本文來自：能源雜誌

碳中和是應對全球氣候變化的必然選擇，也是全球共識，中國更是明確提出了“2030年碳達峯、2060年碳中和”的目標。在中國要實現“碳達峯、碳中和”，應該如何積極調整能源結構，是當前行業內正深入探討的議題。作為深耕能源行業多年的GE公司，也在結合其在世界各地的項目實踐和經驗，前瞻性研究如何構建一個新型的綜合能源系統，以推動能源轉型。

未來可再生能源勢必迎來爆發式的增長，但不可忽視的是，氣電因為靈活、可調度、可負擔、二氧化碳排放量不到燃煤發電50%的特點，在未來一段時間內，其都將在新型的電力系統中發揮重要作用。GE在近期發佈的能源轉型白皮書《加速可再生能源和天然氣發電增長，及時有效應對氣候變化》中指出，單獨採用可再生能源與天然氣發電都無法滿足需求，但二者聯合部署後實現的低碳效果，無論在速度還是規模上都有助於達成可觀的氣候目標。確保電力系統可靠性和能源安全性的最有效方法是多種發電資源的協同作業。在各種情況或經濟形勢下，單一的發電方式都無法實現最有效的結果。

在GE燃氣發電服務中國區總經理許欣看來，當下的碳減排與碳中和發展趨勢，對GE來説並不是一種壓力，反而是一個機遇。“大量可再生能源併入電網後，由於其自有的一些不穩定、不可靠的特性，需要有可靠的、穩定的技術幫助電網調峯，所以這給天然氣發電創造了一個機遇。其次，煤電也可以調峯，但是煤電的響應速度沒有那麼快，同時煤電的排放也很高，所以用氣電取代煤電是另外一個機遇。第三，燃氣輪機還可以燒氫，並通過技術改造實現高比例摻氫燃燒或100%燃氫，最終實現零碳排放。”

GE相信推广部署更多可再生能源，在需要時通過增加天然氣發電實現系統靈活性和可靠容量，這是使電力行業實現脱碳最有效的短期行動之一。在全球範圍內，用可變的可再生能源、蓄電池和可調度的天然氣發電組合替代煤炭，與單獨部署可再生能源相比能實現更大程度的碳減排。也就是説，天然氣發電是實現低碳或零碳發電的可行途徑，並且在短期內是一條捷徑。

在GE研究美國碳減排的歷程中發現，此前其電力行業曾嚴重依賴煤炭，但通過快速且大規模部署可再生能源和天然氣發電，目前在脱碳方面成績顯著。自2007年美國碳排放達到峯值以來，美國電力行業產生的CO2排放量已下降了33％，而總髮電量則保持在4300TWh左右。在此期間，燃煤發電量大約減少了一半，從50％下降到24％，而天然氣發電量從20％上升到37％，風能和太陽能的發電量則從不到1%上升到9％。因煤改氣帶來的排放量減少超過了因任何其他燃料來源引起的排放量的減少。

數據來源：《2020年GE全球天然氣發電展望》

數據來源：美國能源信息管理局《能源評論月報》，2020年6月

碳中和的趨勢下，GE燃氣發電迎來了新的發展機會。

GE燃機走向低碳或零碳排放技術路線圖

“在GE內部，綜合比較了可再生能源、儲能跟天然氣發電的優劣勢，從燃料、碳排放、成本、調度、峯值、容量因素考量，將多種發電形式做一個有機的結合，根據不同地區的情況提出因地制宜的方案。”GE燃氣發電集團發電服務部技術總監閻福華介紹説。

按照GE設計的路線圖，將走向低碳或零碳排放技術路線分成了四個階段。第一階段，天然氣取代煤電，在現有的技術上可以做到碳減排45%。第二階段，採用GE最先進的HA機組，實現極高的聯合循環發電效率，目前7HA燃氣機組最高可以實現超過63%的發電效率，9HA.02燃氣機組可以實現超過64%的發電效率，實現減排60%。第三階段，如果採用最新的HA級聯合循環，天然氣摻50%的氫氣燃燒，可以進一步把碳減排降低到69%。第四階段，例如碳捕捉有了非常實際可用的案例，能夠達到90%的效率，高效率的HA聯合循環，再加上碳捕捉，可以做到減碳97%。終極目標則是HA燃機燃燒百分之百的氫氣，實現零碳。

在GE設計的路線圖中，已經考慮到了未來氫能的大量使用。據介紹，截至目前全球氫燃料的燃機共有150台左右，GE燃機的份額佔一半。在中國，也有一些GE的燃機機組實現了燃氫應用。“石化系統工藝中產生的含氫氣體可以引入到燃氣輪機中燃燒。在天然氣發電中結合燃氫已經被證實是一種商業上可行的模式，成本可控且具有競爭優勢。”GE燃氣發電中國區新機業務總經理黃捷表示。

燃氣輪機採用氫氣為燃料的一種潛在好處(與天然氣混合或100%氫氣含量)，是可以通過新建或改造現有燃氣發電機組來實現的，只需對燃機和工廠輔機系統進行少量改造。從上世紀90年代開始，7E燃機開始在美國煤氣化聯合循環發電系統（IGCC）試驗燒氫。目前在國內，在鋼廠、化工廠投產的幾台燒氫9E機組中，摻氫比例可以達到40%。百分之百燃氫技術是未來發展方向，GE的計劃是在2030年之前把燒氫能力提高到百分之百，在美國，GE正在建設全球首個百分之百燃氫示範項目——Long Ridge Energy。“我們的計劃是在2030年之前把燃氣輪機燃氫能力提高到百分之百的水平，這是將來GE燃氣輪機技術發展的一個方向。”許欣對更清潔、更高效率的天然氣發電市場前景充滿信心，GE燃氣發電將持續運用創新的技術助力中國向實現雙碳目標邁進。