瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運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、減少溫室氣體排放，達到保護生命、保護資源、保護環(huán)境的多重目標。

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、減少溫室氣體排放，達到保護生命、保護資源、保護環(huán)境的多重目標。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個問題，一是各個煤礦的本身情況不一樣，而瓦斯狀態(tài)隨時都在變化，傳統(tǒng)的發(fā)電機組很難"以不變應萬變";二是低濃度瓦斯的安全輸送問題。低濃度瓦斯發(fā)電機組采用電控燃氣混合器技術，可以自動控制空燃比，以適應瓦斯的濃度變化，同時，低濃度瓦斯安全輸送技術，采用細水霧技術，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)研究院報告《2019-2025年國內(nèi)瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運營趨勢及投資潛力研究報告》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。達到這2個條件就能具備建設瓦斯電站的基礎，若建設瓦斯電站就可實現(xiàn)"以利用促抽采、以抽采促安全"的煤礦良性循環(huán)發(fā)展。當前煤層氣(煤礦瓦斯)開發(fā)利用經(jīng)濟效益差，現(xiàn)有補貼標準偏低。高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井開采成本高、安全投入大，需要國家在稅費等方面出臺扶持政策。政策層面應嚴格落實煤層氣(煤礦瓦斯)抽采企業(yè)稅費優(yōu)惠、瓦斯發(fā)電上網(wǎng)及加價等政策。

根據(jù)"十三五"規(guī)劃，到2020年天然氣占一次能源消費比重提高到10%左右，天然氣消費量達到3600億立方米，年均復合增長率高達14.2%。大力抽采煤層氣將有助于促進清潔能源的消費，并降低天然氣對外依存度。在未來的十年內(nèi)，地面和井下利用均將迎來黃金期。地面利用伴隨技術開發(fā)的成熟以及管道運輸?shù)慕∪珜⒂瓉砹康募斜l(fā)，應用領域也會更加多元化，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，但應用領域更多集中在發(fā)電側。

瓦斯發(fā)電產(chǎn)業(yè)市場運營趨勢

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委員孫茂遠以美國為例介紹說，早在上世紀30年代，該國在阿巴拉齊亞盆地進行了煤層氣商業(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。進入上世紀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取得重大突破，推動了該國煤層氣產(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--試驗勘探--技術引進--規(guī)模開發(fā)4個階段。上世紀50年代到70年代，中國開始了煤層氣的開采工作，但鑒于技術因素制約，當時主要采取的是井下抽放煤層氣的開采方式，主要著眼點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，中國煤層氣進入試驗勘探階段，政府和科研機構積極嘗試對煤層氣進行勘探開發(fā)以及利用，并在個別條件較好的礦區(qū)進行了試采，為以后的煤層氣開發(fā)提供了寶貴的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

1990年至2005年，中國處于技術引進實踐階段，以中聯(lián)煤層氣有限責任公司(中聯(lián)公司)為代表的中方企業(yè)大力引進國外先進技術進行煤層氣勘探。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，這也是中國第一個煤層氣開發(fā)對外合作合同。

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，一系列鼓勵政策相繼出臺，推動煤層氣開發(fā)利用進入新階段，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優(yōu)良的方式，更能促進對能源資源的高效利用。

煤層氣雖與煤炭伴隨而生，但也有其自身獨特的性質(zhì)，不能完全按照油氣勘探開發(fā)的方法對其進行開發(fā)，而是需采用符合其特點的方法。目前煤層氣的排采機理為：抽排煤層承壓水，降低煤儲層壓力，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移至井口。

一個完整的瓦斯發(fā)電站主要由輸送系統(tǒng)，發(fā)電機組，冷卻系統(tǒng)，控制系統(tǒng)組成。其中，發(fā)電機組是最核心的組成部分。目前我國的瓦斯發(fā)電機組主要采用的是內(nèi)燃機發(fā)電和燃氣輪機發(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)濟價值。

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。當其在空氣中濃度達到5%-16%時，遇明火會爆炸，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于9.5度電、1.13千克汽油、1.21千克標準煤。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，陸上風電平均成本逐漸接近水電，達到6美分/千瓦時，2017年以來新建陸上風電平均成本為4美分/千瓦時。

國際可再生能源署(IRENA)預計隨著技術進步，2019年全球成本最低的風電和光伏項目的度電成本將達到甚至低于3美分/千瓦時，成為最經(jīng)濟的綠色電力?？稍偕茉聪噍^化石能源已具備絕對的成本競爭力，將主導未來能源行業(yè)的新增投資。

由于全球范圍內(nèi)各個國家化石能源儲量不一致、社會經(jīng)濟發(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格影響很大，根據(jù)國內(nèi)當前煤炭價格，大型火電站的度電成本約為0.2~0.3元。

陸上風電的度電成本受所在風電場的風能資源影響很大，根據(jù)當前項目造價，陸上大型風電場(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、平價上網(wǎng)、特高壓線路的建設、促進消納等政策的出臺，國內(nèi)可再生能源的開發(fā)會趨于理性，風能及太陽能資源優(yōu)越的地區(qū)才會有開發(fā)價值?？梢钥闯?，國內(nèi)風能資源較好的陸上風電項目度電成本已經(jīng)和火電十分接近，大型光伏電站的成本也在主要電氣設備降價和技術提升的助力下快速下降。

而國內(nèi)瓦斯發(fā)電項目可以取得良好的經(jīng)濟效益，以燃氣發(fā)電機組利用30%濃度的瓦斯發(fā)電為例：

假設燃氣發(fā)電機組發(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)電價約為0.56元/度，如果在項目投產(chǎn)后可以保證瓦斯氣源的穩(wěn)定供應，項目在兩到三年時間內(nèi)即可收回成本。此外，考慮到瓦斯抽采及利用的政府補貼、項目產(chǎn)生的可交易CO2減排指標等，瓦斯發(fā)電項目的經(jīng)濟效益十分顯著。瓦斯發(fā)電項目還可以減少溫室氣體排放，降低大氣溫室效應，減少環(huán)境污染，并且給項目所在地區(qū)帶來更多的就業(yè)機會，具有很大的社會、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)相關資料統(tǒng)計顯示，2016年我國瓦斯發(fā)電企業(yè)CR2、CR5、CR8分別達到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，據(jù)了解，我國煤層氣資源豐富。根據(jù)相關資料顯示，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)市場運營趨勢及投資潛力研究報告》。

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