HA时代开启我国天然气发电迎来新篇章

  在宏观经济层面，有一个比较流行的说法，即“能源生产与消费是经济社会运行的‘晴雨表’”。如果说早期的电力系统发展是为满足电能的供应，那随着2020年我国“双碳”目标的提出，以及2021年中央财经委员会要求构建以新能源为主体的新型电力系统，我国的能源布局越来越往更高追求的可靠、低碳方向进行规划。

  广东，作为我国改革开放和经济发展的前沿，其发、用电量常年位居全国第一。广东的电力发展结构多元互补、稳定高效，对当地的生产生活形成了有效支撑，极好地印证了“能源生产与消费是社会经济运行的‘晴雨表’”这一说法。

  煤电、气电与核电是广东省三大支撑性电源，广东省也是我国气电装机量最多的省份。

  气电，实则作为一种清洁、稳定、高效的电源在全球能源转型的大背景下备受青睐。但由于我国资源禀赋的差异，气电在我国电力装机中的占比一直不高，其在能源转型中的优势也没有正真获得充分发挥。截止2021年底，广东省气电装机容量3054.6万千瓦，在全省电力装机中的占比为19.3%，而全国的气电装机比例仅有4.58%。

  要实现新时代下我国能源转型的目标，第一要尽量淘汰燃煤机组，第二要大规模增加可再次生产的能源，第三要不断通过技术的努力与创新进行转型。但是，当电力结构中新能源比例慢慢的变大，由于其不稳定性的特征，就会面临电网波动乃至缺电的风险。集团中国区重型燃机销售总经理、哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司总经理马俊认为，既要满足足够的电力生产为电力需求作补充，又要能调网、调峰、调气以及作为绿色能源降低排放与能耗，以高效、高容量燃气轮机为依托的燃气发电便显得尤具开发价值。

  为了改变我国贫油少气的资源特性，增强抵御能源危机的能力，我国多年来致力于引进及开发气源。不管是俄气、缅气引进，建LNG接收站，还是西气东输、探寻页岩气资源，我国已形成了一定规模的全国气网，这为我国上马气电项目解决了最大的障碍。

  除了广东、江苏、浙江这些沿海经济发达省份气电开发本就走在前列，北极星电力网梳理发现，以前没有大规模开发气电的省份和地区慢慢的开始规划，气电项目正呈“遍地开花”的趋势在各地上马。

  譬如四川，大量依靠水电的它本就有着季节性调峰需求，再加上它还拥有着巨大的页岩气开发潜力，上马燃机电厂调峰项目自然不在话下。同样，西北、东北等风光资源丰富的地区，如今有了俄气的供应和国产气田的补充，也有需求利用燃机电厂项目进行调峰。再说北方地区还有着庞大清洁供暖的需求，京津冀地区就将大量的燃机电厂作为供暖主力大力推进。

  全球多个方面数据显示，应用于天然气发电的燃气轮机已从最开始的普遍使用轻型燃气轮机过渡到使用重型燃气轮机时代。而在重型燃气轮机领域，随技术的一直更新迭代，燃气发电已迈入HA时代。从下图统计能够准确的看出，在2012年之前，全球气电市场大多数都使用的F级燃机，2010~2012年左右，HA级开始不断占有特殊的比例，到近几年，以及未来五到十年，HA级比例将呈逐渐增加的趋势。

  GE燃气发电集团中国区产品技术总经理阎福华表示，GE HA级燃机是世界上最大、最高效，也是全球近几年装机上涨的速度最快的燃气轮机，很适合在大城市集群用作纯凝发电或作为调峰机组与可再次生产的能源进行互补。近几年，一些新上马的燃气发电项目选择了GE研发的HA级燃气轮机技术，容量、效率、调峰能力等都有全方位的升级。

  在容量方面，9HA.01电厂一拖一联合循环出力可达661MW，9HA.02可达到838MW，距离百万千瓦级煤电机组仅一步之遥，可完全作为基荷电力替代燃煤电厂使用。

  在效率方面，9HA.02联合循环效率已达到64%以上。由于效率的差异，9HA.02度电成本比9F低0.04元/度电，一个电厂每年发几十亿度电，节省下来的成本十分可观。GE燃气发电集团中国区产品技术总经理阎福华介绍，目前国内9F联合循环效率是60%左右，9HA.02燃机效率提升了4个百分点。气电70%~80%的度电成本来自于燃料，所以发电效率高低直接决定了发电成本的高低。如果每年按4000运行小时计算，效率差4个点，单台9H燃机较9F节约燃料的费用将达数亿元人民币。

  在调峰方面，9HA.01升降负荷率为65MW/分钟，9HA.02升降负荷率为88MW/分钟，联合循环电厂可以在不到30分钟内启动。目前9F燃机调峰能力是15MW/分钟左右，9HA.01燃机调峰能力是F级燃机的4倍。此外，9HA燃机参与调峰时的环保优势也很明显。阎福华表示，9HA燃机满足排放前提下负荷可以低至33%，也可以15%低负荷备用运行，快速响应电网需求；而F级燃机要满足排放标准，一般要保证负荷在50%以上。

  在燃料替代方面，GE旗下E/B级燃机已具备100%燃氢能力，其功率最大、最高效的HA级燃机燃氢能力为50%。GE的目标是在2030年前实现HA级燃机100%烧氢能力。

  作为全球行业技术领先的燃机制造商，早入局、早布局、逐渐本土化，是一条撬动海外市场的必经之路。拥有强大燃气轮机开发实力的GE在中国亦是如此。

  上世纪90年代开始，燃气轮机在中国落户之后，GE就开始不断地培养中国现场的检修技术力量，开启中国本土化之路。2003年，GE又在河北秦皇岛建立了维修和服务基地，提高中国本土运维能力。2018年，GE迎来了中国本土化的里程碑事件——合资公司哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司成立。该公司的成立将能给中国燃机电厂提供全生命周期的服务，打造国内的供应链，减少相关成本，并能解决燃机厂商饱受困扰的交货周期问题。

  马俊表示，未来5-10年，中国燃气轮机市场存在巨大潜力，GE也将持续深耕布局。秦皇岛的合资企业成立后，让GE在中国的交货周期从20个月缩短到了14个月。GE未来还将在人才、技术、供应链、生产等各方面投入更多资源。希望可以携手本土合作伙伴，为中国燃气轮机市场提供强有力的服务。

  目前在中国，GE已有4个HA级燃机项目落地，共涵盖9台HA级燃机，总装机量突破6.4GW。

  气电开发走在全国前列的广东，已有多个HA级燃机项目签约落地，这些项目计划在2023年陆续投产发电。在2020年进博会期间，GE签订了东莞宁洲项目，将使用3台GE 9HA.02燃机，建成后将成为国内最大的燃机电厂，发电能力超过2.4GW。2021年，GE陆续签下惠州大亚湾石化区综合能源站项目、深圳能源光明电源基地项目，包括5台9HA.01燃气轮机。

  东莞宁洲3×700MW燃气-蒸汽联合循环热电冷联产工程中的两台9HA.02重型燃机抵达东莞市

  氢能，作为被寄予厚望的“未来能源”，亦是燃气发电燃料的有效补充。目前，我国已经将可再次生产的能源制氢项目提上日程，重点推进。

  将氢能用作燃气轮机的燃料作为补充，既能解决天然气供应的突发短缺危机，亦能解决可再次生产的能源制氢后的运输问题，直接将氢能转化为电能输送利用。

  而天然气掺氢还能大大的提升天然气燃烧效率，是燃气发电未来实现零碳排的关键路径之一，也是GE一直在大力推进的重要方向，目前已有多个示范项目落地。据了解，惠州大亚湾石化区综合能源站项目是我国首座天然气-氢气双燃料9HA电厂，2台燃机将采用10%的氢气掺混比例与天然气混合燃烧，计划在2023年投产发电。

  另外，阎福华介绍，目前国外欧美等地区的辅助服务市场、碳市场发展很成熟。气电能够最终靠减排在碳市场获得补偿，也能通过调峰、调频、黑启动等辅助服务获得更多收益。未来，如果国内市场机制能加强完善，对燃机电厂来说将是更大的机遇。

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