Doğalgaz Üretim Ünitelerinin Enerji Üretim Maliyetlerinin Kapsamlı Analizi

I. Enerji Üretim Maliyetlerinin Temel Bileşenleri

Doğalgaz üretim ünitelerinin elektrik üretim maliyeti, temel muhasebe göstergesi olarak tam yaşam döngüsü seviyelendirilmiş elektrik maliyetini (LCOE) esas alır ve üç temel sektörü kapsar: yakıt maliyeti, inşaat yatırım maliyeti ve işletme ve bakım maliyeti. Bu üçünün oranlarında belirgin bir farklılık görülmektedir; yakıt maliyeti baskın konumdadır ve genel maliyet seviyesini doğrudan belirler.

(I) Yakıt Maliyeti: Maliyet Oranının Özü, Dalgalanmalardan En Önemli Etki

Doğalgazla çalışan elektrik üretim ünitelerinin maliyetinin en büyük bölümünü yakıt maliyeti oluşturmaktadır. Sektör hesaplama verileri, bu oranın genellikle %60-80'e ulaştığını ve bazı aşırı piyasa koşullarında %80'i aşabileceğini göstermektedir; bu da onu elektrik üretim maliyetlerinin dalgalanmasını etkileyen en kritik değişken haline getirmektedir. Yakıt maliyetinin hesaplanması esas olarak doğalgaz fiyatına (satın alma fiyatı ve iletim ve dağıtım ücreti dahil) ve ünitenin elektrik üretim verimliliğine bağlıdır. Temel hesaplama formülü şöyledir: Yakıt Maliyeti (yuan/kWh) = Doğalgaz Ünite Fiyatı (yuan/metreküp) ÷ Ünite Elektrik Üretim Verimliliği (kWh/metreküp).

Mevcut ana akım endüstri seviyesiyle birlikte, santral için ortalama yerli doğal gaz fiyatı yaklaşık 2,8 yuan/metreküptür. Tipik kombine çevrimli gaz türbini (CCGT) ünitelerinin enerji üretim verimliliği yaklaşık 5,5-6,0 kWh/metreküp olup, bu da birim enerji üretim yakıt maliyetinin yaklaşık 0,47-0,51 yuan'a denk geldiği anlamına gelir; dağıtılmış içten yanmalı motor üniteleri kullanıldığında ise enerji üretim verimliliği yaklaşık 3,8-4,2 kWh/metreküp olup, birim enerji üretim yakıt maliyeti 0,67-0,74 yuan'a yükselir. Yerli doğal gazın yaklaşık %40'ının ithalata bağlı olduğunu belirtmekte fayda var. Uluslararası LNG spot fiyatlarındaki dalgalanmalar ve yerli gaz kaynağı üretim, tedarik, depolama ve pazarlama modellerindeki değişiklikler doğrudan yakıt maliyetine yansıyacaktır. Örneğin, 2022'de Asya'daki JKM spot fiyatlarında yaşanan sert yükseliş sırasında, yerli doğalgaz santrallerinin birim elektrik üretim yakıt maliyeti bir ara 0,6 yuanı aşarak başabaş noktasını çok geçmiştir.

(II) İnşaat Yatırım Maliyeti: Sabit Yatırımın İstikrarlı Oranı, Yerelleşmenin Yardımıyla Azalma

İnşaat yatırım maliyeti, esas olarak ekipman satın alımı, inşaat mühendisliği, kurulum ve devreye alma, arazi edinimi ve finansman maliyetlerini içeren tek seferlik sabit bir yatırımdır. Tam yaşam döngüsü enerji üretim maliyetindeki payı yaklaşık %15-25'tir ve temel etkileyen faktörler ekipmanın teknik seviyesi ve yerelleştirme oranıdır.

Ekipman satın alımı açısından bakıldığında, ağır hizmet tipi gaz türbinlerinin temel teknolojisi uzun zamandır uluslararası devlerin tekelinde olup, ithal ekipman ve temel bileşenlerin fiyatları yüksek kalmaktadır. Bir milyon kilovatlık kombine çevrimli enerji üretim projesinin birim kilovat statik yatırım maliyeti yaklaşık 4500-5500 yuan olup, bunun yaklaşık %45'ini gaz türbini ve destekleyici atık ısı kazanı oluşturmaktadır. Son yıllarda, yerli işletmeler teknolojik atılımları hızlandırmıştır. Weichai Power ve Shanghai Electric gibi işletmeler, orta ve hafif hizmet tipi doğal gaz üretim ünitelerinin ve temel bileşenlerinin yerlileştirilmesini kademeli olarak gerçekleştirmiş, benzer ekipmanların satın alma maliyetini ithal ürünlere kıyasla %15-20 oranında düşürmüş ve böylece genel inşaat yatırım maliyetini etkili bir şekilde azaltmıştır. Ayrıca, ünite kapasitesi ve kurulum senaryoları da inşaat maliyetlerini etkilemektedir. Dağıtılmış küçük üniteler, kısa kurulum döngülerine (sadece 2-3 ay), düşük inşaat mühendisliği yatırımına ve büyük merkezi enerji santrallerine göre daha düşük birim kilovat yatırım maliyetine sahiptir; Büyük kombine çevrim üniteleri yüksek ilk yatırım maliyetine sahip olsalar da, enerji üretim verimliliğinde önemli avantajlara sahiptirler ve büyük ölçekli enerji üretimi yoluyla yatırım maliyetlerini amorti edebilirler.

(III) İşletme ve Bakım Maliyeti: Uzun Vadeli Sürekli Yatırım, Teknolojik Optimizasyon İçin Büyük Alan

İşletme ve bakım maliyeti, ekipman denetimi ve bakımı, parça değişimi, işçilik maliyeti, yağlama yağı tüketimi, çevre koruma işlemleri vb. unsurları içeren, tüm yaşam döngüsü boyunca sürekli bir yatırımdır. Tam yaşam döngüsü enerji üretim maliyetindeki payı yaklaşık %5-10'dur. Endüstri uygulaması açısından bakıldığında, işletme ve bakım maliyetinin temel gideri, ana bileşenlerin değiştirilmesi ve bakım hizmetleridir; bunlardan büyük bir gaz türbininin orta ölçekli bakım maliyeti 300 milyon yuan'a ulaşabilir ve ana bileşenlerin değiştirme maliyeti nispeten yüksektir.

Farklı teknik seviyelere sahip ünitelerin işletme ve bakım maliyetlerinde önemli farklılıklar vardır: Yüksek performanslı jeneratör ünitelerinin ilk yatırım maliyeti daha yüksek olsa da, yağlama yağı tüketimi sıradan ünitelerin yalnızca 1/10'u kadardır, daha uzun yağ değişim döngülerine ve arıza nedeniyle kapanma olasılığının daha düşük olmasına sahiptir, bu da işçilik maliyetlerini ve kapanma kayıplarını etkili bir şekilde azaltabilir; aksine, teknolojik olarak geri kalmış ünitelerde sık sık arızalar meydana gelir, bu da yalnızca parça değiştirme maliyetini artırmakla kalmaz, aynı zamanda kapanma nedeniyle elektrik üretim gelirini de etkileyerek toplam maliyeti dolaylı olarak yükseltir. Son yıllarda, yerelleştirilmiş işletme ve bakım teknolojisinin geliştirilmesi ve akıllı teşhis sistemlerinin uygulanmasıyla, yerli doğal gaz jeneratör ünitelerinin işletme ve bakım maliyetleri kademeli olarak azalmıştır. Çekirdek bileşenlerin bağımsız bakım oranının iyileştirilmesi, değiştirme maliyetini %20'den fazla azaltmış ve bakım aralığı 32.000 saate uzatılarak işletme ve bakım giderleri için ayrılan alan daha da daraltılmıştır.

II. Enerji Üretim Maliyetlerini Etkileyen Başlıca Değişkenler

Yukarıda belirtilen temel bileşenlere ek olarak, doğal gazla çalışan elektrik üretim ünitelerinin maliyetleri, gaz fiyat mekanizması, politika yönelimi, karbon piyasası gelişimi, bölgesel yerleşim ve ünite kullanım saatleri gibi birçok değişkenden de etkilenmektedir; bunlar arasında gaz fiyat mekanizması ve karbon piyasası gelişiminin etkisi en geniş kapsamlı olanıdır.

(I) Doğalgaz Fiyat Mekanizması ve Doğalgaz Kaynağı Garantisi

Doğalgaz fiyatlarının ve tedarik modellerinin istikrarı, yakıt maliyetlerinin eğilimini doğrudan belirler ve ardından genel elektrik üretim maliyetlerini etkiler. Şu anda, yerli doğalgaz fiyatı "referans fiyat + değişken fiyat" şeklinde bir bağlantı mekanizması oluşturmuştur. Referans fiyat, uluslararası ham petrol ve LNG fiyatlarına bağlıdır ve değişken fiyat, piyasa arz ve talebine göre ayarlanır. Fiyat dalgalanmaları doğrudan elektrik üretim maliyetine yansır. Gaz kaynağı garanti kapasitesi de maliyetleri etkiler. Yangtze Nehri Deltası ve İnci Nehri Deltası gibi yük merkezi bölgelerinde, LNG alım istasyonları yoğundur, boru hattı şebekesi bağlantı seviyesi yüksektir, iletim ve dağıtım maliyeti düşüktür, gaz kaynağı arzı istikrarlıdır ve yakıt maliyeti nispeten kontrol edilebilir; oysa kuzeybatı bölgesinde, gaz kaynağı dağıtımı ve iletim ve dağıtım tesislerinin sınırlı olması nedeniyle, doğalgaz iletim ve dağıtım maliyeti nispeten yüksektir ve bu da bölgedeki üretim birimlerinin elektrik üretim maliyetini artırır. Ayrıca, işletmeler uzun vadeli gaz tedarik anlaşmaları imzalayarak gaz kaynağı fiyatlarını sabitleyebilir ve uluslararası gaz fiyatlarındaki dalgalanmalardan kaynaklanan maliyet risklerinden etkin bir şekilde kaçınabilirler.

(II) Politika Yönelimi ve Piyasa Mekanizması

Politika mekanizmaları, esas olarak maliyet aktarımı ve gelir telafisi yoluyla doğal gazla çalışan enerji üretim ünitelerinin kapsamlı maliyet ve gelir seviyelerini etkiler. Son yıllarda Çin, doğal gazla çalışan enerji üretiminde iki aşamalı elektrik fiyatlandırma reformunu kademeli olarak teşvik etti ve bu reform ilk olarak Şanghay, Jiangsu ve Guangdong gibi illerde uygulandı. Sabit maliyet geri kazanımı kapasite fiyatı üzerinden garanti altına alınırken, enerji fiyatı yakıt maliyetlerini aktarmak için gaz fiyatına bağlanıyor. Bunlardan Guangdong, kapasite fiyatını 100 yuan/kW/yıldan 264 yuan/kW/yıla yükselterek projenin sabit maliyetlerinin %70-80'ini karşılayabiliyor ve maliyet aktarımı sorununu etkin bir şekilde hafifletiyor. Aynı zamanda, yardımcı hizmet pazarında hızlı başlatma-durdurma üniteleri için uygulanan telafi politikası, gaz yakıtlı enerji projelerinin gelir yapısını daha da iyileştirdi. Bazı bölgelerde tepe düzenleme telafi fiyatı 0,8 yuan/kWh'ye ulaşarak geleneksel enerji üretim gelirinden önemli ölçüde daha yüksek bir seviyeye çıktı.

(III) Karbon Piyasası Gelişimi ve Düşük Karbon Avantajları

Ulusal karbon emisyon hakları ticaret piyasasının sürekli gelişmesiyle birlikte, karbon maliyetleri kademeli olarak içselleştirilmiş ve doğalgaz üretim ünitelerinin göreceli ekonomisini etkileyen önemli bir faktör haline gelmiştir. Doğalgaz üretim ünitelerinin birim karbondioksit emisyon yoğunluğu, kömürle çalışan santrallerin yaklaşık %50'si kadardır (kömürle çalışan santraller için yaklaşık 820 gram CO₂/kWh'ye karşılık yaklaşık 380 gram CO₂/kWh). Artan karbon fiyatları karşısında, düşük karbon avantajları belirginliğini korumaktadır. Mevcut yerel karbon fiyatı yaklaşık 50 yuan/ton CO₂ olup, 2030 yılına kadar 150-200 yuan/ton'a yükselmesi beklenmektedir. Yıllık yaklaşık 3 milyon ton CO₂ emisyonu olan 600.000 kilovatlık tek bir üniteyi örnek alırsak, kömürle çalışan santrallerin o dönemde yıllık 450-600 milyon yuan ek karbon maliyetine katlanması gerekecektir; oysa doğalgazla çalışan santrallerin maliyeti kömürle çalışan santrallerinkinin sadece %40'ı kadardır ve doğalgazla çalışan santraller ile kömürle çalışan santraller arasındaki maliyet farkı daha da daralacaktır. Ayrıca, doğalgazla çalışan santral projeleri gelecekte fazla karbon kotalarını satarak ek gelir elde edebilir; bu da elektriğin tüm yaşam döngüsü boyunca seviyelendirilmiş maliyetini %3-5 oranında düşürmesi beklenmektedir.

(IV) Birim Kullanım Saatleri

Ünite kullanım saatleri, sabit maliyetlerin amortisman etkisini doğrudan etkiler. Kullanım saatleri ne kadar yüksek olursa, ünite elektrik üretim maliyeti o kadar düşük olur. Doğalgaz üretim ünitelerinin kullanım saatleri, uygulama senaryolarıyla yakından ilişkilidir: Tepe yük düzenleme güç kaynakları olarak merkezi santrallerin kullanım saatleri genellikle 2500-3500 saattir; endüstriyel parkların ve veri merkezlerinin terminal yük talebine yakın olan dağıtık santrallerin kullanım saatleri 3500-4500 saate ulaşabilir ve ünite elektrik üretim maliyeti 0,03-0,05 yuan/kWh oranında azaltılabilir. Kullanım saatleri 2000 saatten az ise, sabit maliyetler etkin bir şekilde amortize edilemez, bu da toplam elektrik üretim maliyetinde önemli bir artışa ve hatta kayıplara yol açabilir.

III. Sektörün Mevcut Maliyet Durumu

Mevcut sektör verileriyle birlikte, doğal gaz fiyatının 2,8 yuan/metreküp, kullanım süresinin 3000 saat ve karbon fiyatının 50 yuan/ton CO₂ olduğu referans senaryosunda, tipik kombine çevrimli gaz türbini (CCGT) projelerinin tam yaşam döngüsü boyunca elektrik üretiminin seviyelendirilmiş maliyeti yaklaşık 0,52-0,60 yuan/kWh olup, kömürle çalışan santrallere göre (yaklaşık 0,45-0,50 yuan/kWh) biraz daha yüksek, ancak enerji depolamalı yenilenebilir enerjinin toplam maliyetinden (yaklaşık 0,65-0,80 yuan/kWh) önemli ölçüde daha düşüktür.

Bölgesel farklılıklar açısından bakıldığında, istikrarlı doğalgaz kaynağı tedarikinden, iyileştirilmiş politika desteğinden ve yüksek karbon fiyatı kabulünden faydalanılarak, Yangtze Nehri Deltası ve İnci Nehri Deltası gibi yük merkezi bölgelerindeki doğalgazla çalışan enerji santrallerinin tam yaşam döngüsü seviyelendirilmiş elektrik maliyeti 0,45-0,52 yuan/kWh seviyesinde kontrol edilebilmekte olup, bu da kömürle çalışan enerji santralleriyle rekabet için ekonomik bir temel oluşturmaktadır; bunlardan, karbon ticareti pilot bölgesi olan Guangdong'da 2024 yılında ortalama karbon fiyatı 95 yuan/ton'a ulaşmış olup, kapasite telafi mekanizmasıyla birlikte maliyet avantajı daha da belirgindir. Kuzeybatı bölgesinde ise, doğalgaz kaynağı garantisi ve iletim ve dağıtım maliyetleriyle sınırlı olarak, birim elektrik üretim maliyeti genellikle 0,60 yuan/kWh'nin üzerindedir ve proje ekonomisi zayıftır.

Sektörün genel perspektifinden bakıldığında, doğal gazla çalışan enerji üretim ünitelerinin maliyeti "kısa vadede düşük, uzun vadede iyileşen" bir optimizasyon eğilimi göstermektedir: kısa vadede, bazı bölgelerde yüksek gaz fiyatları ve düşük kullanım saatleri nedeniyle kar alanı sınırlıdır; orta ve uzun vadede ise gaz kaynaklarının çeşitlendirilmesi, ekipmanların yerelleştirilmesi, karbon fiyatlarının yükselmesi ve politika mekanizmalarının iyileştirilmesiyle maliyet kademeli olarak azalacaktır. 2030 yılına kadar, karbon varlık yönetimi yeteneklerine sahip verimli gaz yakıtlı enerji projelerinin iç getiri oranının (IRR) istikrarlı bir şekilde %6-8 aralığında olması beklenmektedir.

IV. Maliyet Optimizasyonuna Yönelik Temel Yönelimler

Maliyet bileşimi ve etkileyen faktörlerle birlikte ele alındığında, doğal gazla çalışan enerji üretim ünitelerinin enerji üretim maliyetlerinin optimizasyonu, "yakıtı kontrol etme, yatırımı azaltma, işletme ve bakımı optimize etme ve politikalardan yararlanma" olmak üzere dört temel unsura odaklanmalı ve teknolojik yenilik, kaynak entegrasyonu ve politika bağlantısı yoluyla kapsamlı maliyetlerin sürekli olarak azaltılmasını sağlamalıdır.

Öncelikle, doğalgaz tedarikini istikrara kavuşturun ve yakıt maliyetlerini kontrol altına alın. Başlıca yerli doğalgaz tedarikçileriyle iş birliğini güçlendirin, doğalgaz fiyatlarını sabitlemek için uzun vadeli doğalgaz tedarik anlaşmaları imzalayın; doğalgaz kaynaklarının çeşitlendirilmesini teşvik edin, yerli kaya gazı üretiminin artmasına ve LNG ithalatı uzun vadeli anlaşmalarının iyileştirilmesine dayanarak uluslararası spot doğalgaz fiyatlarına olan bağımlılığı azaltın; aynı zamanda, ünite yanma sistemini optimize edin, enerji üretim verimliliğini artırın ve ünite başına enerji üretiminde yakıt tüketimini azaltın.

İkinci olarak, ekipman yerelleştirmesini teşvik edin ve inşaat yatırımlarını azaltın. Çekirdek teknoloji araştırma ve geliştirmeye yapılan yatırımı sürekli artırın, ağır hizmet tipi gaz türbinlerinin kilit bileşenlerinin yerelleştirilmesindeki darboğazı aşın ve ekipman satın alma maliyetlerini daha da düşürün; proje tasarım ve kurulum süreçlerini optimize edin, inşaat döngüsünü kısaltın ve finansman maliyetlerini ve inşaat mühendisliği yatırımlarını amorti edin; yatırım ve verimlilik arasında denge sağlamak için uygulama senaryolarına göre ünite kapasitesini makul bir şekilde seçin.

Üçüncüsü, işletme ve bakım modelini yükseltin ve işletme ve bakım maliyetlerini düşürün. Akıllı bir teşhis platformu oluşturun, büyük veri ve 5G teknolojisine dayanarak ekipman sağlık durumunun doğru erken uyarısını gerçekleştirin ve işletme ve bakım modelinin "pasif bakım"dan "aktif erken uyarı"ya dönüşümünü teşvik edin; işletme ve bakım teknolojisinin yerelleştirilmesini teşvik edin, profesyonel bir işletme ve bakım ekibi kurun, temel bileşenlerin bağımsız bakım kapasitesini artırın ve bakım ve parça değiştirme maliyetlerini düşürün; arıza nedeniyle kapanma olasılığını ve sarf malzemesi tüketimini azaltmak için yüksek performanslı üniteler seçin.

Dördüncüsü, politikalarla doğru bir şekilde bağlantı kurun ve ek gelir kaynaklarından yararlanın. İki aşamalı elektrik fiyatı ve pik düzenleme tazminatı gibi politikalara aktif olarak yanıt verin ve maliyet aktarımı ve gelir tazminatı desteği için çaba gösterin; karbon varlık yönetim sistemini proaktif olarak kurun, fazla karbon kotalarını satarak ve karbon finansal araçlarına katılarak ek gelir elde etmek için karbon piyasası mekanizmasından tam olarak yararlanın ve maliyet yapısını daha da optimize edin; "gaz-fotovoltaik-hidrojen" çoklu enerji tamamlayıcı düzenini teşvik edin, ünite kullanım saatlerini iyileştirin ve sabit maliyetleri amortize edin.

V. Sonuç

Doğalgaz üretim ünitelerinin enerji üretim maliyeti, yakıt maliyetine odaklanmakta olup, inşaat yatırımı ve işletme-bakım maliyetleriyle desteklenmekte ve gaz fiyatı, politika, karbon piyasası ve bölgesel yapılanma gibi birçok faktörden birlikte etkilenmektedir. Ekonomik başarısı sadece kendi teknik seviyesine ve yönetim kapasitesine değil, aynı zamanda enerji piyasası yapısının ve politika yöneliminin derinlemesine bağlantısına da bağlıdır. Şu anda, doğalgaz üretim ünitelerinin enerji üretim maliyeti kömürle çalışan santrallere göre biraz daha yüksek olsa da, "çift karbon" hedefinin ilerlemesi, karbon fiyatlarının yükselmesi ve ekipman yerelleştirme alanındaki atılımlarla birlikte, düşük karbon avantajları ve ekonomik avantajları giderek daha belirgin hale gelecektir.

Gelecekte, doğal gaz üretim, tedarik, depolama ve pazarlama sisteminin sürekli iyileştirilmesi ve enerji piyasası ile karbon piyasası reformunun derinleştirilmesiyle, doğal gaz üretim ünitelerinin elektrik üretim maliyeti kademeli olarak optimize edilecek ve yüksek oranda yenilenebilir enerjiye ve enerji güvenliğine bağlanmada önemli bir destek haline gelecektir. Sektör işletmeleri için, maliyetleri etkileyen faktörleri doğru bir şekilde kavramak, temel optimizasyon yönlerine odaklanmak ve teknolojik yenilik, kaynak entegrasyonu ve politika bağlantısı yoluyla kapsamlı elektrik üretim maliyetini sürekli olarak düşürmek, doğal gaz üretim ünitelerinin piyasa rekabet gücünü artırmak ve yeni enerji sisteminin inşasına ve enerji yapısının dönüşümüne yardımcı olmak gereklidir.