牛超

（中國(guó)石油大港油田分公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，天津 300280）

1.國(guó)內(nèi)石油企業(yè)能源轉(zhuǎn)型概況

近年來，國(guó)家倡導(dǎo)清潔低碳的綠色高質(zhì)量發(fā)展，2020年9月，習(xí)近平總書記提出中國(guó)要努力在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，國(guó)內(nèi)石油企業(yè)積極推進(jìn)綠色低碳轉(zhuǎn)型，打造綠色低碳企業(yè)。如中海油憑借海工優(yōu)勢(shì)進(jìn)軍海上風(fēng)電、岸電工程等產(chǎn)業(yè)，中石油、中石化也積極布局新能源、新材料及新業(yè)態(tài)，加快拓展非化石能源，但是在進(jìn)入新能源市場(chǎng)時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

2.國(guó)內(nèi)石油企業(yè)能源轉(zhuǎn)型的挑戰(zhàn)

2.1 能源保障使命與轉(zhuǎn)型發(fā)展需求

2020年我國(guó)石油對(duì)外依存度高達(dá)73.5%，而國(guó)內(nèi)石油企業(yè)肩負(fù)著增儲(chǔ)上產(chǎn)、保障國(guó)家能源安全的重任，油氣領(lǐng)域資本開支計(jì)劃壓力巨大，能夠用于新能源項(xiàng)目的投入十分有限，需要謹(jǐn)慎權(quán)衡，科學(xué)選擇[1]。

2.2 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)與市場(chǎng)進(jìn)入壁壘

隨著2019年國(guó)家《關(guān)于積極推進(jìn)風(fēng)電、光伏發(fā)電無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》的出臺(tái)，新能源政策紅利逐步消失。石油企業(yè)作為新入場(chǎng)的新能源投資者，將面臨更為慘烈的發(fā)電競(jìng)價(jià)上網(wǎng)格局、更低的資本收益率，投資風(fēng)險(xiǎn)加劇。

2.3 新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘

新能源開發(fā)屬于技術(shù)密集型行業(yè)，企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力就是人才技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累。而對(duì)于國(guó)內(nèi)石油企業(yè)，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的缺乏，尤其是在項(xiàng)目的工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)等方面，都是難以逾越的鴻溝。

2.4 轉(zhuǎn)型發(fā)展與人力資源整合

國(guó)內(nèi)石油公司對(duì)所雇用的員工承擔(dān)著更多的社會(huì)責(zé)任，不宜進(jìn)行裁員。而常規(guī)的風(fēng)光等新能源產(chǎn)業(yè)，無法有效消化國(guó)內(nèi)石油公司在陸上石油勘探開發(fā)領(lǐng)域龐大的員工隊(duì)伍。

3.適合國(guó)內(nèi)石油公司的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)—地下空氣儲(chǔ)能

3.1 儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要價(jià)值

根據(jù)我國(guó)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)需要，可再生能源將大量接入電網(wǎng)，預(yù)計(jì)2025年我國(guó)風(fēng)光電裝機(jī)總量將接近11億kW、2060年將達(dá)到63億kW。為解決新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)波動(dòng)，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》對(duì)儲(chǔ)能建設(shè)進(jìn)行了重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。如果按照搭配15%儲(chǔ)能進(jìn)行測(cè)算，十四五期間儲(chǔ)能供需缺口約為1.3億kW、2060年將進(jìn)一步擴(kuò)大至9.1億kW，相當(dāng)于40個(gè)三峽大壩的裝機(jī)容量。

3.2 空氣儲(chǔ)能介紹

參考國(guó)際能源行業(yè)的電氣化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)，以及歐洲電力市場(chǎng)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)價(jià)值日益顯現(xiàn)，其中空氣儲(chǔ)能作為一種技術(shù)較為成熟、規(guī)模經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能方式應(yīng)當(dāng)引起重視。壓縮空氣儲(chǔ)能（Compressed Air Energy Storage，CAES）是一種基于分子勢(shì)能，通過利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣并密封在耐壓容器內(nèi)，再在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放高壓空氣，推動(dòng)氣輪機(jī)發(fā)電的物理儲(chǔ)能技術(shù)。國(guó)外空氣儲(chǔ)能技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用已有40多年的歷史，目前美、日、德、法等國(guó)均在研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和化的新型空氣儲(chǔ)能電站；而在國(guó)內(nèi)，中科院、清華大學(xué)等5家研發(fā)團(tuán)隊(duì)也在積極開展新型非補(bǔ)燃空氣儲(chǔ)能研究及推廣。其中中鹽集團(tuán)、清華大學(xué)及中國(guó)華能三方共建的金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目已處于調(diào)試階段，預(yù)期將于今年底正式投產(chǎn)發(fā)電[2]。

3.3 石油企業(yè)發(fā)展空氣儲(chǔ)能的資源稟賦

空氣儲(chǔ)能所需技術(shù)與油氣田企業(yè)常規(guī)業(yè)務(wù)同樣具備高度關(guān)聯(lián)性，能夠充分利用油氣田現(xiàn)有技術(shù)及資源優(yōu)勢(shì)，大幅降低產(chǎn)業(yè)的技術(shù)研發(fā)和進(jìn)入壁壘。傳統(tǒng)國(guó)內(nèi)陸上石油企業(yè)一方面基于常規(guī)石油勘探開發(fā)業(yè)務(wù)需要，長(zhǎng)期開展輸變電、獨(dú)立電網(wǎng)、自備燃?xì)獍l(fā)電等業(yè)務(wù)，空氣儲(chǔ)能電站可直接接入內(nèi)部電網(wǎng)，改造成本低；另一方面天然氣儲(chǔ)氣庫生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)豐富，特別是在油氣藏地下儲(chǔ)氣庫設(shè)計(jì)建造和運(yùn)營(yíng)管理等方面，這些經(jīng)驗(yàn)均能以較低的代價(jià)實(shí)現(xiàn)向地下空氣儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的技術(shù)遷移。

4.油氣田企業(yè)開展地下空氣儲(chǔ)能的價(jià)值分析

4.1 有利于減少一次能源消耗，加快實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

分時(shí)電價(jià)條件下，工業(yè)用電每度近1元的峰電價(jià)格遠(yuǎn)高于企業(yè)自發(fā)電成本。出于該成本費(fèi)用方面的考量，峰谷電價(jià)執(zhí)行區(qū)域內(nèi)的油氣田企業(yè)均存在不同程度的利用輕烴、柴油等一次能源進(jìn)行間歇式發(fā)電的情況，有的采油單位自發(fā)電量甚至能達(dá)到用電總量的兩到三成，雖然客觀上起到了節(jié)支增效的作用，但同時(shí)也增加了生產(chǎn)過程的碳排放量。而通過開展空氣儲(chǔ)能業(yè)務(wù)，低谷儲(chǔ)電高峰使用，可以大幅降低油氣田企業(yè)在峰電時(shí)間段內(nèi)的用電成本，減少甚至避免在正常生產(chǎn)過程中使用一次能源發(fā)電，加快推進(jìn)企業(yè)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4.2 地下空氣儲(chǔ)能收益巨大

首先，在用戶側(cè)儲(chǔ)能方面盈利可觀。目前全國(guó)大多數(shù)省份均已實(shí)行了峰谷電價(jià)，其中峰谷價(jià)差最高的地方是北京，價(jià)差約為0.95元/度，三分之二以上地區(qū)的更是超過0.5元/度。而石油企業(yè)開展用戶側(cè)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)可以節(jié)約20%～30%的用電成本，在儲(chǔ)能效率60%的條件下，已經(jīng)具備可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以天津?yàn)槔諝鈨?chǔ)能發(fā)電的毛利0.3177元/度，按年4.5億度峰電使用測(cè)算，每年收益高達(dá)1.43億元，參考江蘇鹽城空氣儲(chǔ)能投資（5.34億），測(cè)算項(xiàng)目財(cái)務(wù)收益率高達(dá)21%，而隨著國(guó)家發(fā)展改革委《關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的通知》的落實(shí)實(shí)施，項(xiàng)目財(cái)務(wù)收益率將進(jìn)一步推高至30%以上，遠(yuǎn)超常規(guī)基礎(chǔ)設(shè)施投資收益率。其次，地方政府的充電響應(yīng)補(bǔ)貼。在利用儲(chǔ)能電站開展正常的用戶側(cè)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的同時(shí)，還可以通過響應(yīng)當(dāng)?shù)卣碾娏μ罟刃枨?，獲取專項(xiàng)補(bǔ)貼。如浙江發(fā)改委《關(guān)于開展2020年度電力需求響應(yīng)工作的通知》規(guī)定，填谷需求響應(yīng)補(bǔ)貼單價(jià)在1.2～4元/度；天津市工信局《關(guān)于開展2021年度電力需求響應(yīng)工作的通知》規(guī)定，填谷需求響應(yīng)補(bǔ)貼1.2～2元/度，補(bǔ)貼價(jià)格甚至高于谷電用電成本。最后，在儲(chǔ)能電站獲利方面。短期內(nèi)還可以依托地方支持政策，開展儲(chǔ)能容量租賃、儲(chǔ)能設(shè)施共享等業(yè)務(wù)，例如山東省鼓勵(lì)風(fēng)光發(fā)電項(xiàng)目?jī)?yōu)先租賃共享儲(chǔ)能設(shè)施，租賃容量視同其配建儲(chǔ)能容量、貴州省允許自建儲(chǔ)能困難的企業(yè)可購買同等容量的儲(chǔ)能服務(wù)等；而在未來蓄能兩部制電價(jià)落實(shí)后，石油企業(yè)運(yùn)營(yíng)的地下空氣儲(chǔ)能電站還可以直接參與電力市場(chǎng)獲利[3]。

4.3 地下空氣儲(chǔ)能對(duì)儲(chǔ)氣庫技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)作用

發(fā)展地下空氣儲(chǔ)能業(yè)務(wù)能夠在氣庫建設(shè)、提壓增容、能耗降低等方面推動(dòng)國(guó)內(nèi)石油企業(yè)儲(chǔ)氣庫技術(shù)進(jìn)步。（1）地下空氣儲(chǔ)能收益高、見效快，且國(guó)內(nèi)大多數(shù)省份均具有開展經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有助于國(guó)內(nèi)石油企業(yè)進(jìn)一步培養(yǎng)儲(chǔ)氣庫技術(shù)能力，降低建設(shè)成本；（2）地下空氣儲(chǔ)能對(duì)于庫容要求的彈性較大、且儲(chǔ)存介質(zhì)安全，適宜開展儲(chǔ)氣庫含水層氣庫、海底氣庫、復(fù)雜斷塊建庫等的系統(tǒng)研究攻關(guān)；（3）地下空氣儲(chǔ)能機(jī)制原理與儲(chǔ)氣庫近似，且具備壓力越大能效越高的特性，還可以進(jìn)一步開展儲(chǔ)氣庫安全工作壓力提升及能量回收利用先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步起到推動(dòng)儲(chǔ)氣庫技術(shù)進(jìn)步、壓降運(yùn)營(yíng)成本的作用。

5.結(jié)語

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，到2060年儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)將有近10億kW裝機(jī)規(guī)模的發(fā)展空間，年盈利數(shù)以千億計(jì)（以當(dāng)前電力市場(chǎng)數(shù)據(jù)測(cè)算）。而地下空氣儲(chǔ)能發(fā)電，作為一種技術(shù)相對(duì)成熟，且能夠與油氣勘探開發(fā)等石油企業(yè)的主營(yíng)業(yè)務(wù)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)的新興新能源市場(chǎng)參與方式，可以有效幫助面臨高成本和能源轉(zhuǎn)型雙重壓力的國(guó)內(nèi)石油企業(yè)深度參與國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)，在綜合能源轉(zhuǎn)型過程中有效掌握核心競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)“清潔替代、戰(zhàn)略接替、綠色轉(zhuǎn)型”三步走綜合能源發(fā)展道路。