以“氢”洁气电铺就碳中和之路

以“氢”气清洁能源为碳中和铺路

GE推动HA级燃气轮机燃氢能力，先进燃气轮机技术助力电厂和EPC企业向“双碳”目标迈进

在“双碳”目标提出后的一年里，能源企业的“碳探路者”为碳达峰和碳中和绘制了时间表和路线图。在这条通往“双碳”目标的跑道上，可再生能源和天然气发电将成为“双碳”目标下能源领域的主力军。

“在碳达峰、碳中和的目标下，各行各业都在探索减少碳排放和产业转型升级的途径。电力系统作为碳排放大国，其低碳改革更是势在必行。天然气发电是大好机会。”在第四届中国国际进口博览会上，GE燃气动力服务中国区总经理许昕说。

基于数十年对低碳发展的承诺，GE 2020能源转型白皮书《加快可再生能源和天然气发电增长，及时有效应对气候变化》指出，部署“可再生能源+天然气”发电”将加快。 “持续探索混合燃氢燃气轮机等低碳技术，有望帮助世界改变气候变化轨迹，减少碳排放，实现低碳发展，有效应对气候变化。

气电在“双碳”过程中发挥重要作用

去年以来，世界上许多国家相继提出各自的低碳发展目标，致力于推动全球低碳转型进程。这不仅为风能、太阳能等可再生能源带来了更广阔的发展空间，也为天然气这一清洁、应用广泛的能源创造了新的发展机遇。

与其他化石燃料相比，天然气发电机组的二氧化碳排放量最低，污染物排放水平更低，是替代传统燃煤发电的理想选择。同时，随着可再生能源占比逐步提高，天然气以其可调度、高效、可靠等优势，充分弥补了可再生能源的多变性和不稳定性，逐渐成为可再生能源的支撑。清洁能源的未来。低碳能源发展中不可或缺的角色。

“通过天然气发电与可再生能源的互补，以及氢燃燃气机组的积极部署，燃气轮机电厂有望最终实现清洁零碳发电。我们相信，在未来，可以100%燃烧氢气的燃气轮机将是一种新型的动力系统。重要的支持。”许昕说。

沿着“双碳”目标的时间轴，GE还将燃气发电向低碳或零碳排放的技术路线划分为五个阶段：

第一阶段，天然气发电替代煤炭发电，在现有技术基础上可减少45%的碳排放；

在第二阶段，GE 最先进的 HA 机组用于实现极高的联合循环发电效率。目前，7HA燃气轮发电机组可实现63%以上的发电效率，9HA.02燃气轮机发电机组可实现64%以上的发电效率。实现60%的减排；

第三阶段，如果采用最新的HA级联合循环，天然气与50%的氢气混合燃烧，可进一步减少碳排放69%；

在第四阶段，碳捕集有一个非常实用的案例，可以达到90%的效率。高效HA联合循环及碳捕集技术的应用，可减碳97%；

第五阶段，高效HA燃气轮机可实现100%氢燃烧，从而实现零碳排放。

“GE计划到2030年将HA级燃气轮机的氢燃烧能力提高到100%，这也是GE燃气轮机技术发展的重要方向。未来，我们将利用创新技术帮助中国的主要燃气轮机电厂和EPC公司前行，“双碳”目标正在大步前行。许昕说。

正是创新技术的加持，让GE赢得了更多合作伙伴的信任。仅在今年进博会期间，GE就获得了多项订单。 GE燃气集团与江苏大唐国际金坛热电有限公司签署长期服务协议，标志着GE与大唐金坛电厂长期合作关系的延续和加强。此外，GE燃气集团与上海通化燃气轮机服务有限公司签署了一系列采购意向书，为华电集团旗下的三座燃气轮机发电厂采购备件。

HA级燃机转气电

中国燃气轮机机组主要集中在长三角、珠三角和京津地区。广东、江苏、浙江、北京、上海是我国燃气轮机发电厂人口最密集的地区，装机容量占全国的80%以上。 “因此，GE在为中国客户定制发电解决方案时，需要充分考虑当地人口密度、地理环境、资源禀赋和经济发展水平等，真正因地制宜。” GE气电集团中国区重型燃气轮机销售部总经理、哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司总经理马军表示。

那么如何为客户带来最好的解决方案呢？

GE还提出了以HA级燃气轮机为代表的自己的王牌发电解决方案，现已广受中国市场青睐。 HA级燃气轮机设备安全可靠、高效、清洁、可持续，建设周期快。与同等规模的燃煤电厂相比，占地面积更小。这些优势使HA级重型燃气轮机名声大噪。

GE 的 HA 级燃气轮机是世界上最大、最高效和发展最快的燃气轮机。 HA级燃气轮机凭借卓越的安全性和可靠性，已在全球20个国家获得129台燃气轮机订单。截至2021年7月，GE全球投运HA级燃气轮机机组总运行小时数已超过100万小时。 HA级燃气轮机实现了吉尼斯世界纪录认证的世界上最高效的50赫兹和60赫兹燃气轮机发电厂。

“在中国，GE的HA级燃气轮机特别适用于大城市群作为纯冷凝发电或作为可再生能源补充的调峰机组。”马军说。天津华电军粮城电厂作为第一座投入商业运行的9HA.01燃气轮机电厂，荣获《发电》杂志颁发的“2021年度最佳改造电厂”奖。军粮城电厂是中国乃至世界“煤改气”转型升级的绝佳案例。为中国能源产业清洁低碳转型提供可靠助力。该电厂配备了GE最先进的HA级燃气发电技术，高效、环保、灵活。

电站投产以来运行稳定，效率远超预期。联合循环效率达到63.36%，是目前国内运行的HA级燃机机组中效率最高的。按全年运行4500小时计算，君良城9HA燃气轮机综合供电煤耗约196G/kWh，比60万千瓦超临界煤耗煤耗低约100g/kWh机器同等工况下，每年可节约标准煤30万吨以上，减少二氧化碳排放180万吨；满负荷时，冷态需要3.5小时，暖态需要2.5小时，热态只需1小时30分钟，燃气轮机在40分钟内达到满负荷。

此外，GE还为广东能源集团旗下的东莞宁州电厂提供了3台9HA.02燃气轮机，以促进电厂增效减排，顺利实现“煤改气”转型，以及推进粤港澳大湾区能源供给侧建设。改革，第一台机组于今年11月3日从法国贝尔福工厂运往中国。电厂预计2022年正式投产，届时东莞宁州电厂将成为中国最大的燃气轮机电厂。

就在今年12月，GE与哈电宣布将为广东能源集团旗下惠州大亚湾石化区综合能源站提供一台包含两台9HA.01重型燃气轮机的联合循环机组。项目投产后，两台燃气轮机将以10%的氢气掺混比例（按体积计算）与天然气混合，成为中国大陆首座天然气氢双燃料9HA发电厂，新增大湾区向低碳能源转型助推。

惠州大亚湾石化区综合能源站

“九大”凭借GE几代燃气轮机的创新技术和经验积累，取得如此优异的“成绩单”，并在中国市场多地开花。不仅如此，多元化的天然气发电解决方案也是GE强大服务能力的体现。为更好地服务中国市场，GE与哈尔滨电气于2017年签署了成立重型燃气轮机合资企业的合作协议，在河北秦皇岛建立燃气轮机制造基地，重点制造9F和9H 燃气轮机和部件。 2018年完成投资协议签署，2019年哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司正式成立，2020年技术转让完成并投产。2021年联合创业公司将完成组装设备、热零件加工设备的全部投资，逐步完善人员配备和技术培训。惠州大亚湾石化区综合能源站9HA机组也将是合资公司生产的第一台9HA燃气轮机，预计2023年初下线。

值得一提的是，哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司是GE燃气动力集团在亚洲唯一的合资生产基地。它的成立充分体现了GE对中国清洁能源转型和天然气发电市场的信心。 “本着立足中国、服务中国、辐射世界的理念，合资公司将成为GE燃气集团实施燃气轮机本土化生产制造战略的重要基地。未来，它将成为GE燃气集团实施燃气轮机国产化战略的重要基地。还将有机会服务于快速增长的全球天然气发电市场。”马军说。

混氢燃气轮机燃烧技术引领气电未来

在“双碳”目标下，氢能成为“碳路人”探索的下一个制高点。业内人士认为，氢能是构建现代能源体系的重要组成部分，对实现“双碳”目标具有重要作用。目前，我国氢能产业发展势头强劲。

“燃气轮机使用包括氢在内的低碳燃料发电代表了未来清洁低碳能源发展的新趋势，将为进一步减碳和应对气候变化做出重要贡献。目前”，燃料转化为氢气是预燃最常见的脱碳方法。燃气轮机燃烧技术与氢气混合是应对能源转型的主导技术。”许昕指出。

”GE长期以来一直致力于对氢燃料特性和氢燃烧技术的持续深入研究，积累了丰富的经验。在燃气轮机混氢燃烧技术的市场推广和推广中，GE燃气轮机使用氢气和类似低热值燃料运行，至今已有30多年的历史，在此期间，全球已有100多台GE氢燃料和低热值燃料机组在运行，累计运行时间超过8小时。百万小时。” GE燃气集团中国区产品技术总经理闫福华说。

燃气轮机混氢燃烧是指燃气轮机使用氢气和天然气的混合燃料。氢可以由可再生能源生产，例如电解氢，即绿色氢，或来自化学工业的高浓度氢。这种燃料的特性 主要成分是甲烷和氢气。随着氢含量的增加，单位体积的发热量减少，但单位质量的发热量增加。

GE在燃气轮机的混氢燃烧技术方面取得了一系列突破。过去，低热值燃料会采用扩散燃烧技术。扩散燃烧系统燃烧稳定，可燃烧高活性含氢燃料，但排放高氮氧化物。 , 需要喷水（蒸汽）或氮气以减少氮氧化物排放。 GE采用MNQC（即多喷嘴静音燃烧系统，扩散燃烧技术）实现稳定燃烧，通过稀释减少氮氧化物排放。随着绿色氢气和天然气混合燃料的普及，GE在最新的HA级燃气轮机中采用了DLN2.6e微孔预混燃烧技术。这种干式预混燃烧技术不仅可以稳定燃烧高活性含氢燃料，防止回火，还可以满足电厂所在地对氮氧化物排放的需求。也可满足同一种燃烧器既能烧天然气又能烧天然气。对含氢气体混合物的要求。

GE先进的微孔预混燃烧技术的起源可以追溯到16年前。 2005年，GE向美国能源部申请氢燃烧国家课题研究，开发出微孔预混燃烧器，并将这种先进的燃烧器应用于9HA燃气轮机。

“燃气轮机混氢燃烧技术的推广和普及，以及整个氢能产业的发展和繁荣，也离不开上、中、下游企业的共同努力。为此，我们呼吁上下游企业共同努力。全产业链下游企业共同努力，科学规划氢能发展路径，加大氢能产业链各环节关键材料和关键技术的研发力度，实现技术自主可控，大幅降低氢能源成本，不断提高氢能源在我国终端能源消费中的比重。”许昕呼吁。

百年积淀，谱写创新篇章。凭借超过 125 年的历史传承和领先技术，GE 燃气电力集团为中国的燃气轮机发电厂和 EPC 公司提供覆盖其电力资产全生命周期的世界一流技术和服务组合，同时时代积极参与绿色低碳能源转型。未来，我们将继续完善燃气轮机燃烧氢气等低碳或零碳发电技术，以绿色实践激发“双碳”潜力，助力中国实现碳达峰和碳中和愿景早日为中国千家万户打造清洁可靠的气电站点。