GE在进博会展示为中国城市群定制的能源转型方案
在刚刚结束的第四届中国国际进口博览会(下称“进博会“)上,已经连续四年参加进博会的GE,以“驱动可持续高效未来”为主题,再度通过双展台展示了在航空、医疗和能源领域的最新解决方案。
燃气技术支持大城市集群能源转型
其中在能源版块,GE首次展示了能源转型沙盘。据悉,这一沙盘的设计,是GE将中国沿海的大型城市集群,以及其邻近的海洋生态系统作为模板,结合了中国的能源禀赋、电力结构,以及GE的发电技术,展示GE如何汇集其在天然气发电、海上风电、电网解决方案和抽水蓄能等领域的技术,以及本地供应链,为中国城市群实现“双碳目标”定制现代化的电力体系。
目前,我国电力行业的碳排放位居各行业之首,占全国总量的三分之一。一直以来,我国的电力工业是以高排放的燃煤火电为主,尽管过去几年,我国一直在坚定地降低煤炭消费,但“富煤、少气、缺油”的资源条件,决定了目前我国的能源结构依然是以煤炭为主。这时候,如何通过能源技术创新,平衡减碳目标和经济发展,成为中国能源转型急需解决的问题。
GE全球副总裁、GE中国总裁向伟明指出:“目前,我们在可再生能源和燃气发电领域的专业解决方案,正帮助世界各地客户逐步实现增效减排的目标,也希望通过持续的技术创新发展,能够为中国的能源转型,实现碳达峰与碳中和助力。”
据介绍,目前GE在全球的可再生能源总装机量超过40GW,其中海上及陆上风机的装机量达50000多台。同时,GE的发电技术设备提供了全球三分之一的电力。而在GE的能源转型沙盘中着重展示的GE9HA燃机,已经在支持中国大城市集群的能源转型,作为调峰机组方面做出了有益的尝试。
GE的HA级燃机是其迄今最高效,也是销售增长速度最快的燃机产品,目前在全球有100多台订单,至2021年7月在全球的总运行小时数超过100万小时。这款燃机不仅创造了全球最高效50赫兹电厂和60赫兹电厂的吉尼斯世界纪录,更有着出色的效率和可靠性。
其中应用于50赫兹市场的9HA燃机,则对支持中国特色的城市群产电供电有着独特优势,特别适合在大城市集群用作纯凝发电或作为调峰机组,与可再生能源进行互补。
比如在粤港澳大湾区这样用电需求高的大城市集群,9HA燃气电厂由于占地更小,能够节约大约14000平方米的用地,对于地价高的大城市集群更有成本优势;同时,9HA燃机的发电效率高、出力大,燃机绿色环保,启停灵活,也很适合在可再生能源大力发展的地区作为调峰电源与可再生能源进行互补,维持电网稳定。
因此,已经有粤港澳大湾区的城市开始尝试使用9HA燃机。在去年进博会期间,GE签订的东莞宁洲项目,就预计在2022年投产。这一采用3台GE9HA.02燃机电厂,将成为国内最大的燃气电厂,也是粤港澳大湾区节能减排、产业升级的重点项目。
而于今年1月投运的中国首个9HA.01燃气电厂——天津华电军粮城电厂,自投运以来,电厂运行效率远超预期,联合循环效率达到63.36%,是目前国内投运的HA级燃机机组中效率最高的,预计年减排二氧化碳达180万吨。
除了向中国引入以HA燃机为代表的先进发电设备之外,GE也在不断深化参与中国的高端制造升级。由GE与哈电集团合资成立的哈电通用燃气轮机(秦皇岛)有限公司就已投入运营,第一台机将于2023年下线,合资公司将逐步实现HA级燃机热通道部件的国产化。
“我们认为,在天然气发电支持下的可再生能源以及正在进行的煤改气转型,是短期内减少碳排放的最有效方式。“向伟明透露。
目前,发展氢能技术已经成为各国实现减碳目标的重要路径之一。麦肯锡的报告就指出,氢作为一种更清洁的能量载体,可以在低碳能源转型中发挥多重作用,包括在拥有现有天然气网络的地区,氢气可以依靠现有的基础设施,提供一种经济有效的低碳供热;氢还可以用于热电联产装置,以产生工业用热和电力;氢燃料的使用,能进一步降低排放,实现较普通天然气电厂更“绿色”的环保效益。
据悉,GE全球的研发团队也在持续探索氢能等新燃料在发电行业的应用前景,最新的一项成果是成功突破了在HA级燃机实现50%氢混合燃料的燃烧技术,意味着可以通过掺混50%(按体积计算)的氢气作为燃料来发电。GE预计在2030年前,将HA级燃气轮机的燃氢能力提高到100%,即完全通过燃烧清洁零碳能源发电。
投资供应链推进区域海上风电发展
实现碳中和的关键,在于使占85%碳排放的化石能源实现向清洁能源的转变。根据中信证券披露的数据,2020年,我国的非化石能源占比约为16.4%,预计2030年将达到26.0%,2060年接近100%,增量主要由风电和光伏贡献。
公开数据显示,风力发电在我国电力总装机中的比重已超过7%,成为仅次于火电、水电的第三大电力来源,其中海上风电更是风电产业发展的新动力。
在此次进博会GE展示的能源转型沙盘中,也可以看到迄今GE功率最大的Haliade-X14MW海上风电机组的生产制造基地及海上风电场,以及满足不断增加的海上风机容量和风场规模,具备更高输电能力,更低建设运营成本的66kV交流集电解决方案。
其中,沙盘中展示的Haliade-X14MW海上风电机组的生产制造基地实体,位于广东省揭阳市,已于今年8月投产。作为中国第一经济大省、能源消费大省的广东省,已经把发展海上风电作为其建设海洋经济强省和调整能源结构的重要手段。《广东省海上风电发展规划(2017~2030年)(修编)》披露,广东省规划海上风电场址23个,总装机容量66吉瓦,打造为万亿级海上风电产业生态圈。
在此背景下,GE在2019年就与广东省签署了海上风电项目投资协议,以构成立足广东,辐射亚太的区域性海上风电生态圈。协议的内容包括:在揭阳市设立GE全球第二条、生产GE迄今最大功率的Haliade-X12MW海上风电机组的总装基地,以及在广州开发区投资建设GE海上风电运营和开发中心。意味着不仅引入了业界领先的风电技术设备,还针对中国市场进行研发,并设立、升级本地化的供应链体系。目前,这两个项目都已投产。
值得一提的是,Haliade-X12MW海上风电机组已获得挪威船级社DNV颁发的台风级认证,是获得该台风级认证的迄今为止功率最强的机组。
据了解,未来GE还将持续推进Haliade-X的技术开发,比如目前单机功率已能达到14兆瓦,且正在探索实现漂浮式风机的应用前景,以持续推动海上风电的普及应用。经过功率提升的Haliade-X13MW海上风机也已被目前世界上最大的海上风场——英国DoggerBank的一期和二期风电场选用。
“为中国引进最合适的能源解决方案,是GE对中国市场的承诺,以燃气和海上风电为代表的能源技术的持续突破,彰显了GE一直以来以创新推进碳中和运营和净零排放方面的努力。”向伟明进一步指出,未来GE希望以全球领先的能源解决方案和本地能源产业链结合的能力,助力中国一同推行绿色和低碳转型的实践和探索,实现双碳目标。
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