當前，燃煤發電對大氣帶來的污染已成為中國霧霾最主要的成因。

出于緩解前所未有的環保壓力這一動機，我國政府開始鼓勵“煤改氣”和天然氣發電。與燃煤發電相比，天然氣發電具有環境代價小、投資成本低、建設周期短、占地面積小、機組啟停快等諸多優勢，并由此成為發達國家的主要發電形式。

經過幾年探索和實踐，我國頁巖氣勘探開發已具備一定基礎，并且有關產業扶持政策框架也基本成型。

因此，頁巖氣作為一種新興清潔能源，在我國能源格局戰略調整和電力發展上將扮演重要角色。清華大學電機系教授趙偉熟知我國電力事業發展，我們特邀其團隊對我國發展頁巖氣發電產業可行性提出建議。

頁巖氣是指賦存于富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附或游離狀態為主要存在方式的非常規天然氣，成分以甲烷為主，是一種清潔能源。

當前，對頁巖氣的勘探和開采已在全球油氣勘探領域異軍突起，成為世界上頁巖氣蘊藏量大的國家和地區的共同選擇。

本質上，頁巖氣和常規天然氣都是天然氣，主要成分均為甲烷（CH4），但常規天然氣的具體成分相對復雜，甲烷所占比重約65%，其他成分為乙烷、丙烷和丁烷；而頁巖氣中甲烷所占比例一般能達到70%甚至更高（我國四川盆地南部頁巖氣田的甲烷體積分數約為86.5%），其余成分主要是氮氣，并含有少量乙烷、丙烷和二氧化碳。

天然氣發電產業起步晚

在不少發達國家，天然氣發電已是主要發電形式之一。例如在美國，天然氣發電裝機已占其發電總裝機容量的約40%，且成為目前唯一有力增長的發電類型。在歐洲，天然氣發電已占到電力供應總量的1/4，但近兩年，歐洲由于天然氣價格居高不下，因虧損關閉天然氣發電站在歐洲多個國家屢見不鮮，天然氣發電比例有所下降。

在日本，天然氣發電裝機容量占發電總裝機容量的約29%，天然氣發電主要承擔著腰荷和峰荷，特別是對調峰起至關重要作用。福島大地震后，日本政府關停了核電機組，天然氣發電比例進一步增加。

雖然國家統計局公布的數據顯示，近年來我國天然氣消費結構正在向以城市天然氣和發電為主轉變，天然氣發電裝機容量呈加速增加態勢，到2015年有望突破6000萬千瓦。

但由于受到天然氣供應量很小的制約，天然氣發電起步較晚，天然氣發電機裝機容量占發電機總裝機容量僅約3%。

此外，目前我國天然氣發電行業缺乏市場競爭力。首先，按相同的發熱量計算，天然氣發電成本比燃煤發電高出很多，從各地的上網電價來看，天然氣發電缺乏盈利空間；其次，我國天然氣價格改革與電力價格改革的方向是電力競價上網和天然氣價格市場化，這將導致天然氣發電市場競爭力的進一步下滑。

此外，我國天然氣供給和運輸能力不足，使天然氣發電機組往往不能按照電網調度出力曲線運行。而天然氣發電廠承擔著購氣合同“照付不議”與競價上網、電網調峰所致的用氣量不確定的經營風險，無疑也限制了天然氣發電行業的發展。

頁巖氣發電經濟性分析

基于國內外頁巖氣開發和天然氣發電產業的現實情況，并結合我國能源緊缺和環保壓力極大的現狀進行分析，可看出，我國頁巖氣地理分布與電力負荷中心分布的吻合度較高，在我國經濟較為發達的電力負荷中心利用頁巖氣就地發電，可切實減輕不斷增大的節能減排壓力。

而在我國西北地區，由于風電等間歇性可再生能源富集，若能實現頁巖氣就地發電，則可滿足當地不斷增長的調峰需求。

由于使用頁巖氣的發電機組和使用常規天然氣的發電機組是一樣的，頁巖氣發電與常規天然氣發電的主要成本差異取決于燃料成本。

2013年8月，北京市上調了發電用天然氣價格，新價格為2.67元/立方米，如此，以常規的9F天然氣發電機組為例，當年利用小時取3500時，所對應的單位燃料成本約為0.6元/千瓦時。

由于不同頁巖氣田的富氣程度、開采難度和相關輸運管道待建情況等諸多影響成本的因素各不相同，在缺乏足夠開發經驗的當下，對我國商業化開發頁巖氣的成本還很難作準確估計。

假設頁巖氣的生產成本在1.24～2.68元/立方米，再綜合考慮開采工作運行維護成本、管道運輸成本等，即使政府給予0.4元/立方米的政策性補貼，預計頁巖氣進入電廠的價格也會略高于當前的天然氣價格。

如此，使用頁巖氣發電的單位燃料成本和電力生產成本，將高于使用常規天然氣的發電成本。而單從經濟性看，我國目前頁巖氣發電將面臨更為嚴重的缺乏市場競爭力問題。