中山大学学报论丛,2007年第27卷第2期SUN Y A TSEN UN I V ERS ITY FO RUM,Vol127 No12 2007广东天然气工业用户市场的发展潜力3郑定成,杨泽亮,王 聪(华南理工大学电力学院天然气利用研究中心,广东广州510640)摘 要:广东天然气消费市场即将进入高速发展阶段,天然气的发展将进一步缓解广东省的能源形势,改善能源消费结构。
目前广东天然气市场尚未成熟,研究广东省天然气下游工业用户市场对天然气的发展具有重要的意义。
本文针对广东省目前工业用户的燃料消费结构,特别是针对陶瓷业等高能耗行业燃料消费情况,以及可能得到大力推广的分布式能源站,进行市场需求分析及成本分析,结果表明:在目前天然气供给价格下,下游工业用户对天然气的需求具有很大的发展潜力。
关键词:天然气;工业用户;市场潜力中图分类号:F416122 文献标识码:A 文章编号:100721792(2007)022*******一、天然气利用在广东的发展前景21世纪天然气将是增长最快的能源,2010年,天然气在世界一次能源消费结构中所占的份额将超过25%,消费量达到29000亿～31000亿m3。
天然气作为一次能源具有三大优势:高效、洁净、运输使用方便,这是天然气在全球能耗比例中增长最快的主要原因。
目前,在全球一次性能源消费中,油、煤炭、天然气分别占了3715%、2515%和2413%,而在我国能源结构中,煤、石油、天然气的占有比例为64%、25%、416%,能源结构不是很合理,天然气所占比例远低于世界平均水平,表1显示了我国能源结构的变化趋势。
从长远的发展看,我国的能源结构以煤为主导的地位不会改变,但天然气的比例将不断增大,由1999年的215%增长到2020年的918%。
表1 我国能源结构的变化趋势年份占能源消费总量的比重(%)煤炭石油天然气水电200066112416215618 200564102510416714 201061122512516810 201557102615812813 202054102710918912广东省是我国的能耗大省,2003年能源消费量113亿t标煤,约占全国的8%,2005年能源消费117亿t标准煤,预计2010年达到212亿～213亿t标准煤。
但广东能源资源贫乏(见表2),远离能源产区,运输成本高。
引进液化天然气(LNG)将有利于缓解广东的能源紧张,现已从澳大利亚引进LNG,一期规模每年300万t LNG(3714亿m3),二期规模每年增加200万t LNG(2419亿m3),一期首先在广州、深圳、东莞、佛山4个城市实施,二期增加肇庆、江门、中山、珠海、惠州5个城市。
表3[1]为广东省天然气利用规划预测,从中可看出天然气3收稿日期:2006-12-06作者简介:郑定成(1981-),男,广东汕头人,华南理工大学硕士研究生;E2mail:zdchta708@ 1631com。
在广东省的发展前景。
二、天然气在广东天然气工业中的发展趋向天然气的利用领域主要有:发电、化工原料、工业燃料、民用燃气、汽车燃料。
现在世界天然气消费结构中,发电占20%～23%,化工原料占6%～8%,工业燃料占29%～30%,民用燃气占23%～25%,而目前我国天然气消费以化工为主,工业燃料只占16%。
随着经济的快速发展,对工业产品质量和生产环境质量的要求提高,为天然气发展提供发展空间,预计2020年,工业燃料的天然气需求量占总需求量的2312%,化工的天然气需求量占总需求量的1417%。
广东省经济较为发达,对天然气价格有一定的承载能力,但由于20多年来的工业以粗放型发展(高能耗,高污染),环境以成为制约广东经济未来发展的关键因素,发展清洁型工业成为一种必然趋势,预测天然气作为工业燃料在广东省的比重将超过全国平均水平,接近世界平均水平,表4中反映出广东省工业发展水平。
表2 2003年全国,广东的能源基础储量能源类型全 国广 东石 油(万t)243193910天然气(亿m3)22288013煤 炭(亿t)3342119表3 广东省天然气利用规划预测年份城市数气量(亿m3/a) 200541196 2006-2010919180 2010-202045表4 广东省生产总值(2003年)构成(%)第一产业第二产业第三产业总 值第一产业第二产业第三产业生产总值(亿元)8105316381413625187109315273071085225127三、天然气在广东省高能耗行业中的发展空间广东省工业企业能源消费主要集中在纺织业、建材业、机械制造业等行业中,能源消费以煤、油为主,对环境污染较为严重,制约了经济增长和效益提高。
为了可持续发展,广东省提出,大力发展节能、降耗、减污、增效的高新技术产业和先进制造业,对能源资源消耗量大的重化工业要通过循环再生技术提高资源利用效率,用清洁生产技术改造传统产业,按市场化原则淘汰高能耗、重污染、低效率的产业。
天然气作为优质、清洁能源,在广东省工业的未来发展将有很大的发展潜力,其作为工业燃料主要用于工业炉窖和工业锅炉。
(1)工业炉窖在冶金、机电、化工、陶瓷、玻璃及建材等行业生产过程中,能耗可占企业总能耗的40%～70%。
现以陶瓷行业为例进行分析,广东省的建筑陶瓷产量占全世界的30%,占全国的60%以上,出口量占73%[4],其能源消耗在陶瓷产品成本构成中占30%～40%。
2005年,广东消耗在生产出口陶瓷上的能源约为400万t液化石油气(折合660万t标准煤),但煤价,油价轮番上涨及能源紧缺,使广东陶瓷业正面临成本走高,效益下降的困局。
2005年佛山陶瓷企业使用的柴油每吨价格达到5200元,较2004年上升了20%,据统计,佛山几家大型企业较上年相比,效益下降50%,现在,广大陶瓷企业都开始寻找液化石油气的替代品———天然气,以减轻成本压力。
就目前的价格而言,天然气是每吨4000元左右,而201液化石油气每吨是6700元左右,两者相差近3000元,以一家企业每天正常生产所需的用气量4吨为例,使用天然气,每天可节省燃料成本近万元;同时天然气价格相对稳定,在未来20年中,油价将持续走高,而天然气由于其产业链的特点,其单位热量的价格将低于柴油,使用天然气,可使企业减少由于油价上涨带来的影响。
天然气作为能源利用的更大优势在于环保性:清远市是广东省陶瓷业的生产基地之一,燃煤窑炉对环境污染很大,据环保局《2004年清远市环境状况公报》显示,清远二氧化硫年日均浓度为01028mg/m3,比上年升高2713%;二氧化氮年日均浓度为01030mg/m3,比上年升高314%;总悬浮微粒物年日均浓度为01146mg/m3,比上年升高1016%。
通过改为燃气可大大降低污染,对于一个城市的可持续发展有很大作用,因而,使用天然气将是目前陶瓷企业发展的一种趋势。
(2)工业锅炉量大面广,用煤占了全部煤炭消费的1/3左右,其主要用于供热站和工业企业,在广东省应用广泛。
现将广州市燃煤燃油锅炉与燃气锅炉运行成本进行比较,分析天然气在工业锅炉的发展空间,煤、重油、轻柴油、天然气的低位发热量分别取29710kJ/kg、40612kJ/kg、42915kJ/kg、39620kJ/Nm3。
燃料价格见表5。
每吨蒸汽的燃料费,按燃料价格,锅炉效率(根据国家对锅炉产品热效率的要求和广州市锅炉的运行效率的调查选取)计算,另外,煤还考虑到锅炉的开机和停机的损耗率,损耗率取为5%,蒸汽的热量取为2676kJ/kg。
表5 燃料费表蒸发量(t/h)124102035燃 煤700(元/t)11416105119710861483107918燃重油2600(元/t)219162141120410201161941719014 3000(元/t)253142471123513232162241621916燃轻油4200(元/t)327143191430415297162911028417 5200(元/t)405133951437710368153601335214燃天然气1165(元/Nm3)134131311112916126161231812111 2148(元/Nm3)201191971119418190141861118211 316(元/Nm3)293102861128217276132701226413运行成本主要决定于燃料费用,燃用2148元/Nm3的天然气的蒸汽成本比燃煤成本大一倍,同燃重油相比有一定优势,燃用2148元/Nm3的天然气的蒸汽成本为燃用3000元/t的重油的80%,而与轻柴油相比,则有明显优势,燃用2148元/Nm3的天然气的蒸汽成本仅为燃用4200元/t的轻柴油的62%。
从以上分析可知,燃气锅炉的经济效益已优于燃油锅炉,而与燃煤相比还有一定差距,但从环境因素考虑,燃气比燃煤、燃油有着更大的优势。
目前大气污染中,煤和油燃烧的废气造成温室效应的程度占94%,造成臭氧层耗减的程度占65%,而燃天然气对环境污染很小,对改善环境有很大的作用,表6[1]反映了油、煤和天然气对大气的污染程度。
据估计,二氧化硫、酸雨污染导致的经济损失总量达到G DP的2%。
广东省的二氧化表6 油、煤和天然气的排放物量kg 排放物1t油1t当量煤1t当量天然气CO2310048002300S O2201)62)—NO263)113)43)C O6～30415～200153～3未燃烧0150130～0145灰—220—飞灰—114— 1)未脱S;2)脱S80%;3)工业用301硫主要来自煤的直接燃烧,近年来排放量呈直线上升,2003年第三季度,全省大气污染物比去年同期有所增加,二氧化硫、可吸入颗粒物和降尘的平均浓度均上升,其中,二氧化硫浓度升高2713%。
环境污染已经严重阻碍了广东经济发展,“十一五期间”广东将加大对环境保护和治理,而首当其冲将是工业锅炉。
现今,燃天然气在广东工业锅炉市场所占的份额还很小,基于其环境效益,它在广东工业市场将有很大的发展空间。
四、天然气在广东省的潜在市场使用天然气的分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用基础上,将制冷、供热及发电过程一体化的多联产总能系统[2]。
能源利用率最高可达90%,且污染物排放量少,是环境友好的先进能源技术。
同时还可弥补大电网在安全稳定性方面的不足,缓解用电高峰负荷。
且适合推广应用天然气分布式能源系统的用户类型很多,在以下四种用户类型的发展潜力较大[3]。
(1)城市商业中心:汇聚了很多高层商业建筑,对电和冷的需求大、时间长,建立分布式能源站,可缓解高峰时期电网负担,同时降低商业中心空调系统的初投资和运行费;(2)公用事业单位:这些机构对电、热、冷三种负荷的需求比较集中,建立分布式能源站,通过能量梯级利用,以最大经济效益满足多种负荷要求;(3)中小型制造业工业园区:这些用户生产用电量大、对热水和蒸汽需求量大,同时还需要空调制冷,采用燃油锅炉满足热负荷,不仅效率低,成本高,而且环境污染严重;采用分布式能源站,可以降低企业的生产成本,减少在环境治理的投入,提高企业经济效益;(4)新开发的城区和房地产小区;其特点是环保要求高,要求节能效果明显。