中国天然气利用机遇

2020-03-01 252浏览

1.2017 中国天然气利用机遇声明：报告内容基于壳牌公司资助普华永道思略特所进行的独立研究项目成果
2.前言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，普华永道思略特历时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。普华永道思略特 Strategy& PwC 1
3.报告联系人单小虎丘志恩林骏达合伙人执行总监高级经理 tiger.shan @strategyand.cn.pwc.com joshua.yau @strategyand.hk.pwc.com junda.lin @strategyand.cn.pwc.com 普华永道思略特 Strategy& PwC 2
4.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 3
5.可持续发展已经成为中国国家战略最重要的组成之一国家战略计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 “十三五规划” “十三五” 生态环境保护规划能源发展“十三五”规划 “十三五” 建立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环境保护标准 “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% 资料来源：发改委，环保部，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 4
6.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中国2015年单位煤炭消费外部成本（空气污染相关）中国单位煤炭真实成本（单位：元/吨，2015年） 2015年 1649 外部性成本零售价煤炭单位外部成本 Vs. GDP ~6.6% 年度外部成本等于 ~1120 Vs. 公开预算支出 ~32% 534 5 529 煤炭当前成本（包括排污成本） 529 煤炭真实成本（包括外部性） Vs. 排污和健康支出 ~300% 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，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 5
7.除了与空气污染相关的成本损失，煤炭消费可能还会导致2700亿元的气候损失煤炭碳成本，以30元/吨的碳价计算中国煤炭碳成本（单位：亿人民币） 2700 • 如果考虑环境变化的外部性，2015年煤炭的碳排放成本~2700亿元 2015年 Vs. GDP Vs. 公开预算支出 Vs. 污染和健康支出 ~0.4% ~1.8% ~17% 煤炭成本（反映气候变化的影响）资料来源：国际货币基金组织《正确为能源定价》，统计局，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 6
8.如果使用更高的、100元/吨的碳成本，中国的碳成本总和将从2700亿元上升到~9200亿元煤炭的气候变化外部成本，以100元/吨的炭价计算中国煤炭碳成本（单位：亿人民币） 2015年 Vs. GDP 9220 ~1.3% +241.5% Vs. 公开预算支出 ~6.1% 2700 Vs. 污染和健康支出碳价30元/吨的外部成本 ~57% 碳价100元/吨的外部成本资料来源：国际货币基金组织《正确为能源定价》，统计局，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 7
9.2020年实现天然气消费占比一次能源消费10%可以节约~850亿元的净成本 2020年天然气消费预测 (单位：亿立方米） 2020年煤改气带来的成本节约 ~4000 其他一次能源的10% • 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（大气污染的外部成本降低，燃料成本上升） 2068 2020年总节约预测vs.2015年财务数据 5.2% 2015年消费 1931 一次能源的5.9% 0.1% 0.6% GDP方面公开预算支出方面污染和健康支出方面 2020年燃气消费预测 *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，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 8
10.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 9
11.加强各种不同领域的煤改气应用可以帮助中国实现2020年前天然气占消费比10%的目标工业用热民用 • 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 • 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更适用于环境敏感区域和非产煤区域分布式能源 • 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 • 加强煤改气在这些领域的应用可以帮助中国达到2020年天然气占10%的能源结构目标，同时还有交通、化工和其他领域的天然气应用 • 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、工业园区等电厂 • 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资料来源：专家访谈，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 10
12.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工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 11
13.作为一种工业燃料，天然气提供的价值绝非只有减排二氧化硫（吨/年，吨/小时）氮氧化物（吨/年，吨/小时） 1.60 颗粒物（吨/年，吨/小时） 4.49 1.10 排放 0.30 煤炭天然气热值（千卡/千克） ~11000 技术 0.02 0.00 煤炭能源效率 (%) 70 天然气煤炭空间成本（元吨/小时） 85 天然气劳动力（位/锅炉） 3 834 5000 1 167 煤炭天然气煤炭天然气煤炭天然气煤炭天然气资料来源：专家访谈，北京燕京啤酒电改气项目环境影响评估报告，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 12
14.对于投资者而言，煤改气可以帮助降低政策风险，节约土地成本，提升产量和减少设备故障描述降低政策风险节约土地成本提高产量减少设备故障案例 • 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：被迫关闭一个价值 400万人民币、运营两年的煤锅炉 • 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：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 : 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：产品营收（单位：元）增长33.4% • 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：煤炭锅炉由于设备故障率很高，每年关闭30次，合计47个工作日 • 成本上升让我们不得不更新技术和产品 ----- 运营总监煤炭锅炉天然气锅炉 12,300 +33.4% 16,410 资料来源：专家访谈，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 13
15.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LPG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/吨时）其他外部成本碳成本内部成本煤炭天然气其他选项 589 35 21 428 5 275 5 4 天然气内部成本（城市门站价） 177 42 9 155 34 9 126 112 煤-炉排炉煤-CFB 534 181 5 4 184 172 184 423 266 天然气-零售价价格天然气-城市门站价电力生物质燃料 LPG 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, 思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 14
16.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 • 效率低于45%：经济可行，立即转换锅炉成本比率（天然气/煤炭） • 效率为45-70%：潜力很大，可今后转换 1.7 • 效率为90%以下：如果碳价位 100元/吨，煤改气从年化成本角度看可行 1.5 年化成本 1.6 1.4 1.3 目标效率：70% 收支平衡效率： 45% 1.2 收支平衡点（成本率=1）包括烟尘排放税（100元/吨）和外部成本 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 40% 50% 60% 70% 80% 90% 煤炭锅炉的热效率 100% 资料来源：思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 15
17.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案例：在河北测得的燃煤锅炉数据锅炉实际热效率 (国家平均水平, 2016) 锅炉容量指数 2 吨/时 4 吨/时 6 吨/时 10 吨/时 20 吨/时总计 6 138 47 57 8 256 • 平均灰分碳含量 (%) 19.2 18.6 18.1 18.2 18.3 18.5 • 平均过量空气系数(a) 5.54 5.54 3.79 5.28 3.15 4.66 • 平均废气温度 (°C) 160 139 136 148 204 157 • 平均运行热效率 41% 57% 64% 58% 53% 57% 指标 <2 (吨/时) 2-10 (吨/时) 10-20 (吨/时) >35 (吨/时) 55~60% 60~65% 60~65% 65~70% 均值65% • 数量平均热效率只有57% 资料来源：2016年中国锅炉市场报告， 315i，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 16
18.然而，工业用气的销售价格要比城市门站气价平均高出70%（或1.3元/立方米）各省零售气价与基准门站价格的差距，截至2017年2月价格差（%） 150 海南黑龙江新疆 100 湖南陕西内蒙古 Ø 70 河北 50 重庆青海宁夏甘肃天津河南江西江苏四川吉林贵州安徽北京浙江山西山东云南广西福建广东辽宁湖北上海 0 0.0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 Ø 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 价格差（元/立方米，零售价-城市门站价）注: 此处基准门站价格根据2015年发改委公布的指导制定，实际价格可能有变资料来源：发改委，Wind，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 17
19.对比管道气，大多数区域的LNG价格很有吸引力，这也给工业用户提供了另外一种选择选定省份之间的气价差异（管道气 - LNG，元/立方米，2017年六月）广东广西 1.1 0.8 福建山东辽宁 0.7 0.6 0.4 湖北上海浙江江苏 0.3 0.2 0.1 0.1 四川吉林云南江西湖南贵州 -0.4 0.0 0.0 -0.1 -0.2 -0.2 • 油价较低，供过于求，LNG价格不断下降，与管道气相比越来越有优势 • 多数是用天然气的投资者位于工业发达地区或管道气不发达地区注： *价格差=管道气价格（工业）- LNG价格，包括气化成本、运输成本、附加值（11%）和供应商的利润（～ 10%）资料来源：2016年中国锅炉市场报告，在线天然气，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 18
20.以LNG为主的天然气供应提供了更好的选择和灵活性，并且可以成为终端用户的一种补充供应与管道气的对比工业用户以LNG供应为主来源（进口或国产） LNG • 价格 LNG终端 … LNG厂 • 未受管制 • 与全球市场关联 • 运营维护成本通过槽车运输（每天1-3万立方米，能支撑大型锅炉）终端用户/气化站 … LNG分布式供应市场案例： • 浙江台州: 超过50家公司 • 广东潮州： ~40%的陶瓷产品公司 • 山东：鼓励LNG与天然气竞争 • 初始投资管道气 • 部分受管制 • 更低 • 提供更多选项，包括费用或租金 • ~150万元人民币（设备、建筑和押金） • 竞争大，选择多 • 连锁模式，一般每个城市有 1-2家主要供应商终端用户/气化站 • 供应商资料来源：客户调研，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 19
21.LNG引起的“鲶鱼效应”可以促进天然气市场发展以LNG为主的供应模式的价值煤改气的倡议将在中国创造更多的分布式工业用户需求 • 自从中国出现了大量中小型工业用户之后，更加分散的市场也随着煤改气政策的实施而出现。这些分散的市场也需要更加灵活的供气商业模式 • 推动竞争：LNG将成为天然气市场的催化剂，促进市场价格和服务的竞争 • 加速天然气市场的业务模式创新： LNG供应商正在开发租赁等创新的商业模式更严格的政府部门监管 • 作为清洁能源，LNG将得到地方政府的推崇，但是监管也会更严格 • 成为管道气的有效替代产品： LNG能有效满足不断增长且分散的需求，尤其是在偏远地区，管道气网络成本过高注*: 鲶鱼效应是指有力的竞争对手使得较弱的竞争对手得到提升资料来源：文献研究，专家访谈，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 20
22.但是监管政策以及管道气供应商对LNG的发展的阻碍仍需要解决 LNG市场关键阻碍 1 • 监管规范不当 – 当前LNG的监管较为陈旧，且主要针对大型再气化设备（如安全距离） – 终端用户不能满足这些陈旧的规定，担心会出现合规风险与管道气公司的矛盾管道气公司将LNG供应商视为市场搅局者，推动当地政府调查LNG供应商的合规状况 – 几个小型再气化项目因为达不到安全标准的要求被判为违规 2• 规定模糊 – 中国多数省份没有明确的使用LNG的审批程序 – 管道气公司的“特许经营权”界限不明确 – 有些领域未受监管，如偷气、换气（用氢气） LNG项目的建造必须受到严格管制，坚决控制自建的LNG气化站 ——湖北省建设部《关于加强城镇天然气规划管控，严格LNG工程建设管理的通知》资料来源：湖北省住建厅，文献研究，专家访谈，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 21
23.不恰当的监管规范：目前针对LNG使用的监管规范已过时，不适用于小规模的工业用户分析 • 由于缺乏标准，LNG供应商和用户在面对没有达到安全标准的指责时很难权衡, 与LNG相关的参考标准名称年份 GBJ 16-87: 国家建筑设计防火规 2001 GB/T 19204 : LNG的一般特性 2003 范引用 GB 50183 : 石油天然气工程设计防火规范 GB/T 20368 : LNG生产、储存和运输规范 GB 50028-93: 城镇天然气设计规范 • 如根据《城镇天然气设计规范》，容量低于10立方米的储罐必须距离建筑物15米，距离其他储罐20米远。多数中小工业用户由于空间有限，难以满足这个要求。 2004 2006 • “我们选择了当地环保机构推荐的LNG供应商，且我们是煤改气的最佳实践公司，但我们依然由于无法满足安全距离被迫关门，并进行整改。” —— 浙江某涂料生产商 2006 资料来源：中国天然气协会LNG专业委员会，消费者调查，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 22
24.模糊的规定：不明确的审批流程和监管漏洞也在阻碍LNG的使用 LNG监管主要问题 • 中国诸多省份没有针对工业LNG用户一致清晰的审批流程审批流程不确定 1 2 与管道气的差异化不清晰主要问题 • 在LNG供应链上有些部分尚未受当地政府监管，导致偷气、换气，扰乱市场，影响消费者信心 3 未受监管区域引用 • 像我们一样的很多小型用户在煤改气政策下面临较大的成本压力。我们只能使用便宜的LNG（2.5 元，而管道气为3.1元），随时担心被迫关门 • 我们希望政府能承认LNG的价值，并在LNG工业方面提供更多的选择 • 一些管道气公司认为LNG的供应扰乱了市场公平，政府尚未明确“特许经营权”的界限 —— 广东某纺织企业资料来源：专家访谈，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 23
25.整体来讲，优先施行煤改气的行业应该被定位为煤炭消费量高、天然气普及率低而且有着良好的改造支付能力的工业 B 气泡大小=能源（煤炭+天然气）消费中天然气所占的比例 A 市场规模潜力 (煤炭消费, 单位：百万吨, 2014) 480 优先领域：在能源消费中天然气消费占比较低，煤改气潜力较大且天然气成本也更低石油加工煤炭开采非金属黑色金属加工化工非黑色金属加工纸业食品纺织品 25 20 15 优先领域：在能源消费中天然气消费占比较低，煤改气潜力较大或天然气成本也更低制药汽车 10 油气开采 0 40% 10% 资料来源：2016年中国统计年鉴， 315i , 思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 金属黑色金属矿业非黑色金属矿业 5 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 特殊设备一般设备家电交通仪器工艺品金属产品维修印刷材料工具 2% 1% 0% C 转换成本（2014年总价值产出的能源成本占比） 24
26.煤炭高消费的工业代表着更大的改造潜力各工业的煤炭消费排名 (百万吨, 2014) 石油加工采矿黑色金属加工非金属矿业加工化工非铁金属加工造纸 48.3 食品加工 27.8 纺织 24.6 制药 13.9 家电 6.6 金属制品 5.2 汽车 4.7 黑色金属矿业 4.4 常用设备 3.5 特殊设备 3.4 非铁金属矿业 2.2 油气开采 1.9 交通设备 1.9 工艺品 1.3 印刷材料 0.8 家具 0.6 仪器 0.3 金属产品维修 0.1 477.7 356.1 345.3 330.1 最大的煤炭消费者, 主要为国企和大型上市公司，行业更加集中 270.9 114.8 主要污染源, 主要为众多中小企业（造纸、食品、纺织），在污染治理方面投资有限煤炭消耗最大的前六大行业中的领先企业大都采用了污染控制机制，而其他行业的中小企业则无力投资（中小企业是主要的污染源）清华大学热能工程系专家资料来源：2016年中国统计年鉴，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 25
27.整体来讲，工业领域的天然气普及率仍低于24%，但如黑色金属矿业，食品制造业和造纸业等工业有巨大潜力 2014年各工业天然气消费排名能源消费中（煤炭+天然气）天然气的占比黑色金属矿业 0.1% 煤炭开采 0.7% 食品加工 2.1% 造纸 2.4% 黑色金属加工 2.4% 纺织 3.5% 非金属矿业加工 5.3% 非黑色金属矿业 5.4% 石油加工 5.6% 非黑色金属加工 6.9% 制药 8.8% 家电 15.9% 化工品 19.0% 家具 26.1% 工艺品 30.8% 仪器 31.3% 印刷材料 34.0% 一般设备 35.0% 金属产品 35.3% 特殊设备 37.2% 汽车交通设备金属产品维修油气开采资料来源：2016年中国统计年鉴，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 48.5% 55.9% 68.9% 93.8% 24% 26
28.能源成本占产值更低的行业更有能力承担改造成本行业工艺品仪器家电运输设备汽车食品加工家具特殊设备制药金属产品维修印刷材料一般设备金属产品纺织非黑色金属采矿黑色金属采矿造纸油气开采非金属矿产加工化工非黑色金属加工煤炭开采黑色金属加工石油加工产出价值, 十亿元 1476.2 828.6 6692.2 1865.4 6634.2 6359.6 734.8 3503.9 2320.0 85.9 689.4 4715.1 3661.2 3770.4 634.8 933.1 1377.5 1166.4 5824.0 8235.3 4615.5 2602.5 7102.7 4080.3 能源成本, 十亿元 8.5 7.6 62.1 21.1 73.8 68.3 8.4 45.8 34.3 1.4 10.7 82.3 113.0 135.1 31.1 48.4 78.1 114.2 503.9 781.5 427.7 279.5 1312.4 1603.4 煤炭 0.7 0.2 3.5 1.0 2.5 14.7 0.3 1.8 7.4 0.0 0.4 1.8 2.8 13.0 1.2 2.3 25.5 1.0 174.6 143.3 60.7 188.4 182.6 252.7 天然气 1.0 0.2 2.1 4.1 7.4 1.0 0.4 3.3 2.2 0.2 0.7 3.1 4.7 1.5 0.2 0.0 2.0 48.6 30.7 105.7 14.1 4.2 14.4 46.9 其他 6.9 7.2 56.5 16.0 64.0 52.7 7.7 40.6 24.7 1.2 9.5 77.3 105.5 120.6 29.8 46.1 50.6 64.6 298.6 532.5 352.8 87.0 1115.4 1303.8 在总价之中的占比 0.6% 0.9% 0.9% 1.1% 1.1% 1.1% 1.1% 1.3% 1.5% 1.6% 1.6% 1.8% 3.1% 3.6% 4.9% 5.2% 5.7% 9.8% 8.7% 9.5% 9.3% 10.7% 18.5% 39.3% 对能源成本上升不敏感对能源成本上升十分敏感资料来源：2016年中国统计年鉴，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 27
29.案例研究食品业：某领先食品生产商出于企业社会责任以及环保达标的目的自 2007年起便一直在使用天然气该公司蒸汽来源天然气蒸汽 • 不同地区的16家工厂采用气锅炉 • 在企业社会责任和长期战略评估的驱使下，第一台气锅炉购于2007年电厂 ~10% 采购蒸汽 ~30% ~60% 采购自建：气锅炉 • 企业30%的蒸汽需求来自外部采购 • 大部分蒸汽从天然气和其他清洁能源锅炉采购电厂蒸汽 • 两家工厂使用电厂和发电机的蒸汽企业社会责任和满足中央和地方政府的环保目标是推动行业领头企业使用气锅炉的主要动力资料来源：专家访谈，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 28
30.案例研究食品业：煤改气为这家领先的食品生产商提供了环境、运营和品牌价值收益领域天然气锅炉环境 • 周边和工作环境更清洁安全 • 紧急情况即刻自动关停稳定 • 能维持温度稳定裁员 • 无需专人进行燃料装载激励政策获得 • 面对本地监管者有较大的议价能力企业社会责任形象 • 作为行业领袖企业社会责任形象更好 “我们的产品需要稳定的运行温度. 天然气锅炉可以提高我们的生产效率的产品质量” 作为一个被树立的为促进煤改气的成功典范,我们和当地政府开展了很多协商，同时也得到了很多有力的支持。 “在我们选择使用天然气之前，我们做了很多试验和计算，这是许多厂家没有做过的，同时我们发现若长期使用，天然气是十分有利的。” — 该公司某设备主任资料来源：专家访谈，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 29
31.案例研究食品业：某家在北京的领先啤酒生产商已经将它的所有燃煤锅炉改造为天然气锅炉，环境和工厂本身都因此获益项目背景 • 燕京啤酒是该地区规模最大的啤酒生产商之一 − 占地面积：约15万平方米 − 资产规模：约4.5亿元 − 生产能力：大于 250吨啤酒 − 员工总数：超过2000名 • 煤改气前，燕京啤酒拥有10个6吨/ 时的燃煤锅炉 • 2015年，燕京啤酒将公司所有燃煤锅炉改造，最后得到一个4吨/时的天然气锅炉、一个6吨/时的天然气锅炉和五个10吨/时的天然气锅炉 • 燕京啤酒满足政府减排要求煤改气的关键益处 1 空气 • 天然气锅炉排放的空气污染物浓度低、体积小水资源 • 天然气锅炉脱硫脱硝反应不会产生废水 2 3 固体废物 • 天然气锅炉不会产生煤渣 4 噪音 • 天然气锅炉噪音比燃煤锅炉小土地 • 天然气通过管道输送，无需储存，因而天然气锅炉占地面积小 5 资料来源：《燕京啤酒股份煤改气环评报告》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 30
32.案例研究食品业：煤改气解决了空气污染难题-颗粒物、二氧化硫和氮氧化物减排分别达到98%、100%、82% 1 空气颗粒物排放（吨/年）二氧化硫排放（吨/年）氮氧化物排放（吨/年） -98.4% -100.0% -82.1% 2 水资源 65.96 269.55 93.23 3 固体废物 16.68 1.04 煤改气前 4 煤改气后 0.00 煤改气前煤改气后煤改气前煤改气后噪音 5 土地 PM 二氧化硫氮氧化物天然气锅炉(毫克/立方米) 5 0 80 北京地区大气污染物排放标准 (毫克/立方米)1 5 10 80 1) 《锅炉大气污染物排放标准》(DB11/139-2015)适用于2017年3月31日以前建造的新工业锅炉资料来源：《燕京啤酒股份煤改气环评报告》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 31
33.案例研究食品业：煤改气消除了全部的水资源消耗和固体废物排放 1 空气水资源消耗(不包括蒸汽) (吨/天) 之前 • 每年12000吨水用于脱硫与脱硝之后 • 无需脱硫脱硝 • 对周围水资源环境影响小之前 • 每年随着蒸汽机组有3150 吨固体垃圾 -100.0% 2 40 水资源 0 前 3 后固体废物煤渣排放(吨/天) 4 噪音 -100.0% 3,150 5 0 土地前之后 • 锅炉生产过程没有残渣后资料来源：《燕京啤酒股份煤改气环评报告》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 32
34.案例研究食品业：煤改气减少了80%的锅炉占地，增加了不动产的利用啤酒厂总览改造前的锅炉区域天然气锅炉天然气管道改造为天然气锅炉区燃煤锅炉原燃煤锅炉燃煤堆工厂范围改造为啤酒瓶储存区燃煤锅炉防尘工作间沉降槽煤改气后，原锅炉区（总面积：2,500平方米）只有~20%的区域用于生产水蒸气，其余80%的区域用于储存等其他用途燃煤堆水泵资料来源：数据和图片来自于《燕京啤酒股份煤改气环评报告》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 33
35.案例研究食品业：煤改气降低了噪音并减少土地利用面积 1 空气工厂北侧白天噪音值 (分贝) 前 • 工厂北侧，白天噪音值为 64.8分贝，夜晚为53.6分贝后 • 同样地点，平均噪音值为42 分贝前 • 燃煤锅炉还会对煤堆、抑制扬尘等各方面有额外占地要求后 • 对上述空间没有要求 • 腾出啤酒瓶储存区 -35.2% 2 64.8 水资源后 3 42.0 后固体废物锅炉相关生产活动用地 4 噪音前 5 土地后资料来源：数据和图片来自于《燕京啤酒股份煤改气环评报告》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 34
36.案例研究食品业：煤改气同时也降低了土地污染成本和占地需求每年燃料成本增加 vs. 以目前税费计算的运行费用减少 (万元) 1580 -166 -8 -11 2 1 空气污染物费用节省燃料成本增加二氧化硫氮氧化物颗粒物固体废物费用节省土地费用节省2 水费节省 2S1:空气污染物费用若增加到9.5倍 1 10.0 实际成本S2:水价若增加到44倍空气污染物罚金(元/千克) 水费(元/吨) 224.9 10.0 0.3 1391 -4 北京地区现行标准 45.1 261.0 国际基金货币组织-中国空气污染物罚金若平均增加到9.5倍，空气污染物罚款费用将节省1500万元水 9.0 396.0 北京地区现行标准实际价值中国人民大学环境学院院长表示，“水的实际价值没有通过水费体现”。截至2015年底，用水总费用为1000 亿元（实际价值的2.27%）需提高污染处理费用和水费来弥补这一差距 1) 显示贬值后的年度成本（30年）；2) 煤价：487元/吨，天然气价格： 2元/立方米，土地租赁价：200元/立方米每年，汇率： 1美元兑换6.217人民币资料来源：《燕京啤酒股份煤改气环评报告》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 35
37.相对北京和上海，中国其他省份的污染治理成本仍然十分低二氧化硫，元/千克氮氧化物，元/千克北京 10.0 上海 7.0 北京天津天津 6.3 上海山东 6.3 山东河北 5.1 江苏 3.8 湖北其余省市 2.5 1.3 10.0 8.5 8.0 6.3 河北 5.1 江苏 3.8 湖北其余省市 2.5 1.3 2018年新的环境税将代替排污费，届时二氧化硫与氮氧化物的排放成本将会增加资料来源：文献研究，新华社，网易新闻，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 36
38.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 37
39.天然气在民用方面比煤炭更加清洁，安全，方便和高效天然气煤炭清洁 • 机组发电时可以减少空气和固体废物污染 • 碳、二氧化硫、氮氧化物以及煤渣排放量高安全 • 天然气锅炉、天然气灶、天然气热水器需要时，可随时关闭 • 燃煤锅炉、燃煤灶、燃煤热水器冷却需要时间，不能迅速关闭便捷 • 管道天然气供应为终端用户带来便利 • 燃煤储存需要空间，装填需要人力 • 高效 • 热效率超过85%，平均热值达 11000千卡/立方米热效率约为70%，平均热值仅为5000千卡/千克资料来源：思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 38
40.作为一种更加清洁、安全的燃料，天然气正在取代煤气和LPG成为最基础的民用燃料天然气和其他能源的民用供应 (主要为烹饪和洗漱) (亿人) 06年至15年的复合年增长率 4.5 +5% 4.0 3.5 0 煤气 -11% 1 液化石油气 -2% 3 天然气 3.0 2.5 2.0 1.5 +13% 1.0 0.5 0.0 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 资料来源：万得，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 39
41.城镇化将驱使民用天然气需求在2020年达到至少510亿立方米中国城镇化率（城镇居民占总人口的比例）中国民用天然气需求 (亿立方米) 60.0% 1,065 53.7% +24% 高级 360 511 2015 2020F • 中国国务院公布《国家新型城镇化规划（2014-2020）》称，2020年要使常住人口城镇化率达到60% • 世界银行估计，中国人口年均增长率为0.5%，预计2020年达到14.1亿 2015 基准 2020F • 2020年预测: − 一般情景：居民天然气覆盖率在过去五年内增长了11个百分点，达到48%，实现稳定增长 − 乐观估计：全部城镇常住人口都使用天然气资料来源：新华社，世界银行，万得，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 40
42.然而，由于我国民用天然气普及率和人均消费量仍然低于发达市场水平，其增长空间和潜力依然充足城镇天然气普及率（%，2015年）中国日本英国美国俄罗斯人均民用天然气量（立方米/年，2015年） 26 37% ~90% 83 752 ~85% ~90% ~80% 428 644 资料来源：《国际石油经济》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 41
43.我国天然气普及率和消费量低的部分原因是基础设施建设不足国家天然气管道计划长距离管道（百万米）运输容量（十亿立方米） 400 国家 104 280 64 2015 2020F 2015 地区地区天然气管道分支总长度（万公里）中 • 中美比较 − 美国天然气管道分支长度是中国的5.4倍 ~40 美 2020F − 中国目前的天然气管道分支总长度相当于美国20世纪50年代的水平 >200 资料来源：《天然气‘十三五’规划》，国家能源局，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 42
44.同时，虽然散煤消费只占到煤炭总消费量的不足14%，散煤依然是农村地区最主要的能源 2014年中国煤炭消费结构（%） 2014年河北保定农户能源消费结构（%）散煤大型工业锅炉热能电力 10.3% 43.2% 6.1% 小型燃煤锅炉 5.4% 农村民用 0.8% 1.2% 住宿餐饮城市民用 10% 76% 5% 液化石油气 9% 其他 33.0% 其他（主要为化工行业）集中式分布式注*：样本规模为河北保定的534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，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 43
45.尽管农村地区的民用散煤在整体煤炭消费中占比很小，但排放量很高煤炭消费份额（%） PM2.5年度排放对比（2014年，1万吨) 41% 43% 10% 5% 44% 13% 43% 散煤（农村居民）热能煤（发电）大型燃煤锅炉（工业）其他资料来源：国家电网能源研究所，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 44
46.这是因为散煤的单位排放远高于发电站、锅炉等工业用煤单位排放对比（千克/吨）二氧化硫 PM2.5 ~7.8倍 ~ 6.1倍 ~6.5倍 3.73 20.72 0.48 散煤（农村居民）热能煤（发电） 0.61 大型燃煤锅炉（工业） 3.18 散煤（农村居民）热能煤（发电）资料来源：国家电网能源研究院，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 45
47.此外，污染还会扩散到城市地区，尤其是在供暖季（1/2） 2014年北京PM2.5排放来源北京平均煤炭消费对比（吨/天) 6~8 机动车 33.1% <1 供暖季非供暖季 2015年北京污染物排放对比（吨/天） 22.4% 燃煤供暖季非供暖季 14.3% ~ 14倍 ~ 7倍 ~300 扬尘 ~245 ~13倍 18.1% 工业生产 ~95 ~7 PM 2.5 ~21 二氧化硫 ~35 氮氧化物注：机动车排放源主要是卡车；工业生产排放源主要是燃煤锅炉；燃煤排放源主要是供暖和发电资料来源：北京市环境保护局，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 46
48.此外，污染还会扩散到城市地区，尤其是在供暖季（2/2）北京散烧煤空间分布北京PM2.5浓度国家标准平均水平：35微克/立方米散煤高利用区高污染区资料来源：北京环境保护局，中国环境科学研究院，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 47
49.鉴于民用散煤对空气质量的巨大影响，应将散煤消费量高的省份作为重点减排对象 2014年中国散煤消费（万吨） 3063 2587 十大省份 2525 2455 2021 2015 1967 1872 1784 1339 1124 1133 1031 全国平均水平:1072 826 809 768 690 482 380 343 327 321 319 233 204 184 159 89 41 内蒙山西河北黑龙山东贵州河南湖南陕西湖北江西新疆辽宁甘肃吉林北京广东安徽云南浙江重庆江苏四川天津广西青海宁夏福建海南古江 • 供暖需求是散煤消费的主要驱动力 • 不平衡的分布：2014年排名前十的省份消费了2.2亿吨散煤，占到了总量的~70% • 主要集中在产煤省份及周边地区：内蒙古、山西、贵州等产煤省份通常是散煤消费大户资料来源：国家电网能源研究所，国家统计局，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 48
50.案例研究案例：在促进民用天然气取代农村地区散煤使用方面有一些先行者华港：农村地区的LNG供应天然气源：中石油 LNG和农村天然气管道解决了城市与农村之间的天然气管道连接问题 LNG终端 … 气化站气化站农村天然气管道网络终端用户（村民） LNG终端农村 … 华港开发运营气化站和天然气管道农村天然气管道网络终端用户 (村民) 家用天然气灶的安装和运维补助成功促进了其在农村地区的推广华港为免费提供安装家用天然气灶资料来源：《石油商报》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 49
51.案例研究案例：华港在农村地区促进天然气使用帮助任丘市显著减少了二氧化碳，二氧化硫和氮氧化物的排放任丘“气化村庄”的空气污染减排 (共计 364 村庄) 煤炭消费减少和 LPG的对比 100万吨价格二氧化碳排放减少二氧化硫排放减少氮氧化物排放减少 260万吨安全性 8500吨 7400吨管道天然气 LPG • 0.28元/兆卡 • 为LPG价格的 ~45% • 0.63元/兆卡 • 更安全 • 供应商管理较好 • 风险更大 • 供应商管理较差 • 使用便捷 • 需装填燃料，使用不够便捷 • 更少遭受极端因素的影响 • 更容易遭受极端天气等因素的影响便捷性供应 1) 管道天然气的热值为8500千卡/立方米，热效率为 90%；液化石油气的热值为 11000千卡/千克，热效率为 92% 资料来源：《石油商报》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 50
52.案例研究案例：河北省政府也通过提供补助来支持任丘市的煤改气 2017年任丘农村地区煤改气财政补贴设备采购 • 每户家庭补贴资本支出3700元，含1000元的天然气壁挂炉安装费和 2700元的天然气壁挂炉采购费 • 省政府和市政府将共同承担补助，华港将通过节约成本的方式提供支持 • 天然气管道建设每户每平方米补贴4000元 • 其中1000元的补助由省政府承担，其余部分由市政府承担 • 承诺居民天然气价格至少未来三年内不会上升，维持在每立方米2.4元的水平 • 超过200立方米的部分，每立方米补贴0.6元，每户家庭每年可获得补贴的天然气总量不超过1200立方米 • 按照缴费时间，提供天然气分级奖励，100立方米至200立方米不等天然气管道建设气价资料来源：文献研究，采访，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 51
53.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 52
54.得益于热电联产的高速发展，集中供暖占2015年城市总体用热的~65% 城市供暖需求分类 (%, 2015年) 城市集中供暖装机量(MW，2015年) 06年至15年的年均复合增长率分布式 +2% 59% 35% 47% 大型燃煤锅炉 52% 53% 热电联产 (包括煤和天然气的热电联产) 2012 2015 48% 71% 65% 41% 29% +13% 集中式 2006 • 2015年，城市集中供暖覆盖率为~65%，其余~35%的供暖依靠分散锅炉,其中大部分为燃煤锅炉 • 城市集中供暖是未来的趋势 2009 • 根据《电力行业十三五规划》，热电联合将是“十三五” 期间优先发展的集中供暖方式，这表明天然气热电联合潜力巨大，有望代替目前的城市燃煤锅炉资料来源：万得，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 53
55.以目前的天然气价格，若考虑外部性，大规模的天然气热电联产要比燃煤热电联产更具竞争力平均度电成本, 元/MW时目前 715 碳价：30元/吨 654 其他外部成本 290 472 28 544 363 396 燃煤-2*350MW超临界机组热电联产 12 97 12 97 天然气-9F 2*300MW 热电联产，零售气价天然气-9F 2*300MW热电联产，城市门站气价注：煤价：529元/吨，天然气零售价：3元/立方米，城市门站天然气价： 1.8 元/立方米；以相同功率运作（基准负荷）资料来源：文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 54
56.案例研究案例：山西嘉节是中部地区最大的天然气热电联产项目山西嘉节热电厂案例概况 • 地区：山西太原南部城区 • 规模：总装机量860MW，二台298MW天然气轮机机组，以及一台 264MW汽轮机机组 • 总投资：27.6亿元 • 年均能效：61% • 供暖地区：超过1200万平方米 • 天然气供应：管道气和煤层气 • 供应商：山西国新能源发展集团有限公司 • 项目特色：山西嘉节热电厂不仅是山西规模最大的热电联合项目，而且是中国效率最高的天然气—蒸汽联合循环热电联产项目资料来源：专家访谈，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 55
57.案例研究案例：该电站的排放标准比政府更严格，显著减少了空气污染严格的排放污染物减排地方政府测量数据（单位：毫克/立方米） -80% 50 年度污染物减排贡献率实际排放减排减排占太原总排放的% 35 二氧化硫 7 嘉节电厂二氧化硫 0.1 1594 1% 天然气排放标准燃煤排放标准 100 -72% 氮氧化物 220 956 1% 50 氮氧化物 14 嘉节电厂烟、粉尘 10 921 2% 天然气排放标准燃煤排放标准 20.0 煤改气 -90% 烟、粉尘 5.0 0.5 嘉节电厂天然气排放标准燃煤排放标准 • 城区超过62个燃煤锅炉，以及郊区超过3800个小型燃煤锅炉将被替代资料来源：专家访谈，《环评报告》，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 56
58.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 57
59.天然气分布式能源系统装机容量将在2020年翻一番天然气分布式能源系统装机容量 (单位：GW) 50 • 得益于煤改气和其他支持性政策，天然气分布式能源将在未来五年内迎来加速增长 11.6 0.6 1.0 2013 2014 2015 • 截至2015年，中国总共有288个天然气分布式能源项目，远低于2011年《关于发展天然气分布式能源的指导意见》设定的1000个天然气分布式能源项目的目标政府目标注：2015年的数据包括现存、在建、计划资料来源：《天然气分布式能源产业发展报告2016》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 58
60.超过50%的天然气分布式能源项目坐落于长江流域和华北天然气分布式能源系统市场分布装机容量（MW）计划在建现存 2542 57 3 特定省份 8 1726 32 4 46 5 17 上海北京 • 项目 # • 份额 • 装机容量 • 份额 1199 22 19 9 5 8 6 8 14 3 2 四川广东陕西 766 23 396 1431 31 17 5 5 7 江苏 16 16 13 506 11 10 5 8 1 6 3 368 4 7 2 5278 51 2 5 22 6 5 4 3 湖南浙江天津山东 9 505 3 河北 4 2 安徽 1 8 5 重庆湖北 4227 613 2 0 3 长三角华北川渝珠三角其他地区 99 70 39 22 58 34.38% 24.31% 13.54% 7.64% 20.14% 2609 MW 1346 MW 2768 MW 1725 MW 2673 MW 23.46% 12.10% 24.89% 15.51% 24.03% 资料来源：《天然气分布式能源产业发展报告2016》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 59
61.工业园，商业建筑和其他固定能源需求是中国主要的天然气分布式能源项目类型天然气分布式能源系统市场分布（包括现存，在建，计划）总计288个项目总计11GW装机量工业园 37.2% 其他酒店 87.6% 工业园 4.9% 4.5% 医院 11.1% 3.1% 交通枢纽 4.5% 学校 29.2% 5.6% 数据中心商业楼、办公楼 4.5% 3.5% 4.5% 其他数据中心商务楼、办公楼资料来源：《天然气分布式能源产业发展报告2016》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 60
62.大多数项目运行效率高于70%，有助于减少排放能源节约和减排分析（基于46个案例）项目平均装机容量（MW）工业园 91.1 数据中心 24.2 交通枢纽 17.6 学校商务楼能源利用（单位：项目 #） 13.1 >70% 5.9 医院 1.5 办公楼 1.1 酒店 0.9 33 (76.7%) 40%~60% 6 (14.0%) 4 (9.3%) 60%~70% 平均减排（单位：标准煤/KW）经济效率（基于46个案例） 1.75 总投资（元/KW）增量投资（元/KW） • 天然气发动机 1900 ~2000 7000~8000 • 天然气-蒸汽联合循环 9000 ~10000 6000~7500 • 微型透平 20000~22000 16000~19000 数据中心 1.64 酒店 1.43 1.37 1.33 1.25 医院办公楼工业园商务楼资料来源：《天然气分布式能源产业发展报告2016》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 61
63.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 气泡大小：平均装机容量(MW, 从大到小) 年利用小时数（小时） 1 5,500 工业园 91 5,000 18 数据中心交通枢纽 4,500 – 一级：数据中心 – 二级：工业园，交通枢纽 1 14 学校 4,000 办公楼  潜力排名: 24 3,500 医院 – 三级：学校，酒店（装机量有限）酒店 1 – 四级：办公楼，医院，商务楼 2 6 商务楼 3,000 2,500 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 单位减排 3 （每吨等效二氧化碳/Kw）资料来源：《天然气分布式能源产业发展报告2016》，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 62
64.但相对于美国和行业标杆，大多数中国的数据中心能源效率并不高中美数据中心电源使用效率对比电力消费详解中国新建的数据中心的能源效率目标: 1.5 配电系统其他 5% 2% 中国 >2.2 IT设备 18% 35% 美国谷歌不间断电源 1.9 1.2 40% 空调系统 • 空调、IT设备消耗了75% 的电力注*：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，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 63
65.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中国境内数据中心运维成本暴增（全国平均）案例：截至2015年，中国联通拥有最多的数据中心中国移动 3% 中国电信 30% 33% 28% 其他 70% 其他 35% 电力中国联通案例：中国联通每年在能源利用方面花费7200万元的成本（水，电，暖） 105.6 • 据工信部2013年调查发现单位：1亿元 – 中国225个数据中心的平均电价为0.87元/KW – 大规模和超大规模数据中心的平均电价分别为 0.66元/KW和0.78元/KW，超大规模的数据中心的电价可低至0.3元/KW 14.8 净利润（2016年前三季度） 7.2 净利润（2015年）公用事业费（2015年）资料来源：《中国联通年报》，环球数码，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 64
66.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的能源消费特点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倍数据中心运用天然气分布式能源的优点冷却需求大 -14.3% 更低的电源使用效率 95%的电力能源转化成热量能源，产生巨大的冷却需求，以维持数据中心运营能力更清洁 1.50 传统数据中心天然气分布式能源系统可靠性更高天然气分布式能源系统减排 (例: 某40MW 数据中心) 电力负荷稳定且可预测 1.75 天然气分布式能源系统可靠性，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新建数据中心的电源使用效率对比 • 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 80%）, 帮助提高数据中心能源使用效率，减少能源成本二氧化碳硫氧化物 112,500 6,250 • 可靠性和持续正常运行时间也得以提高（通过在备用系统旁增加现场发电装置）氮氧化物 3,400 粉尘 5,623 单位: 吨 / 年资料来源: 数据中心节能技术委员会, 文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 65
67.案例研究案例：位于上海的腾讯数据中心采用了天然气分布式能源系统案例简介天然气分布式能源系统 • 建造和运营者: 新奥能源控股有限公司电能 • 数据中心需求方: 腾讯 • 商业模式: 建设-经营-转让能源 • 上线运营时间: 2016年8月 • 装机容量: 2540*4 KW, 为十万个服务器提供电源 • 年使用时间: 5840小时天然气 • 年天然气消费量: 12,746,000 立方米天然气烟溴化锂吸收发动机 • 年能源效率: 75.89% 冷却式制冷机 • 年产能: 5400万Kwh, 89% 自用热水 • 年冷却产能: 1.62 亿MJ 调峰天然气 (可能使用) 溴化物冷加热水水机组资料来源: 2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 66
68.案例研究案例：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年减排量与能源节约量电源使用效率国家平均水平 >2.2 CO2 12,510 单位: 吨/年 -36.4% 腾讯 <1.4 能源节约量 4,812 单位：吨标准煤/年资料来源: 2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 67
69.利用小时数和效率是评判项目可行性的两个重要因素设备利用率如何影响项目内部收益率 IRR (%) 16 燃料效率=90% 15 燃料效率=85% 14 燃料效率=80% 13 燃料效率=75% 12 燃料效率=70% 11 10 盈亏平衡点： 46% (4000 h) 盈亏平衡点： 58% (5080 h) 9 可行的内部收益率8% 8 7 6 5 4 3 40% 50% 60% 70% 设备利用率 80% 资料来源: 思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 68
70.然而在很多情况下，因为利用率无法达到设计水平，大多数分布式能源系统项目都在亏损运行关键领域的技术指标设备利用率 (%, 2016) 燃料效率(%, 2016) 45.9% 42.2% 46% 盈亏平衡点 75% 75% 76% 77% 北京江苏上海四川 80% 70% 要求的燃料效率 36.1% 29.2% 24.1% 北京 • 浙江四川上海江苏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 • 浙江所有分布式能源系统项目的燃料效率须达70% 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，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 69
71.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热价如何影响项目内部收益率盈亏平衡点：内部收益率 (%) 0.545 元/千瓦时 (0.152 元/MJ) 16 天然气价格 @1.5元/立方米 14 12 10 天然气价格 @2.0元/立方米盈亏平衡点： 0.42元/Kwh (0.117元/MJ) 天然气价格 @2.5元/立方米可接受内部收益率8% 8 6 4 2 0 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 热价 (元/Kwh) 0.60 资料来源: 思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 70
72.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天然气价格 (元/立方米, 2016) 2.7 2.1 热冷电联产天然气价格 3.2 2.4 四川 2.4 北京 2.4 3.7 天然气市场价 3.2 3.2 2.7 江苏上海浙江热价 (元/ MJ, 2016) 0.18 0.10 四川 0.10 江苏 0.12 北京 0.14 上海 0.12元/兆焦耳盈亏平衡点 • 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，提高了经济效益浙江注释*: 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，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，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 71
73.天然气分布式能源系统可以提高能源系统的市场竞争力和综合性双重调峰促进与智慧能源系统的整合 • 天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 • 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 • 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成为中国电力市场改革的驱动力天然气分布式能源系统 • 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成为经济增长的新动力资料来源: 文献研究，2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 72
74.天然气分布式能源系统可以与其他能源技术结合成中国的综合能源系统风能热泵天然气分布式能源光伏储能燃料电池综合能源系统——微网资料来源: 文献研究，2016年天然气分布式能源系统市场报告，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 73
75.案例研究案例：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的综合能源系统光伏系统：装机容量: 350MW的电力负荷储存系统： • 装机容量: 200MW 地源热泵系统: • 装机容量: 5000MW 供暖与制冷 LED照明系统: • 安装容量: 135MW, 对比传统照明节省~30%的能源小型风机: • 装机容量: 60MW, 主要用于街道照明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 案例基本信息 • 地点: 江苏苏州，总建造面积为20724平方米 • 投资总额: ~4900万人民币 • 建造和运营方: 协鑫能源控股有限公司 • 设计能源需求: ~3000 MW, 比传统方案低~ 30% • 上线运营时间: 2015年3月 • 微型电网系统的能源供应率: 超50% • 建筑节能效率: 超 30% 资料来源: 文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 74
76.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政策相关电力交易市场 • 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 • 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与电网的关系国家政策 • 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市场相关财政 • 项目不确定性和成功经验/案例的缺乏导致融资困难产品价格 • 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，减少固体垃圾）并没有充分体现在货币价值之中资料来源: 2016年天然气分布式能源系统市场报告，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 75
77.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 76
78.中国许多计划修建的燃煤电厂由于环境和产能过剩问题而被叫停被国家能源局叫停的项目(单位: MW) 18780 计划中 15540 8120 4900 13140 12650 12220 3320 3200 10640 9360 9400 10660 10640 2720 9330 9020 7360 3320 10640 6640 4040 3740 山西项目数 19 在建 5500 5500 3380 700 2680 3020 3020 2000 350 2000 新疆内蒙古山东广东陕西宁夏甘肃河南青海广西四川辽宁 18 10 10 9 6 6 6 5 4 3 1 1 • 中国国家能源局已经将98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（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2020年，燃煤发电产能总量应控制在11亿KW 资料来源: 国家能源局, 中国能源发展“十三五”规划，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 77
79.此外，中国目前40%的燃煤电站装机量位于水资源极其匮乏的地区以基线水压力分布的燃煤电厂装机容量（千MW）非水资源高压区 477 (52%) 437 (48%) 水资源高压区 55 (13%) 376 (86%) 7 (2%) 过度取水区（>100%) 极高压（80%-100%）高压（40%-80%）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》普华永道思略特 Strategy& PwC 78
80.煤电厂投资者面临着数万亿的资产搁浅风险现有和新建燃煤电厂搁浅资产规模（亿元）计划和在建中 7201 经营性资产 • 假设所有燃煤电厂于2036年下线, 超 5797 过3万亿元人民币的资产将搁浅， 4498 (62%) 其中27%为经营性资产 4420 • 如果下线时间从2036年提早到2026年 3746 (65%) 2994 (68%) 2703 (38%) 2021 （5年） 2051 (35%) 2026 （10年） 1426 (32%) 2031 （15年） 3086 超过5万亿元人民币的资产将搁浅，其中35%为经营性资产 2243 (73%) • 投资燃煤电厂项目会有资产错配的风险 843 (27%) 下线年份 2036 （20年）资料来源: 牛津大学《中国搁浅的燃煤电力资产》，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 79
81.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然具有市场竞争力度电成本, 元/KW 889 829 337 595 28 692 459 当前 524 30元/吨煤炭 2*660MW超超临界燃煤发电机组 12 125 12 125 9F 2*300MW天然气发电机组，零售气价 9F 2*300MW天然气发电机组，基准门站气价其他外部成本注：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: 思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 80
82.中国大多数省份都设立了较高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地区 2020 RPS 目标 2015 可再生能源消费率 2020 – 15 差值 2.4% 江苏 7.0% 3.3% 3.7% 7.6% 2.4% 重庆 5.0% 1.4% 3.6% 10.0% 2.7% 7.3% 西藏 13.0% 8.2% 4.8% 海南 10.0% 2.8% 7.2% 新疆 13.0% 10.5% 2.5% 辽宁 13.0% 4.0% 9.0% 河北 10.0% 7.6% 2.4% 山东 10.0% 7.7% 2.3% 江西 5.0% 2.2% 2.8% 河南 7.0% 2.3% 4.7% 黑龙江 13.0% 11.1% 1.9% 山西 10.0% 7.0% 3.0% 贵州 5.0% 2.0% 3.0% 广东 7.0% 1.8% 5.2% 广西 5.0% 1.0% 4.0% 浙江 7.0% 2.4% 4.6% 福建 7.0% 3.4% 3.6% 云南 10.0% 5.1% 4.9% 吉林 13.0% 12.2% 0.8% 湖南 7.0% 2.8% 4.2% 青海 10.0% 13.5% -3.5% 湖北 7.0% 3.7% 3.3% 宁夏 13.0% 13.4% -0.4% 安徽 7.0% 3.9% 3.1% 甘肃 13.0% 11.4% 1.6% 上海 5.0% 1.6% 3.4% 内蒙古 13.0% 12.0% 1.0% 四川 5.0% 1.4% 3.6% 2015年可再生能源 2020 – 15 发电比例差值地区 2020 RPS 目标北京 10.0% 7.6% 天津 10.0% 陕西注释: RPS 表示可再生能源投资组合标准资料来源: 国家统计局，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 81
83.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负荷净负荷上升幅度更大风能低谷值更低 • 可再生和可替代能源研究表明，在高级可再生能源系统中需求更大的服务是那些对几十分钟和几十小时的需求做出分钟级相应的服务，并具有如下能力: 峰值时长更短 – 灵活快速的启动停止循环能力 – 定期可调度的爬坡能力 MW – 爬坡能力可储存到未来使用时间资料来源: “国家可再生能源实验室，增加系统灵活度以实现可再生能源的高渗透 ”,可再生和可替代能源 : 能源系统可靠性的产能机制思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 82
84.……常规和深度调峰发电比重的升高将会帮助提高可再生能源整体效率混合型热电厂的投资对电厂利用率的影响转型前电厂利用率 (MWh) 年 (MWh) 基荷电厂可再生能源系统闲置 80 使用 60 40 20 0 峰荷电厂腰荷电厂基荷电厂腰荷电厂峰荷电厂转型后 (MWh) 基荷电厂年 (MWh) 电厂利用率闲置使用 80 可再生能源系统 60 40 20 峰荷电厂腰荷电厂 0 基荷电厂腰荷电厂峰荷电厂基本负荷: 设计为24小时运转以及不能大幅改变电能产出的电厂资料来源: “国际能源署, 变革的力量: 风能、太阳能和灵活能源系统的经济分析 ”, 思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 83
85.比起煤炭，天然气能够更好地满足调峰需求启停时间(分钟）运营效率（%） 52~58% 120~240 45~47%  启停更快  效率更高 ~30 天然气燃煤天然气最低负荷（%）燃煤爬坡速度（%/分钟） 20% 50%  爬坡更快 25%  负荷范围更广天然气燃煤 2~5% 天然气燃煤资料来源: 国网能源研究院，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 84
86.然而，目前的电价机制限制了调峰潜力天然气发电机组的年运行小时数 • 低利用时间: 中国70%的天然气发电者用于调峰，平均使用时间只有 ~2500小时 • 高运营成本: 由于频繁启停，需要超过1亿人民币用于维护 • 当前电价机制严重限制了调峰潜力: +59% 3969 2938 2012 2653 2500 2013 2015E 2015年平均热电 – 当前电价机制不透明，不同发电设备之间差异巨大 – 大多数天然气发电设备接受只考虑发电量的单一定价样机的维护成本（亿元) – 当前电价机制不能反映调峰和环保价值其他 60 (33%) 120 设备维护 (67%) 主要瓶颈资料来源: 国家能源局，文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 85
87.为调峰电站的灵活性定价主要有三种方式调峰电价: 辅助服务市场: • 调峰电价应该反映基于负荷需求的不同的发电成本和市场价值 • 在美国等其他国家，峰时电价是平均上网电价补贴的1.8~2倍，是谷时电价的 5~8倍辅助服务市场调峰电价 • 通过建立辅助服务市场，发电者可以提供管制和调峰等服务获得额外收入 • 英国一些发电商一半的收入来自辅助服务产能市场产能市场: • 通过竞标和交易机制，低利用率的发电机可以在产能市场售卖多余电力获益资料来源: 文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 86
88.天然气是中国改革的战略推动因素提升天然气在高价值领域的应用工业用热民用/商用热电联产- 集中供热热电联产 - 分布式能源电站实现天然气潜力的政策行动普华永道思略特 Strategy& PwC 87
89.实现天然气潜力的政策行动 1 市场教育 • 推广燃煤到天然气转型的成功案例以提高市场认知度，并提供产能建设支持来让终端用户做出更好的用电决定 2 透明定价 • 透明的传输和分配定价、天然气管道成本，削减“中间人”成本 3 发展标准 • 为LNG供应制定标准和流程，鼓励能源供应领域的竞争 4 增加污染物费用 & 罚款 • 增加排放费用，罚款（氮氧化物/硫氧化物/颗粒物）和水资源费用，反映真实外部性成本 5 行业用户补贴 • 提供税收、设备和天然气价格补贴来鼓励富有潜力的行业和地区的燃煤-天然气转型 6 支持天然气热电联产 • 在环境敏感地区为大型天然气热电联产提供利用率保证，税收优惠（如免收增值税），绿色金融，（低利率）和价格补贴 7 支持分布式能源系统 • 对分布式天然气提供设备补贴，节能补贴和储能收费豁免，通过批发能源市场进行推广 8 峰值电厂定价 • 推进现货和辅助市场来实现天然气能源灵活性的价值资料来源: 文献研究，思略特分析普华永道思略特 Strategy& PwC 88
90.注释名词 CFB 释义循环流化床锅炉名词煤改气释义燃煤锅炉改为燃气锅炉超临界和超超临锅炉内工质的参数达到或超过临界压力以界机组上的机组，经济型有余亚临界机组能源结构能源总生产量或总消费量中各类一次能源、二次能源的构成及其比例关系对陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源（如电能）实现由低品位热能向高品位热能转移的装置能源效率能源利用效率热电联产发电厂既生产电能，又对用户供热地源热泵分布式能源系统分布在用户端的综合能源利用系统管道气过量空气系数基本负荷基线水压力管道天然气燃烧1kg燃料实际供给的空气质量与理论上完全燃烧1kg燃料所需的空气质量之比热值生物质锅炉碳价碳交易价格流域内每年取水量与平均可用水资源量的比值调峰调节用电高峰液化天然气外部成本 LPG 液化石油气一次能源一定时期内平均发电设备容量在满负荷运行条件下的运行小时数装机容量炉排炉普华永道思略特 Strategy& PwC 以生物质材料作为燃料的锅炉电力调节中的基本用电负荷 LNG 利用小时数单位质量燃料完全燃烧释放出的热量生产的外部效应所引起的成本一次能源是指自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源指电厂中所装有的全部发电机组额定功率的总和炉排型焚烧炉 89
91.本文仅为提供一般性信息之目的，不应用于替代专业咨询者提供的咨询意见。在根据本文所述信息采取任何举措前，请阅读者咨询其专业顾问以获取针对其具体情况的专业意见。我们不就本文所述信息的准确性与完整性提供任何明示或暗示的陈述或保证。在法律允许的范围内，普华永道思略特管理咨询(上海)有限公司，其全体合伙人、雇员及代理人，不承担或接受任何本文引起的任何责任，亦不承担任何由于阅读者可能对本文的使用而对其造成的损失、损坏或产生的费用的责任。 ©2017普华永道思略特管理咨询(上海)有限公司版权所有。普华永道系指普华永道网络中国成员机构，有时也指普华永道网络。每家成员机构各自独立。详情请进入www.pwc.com/structure 。普华永道思略特 Strategy& PwC 90