遇2017声明:报告内容基于壳牌公司资助所进行的独立研究项目成果Strategy& | PwC前言前言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
2、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,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。Strategy& | PwC报告联系人报告联系人2单单小虎小虎合伙人林林骏达骏达高级经理丘丘志恩志恩执行总监Strateg
3、y& | PwC3天然气是中国改革的战略天然气是中国改革的战略推动推动因素因素提升天然气在高价值领域的应用提升天然气在高价值领域的应用工业用热工业用热民用民用/商用商用热电联产热电联产-集中供热集中供热热电联产热电联产-分布式能源分布式能源电站电站实现天然气潜力的政策行动实现天然气潜力的政策行动Strategy& | PwC国家战略计划国家战略计划“十三五”十三五”环境保护标准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”“十三五”生态环境保护生态环境保护规划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
4、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%能源能源发展“十发展“十三五”规划三五”规划“十三五规划”“十三五规划”资料来源:发改委,环保部,分析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失529529煤炭真实成本煤炭真实成本(包括外部性)(包括外部性)16491120煤炭当前成本(包煤炭当前成本(包括排污括排污成本成本)5345中国中国2015年单位煤炭消费外
5、部成本(空气污染相关)年单位煤炭消费外部成本(空气污染相关)中国单位中国单位煤炭煤炭真实成本(单位:元真实成本(单位:元/吨,吨,2015年)年)Vs. GDP6.6%Vs. 公开预公开预算支出算支出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年煤炭单位外部成本零售价零售价外部性成本外部性成本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,分析Strategy& | PwC除了与空气污染
6、相关的成本损失,煤炭消费可能还会导致除了与空气污染相关的成本损失,煤炭消费可能还会导致2700亿元的气亿元的气候损失候损失煤炭碳成本,以煤炭碳成本,以30元元/吨吨的碳价计算的碳价计算2700煤炭成本煤炭成本(反映气候变化的影响)中国煤炭碳成本(单位:亿人民币)中国煤炭碳成本(单位:亿人民币)Vs. GDP0.4%Vs. 公开预公开预算支出算支出1.8%17%Vs. 污染和污染和健康支出健康支出 如果考虑环境变化的外如果考虑环境变化的外部性,部性,2015年煤炭的年煤炭的碳排放成本碳排放成本2700亿元亿元62015年资料来源:国际货币基金组织正确为能源定价,统计局,分析Strategy& |
7、 PwC如果使用更高的、如果使用更高的、100元元/吨的碳成本,中国的碳成本总和将从吨的碳成本,中国的碳成本总和将从2700亿元亿元上升到上升到9200亿元亿元煤炭的气候变化外部成本,以煤炭的气候变化外部成本,以100元元/吨的炭价计算吨的炭价计算2700碳价碳价100元元/吨吨的外部的外部成本成本9220+241.5%碳价30元/吨的外部成本中国煤炭碳中国煤炭碳成本(单位成本(单位:亿人民币):亿人民币)1.3%Vs. GDPVs. 公开预公开预算支出算支出6.1%Vs. 污染和污染和健康支出健康支出57%72015年资料来源:国际货币基金组织正确为能源定价,统计局,分析Strategy&
8、| PwC2020年实现天然气消费占比一次能源消费年实现天然气消费占比一次能源消费10%可以节约可以节约850亿元的净亿元的净成本成本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年天然气消费预测年天然气消费预测 (单位:亿立方米)单位:亿立方米)一次能源的5.9%2020年
9、总节约预测年总节约预测vs.2015年财务数据年财务数据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,分析Strategy& | PwC9天然气是中国改革的战略天然气是中国改革的战略推动推动因素因素提升天然气在高价值领域的应用提升天然气在高价值领域的应用工业用热工业用热民用民用/商用商用热电联产热电联产-集中供热集中供热热电联产热电联产-分布式能源分布式能源电站电站实现天然气潜力的政策行动实现天然气潜力的政策行动Strategy& | PwC加强加强各种不同领域的各种不同领域的煤改气煤改气应用可以帮助中
10、国实现应用可以帮助中国实现2020年前天然气占消年前天然气占消费比费比10%的目标的目标加强煤改气在这些领加强煤改气在这些领域的应用可以帮助中域的应用可以帮助中国达到国达到20202020年天然气年天然气占占10%10%的能源结构目的能源结构目标,同时还有交通、标,同时还有交通、化工和其他领域的天化工和其他领域的天然气应用然气应用 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
11、更适用于环境敏感区域和非产煤区域民用民用 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电厂10资料来源:专家访谈,分析Strategy& | PwC11天然气是中国改革的战略推动者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提升天然气在高价值领域的应用工业用热工业用热民用民用/商用商用热电联产热电联产-集
12、中供热集中供热热电联产热电联产-分布式能源分布式能源电站电站实现天然气潜力的政策行动实现天然气潜力的政策行动Strategy& | PwC作为一作为一种工业燃料种工业燃料,天然气提供的价值绝非只有减排天然气提供的价值绝非只有减排技术技术热值热值 (千卡(千卡/千克)千克)天然气11000煤炭5000能源效率能源效率 (%)8570天然气煤炭空间成本空间成本 (元(元 吨吨/小时)小时)天然气167煤炭834劳动力(位劳动力(位/锅炉)锅炉)13煤炭天然气排放排放氮氧化物(吨氮氧化物(吨/年,吨年,吨/小时)小时)天然气0.30煤炭1.60二氧化硫二氧化硫 (吨(吨/年,吨年,吨/小时)小时)煤
13、炭4.49天然气0.000.02煤炭天然气1.10颗粒颗粒物(吨物(吨/年,吨年,吨/小时)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,分析Strategy& | PwC对于对于投资者投资者而言,煤改气可以帮助而言,煤改气可以帮助降低降低政策风险,节约土地成本,提升产政策风险,节约土地成本,提升产量和减少量和减少设备设备故障故障13降低政策风险降低政策风险节约土地成本节约土地成本提高产量提高产量减少设备故障减少设备故障描述描述案例案例 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江苏常熟一家纺织企业:被迫关闭一个价值400万人民币万
14、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: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: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: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次次,合计4
15、7个工作日个工作日资料来源:专家访谈,文献研究,分析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、生物质燃料锅炉和和LPG锅炉等其它锅炉具有很强的成本竞争力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(元不同锅炉的单位成本(元/吨时)吨时)253418442342LPG4285生物质燃料生物质燃料184天然气天然气-零零售价价格售价价格27554煤煤-CFB155934煤煤-炉排炉炉排炉电力电力5892135天然气天然气-城城市门站价市门站价18154天然气内部成本天
16、然气内部成本(城市门站价)(城市门站价)1779内部成本其他外部成本碳成本煤炭煤炭天然气天然气其他选项其他选项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, 分析Strategy& | PwC天然气锅炉改造可以首先将效率低于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%6
17、0%70%80%90%100%收支平衡点收支平衡点(成本率(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煤炭锅炉的热效率锅炉锅炉成本比率成本比率(天然气(天然气/煤炭)煤炭)热效率对成本比有着怎样的影响?设城市门站气价为热效率对成本比有着怎样的影响?设城市门站气价为1.8RMB/立方米立方米收支平衡效率:收支平衡效率:45%目标目标效率:效率:70%15 效率低于效率低于45%:经济可行,立即转换 效率效率为为45-70%:潜力很大,可今后转换 效率效率为为90%以下: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:分析Strategy& |
18、 PwC很多情况下,燃煤锅炉的效率仍然低于很多情况下,燃煤锅炉的效率仍然低于70%,尤其是对于小锅炉而言,尤其是对于小锅炉而言锅炉容量指数锅炉容量指数指标指标2 吨吨/时时4 吨吨/时时6吨吨/时时10吨吨/时时20吨吨/时时总总计计 数量6 平均灰分碳含量(%)19.218.618.118.218.318.5 平均过量空气系数(a)5.545.543.795.283.154.66 平均废气温度(C)8204157 平均运行热效率平均运行热效率41%57%64%58%53%57%案例:在河北测得的燃煤锅炉数据案例:在河北测得的燃煤锅炉数据平均热效率只
19、有平均热效率只有57%锅炉实际热效率锅炉实际热效率(国家平均水平国家平均水平, 2016)5560%6065%6570%均值均值65%6065%35 (吨吨/时时)2-10 (吨吨/时时)10-20 (吨吨/时时)200地区天然气管道分支总长度地区天然气管道分支总长度(万公里)(万公里)国家天然气管道计划国家天然气管道计划64F长距离管道长距离管道(百万米(百万米)2802020F4002015运输容量运输容量(十亿立方米)(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倍倍 中国目前的天然气管道分支总长度相当于美国20世纪世纪50年代年代的水平国家国家地区
20、地区42资料来源:天然气十三五规划,国家能源局,文献研究,分析Strategy& | PwC同时,同时,虽然虽然散散煤消费只占到煤炭总消费量的煤消费只占到煤炭总消费量的不足不足14%,散煤依然是农村地,散煤依然是农村地区最主要的能源区最主要的能源2014年中国煤炭消费结构(年中国煤炭消费结构(%)其他9%液化石油气5%电力10%散煤散煤76%2014年河北保定农户能源消费结构(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5
21、34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,分析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年度排放对比年度排放对比(2014年,年,1万吨万吨)煤炭消费煤炭消费份额份额(%)资料来源:国家电网能源研究所,分析Strategy& | PwC这这是因为散煤的单位排放远高于发电站、锅炉等工业用煤是因为散煤的单位排放远高于发电站、锅炉等工业用煤0.610.483.73热能煤
22、(发电)7.8倍倍 6.1倍倍大型燃煤锅炉(工业)散煤(农村居民)单位排放对比(单位排放对比(千克千克/吨)吨)3.1820.726.5倍倍热能煤(发电)散煤(农村居民)二氧化硫二氧化硫PM2.545资料来源:国家电网能源研究院,分析Strategy& | PwC此外,污染还会扩散到城市地区,尤其是在供暖季(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%)1.251.331.371.431.641.75数据中心医院酒店工业园办公楼商务楼总
23、投资总投资(元(元/KW)增量投资增量投资(元(元/KW)天然气发动机天然气发动机1900 200070008000天然气天然气-蒸汽联合蒸汽联合循环循环9000 00微型透平微型透平20000220001600019000经济效率(基于经济效率(基于46个案例)个案例)61资料来源:天然气分布式能源产业发展报告2016,分析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2,5003,0003,5004,0004,5005,0005,500
24、1.01.11.21.31.41.51.61.71.8医院数据中心数据中心6交通枢纽学校工业园商务楼办公楼酒店单位减排单位减排(每吨等效二氧化碳(每吨等效二氧化碳/Kw)年利用小时数(小时)年利用小时数(小时) 潜力排名潜力排名: 一级:一级:数据中心 二二级:级:工业园,交通枢纽 三三级:级:学校,酒店(装机量有限) 四四级:级: 办公楼,医院,商务楼气泡大小:平均装机容量气泡大小:平均装机容量(MW, 从大到小从大到小)13262资料来源:天然气分布式能源产业发展报告2016,分析Strategy& | PwC但相对于美国和行业但相对于美国和行业标杆标杆,大多数中国的数据中心能源效率并不高
25、,大多数中国的数据中心能源效率并不高1.21.9中国中国美国美国中国新建的数据中中国新建的数据中心的能源效率目标心的能源效率目标:1.52.2谷歌谷歌中美数据中心电源使用效率对比中美数据中心电源使用效率对比电力电力消费详解消费详解35%空调系统空调系统配电系统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,分析Strategy& | PwC电力成本占到了数据中心运维成本的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,能源效率将十分重要3%中国电信33%其他中
26、国移动35%28%中国联通中国联通案例:案例:截至截至2015年,中国联通拥有最多的数据中心年,中国联通拥有最多的数据中心案例案例:中国联通每年在能源利用方面花费中国联通每年在能源利用方面花费7200万元的成本万元的成本(水(水,电电,暖)暖)7.2公用事业费公用事业费(2015年)年)105.614.8净利润(2015年)净利润(2016年前三季度)70%电力电力30%其他中国境内数据中心运维成本暴增(全国平均)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元元/KW 大规模和超大规模数据中心的平均电价分别为0.66
27、元元/KW和0.78元元/KW,超大规模的数据中心的电价可低至0.3元元/KW64资料来源:中国联通年报,环球数码,文献研究,分析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数据中心运用天然气分布式能源的优点更清洁更清洁可靠性更高可靠性更高更低的更低的电源使用效率电源使用效率天然气分布式天然气分布式能源系统能源系统能量密度高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倍冷却冷却需求大需求大95%的电力能源转化成热
28、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% 提高到提高到 80%), 帮助 提高数据中心能源使用提高数据中心能源使用效率,减少能源成本效率,减少能源成本新建数据中心的电源使用新建数据中心的电源使用效率对比效率对比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数据中心的能源消费特点天然气分布式能源系统减排天然气分布式能源系统减排(例例: 某某40MW 数据中心数据中
29、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可靠性和持续正常运行时间也得以提高时间也得以提高(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,分析Strategy& | PwC案例: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案例简介 建造和运营者建造和运营者: 新奥能源控股有限公司 数据数据中心需求方中心需求方: 腾讯 商业模式商业模式: 建设-经营-转让 上线运营时间上线运营时间: 2016年8月 装机装机容量容量:
30、2540*4 KW, 为十万个服务器提供电源 年使用时间年使用时间: 5840小时 年天然气消费量年天然气消费量: 12,746,000 立方米 年能源效率年能源效率: 75.89% 年产能年产能: 5400万Kwh, 89% 自用 年冷却产能年冷却产能: 1.62 亿MJ天然气分布式能源系统天然气分布式能源系统电能电能天然气天然气天然气发动机能源溴化锂吸收式制冷机烟冷却冷却溴化物冷水机组加热水加热水热水天然气天然气(可能使用可能使用)调峰66案例研究案例研究资料来源: 2016年天然气分布式能源系统市场报告,分析Strategy& | PwC案例:案例:该项目证明了天然气分布式能源系统在环境
31、和能源效率方面的益处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CO212,510单位:吨标准煤/年单位: 吨/年电源使用效率电源使用效率腾讯-36.4%国家平均水平2.2年减排量与能源节约量年减排量与能源节约量67案例研究案例研究资料来源: 2016年天然气分布式能源系统市场报告,分析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利用小时数和效率是评判项目可行性的两个重要因素345678951640%50%60%70%80%燃料效率=75%燃料效率=70%燃料效率=90%可行的内部收益率可行的内部收益率8%
32、燃料效率=80%燃料效率=85%设备利用率设备利用率IRR (%)盈亏平衡点:盈亏平衡点:58% (5080 h)设备利用率设备利用率如何如何影响项目内部收益率影响项目内部收益率盈亏平衡点:盈亏平衡点:46% (4000 h)68资料来源:分析Strategy& | PwC然而在很多情况下然而在很多情况下,因为利用率无法达到设计,因为利用率无法达到设计水平,大多数分布式能源系水平,大多数分布式能源系统项目都在亏损运行统项目都在亏损运行关键领域的技术指标关键领域的技术指标46%盈亏平衡点盈亏平衡点24.1%北京北京42.2%浙江浙江上海上海江苏江苏四川四川29.2%45.9%36.1%设备利用率
33、设备利用率 (%, 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苏江苏北京北京75%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,分析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天然气价格和
34、采暖价格是影响一个项目回报的成本和收益指标02468101214160.350.400.450.500.550.60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/立方米热价热价 (元元/Kwh)内部收益率内部收益率 (%)盈亏平衡点:盈亏平衡点:0.42元元/Kwh (0.117元元/MJ)热价如何影响项目内部收益率热价如何影响项目内部收益率盈亏平衡点:盈亏平衡点:0.545元元/千瓦时千瓦时 (0.152 元元/MJ)70可接受内部收可接受内部收益率益率8%资料来源:分析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
35、益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关键领域的经济指标3.22.72.42.42.13.23.73.22.42.7四川四川浙江浙江上海上海江苏江苏北京北京天然气市场价热冷电联产天然气价格天然气价格天然气价格 (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/兆焦耳兆焦耳盈亏平衡点盈亏平衡点江苏江苏热价热价 (元元/ 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
36、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,分析Strategy& | PwC天然气分布式能源系统可以提高能源系统的天然气分布式能源系统可以提高能源系统的市场市场竞争力和竞争力和综合综合性性天然气天然气分布式能源分布式能源系统系统双重调峰双重调峰促进促进与智慧能源系统的整合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中国电力市场改革的驱动力成为经济增长的新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
37、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,分析Strategy& | PwC天然气分布式能源系统可以天然气分布式能源系统可以与与其他能源技术结合成中国的综合能源系统其他能源技术结合成中国的综合能源系统73综合能源系统综合能源系统微网微网风能风能光伏光伏天然气分布式能
38、源天然气分布式能源储能储能热泵热泵燃料燃料电池电池资料来源:文献研究,2016年天然气分布式能源系统市场报告,分析Strategy& | PwC案例: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案例基本信息案例基本信息 地点地点: 江苏苏州,总建造面积为20724平方米 建造和运营方建造和运营方: 协鑫能源控股有限公司 上线运营时间上线运营时间: 2015年3月苏州苏州 协鑫协鑫研发园的综合能源系统研发园的综合能源系统 投资总额投资总额: 4900万人民币 设计能源需求设计能源需求: 3000 MW, 比传统方案低
39、30% 微型电网系统的能源供应率微型电网系统的能源供应率: 超超50% 建筑节能效率建筑节能效率: 超超 30%光伏系统:光伏系统:装机容量: 350MW的电力负荷地源热泵系统地源热泵系统: 装机容量: 5000MW 供暖与制冷储存储存系统系统: 装机容量: 200MW天然气分布式能源电站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小型风机小型风机: 装机容量: 60MW, 主要用于街道照明LED照明系统照明系统: 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,分析案例研究案例研究Strategy& | PwC然而,中国天然气分布
40、式能源系统的发展仍然被政策和市场所阻碍然而,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政策相关政策相关市场相关市场相关电力交易市场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与电网的关系国家政策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,
41、减少固体垃圾)并没有充分体现在货币价值之中产品价格产品价格最终产物(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,分析Strategy& | PwC76天然气是中国改革的战略天然气是中国改革的战略推动因素推动因素提升天然气在高价值领域的应用提升天然气在高价值领域的应用工业用热工业用热民用民用/商用商用热电联产热电联产-集中供热集中供热热电联产热电联产-分布式能源分布式能源电站电站实现天然气潜力的政策行动实现天然气潜力的政策行动Strategy& | PwC中国许多计划修建的燃煤中国许多计划修建的燃煤电厂电
42、厂由于环境和产能过剩问题而被叫停由于环境和产能过剩问题而被叫停7737409330902066404040550026803020833203200272033203502000青海青海5500302020003380甘肃甘肃7360宁夏宁夏9360陕西陕西700河南河南辽宁辽宁四川四川广西广西新疆新疆山西山西18780内蒙古内蒙古5540广东广东山东山东06401064012650在建计划中被国家能源局叫停的项目被国家能源局叫停的项目(单位单位: MW)项目数654311中国国家能源局已经将98个在建或计
43、划中的燃煤电厂项目(总产能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)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”,截至截至2020年,燃煤发电产能总量应控制在年,燃煤发电产能总量应控制在11亿亿KW资料来源:国家能源局, 中国能源发展“十三五”规划,分析Strategy& | PwC此外,中国目前此外,中国目前40%40%的燃煤电站装机量位于水资源极其匮乏的地区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以基线水压力分布的燃煤电厂装机容量(千装机容量(千MW)477(52%)437(48%)7(2%)3
44、76(86%)55(13%)过度取水区(100%)高压(40%-80%)极高压(80%-100%)水资源高水资源高压区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Strategy& | PwC煤电煤电厂投资者面临着数万亿的资产搁浅风险厂投资者面临着数万亿的资产搁浅风险现有和现有和新建燃煤电厂新建燃煤电厂搁浅资产规模(亿元)搁浅资产规模(亿元)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)下下线年份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, 超超过过3万亿元人民币的资产将搁浅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年超过超过5万亿万亿元人民币的资产将搁元人民币的资产将搁浅浅 ,其中其中35%为经营性资产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,分析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按目前
46、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然具有市场竞争力524245982928129F 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/吨煤炭度电成本度电成本, 元元/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:分析Strategy& | PwC中国大多数省份都设立了中国大多数省份都设立了较高较高的可再生能源投资组合标准目标来鼓
47、励可再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生能源的发展地区地区2020 RPS 目标目标2015年可再生能源年可再生能源发电比例发电比例2020 15 差值差值地区地区2020 RPS 目标目标2015 可再生能源可再生能源消费率消费率2020 15差值差值北京北京10.0%7.6%2.4%江苏江苏7.0%3.3%3.7%天津天津10.0%7.6%2.4%重庆重庆5.0%1.4%3.6%陕西陕西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%辽宁辽宁13.0%4.0%9.0%河北河北10.0%7.6
48、%2.4%山东山东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%黑龙江黑龙江13.0%11.1%1.9%山西山西10.0%7.0%3.0%贵州贵州5.0%2.0%3.0%广东广东7.0%1.8%5.2%广西广西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%宁夏宁夏13.0%13.4%-0.4%安徽安徽7.0%3.9%3.1%甘肃甘肃13.0%11.4%1.6%上海上海5.0%1.6%3.4%内蒙古内蒙古13.0%12.0%1.0%四川四川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,分析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