上世紀90年代至今，美國的天然氣發電發展迅速。1995～2014年天然氣發電量的年均增速高達9.5%，在總發電量中的比例也由14%增長至28%。2015年4月，美國天然氣發電量首次超過燃煤發電量，達到總發電量的31%（后者為30%）。

目前國內多數研究認為，美國天然氣發電快速增長的原因是天然氣的價格優勢。但實際上2006年以前美國是全球天然氣價格最高的地區，只是在頁巖氣革命取得成功后天然氣價格才出現了大幅下降。研究認為，除了價格因素外，環境政策、投資運行成本以及電力市場化改革才是推動天然氣發電快速增長的更重要原因。

政策--環境政策是推動天然氣發電快速發展的關鍵 西方發達國家的工業化和現代化經歷了先污染后治理的過程，美國也不例外。二戰結束后的十年，美國的工業和交通業迎來飛速發展，而與之相伴的是顯著的環境問題。同中國當下的情況類似，這一時期美國工業生產和居民生活燃料以煤炭為主，其煙塵和二氧化硫的污染程度不斷加重，甚至釀成多起嚴重的燃煤大氣污染公害事件。如1948年在美國賓夕法尼亞州西部山區工業小鎮多諾拉，燃煤產生的煙霧由于無法及時擴散，釀成20人死亡、6000人患病（患病人數占全鎮居民43%）的慘劇。

環境日益惡化以及空氣的嚴重污染，迫使西方政府加強環保方面的立法和政策制定。1955年，美國制定了第一部有關空氣污染的聯邦法規《空氣污染控制法》，此后又出臺多項法案和修正案。1970年，約束力之強和影響范圍之廣均史無前例的《清潔空氣法》出臺，同年12月專門的環境政策制定和執行部門--美國國家環境保護局（EPA）誕生，聯邦政府在空氣污染治理中的作用得到空前加強。1977年和1990年，《清潔空氣法》經歷了兩次修正，其中，1990年的修正案著重強調了發電領域污染物排放的控制。

2015年8月份出臺的《現有碳排放源表現標準》即清潔發電計劃（CPP）更是首次推出了全國性的二氧化碳排放限制體系。正是通過這些政策，在對美國燃煤發電產生極大的抑制作用的同時，快速推動了天然氣發電的發展。

美國環境治理的政策和措施十分注重強制和激勵機制的結合。以《區域霧霾治理計劃》為例，2004年修訂版要求未安裝脫硫技術的20萬千瓦以上燃煤電廠和已安裝脫硫技術但除硫率仍在50%以下的電廠，必須通過安裝"最佳可獲得的改型技術"（BART）把除硫率提高到95%以上。對于燃油和燃氣電廠則沒有相應要求。2006年，EPA把《清潔空氣市場計劃》中的限額交易體系引入到《區域霧霾治理計劃》中作為BART的替代辦法，從而組成了強制性和激勵性混合型的政策機制。在該機制下，各州根據本州情況將排污限額分配到電廠，超額排污的電廠可以選擇傳統方式自行減排，或通過交易購買更多排污許可量以滿足需求。

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成本--氣電綜合發電成本低于煤電是推動天然氣發電快速發展的保障

發電成本通常可以分為三個部分：固定投資成本（即電廠建造成本）、運行維護成本和燃料成本。

由于政策支持和技術進步，美國氣電雖承擔較高燃料成本，但投資和運維的低成本優勢使得天然氣發電的綜合成本仍然低于燃煤發電成本，這成為美國天然氣發電在本世紀初快速發展的重要原因。

1燃料的高成本沒有影響天然氣發電的快速增長

在本世紀初，由于電力需求快速增長，加上核電機組和燃煤機組迎來退役高峰，美國掀起了一波電廠興建熱潮。

2000年到2005年，美國發電裝機容量從812百萬千瓦增長到978百萬千瓦，其中，幾乎所有的新增裝機容量（98%）都來自燃氣機組，期間氣電裝機容量從2.2億千瓦增長到3.83億千瓦，增幅達74%。但同期，美國天然氣價格不僅大幅高于煤炭，而且也高于世界其他地區的天然氣價格。

2000～2005年，美國亨利中心天然氣平均價格為5.31美元/百萬英熱單位，電廠用煤平均價格僅為1.31美元/百萬英熱單位，包括英國NBP、德國平均進口價格和日本LNG進口價格在內的天然氣平均價格為4.28美元/百萬英熱單位。這說明天然氣價格高企并沒有妨礙投資者對燃氣電廠的青睞，燃料成本不是推動這一時期美國天然氣發電產能突增的主要因素。

值得注意的是，美國氣電的燃料成本雖然高于煤電，但與其他部門的用氣成本相比，發電用氣成本是最低的。和居民、商業部門相比，發電用氣的分輸環節少、成本低。這與我國的情況正好相反。

2燃氣電廠固定投資成本大幅低于燃煤電廠

根據EIA 2012年的數據，美國燃煤機組的單位產能隔夜成本是燃氣機組的3.2倍，燃氣電廠的固定投資成本優勢非常顯著。

這主要有兩方面的原因：一是美國政府制訂了一系列環保政策，直接和間接地抬高了燃煤電廠的建造成本；二是隨著輪機抗高溫材料和進氣冷卻技術的不斷突破，燃氣機組的發電效率不斷提高，單位產能的建造成本也隨之下降。

相比之下，我國的燃煤機組造價僅僅比燃氣機組高13%。目前全球重型燃機的新機市場幾乎被歐美三大燃氣輪機主機制造商，即通用電氣、西門子、三菱重工所壟斷，2001年以來我國雖然通過"以市場換技術"的方式積極與國外燃機制造廠進行合作，把燃氣輪機的國產化率提高到70%以上，但是由于核心技術沒有取得突破，關鍵熱部件仍需進口且價格較高，燃機設備購置和養護成本一直居高不下。

環境政策也在不同程度上提高了燃煤發電的成本，其中以對固定投資成本的直接和間接影響最為明顯。包括脫硫、脫硝裝置，以及未來有可能被要求的CCS裝置帶來的成本支出，燃煤電廠的建設投資遠高于燃氣電廠。

除了排放控制技術外，環保政策還通過增加財務風險,間接提高了燃煤電廠的固定投資成本。趨緊的環境政策考驗著投資者對燃煤電廠的耐心，由于建造時間更長，燃煤電廠效益的不確定性使財務風險和相應貸款成本進一步增加。在就業方面，燃煤電廠建筑人員（如工程師、建筑工人）的就業取向使得燃煤電廠建造的人工成本部分相應提高。

3美國燃氣電廠的運行維護成本同樣大幅低于燃煤電廠

在我國，由于沒有掌握核心技術，三大燃氣輪機主機制造商不僅壟斷了新機市場，也壟斷了服務市場。我國燃機的調試、檢修、維護等工作幾乎全部由國外燃機制造企業完成，每年要付出動輒上億元的費用，部分燃機維修費用甚至高出設備采購費用。以浙江某天然氣電廠為例，其與國外燃機制造商簽訂的運行維護費用達0.03元/千瓦時，占燃煤上網標桿電價近7%，是燃煤機組維修費用平均水平的3.4倍。而與之對比，美國同等條件下的燃氣機組維修費用僅為燃煤機組的25%。固定投資和維護的低成本抵消了美國天然氣價格高的不利影響。EIA在2001年時對2005年新建燃煤和燃氣電廠的平準化發電成本做出預測，即便算上較高的燃料成本，天然氣發電的單位總成本仍然小于燃煤發電，即天然氣發電較燃煤發電存在成本優勢。

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市場化--電力市場化改革為天然氣發電快速發展提供動力

1因電力市場改革而進入發電市場的獨立發電公司是氣電產能增長的主力軍

1996年美國FERC依照能源政策法頒布888號令，要求所有輸電商開放電網，并推行發電部門市場定價。隨后PJM、新英格蘭區、紐約等地率先進行市場化改革，大批的獨立發電公司進入發電市場。特別是在21世紀初電力需求緊張的情況下，追逐低成本和高效率的獨立發電公司紛紛把目光投向了綜合成本更低、建造用時更短的燃氣機組。

美國天然氣發電裝機容量在2000年至2005年間快速增長，其中有78%來自獨立發電公司，綜合電業公司占比僅為15%。

2批發電價反映發電成本，氣電成本可通過電價疏導

在美國競爭性發電市場中，獨立運行機構（ISO）或區域輸電組織（RTO）根據所在區域的電廠運行成本由低到高依次對電力需求進行配電，最后一個被配出的電廠運行成本即被視為整個區域邊際發電成本，形成批發電價。

按照美國的電力供應結構，之前由于天然氣價格高于煤炭，燃氣機組通常充當了決定電力批發電價的角色。其中，非聯合循環燃氣機組主要用于調峰。2012年美國有1.21億千瓦的非聯合循環燃氣機組，占美國總發電量的3%，平均容量因數不到10%；其運行成本通常等于或略低于月平均電價。這樣的電價機制和電力供應結構使燃氣機組發電不會虧損。

以新英格蘭區為例，燃氣電廠平均發電成本和電力批發電價關系緊密，且批發電價持續高于燃氣機組的平均運行成本，從而使天然氣發電獲得了有力支撐。氣電綜合發電成本低于煤電的情況同樣出現在英國。據英國DECC的最新數據顯示，燃氣發電的綜合成本比燃煤發電低11%。

● ● ● 總結與建議

以上分析表明，支撐美國氣電發展的因素是多重的。

首先，環境政策不僅使天然氣發電得到了迅速的發展，也在一定程度上抑制了煤電；

其次，雖然天然氣作為發電原料的價格比煤炭高，但受益于建設投資和運維的低成本優勢，天然氣發電的綜合成本比煤電要低；

再次，氣電成本可通過電價得到疏導，使得天然氣發電企業仍有邊際利潤，為氣電發展創造了良好的環境。 建議1加強環保政策的落地和監管

近年來，隨著環境惡化和公眾意識的覺醒，我國政府明顯加強了對環境保護的重視，2011年出臺的《火電廠大氣污染排放標準》對可吸入顆粒物、二氧化硫和氮氧化物的排放標準甚至比美國還要嚴格。與此同時，相關的政策法規也在不斷推出，如2015年9月中美氣候變化聯合聲明中承諾在2017年推出全國性的碳排放交易系統。但是與1970年前的美國相似，我國環保政策雖頻頻出新，但是效果卻并不顯著。究其原因是政策制定后的落實不徹底、執行監管薄弱，因此加強和突出環境保護部門作用比盲目引進國外現成機制更為重要和緊迫。

一是要出臺更加嚴格的環保措施，參考美國對電廠設定碳排放限額標準，并對燃煤電廠設定超低排放時間表；二是要強制性政策和經濟刺激性政策并用，政策條例詳細具體，清晰且合理；三是要突出環保部門的行政地位和相應權力，強化環保部門制定政策的能力，加強督查監管，確保環境政策順利實施，嚴格貫徹落實；四是要注重數據監測、定量分析和評估，重視各方意見和反饋，定期對現有政策進行評價。

建議2大力推動技術研發，加速燃機國產化步伐

燃氣輪機國產化水平低是導致氣電成本居高不下的重要因素，必須借助"中國制造2025"規劃加快提升自主研發、設計、生產和維修保養能力，爭取在"十三五"末取得突破，具備核心技術研發能力和關鍵部件生產能力，使設備購置和保養維修成本大幅下降，為"十四五"燃氣機組加快替代燃煤機組創造條件。

建議3加快完善氣電價格聯動機制

美國氣電成本之所以可以通過電力批發價格進行疏導，是其電力供應結構和市場化定價機制共同作用的結果。目前我國氣電成本疏導機制并不完善，2013年以來的氣價改革使氣電成本一再提升，而氣電上網價格卻沒有相應得到調整。費氏能源今年8月份的報告顯示，以北京為例，天然氣發電成本為0.17美元/千瓦時，而氣電上網價格僅為0.1美元/千瓦時。因此，氣電價格聯動機制應該進一步完善，即逐步實現由市場決定價格的機制。

建議4推動天然氣發電和大工業用戶直供，減少中間環節費用

天然氣分銷過程中，不同類型用戶的供氣環節和途徑不一，因此，應該按照供應成本確定終端用戶價格，體現民用氣與工業用氣的供應成本差別。為了實現這一點，應進一步推進直供模式，在加強管輸定價的基礎上，允許天然氣發電和大工業用戶直接從上游購氣，并逐步實現天然氣價格放開。