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            “混氫”助推氣電清潔化“更上一層樓”
            發布時間: 2021-11-24

            來源:中國能源網

            近年來,燃氣輪機發電因其相對較低的二氧化碳、污染物排放水平,以及快速響應能力,在替代煤電、為可再生能源發電調峰中發揮了重要作用。而隨著氫能在全球廣受歡迎和關注,在天然氣中混摻氫氣用于發電正在成為一股新的“潮流”,推動燃機發電向更清潔化邁進。

            “混氫”漸成新趨勢

            瑞士行業研究機構SS&A電力研究所近日在電力公司、設備供應商、油氣公司等相關企業中發起的一項調查顯示,業界目前對于天然氣電廠混合氫氣作為發電原料十分關注。有59%的受訪企業認為,氫能將在未來的能源結構中占有重要位置;62%的受訪企業表示,將持續關注及參與燃氣發電中混摻氫氣的技術和設備研發。

            與此同時,荷蘭代爾夫特理工大學的研究人員發現,歐洲多國為實現氣候目標,正在將氫氣視為聯合循環電廠的潛在燃料,用于替代原有的純天然氣發電,從而為各國的碳減排、應對氣候變化作出重要貢獻。

            今年10月,我國的氫氣摻入天然氣示范項目也取得了新進展。由國家電投集團燕山湖發電有限公司聯合國家電投集團科學技術研究院建設的國內首個“綠氫”摻入天然氣輸送應用示范項目,將可再生能源電解水制取的“綠氫”與天然氣摻混后供燃氣鍋爐使用,已按10%的摻氫比例安全運行一年。

            減排效果顯著

            事實上,業界對于燃氣電廠混合氫氣作為燃料的關注,主要源自其更為顯著的減排效果。根據氣電設備供應商通用電氣(GE)的測算,在現有技術下,采用天然氣替代煤炭發電,可以減少45%的碳排放量;如果采用高效的聯合循環發電機組,以GE的9HA.02燃氣機組為例,可以實現60%的碳減排;而如果在HA級聯合循環機組中采用天然氣“混摻”50%氫氣燃燒,則可以將碳排放量進一步降低69%。

            據GE燃氣發電服務中國區總經理許欣介紹,GE燃氣輪機使用氫氣等低熱值燃料運行已超過30年,在此期間,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。在中國,GE也已經有十幾臺燃燒高比例氫燃料的燃機在鋼廠、化工廠等運行。GE計劃在2030年前,將旗下最先進的HA級燃機的燃氫能力提高到百分之百,這也是GE燃氣輪機技術發展的一個重要方向。

            “眾所周知,在所有化石燃料中,燃氣輪機發電機組的二氧化碳排放量最低,且具備更低的污染物排放水平,是代替傳統燃煤發電的理想選擇。”許欣表示,“在國內可再生能源大規模發展和成本快速下降的背景下,可再生能源制氫有助于提高可再生能源利用率,產生的氫可用于燃氣輪機發電,又能和可再生能源產生的間歇性電力形成互補,由此,燃氣電廠也有望最終實現零碳發電。這也代表著未來清潔低碳能源發展的新趨勢。100%燃氫的燃氣輪機將是未來電力系統的重要支撐。”

            技術創新仍有提升空間

            不過,根據代爾夫特理工大學的研究,現階段,在燃氣輪機中“混摻”氫氣作為燃料也還存在一定的挑戰。比如,由于氫氣與天然氣具有不同特性,對燃燒設備、工藝等都有不同的要求,需要現有的燃氣發電廠根據實際情況進行適當調整。另外,目前,氫氣的生產成本仍然偏高,在一定程度上影響了燃氣發電“混摻”氫氣的經濟性。

            對此,許欣表示,燃氣輪機“混摻”氫氣作為燃料的技術實際上已經有多年的發展。“而氫能產業的發展與繁榮離不開上中下游各方的齊力推進。我們呼吁全產業鏈企業共同努力,科學規劃氫能發展路徑,加大氫能產業鏈各個環節關鍵材料和關鍵技術的研發,實現技術自主可控,大幅降低氫能的成本,從而不斷提升氫能在終端能源消費中的占比。”

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