燃?xì)廨啓C是一種先進(jìn)而復(fù)雜的成套動力機械裝備，是典型的高新技術(shù)密集型產(chǎn)品。作為高科技的載體，燃?xì)廨啓C代表了多理論學(xué)科和多工程領(lǐng)域發(fā)展的綜合水平，是當(dāng)代社會的先導(dǎo)技術(shù)。根據(jù)通用電氣(GE)發(fā)布的氣電白皮書《加速燃?xì)廨啓C發(fā)電增長，邁向零碳未來》(下稱“白皮書”)顯示，實現(xiàn)大幅度減排、達(dá)到碳中和將是電力行業(yè)的發(fā)展趨勢。

GE以綠色創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)燃?xì)廨啓C，助力電力系統(tǒng)低碳發(fā)展

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，電力行業(yè)的碳排放占全球碳排放總數(shù)的41%。因此，電力系統(tǒng)的低碳變革勢在必行，而其中的關(guān)鍵在于用綠色創(chuàng)新技術(shù)替代傳統(tǒng)技術(shù)。在“雙碳”目標(biāo)下，作為未來新型電力系統(tǒng)的重要支撐，燃?xì)廨啓C發(fā)電的地位會愈發(fā)重要——其便于接近負(fù)荷中心，提高供電可靠性，是替代傳統(tǒng)煤電的基荷能源和保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠的環(huán)保低碳能源。

相較于煤電，清潔低碳是氣電的天然優(yōu)勢。盡管也屬于化石燃料，但在所有化石燃料中，天然氣機組的二氧化碳排放量是最低的——聯(lián)合循環(huán)燃機電廠的二氧化碳排放量是同類燃煤電廠的50%，且具備更低的污染物(例如汞、氮氧化物、硫化物、顆粒物等)排放水平，是代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤發(fā)電的理想選擇。

在中國，燃?xì)廨啓C發(fā)電也在不斷助力實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，GE燃?xì)獍l(fā)電集團(tuán)中國區(qū)產(chǎn)品技術(shù)總經(jīng)理閻福華認(rèn)為，“未來低碳、零碳排放的燃機技術(shù)路線圖，基本可以分五步走。當(dāng)然，這中間會有燃燒技術(shù)、材料技術(shù)、控制技術(shù)以及氮氧化物的控制技術(shù)等很多難題需要突破，但我們很有信心?！?/p>

白皮書中提到了零碳排放的燃機技術(shù)路線圖。第一步，如果用天然氣技術(shù)來替代煤電，可以減少45%的碳排放強度;第二步，如果利用現(xiàn)在最先進(jìn)的HA燃機來替代煤電，可以減少60%的碳排放強度;第三步，HA聯(lián)合循環(huán)和50%的燒氫能力結(jié)合起來，可以減少69%的碳排放強度;第四步，HA聯(lián)合循環(huán)加上碳捕捉技術(shù)，90%的碳用碳捕捉技術(shù)捕捉掉的話，可以減少97%的碳排放強度;第五步，2030年前，GE HA燃機會具備100%的燒氫能力，最終實現(xiàn)零碳排放。

燃?xì)廨啓C摻氫讓氣電實現(xiàn)零碳

上述提到的HA級燃機，是GE迄今最高效，也是銷售增長速度最快的燃機產(chǎn)品，目前HA級燃機已在全球20個國家收獲超過130臺燃機訂單。截至2022年5月，全球已投運的GE HA級燃機機組總運行小時數(shù)已突破130萬小時。

HA級燃機不僅創(chuàng)造了全球最高效50赫茲電廠和60赫茲電廠的吉尼斯世界紀(jì)錄，更有著出色的效率和可靠性。目前在全球，包括美國、澳大利亞、中國都有HA燃機項目在執(zhí)行。比如在中國，粵港澳大灣區(qū)就開始使用9HA燃機。在2020年進(jìn)博會期間，GE簽訂的東莞寧洲項目，預(yù)計在2023年投產(chǎn)。這一采用3臺GE 9HA.02的燃?xì)怆姀S，將成為國內(nèi)最大的燃?xì)怆姀S，也是粵港澳大灣區(qū)節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)升級的重點項目。

而于2021年1月投運的中國首個9HA.01燃?xì)廨啓C電廠——天津華電軍糧城電廠，自投運以來，電廠運行效率更是遠(yuǎn)超預(yù)期，聯(lián)合循環(huán)效率達(dá)到63.36%，是目前國內(nèi)投運的HA級燃機機組中效率最高的。

對于如何進(jìn)一步減少碳排放，GE則提出在有條件的地區(qū)支持率先開展燃?xì)廨啓C摻氫示范或CCUS示范。國家在今年年初出臺了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》，如果氫能在技術(shù)上能夠有所突破，形成規(guī)模效應(yīng)并降低成本，氫可能會成為能源轉(zhuǎn)型的一個長期技術(shù)，燃?xì)廨啓C摻氫燃燒不僅可以解決減碳的問題，也是解決能源安全的可行路徑。

目前，GE在全球已有超過100臺采用低熱值含氫燃料機組在運行，累計運行小時數(shù)超過800萬小時，其中部分機組的燃料含氫量超過50%。在中國，GE也已經(jīng)有十幾臺燃燒高比例氫燃料的燃機在鋼廠、化工廠運行。去年，廣東省能源集團(tuán)旗下的惠州大亞灣石化區(qū)綜合能源站訂購了兩臺套GE 9HA.01重型燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)機組，2023年項目投產(chǎn)后，兩臺燃?xì)廨啓C將采用10%(按體積計算)的氫氣摻混比例與天然氣混合燃燒，成為中國首座摻氫燃燒的9HA電廠。

燒氫本身并不是一個全新的技術(shù)，但對GE來說是要爭取在2030年實現(xiàn)所有燃機主力機型都實現(xiàn)更高比例的摻氫燃燒，HA級燃機做到100%燃?xì)洹?/p>

燃?xì)廨啓C發(fā)電是實現(xiàn)降碳目標(biāo)的重要組成

在新型電力系統(tǒng)中，氣電的角色遠(yuǎn)不止于此。當(dāng)前國內(nèi)的電力系統(tǒng)正通過加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)以實現(xiàn)快速深度轉(zhuǎn)型，而可再生能源在間歇性、波動性和不穩(wěn)定性的特點之下，預(yù)計電力需求和電力系統(tǒng)的靈活性需求也將隨之增長，這都意味著靈活、可靠、可負(fù)擔(dān)的氣電，在未來十年乃至到碳中和時期，將在中國的電力系統(tǒng)中扮演更加重要的角色。

燃機發(fā)電靈活且可調(diào)度，可以快速可靠上網(wǎng)，調(diào)整出力水平，根據(jù)需要平衡供需。它們可以根據(jù)電網(wǎng)的需求在一天中、一周或一個月的時間內(nèi)以及季節(jié)性(無論何時需要)的變化來調(diào)峰。當(dāng)部署更多不可調(diào)度的風(fēng)能和太陽能時，這種靈活性對于保持電網(wǎng)穩(wěn)定性尤其重要。無論什么時間、什么天氣狀況，燃?xì)廨啓C電廠都可以運行并根據(jù)需求提供可靠的電力。而風(fēng)能和太陽能的可用性并不總是與需求相一致。比如風(fēng)場裝機100MW，但電網(wǎng)在需要時其由于風(fēng)力較弱只能發(fā)20MW，那么可靠容量系數(shù)只有20%，而根據(jù)GE測算，燃機發(fā)電的平均可靠容量系數(shù)可達(dá)到84%。

可再生能源大量接入，對電網(wǎng)的支撐會提出更高的要求，而燃?xì)廨啓C具備啟?？臁⑸地?fù)荷能力強、調(diào)節(jié)性能出色等優(yōu)勢，在電網(wǎng)應(yīng)對大量可再生能源的不穩(wěn)定性、間歇性所帶來的種種挑戰(zhàn)面前，相比儲能、抽水蓄能等靈活性電源，燃?xì)廨啓C發(fā)電是響應(yīng)特性、發(fā)電成本、供電持續(xù)性綜合最優(yōu)的調(diào)峰電源，是可再生能源發(fā)電的最佳補充。

目前各區(qū)域正在研究在天然氣和風(fēng)、光資源富集區(qū)配套建設(shè)一批燃機調(diào)峰電站，而靈活高效的天然氣分布式能源站也將為產(chǎn)業(yè)園區(qū)、物流園區(qū)、旅游服務(wù)區(qū)、大型商業(yè)設(shè)施、交通樞紐、學(xué)校、醫(yī)院等區(qū)域供能提供可靠支撐，這些都會成為燃機發(fā)電在新的場景下的應(yīng)用。

為了更好地服務(wù)國內(nèi)市場、推動燃機的國產(chǎn)化進(jìn)程，通用電氣(GE)多年前就已開始布局。先是在輕型燃機方面，與華電合資成立華電通用輕型燃機設(shè)備有限公司，作為GE分布式能源設(shè)備的全球制造基地之一，為航改型燃機的國產(chǎn)化進(jìn)程提供有力支持;

在重型燃機方面，GE與哈電合作，在河北秦皇島建立了燃機制造基地，生產(chǎn)HA級重型燃機?；葜荽髞啚呈瘏^(qū)綜合能源站訂購的9HA.01燃機機組就正由該基地生產(chǎn);在工業(yè)類燃機方面，GE也與本地合作伙伴南汽一起不斷推進(jìn)6F.03、9E燃機的本土化。

燃?xì)廨啓C發(fā)電作為實現(xiàn)降碳目標(biāo)的重要組成和電網(wǎng)安全的可靠支撐，將為中國電力領(lǐng)域的減排貢獻(xiàn)巨大力量，GE燃?xì)獍l(fā)電集團(tuán)憑借深耕中國市場多年的經(jīng)驗，將攜手本土合作伙伴不斷引進(jìn)先進(jìn)的燃?xì)廨啓C發(fā)電技術(shù)，推動中國燃機的本土化發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈升級，為建設(shè)新型低碳電力系統(tǒng)持續(xù)提供支持。

有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前全球溫室氣體排放量的41%來自電力行業(yè)，所以對于國內(nèi)的“雙碳”目標(biāo)，全面應(yīng)用燃?xì)廨啓C、電力系統(tǒng)的低碳變革勢在必行，這就突顯了燃?xì)廨啓C發(fā)電和可再生能源的戰(zhàn)略性部署的重要性。根據(jù)加速燃?xì)廨啓C發(fā)電和可再生能源的戰(zhàn)略性部署，精進(jìn)低碳或接近零碳發(fā)電的技術(shù)，不僅可以快速地實現(xiàn)大幅度減排，還將助力中國新型電力系統(tǒng)的建設(shè)和“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。