中国煤改气专题市场行业分析报告版.docx

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中国煤改气专题市场行业分析报告版

2017年“煤改气”专题市场分析报告

2017年7月出版

1、燃煤为能源消费主力，大气污染严重亟需治理

1.1、我国能源结构以燃煤为主，是大气污染重要成因之一

我国具有富煤、贫油、少气的资源禀赋。

根据2016年《BP世界能源统计年鉴》，

截至2015年底我国煤炭探明储量约1145亿吨，占全世界总量的12.8%，排名第3；石

油探明储量25亿吨，占全世界1.1%，排名第14；天然气探明储量3.8万亿立方米，占全世界2.1%，排名第11。

可以看出我国煤炭资源丰富，而石油及天然气的资源量和开采程度相对不足。

图表1：

世界煤炭探明储量分布

图表2：

世界石油探明储量分布

图表3：

世界天然气探明储量分布

图表4：

我国煤炭、石油、天然气储量占世界总量比例

煤炭在我国能源消费结构中占主导地位。

我国煤炭资源储量丰富决定了长期以来，煤炭在能源消费结构中占主导地位。

2015年煤炭在我国能源消费中比例约为64.0%，而天然气仅占比5.9%。

同期美国的煤炭消费比例仅为16%，天然气消费比例为29%。

可以看出，我国在能源结构方面与发达国家仍有较大差距，调整优化空间巨大。

图表5：

中国2015年能源消费结构

图表6：

美国2015年能源消费结构

图表7：

我国2015年燃煤消费结构

图表8：

各领域燃煤消费量变化

煤炭消费方面，工业、电力燃煤为主，民用燃煤为辅。

我国目前燃煤主要用途有工业、电力及民用三类。

工业燃煤主要包括钢铁、化工等行业的锅炉燃煤，约占总体

52.82%；电力燃煤主要是电厂烧煤进行发电，约占总体41.80%；民用燃煤主要用于居民日常生活供热等，约占总体2.35%。

自2011年以来各领域燃煤消耗变化不大，工业燃煤年平均为20.97亿吨，电力燃煤年平均为17.62亿吨，民用燃煤年平均为0.93亿吨。

图表9：

燃煤造成污染的一般形成机理

燃煤产生大量PM2.5等大气污染物。

煤炭燃烧时产生的主要污染物包括二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、一氧化碳等，另外排放的烟尘中有许多无法去除的超细颗粒，是PM2.5的主要来源。

另一方面，煤炭燃烧排放的二氧化硫和氮氧化物，与空气中其他污染物进行复杂的大气化学反应，形成硫酸盐、硝酸盐二次颗粒，由气体污染物转化为固体污染物，加剧大气污染。

以PM2.5为例，燃煤是大气污染主要来源。

近年来各省市环保部门加快了对大气污染源的解析工作，我们对空气质量排名较差的前10位城市的PM2.5污染来源进行梳理发现，燃煤造成的污染首当其冲，几乎在所有城市都对PM2.5污染“贡献”最多。

以下图的四个城市为例，燃煤污染贡献率均超过25%位列第一，而廊坊市的贡献率甚至接近50%。

图表10：

石家庄市污染源贡献率

图表11：

廊坊市污染源贡献率

图表12：

济南市污染源贡献率

图表13：

郑州市污染源贡献率

1.2、京津冀燃煤污染问题最严重，替代空间巨大

多重因素导致京津冀区域耗煤量巨大。

京津冀区域土地面积虽然只占国土面积的

2%，但2015年GDP占全国10.4%，常住人口占全国8.1%，煤炭消费量占全国8.7%。

周

边地区如河南、山东均是人口和耗煤大省，同时靠近山西、内蒙古等产煤区，煤炭价格较为低廉且运输方便，工业结构不合理以及烧煤取暖等多重因素导致京津冀地区的煤炭消耗大幅高于其他地区。

中国工程院原副院长杜祥琬指出，中国东部单位国土面积煤炭消耗是全球平均值的12倍，而京津冀地区煤炭消耗空间密度更是全球平均值的

30倍。

京津冀及周边煤炭消费占全国1/3，替代空间可观。

在能源结构方面，除北京、天津外，华北地区煤炭在能源消费结构中占比近90%，远超全国平均水平，煤炭替代空间巨大。

2016年京津冀煤炭消费总量为3.46亿吨，同比减少4.81%，占全国消费量的

8.73%，同比减少0.12个百分点；如果加上周边的河南、山东、山西三省，则煤炭消费量占据全国1/3以上，2016年该区域煤炭消费总量为13.64亿吨，同比减少1.01%，占全国消费量的34.36%，同比增长0.88个百分点。

图表14：

京津冀煤炭消费总量与全国总量对比

图表15：

京津冀煤炭消费总量（亿吨）

图表16：

京津冀及周边三省煤炭消费量与全国总量对比

图表17：

京津冀及周边三省煤炭消费总量（亿吨）

京津冀及周边地区燃煤污染物浓度高于全国平均水平。

2016年北京、河北、河南和山东等地优良天数比例不足60%；第一批实施空气质量新标准的74个城市中，空气

质量相对较差的前10座城市分别是保定、衡水、石家庄、邢台、邯郸、唐山、郑州、

西安、济南和太原，除西安外均位于京津冀及周边三省（河南、山东、山西）。

京津冀空气优良天数比例为56.8%，比全国平均水平低22个百分点；重度及以上污染天数比例为9.2%，比全国平均水平高6.6个百分点。

图表18：

2016年全国空气质量排名较差前10位城市分布

图表19：

京津冀大气污染物浓度大幅超出全国平均水平

三大城市群中，京津冀地区空气质量最差。

与同样经济发达、人口稠密的长三角和珠三角区域相比，2016年京津冀区域空气质量平均达标天数比例最低，仅为56.8%，其中衡水、保定、石家庄达标天数比例不足50%；长三角区域达标天数为76.1%，珠三角区域达标天数最高，为89.5%。

京津冀地区PM2.5年均浓度为71微克/立方米，PM10年均浓度为119微克/立方米，虽然较同期有所下降，但仍然为三大区域中最高。

表格1：

2016年我国三个重点区域空气质量情况对比

京津冀地区冬季空气污染尤其严重。

从中央气象台监测数据分析，3–10月空气质量相对较好，重污染天气多出现在冬季，特别是北方地区进入采暖期后的时段。

2016年，京津冀地区11月15日–12月31日供暖期期间，PM2.5浓度为135微克/立方米，是非供暖期浓度的2.4倍，仅12月就发生了5次大范围空气重污染过程。

以2016年

12月20日中央气象台发布的全国PM2.5平均浓度为例，京津冀及周边地区PM2.5浓度

几乎都超过250微克/立方米，严重地区超过500微克/立方米，明显高于其他地区。

图表20：

2016年12月20日全国PM2.5平均浓度实况图

1.3、未来燃煤治理重点在于工业和民用领域

燃煤电厂治理已处于高峰的末期。

国家对燃煤污染问题重视已久，前期治理主要

以燃煤电厂为主，取得了较为良好的成效。

2016年全国6000千瓦及以上电厂供电标准

煤耗低至312克/千瓦时，燃煤电厂的效率早已高于美国，接近欧盟和日韩的水平。

另外根据国务院《“十三五”生态环境保护规划》，全国脱硫、脱硝机组容量占煤电总装机容量比例已分别达到99%、92%，而推进迅速的“超低排放”改造也进入了后半程，“十三五”改造任务为4.2亿千瓦机组。

因此，电力燃煤治理在过去几年已达高峰，未来改造空间存在一定天花板。

图表21：

我国发电及供电标准煤耗（单位：

克/千瓦时）

图表22：

脱硫、脱硝机组占火电总装机比例

工业燃煤治理难点在于产业结构不合理、工业锅炉数量众多。

京津冀及周边分布

着众多水泥、铸造、砖瓦窑、火电、钢铁等能耗企业，以钢铁锅炉分布为例，5000万

规模以上省份主要是河北、山东、江苏、山西、辽宁5个，其中4个在京津冀及周边地区。

这类企业是传统的煤炭消耗大户，其锅炉有小而散的特点，即单台产能小，燃烧效率较低，但是数量众多，治理起来较为困难。

同时近年来每年新增工业锅炉产量保持在45万蒸吨以上，2016年新增工业锅炉45.81万蒸吨，同比增长4.38%，新投入的工业锅炉也会增加燃煤的治理难度。

图表23：

我国分省市炼铁高炉产能分布图

图表24：

我国工业锅炉年产量（万蒸吨）

民用燃煤治理难在人口数量大、炉具低效、以烧散煤为主。

2016年全国平均常住人口城镇化率达到57.35%，京津冀三地、河南、山东、山西人口总数达到3.37亿，区域内农村总人口1.49亿。

除北京、天津外，其余四省城镇化比例均低于全国平均水平，人口大省河南仅为42.40%，。

这些地区燃煤取暖历史悠久，但节能环保炉具普及率低，仅23%，近80%居民使用低效炉具；另外由于靠近山西、内蒙等产煤区，散煤获取较容易，因此居民多以燃烧劣质散煤为主，量大面广，低空排放，污染严重。

以河北、山西为例，两省2014年民用散煤消费量分别为2587、2525万吨，分别占全国的8.3%、

8.1%。

图表25：

京津冀城镇化比例与全国平均水平对比

图表26：

我国农村现有采暖设施占比

2、高效、便利、环保，天然气替代优势明显

要解决煤炭污染问题，首先需要从控制煤炭消费入手，通过引入清洁能源，来优化现有的能源消费结构，以减少煤炭在一次能源消费中所占比例，达到减少污染的目的。

天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大比例。

由于天然气资源丰富、热利用效率高，污染物排放少，因而成为具有广阔发展前景的清洁化石能源。

在新能源和可再生能源核心技术取得重大突破、成本降至社会可承受范围之前，天然气是最为现实的燃煤替代能源，具有几大优势和特点：

2.1、天然气热效率高，有助于节能减排

热值、热效率高。

天然气的沸点为−163℃，密度是空气的55%，压力稳定，不受温

度影响，平均热值为8600大卡/立方米。

而普通用煤的热值通常都在5500大卡/kg，

也就意味着1kg煤产生的热值约等于0.65立方米天然气产生的热值，天然气节能并且热效率高。

污染物排放量少于煤炭。

天然气洁净环保，几乎不含硫、粉尘和其他有害物质，燃烧时产生的二氧化碳和大气污染物少于其他化石燃料，因而能从根本上改善环境质量。

根据天然气和煤炭的理论转换值，以及不同利用行业的热效率，可以计算出天然气燃烧污染物排放量占煤炭燃烧排放比例。

其中天然气在工业燃料中SO2、NOX和烟尘排放分别为煤炭燃烧排放的1.7%、15.8%和8.7%，理论燃烧污染物排放量明显少于煤炭。

表格2：

天然气燃烧排放物占煤炭燃烧排放比例

以发电行业为例，利用燃气机组代替燃煤机组可以大量减少大气污染物的排放量，对于改善城区空气质量将起到积极作用。

例如根据超低排放要求，燃煤机组中SO2、NOX、烟尘的排放限值分别为35、50、10毫克/标立方米，而拥有国际先进的供热发电机组，采用液态排渣、飞灰复燃和静电除尘器等先进技术的北京某热电厂燃煤机组排放量能

实现排放要求，而该热电厂燃气机组的污染物排放量更是低于燃煤机组标准。

表格3：

北京某一燃煤热电机组污染物排放情况（单位：

毫克/标立方米）

2.2、天然气稳定便利，分布式降低耗损

安全可靠，稳定便利。

天然气的密度比空气轻，极易散发，不易积聚爆炸。

同时，

供气管道压力低，约为瓶装液化气的三百分之一，这些都为用户的安全提供了最大的

保障。

另