來(lái)源：中國(guó)能源報(bào)

最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，盡管近兩年來(lái)，全球因新冠肺炎疫情而出現(xiàn)大范圍停工停產(chǎn)，但二氧化碳的排放量卻并沒(méi)有隨之明顯減少。今年，全球二氧化碳濃度的平均值已經(jīng)達(dá)到了有史以來(lái)的最高值。加快碳減排行動(dòng)迫在眉睫。作為相對(duì)清潔的發(fā)電模式，天然氣發(fā)電也因此迎來(lái)了發(fā)展的新機(jī)遇。

基于數(shù)十年來(lái)對(duì)低碳發(fā)展的承諾，燃機(jī)制造巨頭GE近日發(fā)布能源轉(zhuǎn)型白皮書(shū)《加速可再生能源和天然氣發(fā)電增長(zhǎng)，及時(shí)有效應(yīng)對(duì)氣候變化》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“白皮書(shū)”）表示，加速部署“可再生能源+天然氣發(fā)電”、持續(xù)探索混合燃?xì)涞热細(xì)廨啓C(jī)的低碳化技術(shù)，可以幫助全球改變氣候變化的軌跡，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展，有效應(yīng)對(duì)氣候變化。

全球低碳轉(zhuǎn)型：天然氣發(fā)電的新機(jī)遇

去年以來(lái)，包括中國(guó)在內(nèi)的世界多國(guó)陸續(xù)提出了各自的低碳發(fā)展目標(biāo)，大大推動(dòng)了全球的低碳化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。這不僅為風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源帶來(lái)了更廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也為天然氣這一相對(duì)清潔且廣泛應(yīng)用的能源創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。

根據(jù)國(guó)際能源署此前發(fā)布的報(bào)告，預(yù)計(jì)2019年至2025年期間，全球僅液化天然氣的貿(mào)易量就將增長(zhǎng)21%，達(dá)到5850億立方米。

GE燃?xì)獍l(fā)電服務(wù)中國(guó)區(qū)總經(jīng)理許欣表示：“當(dāng)前低碳化發(fā)展的大趨勢(shì)對(duì)于天然氣發(fā)電而言并非壓力，反而恰恰是一個(gè)機(jī)遇。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，電力行業(yè)的碳排放量占到全球二氧化碳排放總量的40%以上，天然氣發(fā)電作為相對(duì)清潔的發(fā)電形式，將是電力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的有效且快速的重要手段。”

一方面，隨著越來(lái)越多的可再生能源電力并入電網(wǎng)，需要有強(qiáng)有力的“后盾”幫助電網(wǎng)調(diào)峰，而天然氣發(fā)電不僅相對(duì)排放量低，響應(yīng)速度也更快，作為調(diào)峰電源有很大的發(fā)展空間。

其次，由于煤電排放量較高，全球各國(guó)都在尋求減少煤電使用，采用氣電替代煤電成為一條重要的低碳過(guò)渡路徑，這為天然氣發(fā)電的更廣泛應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)。

另一方面，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，逐步在燃?xì)怆姀S(chǎng)中混合燃燒氫氣將成為燃?xì)怆姀S(chǎng)自身清潔化的一個(gè)途徑，這將大大減少燃?xì)怆姀S(chǎng)的碳排放，并最終實(shí)現(xiàn)零排放。

不過(guò)，許欣同時(shí)表示，目前，天然氣發(fā)電也存在一定的挑戰(zhàn)。行業(yè)仍需要更多具有延續(xù)性、連貫性、可執(zhí)行性的支持政策，建立靈活、可靠的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，更多采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)一步降低碳排放量。

低碳排的“超強(qiáng)組合”：可再生能源+氣電

GE在白皮書(shū)中指出，近年來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電裝機(jī)節(jié)節(jié)攀升，發(fā)電成本也快速下降，考慮到可再生能源發(fā)電的波動(dòng)性，GE相信，加速可再生能源和天然氣發(fā)電的戰(zhàn)略性部署可改變氣候變化的軌跡，從而快速地實(shí)現(xiàn)大幅度減排。

“天然氣發(fā)電在電力行業(yè)低碳化發(fā)展的過(guò)程中將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。”GE燃?xì)獍l(fā)電集團(tuán)發(fā)電服務(wù)部技術(shù)總監(jiān)閻福華表示，“天然氣發(fā)電具有靈活、可調(diào)度、可負(fù)擔(dān)、二氧化碳排放量較低等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還可以很好地與風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能等進(jìn)行互補(bǔ)。”

許欣指出：“可再生能源+天然氣發(fā)電的模式，可以成為實(shí)現(xiàn)低碳排發(fā)電的‘超強(qiáng)組合’。天然氣發(fā)電不僅調(diào)度靈活，而且度電二氧化碳排放量不到燃煤發(fā)電的50%。不僅如此，在土地使用方面，對(duì)于寸土寸金的負(fù)荷中心，天然氣發(fā)電相比煤電所需的土地空間大為減少，從而使燃?xì)獍l(fā)電廠(chǎng)可以更靠近需求中心部署，并且可以減少對(duì)輸電基礎(chǔ)設(shè)施的投資。”

有鑒于此，GE已經(jīng)為其燃?xì)獍l(fā)電業(yè)務(wù)制定了清晰的低碳及零碳排放技術(shù)路線(xiàn)圖。第一階段，采用天然氣發(fā)電取代煤電，依靠現(xiàn)有的技術(shù)可以做到碳減排45%。第二階段，采用GE最先進(jìn)的HA級(jí)機(jī)組，實(shí)現(xiàn)極高的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率，從而助力減排。目前7HA最高可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)63%的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率，9HA.02可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)64%的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率，在此情況下，可以減排60%。第三階段，如果采用最新的HA級(jí)聯(lián)合循環(huán)，加上混合50%的氫氣，可以進(jìn)一步把碳排放量降低69%。第四階段，采用高效率的HA級(jí)機(jī)組聯(lián)合循環(huán)，再加上碳捕捉技術(shù)，可以做到減碳97%。第五階段，采用高效率的HA燃機(jī)燒100%氫氣，可以實(shí)現(xiàn)零碳排放。

許欣表示，GE還在核心主營(yíng)業(yè)務(wù)上不斷推進(jìn)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。“因?yàn)閿?shù)字化技術(shù)和電網(wǎng)、電廠(chǎng)組合起來(lái)，既能夠有一定的經(jīng)濟(jì)效益，也能夠?yàn)闇p排做出貢獻(xiàn)。GE的終極目標(biāo)是采用HA級(jí)燃機(jī)、百分之百燃燒氫氣，從而最終實(shí)現(xiàn)零碳排。”

低碳化的重要途徑：混合燃?xì)浼夹g(shù)

隨著全球“脫碳”進(jìn)程的加速，近年來(lái)，氫燃料越來(lái)越受到行業(yè)的青睞。GE在燃?xì)廨啓C(jī)混合燃?xì)浞矫嬉惨呀?jīng)先行一步，進(jìn)行了大量研究和實(shí)踐。在中國(guó)的鋼廠(chǎng)、化工廠(chǎng)，GE已經(jīng)有十幾臺(tái)燃燒高比例氫燃料的燃機(jī)在運(yùn)行。

GE燃?xì)獍l(fā)電中國(guó)區(qū)新機(jī)業(yè)務(wù)總經(jīng)理黃捷指出，天然氣發(fā)電結(jié)合燃?xì)湟呀?jīng)被證實(shí)是一種可行的商業(yè)模式。“相比純氫發(fā)電，天然氣混合氫氣燃燒發(fā)電成本可控，現(xiàn)階段具有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”

目前，GE已經(jīng)能夠提供經(jīng)驗(yàn)豐富的混合燃?xì)浜偷蜔嶂等剂系娜細(xì)廨啓C(jī)系列產(chǎn)品。“GE的微孔預(yù)混燃燒技術(shù)可以提升燃料與空氣混合的均勻性，從設(shè)計(jì)上保證了燃?xì)廨啓C(jī)50%的燒氫能力。”閻福華表示。“GE最先進(jìn)的HA級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)可實(shí)現(xiàn)50%的氫氣混合燃燒比例。”

當(dāng)前，GE已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行的燃?xì)錂C(jī)組分為三類(lèi)，一類(lèi)是高比例氫燃料運(yùn)行的機(jī)組。GE在韓國(guó)服役的一臺(tái)6B燃機(jī)，已經(jīng)運(yùn)行超過(guò)20年，氫燃料體積占比達(dá)70%-95%。第二類(lèi)是天然氣為主、混摻部分氫氣的機(jī)組。GE有4臺(tái)位于美國(guó)的7F燃機(jī)，燃料中的摻氫比例為5%。第三類(lèi)是百分之百燃燒氫氣的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組，這也是GE燃機(jī)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展方向。GE在美國(guó)穩(wěn)步推進(jìn)的Long Ridge Energy項(xiàng)目，是其全球首個(gè)HA燃機(jī)燒氫示范項(xiàng)目，在新的7HA.02機(jī)組上實(shí)現(xiàn)摻氫燃燒，計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)100%燒氫運(yùn)行。

黃捷表示，天然氣發(fā)電正在迎來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇，混合燃?xì)浼夹g(shù)將在此過(guò)程中發(fā)揮重要作用，更多助力天然氣發(fā)電的低碳化進(jìn)程。