在宏觀經(jīng)濟層面，有一個比較流行的說法，即“能源生產(chǎn)與消費是經(jīng)濟社會運行的‘晴雨表’”。如果說早期的電力系統(tǒng)發(fā)展是為了滿足電能的供應(yīng)，那隨著2020年我國“雙碳”目標的提出，以及2021年中央財經(jīng)委員會要求構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，我國的能源布局越來越往更高追求的可靠、低碳方向進行規(guī)劃。
廣東，作為我國改革開放和經(jīng)濟發(fā)展的前沿，其發(fā)、用電量常年位居全國第一。廣東的電力發(fā)展結(jié)構(gòu)多元互補、穩(wěn)定高效，對當?shù)氐纳a(chǎn)生活形成了有效支撐，極好地印證了“能源生產(chǎn)與消費是社會經(jīng)濟運行的‘晴雨表’”這一說法。
煤電、氣電與核電是廣東省三大支撐性電源，廣東省也是我國氣電裝機量最多的省份。
氣電，實則作為一種清潔、穩(wěn)定、高效的電源在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下備受青睞。但由于我國資源稟賦的差異，氣電在我國電力裝機中的占比一直不高，其在能源轉(zhuǎn)型中的優(yōu)勢也沒有得到充分發(fā)揮。截止2021年底，廣東省氣電裝機容量3054.6萬千瓦，在全省電力裝機中的占比為19.3%，而全國的氣電裝機比例僅有4.58%。
儲備聚力
氣電項目“遍地開花”
要實現(xiàn)新時代下我國能源轉(zhuǎn)型的目標，第一要盡量淘汰燃煤機組，第二要大規(guī)模增加可再生能源，第三要不斷通過技術(shù)的努力與創(chuàng)新進行轉(zhuǎn)型。但是，當電力結(jié)構(gòu)中新能源比例越來越大，由于其不穩(wěn)定性的特征，就會面臨電網(wǎng)波動乃至缺電的風險。GE燃氣發(fā)電集團中國區(qū)重型燃機銷售總經(jīng)理、哈電通用燃氣輪機(秦皇島)有限公司總經(jīng)理馬俊認為，既要滿足足夠的電力生產(chǎn)為電力需求作補充，又要能調(diào)網(wǎng)、調(diào)峰、調(diào)氣以及作為綠色能源降低排放與能耗，以高效、高容量燃氣輪機為依托的燃氣發(fā)電便顯得尤具開發(fā)價值。
為了改變我國貧油少氣的資源特性，增強抵御能源危機的能力，我國多年來致力于引進及開發(fā)氣源。不管是俄氣、緬氣引進，建LNG接收站，還是西氣東輸、探尋頁巖氣資源，我國已經(jīng)形成了一定規(guī)模的全國氣網(wǎng)，這為我國上馬氣電項目解決了最大的障礙。
除了廣東、江蘇、浙江這些沿海經(jīng)濟發(fā)達省份氣電開發(fā)本就走在前列，
梳理發(fā)現(xiàn)，以前沒有大規(guī)模開發(fā)氣電的省份和地區(qū)已經(jīng)開始規(guī)劃，氣電項目正呈“遍地開花”的趨勢在各地上馬。
譬如四川，大量依靠水電的它本就有著季節(jié)性調(diào)峰需求，再加上它還擁有著巨大的頁巖氣開發(fā)潛力，上馬燃機電廠調(diào)峰項目自然不在話下。同樣，西北、東北等風光資源豐富的地區(qū)，如今有了俄氣的供應(yīng)和國產(chǎn)氣田的補充，也有需求利用燃機電廠項目進行調(diào)峰。再說北方地區(qū)還有著龐大清潔供暖的需求，京津冀地區(qū)就將大量的燃機電廠作為供暖主力大力推進。
最大、最高效
HA級燃機成主流
全球數(shù)據(jù)顯示，應(yīng)用于天然氣發(fā)電的燃氣輪機已從最開始的普遍使用輕型燃氣輪機過渡到使用重型燃氣輪機時代。而在重型燃氣輪機領(lǐng)域，隨著技術(shù)的不斷更新迭代，燃氣發(fā)電已邁入HA時代。從下圖統(tǒng)計可以看出，在2012年之前，全球氣電市場基本上都使用的F級燃機，2010~2012年左右，HA級開始不斷占有一定比例，到近幾年，以及未來五到十年，HA級比例將呈逐漸增加的趨勢。
GE燃氣發(fā)電集團中國區(qū)產(chǎn)品技術(shù)總經(jīng)理閻福華表示，GE HA級燃機是世界上最大、最高效，也是全球近幾年裝機增長速度最快的燃氣輪機，特別適合在大城市集群用作純凝發(fā)電或作為調(diào)峰機組與可再生能源進行互補。近幾年，一些新上馬的燃氣發(fā)電項目選擇了GE研發(fā)的HA級燃氣輪機技術(shù)，容量、效率、調(diào)峰能力等都有全方位的升級。
在容量方面，9HA.01電廠一拖一聯(lián)合循環(huán)出力可達661MW，9HA.02可達到838MW，距離百萬千瓦級煤電機組僅一步之遙，完全可以作為基荷電力替代燃煤電廠使用。
在效率方面，9HA.02聯(lián)合循環(huán)效率已經(jīng)達到64%以上。由于效率的差異，9HA.02度電成本比9F低0.04元/度電，一個電廠每年發(fā)幾十億度電，節(jié)省下來的成本十分可觀。GE燃氣發(fā)電集團中國區(qū)產(chǎn)品技術(shù)總經(jīng)理閻福華介紹，目前國內(nèi)9F聯(lián)合循環(huán)效率是60%左右，9HA.02燃機效率提升了4個百分點。氣電70%~80%的度電成本來自于燃料，所以發(fā)電效率高低直接決定了發(fā)電成本的高低。如果每年按4000運行小時計算，效率差4個點，單臺9H燃機較9F節(jié)約燃料的費用將達數(shù)億元人民幣。
在調(diào)峰方面，9HA.01升降負荷率為65MW/分鐘，9HA.02升降負荷率為88MW/分鐘，聯(lián)合循環(huán)電廠可以在不到30分鐘內(nèi)啟動。目前9F燃機調(diào)峰能力是15MW/分鐘左右，9HA.01燃機調(diào)峰能力是F級燃機的4倍。此外，9HA燃機參與調(diào)峰時的環(huán)保優(yōu)勢也非常明顯。閻福華表示，9HA燃機滿足排放前提下負荷可以低至33%，也可以15%低負荷備用運行，快速響應(yīng)電網(wǎng)需求；而F級燃機要滿足排放標準，一般要保證負荷在50%以上。
GE 9HA.02燃氣輪機
在燃料替代方面，GE旗下E/B級燃機已具備100%燃氫能力，其功率最大、最高效的HA級燃機燃氫能力為50%。GE的目標是在2030年前實現(xiàn)HA級燃機100%燒氫能力。
隨著HA時代的開啟，中國發(fā)展天然氣發(fā)電迎來新的篇章。
不斷本土化，撬動中國市場
作為全球行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先的燃機制造商，早入局、早布局、逐漸本土化，是一條撬動海外市場的必經(jīng)之路。擁有強大燃氣輪機開發(fā)實力的GE在中國亦是如此。
上世紀90年代開始，燃氣輪機在中國落戶之后，GE就開始不斷地培養(yǎng)中國現(xiàn)場的檢修技術(shù)力量，開啟中國本土化之路。2003年，GE又在河北秦皇島建立了維修和服務(wù)基地，提高中國本土運維能力。2018年，GE迎來了中國本土化的里程碑事件——合資公司哈電通用燃氣輪機(秦皇島)有限公司成立。該公司的成立將能給中國燃機電廠提供全生命周期的服務(wù)，打造國內(nèi)的供應(yīng)鏈，降低成本，并能解決燃機廠商飽受困擾的交貨周期問題。
馬俊表示，未來5-10年，中國燃氣輪機市場存在巨大潛力，GE也將持續(xù)深耕布局。秦皇島的合資公司成立后，讓GE在中國的交貨周期從20個月縮短到了14個月。GE未來還將在人才、技術(shù)、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)等各方面投入更多資源。希望能夠攜手本土合作伙伴，為中國燃氣輪機市場提供強有力的服務(wù)。
目前在中國，GE已有4個HA級燃機項目落地，共涵蓋9臺HA級燃機，總裝機量突破6.4GW。
氣電開發(fā)走在全國前列的廣東，已有多個HA級燃機項目簽約落地，這些項目計劃在2023年陸續(xù)投產(chǎn)發(fā)電。在2020年進博會期間，GE簽訂了東莞寧洲項目，將使用3臺GE9HA.02燃機，建成后將成為國內(nèi)最大的燃機電廠，發(fā)電能力超過2.4GW。2021年，GE陸續(xù)簽下惠州大亞灣石化區(qū)綜合能源站項目、深圳能源（000027）光明電源基地項目，包括5臺9HA.01燃氣輪機。
東莞寧洲3×700MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電冷聯(lián)產(chǎn)工程中的兩臺9HA.02重型燃機抵達東莞市
深圳能源光明電源基地
更多的想象空間
摻氫、碳市場、黑啟動
氫能，作為被寄予厚望的“未來能源”，亦是燃氣發(fā)電燃料的有效補充。目前，我國已經(jīng)將可再生能源制氫項目提上日程，重點推進。
將氫能用作燃氣輪機的燃料作為補充，既能解決天然氣供應(yīng)的突發(fā)短缺危機，亦能解決可再生能源制氫后的運輸問題，直接將氫能轉(zhuǎn)化為電能輸送利用。
而天然氣摻氫還可以提高天然氣燃燒效率，是燃氣發(fā)電未來實現(xiàn)零碳排的關(guān)鍵路徑之一，也是GE一直在大力推進的重要方向，目前已有多個示范項目落地。據(jù)了解，惠州大亞灣石化區(qū)綜合能源站項目是我國首座天然氣-氫氣雙燃料9HA電廠，2臺燃機將采用10%的氫氣摻混比例與天然氣混合燃燒，計劃在2023年投產(chǎn)發(fā)電。
惠州大亞灣石化區(qū)綜合能源站
另外，閻福華介紹，目前國外歐美等地區(qū)的輔助服務(wù)市場、碳市場發(fā)展比較成熟。氣電可以通過減排在碳市場獲得補償，也能通過調(diào)峰、調(diào)頻、黑啟動等輔助服務(wù)獲得更多收益。未來，如果國內(nèi)市場機制能進一步完善，對燃機電廠來說將是更大的機遇。
