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自提出“碳達峰”和“碳中和”目標(biāo)以來，在中央政策的指揮和領(lǐng)導(dǎo)下，中國各大電力企業(yè)都在積極開展低碳轉(zhuǎn)型。美國通用電氣作為中國能源企業(yè)的長期合作伙伴，在深入了解中國國情后，深入探索燃氣發(fā)電領(lǐng)域，希望通過技術(shù)改造實現(xiàn)100%的氫氣燃燒，幫助各大電力企業(yè)盡快實現(xiàn)零碳排放，幫助中國在實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的過程中進一步實現(xiàn)。
美國通用電氣(GE)積極探索，實現(xiàn)燃氫技術(shù)兩大突破。
多年來，通用電氣對氫燃料的特性和氫燃料技術(shù)進行了持續(xù)和深入的研究，并取得了許多先進的科研成果。其中，最先進的HA級燃機的氫燃燒能力取得了兩個突破：
燃料突破-更綠氫
傳統(tǒng)氫燃料“灰氫”和“藍氫”主要來自煤化工、石化或高爐煤氣。焦?fàn)t煤氣含有一氧化碳和惰性氣體，燃燒后碳排放量高，單位體積和質(zhì)量熱值低。
通用電氣現(xiàn)在提倡的氫燃料是氫和天然氣的混合燃料。氫可以來自可再生能源電解水，即綠氫；或化工行業(yè)的高濃度氫，其主要成分是甲烷和氫。隨著氫含量的增加，單位體積的熱值降低，但單位質(zhì)量的熱值增加。
DLN2.6e微孔預(yù)混燃燒技術(shù)是燃燒技術(shù)的突破。
傳統(tǒng)的低熱值燃料采用擴散燃燒技術(shù)。其優(yōu)點是系統(tǒng)燃燒穩(wěn)定，可燃燒高活性氫燃料，但NOx（氮氧化物）排放量高，需要噴水（蒸汽）或氮氣來減少排放。
隨著綠氫和天然氣混合燃料的普及，通用電氣在最新的HA級燃機上采用了先進的DLN2.6e燃燒器。這種先進的低氮燃燒器具有多種優(yōu)點：燃料適應(yīng)性強，能很好地滿足同一燃燒器燃燒純甲烷和純氫的需要；預(yù)混效率高，不僅預(yù)混充分，而且能保持燃料速度快的特點，避免回火；NOx（氮氧化物）排放控制能力強，有效減少排放。
通用電氣(GE)在美國具有豐富的燃氫技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗
除了技術(shù)突破外，通用電氣還在積極推進氫氣減碳的實踐。通用電氣燃氣輪機使用氫氣和類似的低熱值燃料已經(jīng)運行了30多年，在燃氣輪機燃氫技術(shù)方面積累了豐富的經(jīng)驗。在此期間，世界上有100多臺通用電氣燃氫和低熱值燃料機組在運行，總運行時間超過800萬小時。
1、美國紐約州：燃氫路線圖計劃。
蟋蟀谷電廠位于紐約州多佛市，自2020年起正式投產(chǎn)，是紐約發(fā)電效率最高的聯(lián)合循環(huán)燃氣電廠之一。蟋蟀谷電廠配備三臺GE 7F級燃氣輪機，總裝機容量1100兆瓦，可滿足紐約100萬家庭的用電需求。
隨著紐約州《氣候領(lǐng)導(dǎo)力及社區(qū)保護法案》的正式頒布，紐約州面臨著一個新的發(fā)展目標(biāo)——電力行業(yè)需要在2040年實現(xiàn)零碳排放。響應(yīng)該法案的號召，電廠于2021年7月與通用電氣正式簽署協(xié)議，計劃于2022年底啟動一項名為燃氫路線圖的新計劃。
根據(jù)規(guī)劃，蟋蟀谷電廠首先將天然氣與5%綠氫混合作為燃料發(fā)電，并計劃在未來十年內(nèi)將整個工廠轉(zhuǎn)化為100%綠氫燃燒，大力推動氫燃料的利用和發(fā)展，實現(xiàn)向清潔能源的過渡。
此外，7月8日，紐約州州長宣布，位于紐約長島的Brentwood電廠今年將使用天然氣和綠氫混合燃料發(fā)電。GE將為電廠提供天然氣和氫氣混合燃燒系統(tǒng)，并支持項目的規(guī)劃和實施。
2、俄亥俄州：Long Ridge Energy項目。
位于俄亥俄州的美國Long Ridge Energy HA級燃氣電廠正試圖通過將氫氣混合到天然氣燃料中來實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。這不僅是美國第一家氫燃料燃氣電廠，也是世界上第一家實現(xiàn)摻氫燃燒的HA級聯(lián)合循環(huán)燃氣電廠。電廠配備GE 7HA.02燃氣輪機，裝機容量485兆瓦，預(yù)計能滿足40萬戶當(dāng)?shù)丶彝サ挠秒娦枨蟆?/span>
Long Ridge Energy開創(chuàng)了行業(yè)應(yīng)用的先例，機組目前已實現(xiàn)15%-20%(按體積計算)的摻氫燃燒，并計劃在2030年具備100%的燃氫能力。該電廠預(yù)計將于2021年11月正式投產(chǎn)。
Long Ridge Energy除了為電網(wǎng)供電外，還計劃向周邊一些耗電量極高的數(shù)據(jù)中心供應(yīng)這種低碳電力，幫助其盡快實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。
通用電氣(GE)深耕中國市場，幫助中國盡快實現(xiàn)雙碳目標(biāo)。
在中國，第一家9HA.01燃氣電廠——中國天津華電軍糧城電廠獲得《發(fā)電》雜志(Power Magazine)2021年最佳改建電廠獎。軍糧城發(fā)電項目是中國和世界煤改氣轉(zhuǎn)型升級的優(yōu)秀案例，為中國能源產(chǎn)業(yè)清潔低碳轉(zhuǎn)型提供可靠幫助。
電廠配備的HA級燃氣發(fā)電技術(shù)運行高效、環(huán)保、靈活。自投產(chǎn)以來，電廠運行穩(wěn)定，效率遠遠超出預(yù)期:聯(lián)合循環(huán)效率達到63.36%，是目前國內(nèi)投產(chǎn)的HA級燃氣機組中效率最高的；按全年運行4500小時計算，軍糧城9HA燃氣機在夏季滿負(fù)荷純凝條件下的綜合供電煤耗約為196g/kWh，比同工況下600MW級超臨界煤機低100g/kWh左右，年節(jié)約標(biāo)煤量30萬噸以上，年減排二氧化碳180萬噸；點火至機組滿負(fù)荷，冷態(tài)3.5小時/溫態(tài)2.5小時/熱態(tài)1小時30分鐘，燃機40分鐘內(nèi)滿負(fù)荷。
此外，美國通用電氣(GE)開發(fā)生產(chǎn)的HA級燃氣輪機也可以使用多種低碳燃料發(fā)電，在燃氫技術(shù)領(lǐng)域，美國通用電氣(GE)的探索和研發(fā)仍在繼續(xù)，預(yù)計2030年前燃氫利用率將提高到100%。未來，美國通用電氣(GE)將繼續(xù)加大創(chuàng)新技術(shù)投入，與中國客戶共同承擔(dān)低碳責(zé)任，幫助中國電力企業(yè)盡快實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，共同努力改善地球環(huán)境。
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