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近日，GE燃氣發電集團基于行業領先的燃氣發電技術與深耕中國市場的豐富本土經驗，發布全新中國氣電白皮書《加速燃氣輪機發電增長 邁向零碳未來》，提出加速燃氣輪機發電和可再生能源的戰略性部署，低碳或接近零碳的發電技術可以快速實現大幅減排，助力中國新型電力系統的建設和“雙碳”目標實現。

加速燃氣輪機發電和可再生能源戰略部署

“十四五”期間將是中國發展天然氣發電產業的戰略“窗口期”。2022年3月22日，國家發改委、國家能源局發布《“十四五”現代能源體系規劃》，指出“十四五”時期現代能源體系建設的主要目標，強調能源保障更加安全有力。到2025年，國內天然氣年產量達到2300億立方米以上，發電裝機總容量達到約30億千瓦，能源儲備體系更加完善，能源自主供給能力進一步增強?！吨袊烊粴獍l展報告（2021）》預測，到2025年，中國燃氣輪機發電裝機容量將會突破1.5億千瓦，占總裝機容量的6%左右。

目前，燃氣輪機發電在中國的珠三角、長三角以及京津冀這三個區域相對比較集中。據GE燃氣發電服務中國區總經理許欣介紹，在“十四五”期間，粵港澳大灣區的燃氣輪機擁有良好的發展前景。

圖：深圳能源光明電源基地

2021年12月22日，在全國能源工作會議上，國家能源局黨組書記、局長章建華作了題為《深入貫徹落實能源安全新戰略為全面建設社會主義現代化國家提供堅強能源保障》的報告，強調加快推進“風光水火儲一體化”和“源網荷儲一體化”發展。

許欣表示，在西北地區，過去燃氣輪機發展的機會并不是很多。在推動“風光水火儲一體化”和“源網荷儲一體化”發展的過程中，如果能夠將西北地區的可再生能源有效利用起來，在電網不需要的時候用于制氫，產生的氫就地發電，又可以與可再生能源互為補充，提高電網的穩定性，燃氣輪機在西北地區就會有更大的發展空間。

燃氣輪機發電是未來新型電力系統的重要支撐

中國作為全球主要排放國里首個設定碳中和目標期限的發展中國家，也是世界電力生產和消費大國，正通過加快構建新型電力系統實現深度轉型。而燃氣輪機發電憑借自身眾多獨特優勢，成為未來新型電力系統的重要支撐，地位愈發重要——其便于接近負荷中心，提高供電可靠性，是替代傳統煤電的基荷能源和保障電力系統安全穩定可靠的環保低碳能源；同時作為響應特性、發電成本、供電持續性綜合最優的調峰電源，燃氣輪機發電也是新型電力系統的重要支撐和補充。

GE表示，燃氣輪機發電將繼續為負荷中心煤電機組的淘汰提供替代選擇；同時，靈活高效的天然氣分布式能源站將為產業園區、物流園區、旅游服務區、大型商業設施、交通樞紐、學校、醫院等區域供能提供可靠支撐；此外，氣電還將與風電、光伏發電等其他可再生能源相結合實現多能互補，成為電網靈活性調峰資源的重要組成部分。

從國內外市場來看，燃氣發電持續發展的動力較為充足。第一個推動因素是減少碳排放。相較于天然氣資源來說，國內煤炭資源更為充足，受國際市場影響也要更小，但天然氣發電替換并淘汰煤電機組仍是一個更好的選擇。許欣認為，在一些特定場景下，比如市中心不能繼續燒煤，但又需要大容量、有效可靠的電源支撐點，燃氣輪機仍然是一個好的選項。

第二個推動因素是大量的可再生能源接入電網后需要有效的支撐。目前已有的一些儲能方式存在一定限制。如抽水蓄能受到場地因素限制，電化學儲能從現有規模和時間效應上來說也有一定限制。所以，在一些電源點上，如果負荷中心需要支撐的話，燃氣輪機是一個很好的選擇。

第三個推動因素，是可再生能源制氫作為一種儲能方式，再用產生的氫給燃氣輪機提供燃料。這三方面都在推動燃氣輪機不斷向前發展。

但在當前低碳轉型的大環境下，燃氣發電也面臨著挑戰。許欣介紹稱，目前，電價和燃料成本之間并沒有建立起完全的疏導機制。因為天然氣的價格是隨著國際市場的波動而波動的，導致投資燃氣輪機電廠的收益可能有一定的不確定性。

此外，燃氣輪機的發展將進一步推動一些區域分布式能源的發展，使這個區域的電力系統從以往的大機組、大電網的模式轉向大型發電為主，以分布式功能為輔的多模式互補電力系統轉變。

GE燃氣發電集團中國區產品技術總經理閻福華認為，未來基于區域分布式能源的發展，會是大電網的有益補充。例如，GE現有的6F.03燃氣輪機，聯合循環12萬千瓦左右，應用范圍非常廣泛。該燃氣輪機在工業園區、一些商業區甚至是一些大學城這種地區可以冷熱電聯供，并且在將來它也會具備一定消納氫的能力。

圖：惠州大亞灣石化區綜合能源站

零碳技術是燃氣輪機發電發展的重要選擇

許欣表示，放眼未來，零碳技術是燃氣輪機發電發展的重要技術選擇，零碳技術的突破將為燃氣輪機發電發展換取新的空間?，F役或新建的燃氣輪機電廠都可以通過使用氫氣作為燃料或者采用碳捕獲、利用與封存（CCUS）技術，實現燃氣輪機電廠從低碳到零碳電源過渡。他說：“GE希望持續推進的電力市場體系改革為氣電發展提供更好的支撐，滿足各地燃氣輪機發電發展的需求。在有關政策的鼓勵支持下，加強多方合作，促進燃氣輪機發電與風電、光伏、氫能等多種資源的融合，實現協同發展?！?/p>

隨著全球CCUS技術不斷發展，CCUS有望成為燃氣輪機電廠實現更低碳排放的重要方式。GE通過CCUS技術，將捕集的二氧化碳廣泛應用于各種領域，實現資源化利用，探索燃氣輪機發電由“低碳”向“零碳”能源的過渡。

據GE介紹，在摻氫燃燒方面，全球已有超過100臺GE燃氫及低熱值燃料機組在運行，累計運行小時數超過800萬小時。GE的HA燃氣輪機機組目前已經具備50%摻氫燃燒的能力，HA級燃氣輪機也計劃在2030年實現100%純氫燃燒。廣東省能源集團旗下的惠州大亞灣石化區綜合能源站將運行兩臺套9HA.01重型燃氣輪機聯合循環機組。2023年項目投產后，兩臺燃氣輪機將采用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。

零碳技術的發展為天然氣發電提供了增長的發展空間，GE燃氣發電集團中國區產品技術總經理閻福華介紹了GE零碳技術的演進路線。他說：“目前國際上來看煤電的碳排放強度基本上是每度電1000g，GE零碳技術的第一步，是用現在的天然氣發電技術來替代煤電。經過我們的測算，天然氣發電代替煤電可以減少45%的碳排放強度。第二步，利用現在最先進的HA燃氣輪機。GE最先進的9HA.02燃氣輪機聯合循環效率已經到了64%，如果用該HA燃氣輪機來替代煤電，可以減少60%的碳排放強度。第三步，現在GE的HA燃氣輪機已經具備了燒氫能力，目前的系統設計已經具備50%的燒氫能力，如果把GE的HA聯合循環加上50%的燒氫能力結合起來，可以實現減碳69%。第四步，如果把GE的HA聯合循環加上碳捕捉的技術，其中90%的碳用碳捕捉技術捕捉掉的話，可以實現97%的碳減排。第五步，在2030年前，GE的HA燃氣輪機會實現100%的燒氫能力，到那個時候GE燃氣輪機就會實現零碳排放?！?/p>

燃氫是未來燃氣輪機向低碳和零碳目標過渡的主要方式。但目前，氫氣作為燃氣輪機的主要燃料存在著一些困難。據閻福華介紹，氫燃料運用困難的一大原因是氫跟天然氣相比是低熱值燃料，燃燒溫度高。其次，氫在高溫和高壓下對金屬材料有很強的腐蝕作用，會引起金屬材料的氫脆，對管道、法蘭、密封等材料都有非常高的要求。而且，氫的制備、儲存、運輸還有一定的困難，從產、供、銷、處理上還沒有形成一個成熟的產業鏈。同時，氫燃料的價格還沒有達到大規模商用的程度。

閻福華認為，無論從技術儲備和研發上還是示范項目的進展方面，GE對于燃氣輪機到2030年實現100%的燒氫目標非常有信心。