除電力清潔化之外，電網(wǎng)穩(wěn)定也至關(guān)重要。近期中國(guó)部分地區(qū)陷入電力短缺，即便是長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的水力發(fā)電也會(huì)受制于極端天氣。天然氣作為相對(duì)低碳的化石能源，具有啟停速度快、負(fù)荷適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行靈活等優(yōu)勢(shì)，能夠有效優(yōu)化高強(qiáng)度用電區(qū)域的用電結(jié)構(gòu)。

盡管受“富煤缺油少氣”的資源稟賦影響，燃?xì)獍l(fā)電裝機(jī)占比較低，但在東南沿海等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)與用能集中地區(qū)，燃?xì)獍l(fā)電仍為一種緩解用電壓力的“穩(wěn)定器”。

接受天然氣的“不完美”

在能源低碳化轉(zhuǎn)型背景下，天然氣的清潔屬性拉動(dòng)了其在電力領(lǐng)域的應(yīng)用與需求。國(guó)際能源署（IEA）在天然氣“燃料與技術(shù)”專題中也表示，雖然燃燒天然氣確實(shí)會(huì)排放溫室氣體，但它產(chǎn)生的二氧化碳和空氣污染物的排放量遠(yuǎn)低于目前使用的許多燃料，尤其是煤炭。

據(jù)國(guó)際天然氣聯(lián)合會(huì)（IGU）數(shù)據(jù)顯示，每發(fā)電1太瓦時(shí)，煤炭排放約76噸CO和0.67噸氮氧化物，并伴有硫化物與粉塵等顆粒物產(chǎn)生，而天然氣僅排放37噸CO和0.14噸氮氧化物，并無硫化物與顆粒物排放。

除清潔屬性外，天然氣的發(fā)電穩(wěn)定性要優(yōu)于可再生能源。目前，可再生能源存在周期性、不穩(wěn)定性和波動(dòng)性，當(dāng)光照不佳或處于夜晚、風(fēng)力不強(qiáng)、降水不足時(shí)，太陽能、風(fēng)能和水力等可再生能源發(fā)電將受到限制。而天然氣發(fā)電則不會(huì)受環(huán)境因素影響，特別是在因極端天氣導(dǎo)致用電量驟升時(shí)，依然能夠滿足快速攀升的需求。

“西門子能源不斷探索天然氣產(chǎn)業(yè)鏈去碳化的各種方案，我們相信液化天然氣將為更加可持續(xù)的未來發(fā)揮關(guān)鍵作用。”西門子能源能源工業(yè)應(yīng)用集團(tuán)執(zhí)行副總裁Thorbjrn Fors表示。今年7月，西門子能源成為加拿大沃德福全電動(dòng)液化天然氣項(xiàng)目的獨(dú)家解決方案供應(yīng)商，利用水力發(fā)電將液化項(xiàng)目溫室氣體排放量減少80%以上。“通過這一項(xiàng)目，我們將向經(jīng)濟(jì)高度依賴煤炭資源的亞洲地區(qū)出口液化天然氣，這將有助于全球脫碳進(jìn)程。”Thorbjrn Fors說。

西門子能源加拿大沃德福案例的成功，將為亞洲地區(qū)提供更清潔的天然氣，這也將從供應(yīng)角度為能源行業(yè)深層次脫碳帶來希望。近日發(fā)布的《2060世界和中國(guó)能源展望》指出，天然氣是“雙碳”目標(biāo)下唯一保持增長(zhǎng)的化石能源，將在2040年前保持較快增長(zhǎng)。

如何善用化石燃料？

在接受天然氣的不完美的事實(shí)后，“善用”化石燃料，成為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型愿景之前的必要選擇。

《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)方面，明確提出要探索電力、熱力、天然氣等多種能源聯(lián)合調(diào)度機(jī)制。其中在區(qū)域能源發(fā)展重點(diǎn)及基礎(chǔ)設(shè)施工程中，文件提出在粵港澳大灣區(qū)及周邊地區(qū)鼓勵(lì)增加天然氣發(fā)電規(guī)模，完善LNG儲(chǔ)運(yùn)和天然氣管網(wǎng)體系。

廣州作為粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的中心城市，承擔(dān)著引領(lǐng)區(qū)域發(fā)展的重任，而安全高效、清潔低碳的能源供應(yīng)，是支撐其發(fā)展的重要一環(huán)。在國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大的冷熱電三聯(lián)供項(xiàng)目——廣州華電增城燃?xì)忭?xiàng)目中，在重型燃機(jī)方面，華電福新選擇了在燃?xì)廨啓C(jī)具有豐厚經(jīng)驗(yàn)的西門子能源。

西門子能源為其提供了2臺(tái)目前世界上投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的具有極高凈效率和可靠性、動(dòng)力強(qiáng)勁的H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)之一的SGT5-8000H重型燃機(jī)，在啟動(dòng)時(shí)間、快速響應(yīng)負(fù)載變化方面同樣具備優(yōu)勢(shì)。2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)與2臺(tái)蒸汽輪機(jī)和4臺(tái)發(fā)電機(jī)共同構(gòu)成2套60萬千瓦H級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，這兩套機(jī)組投產(chǎn)后，年發(fā)電量可達(dá)43.84億千瓦時(shí)，可滿足600萬人口規(guī)模城市的家庭用電需求，該項(xiàng)目于2020年5月28日并網(wǎng)成功。

在減排方面，SGT5-8000H燃?xì)廨啓C(jī)在聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行中效率已提高到62%以上，在此基礎(chǔ)上，廣州華電增城項(xiàng)目在每年減少大量煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放的同時(shí)，二氧化碳年排放量也較同容量的燃煤電廠減少55%。

▲增城項(xiàng)目

除上述應(yīng)用于大型發(fā)電項(xiàng)目的重型燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組外，西門子能源還擁有出力范圍廣泛的航改型和工業(yè)型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品，適用于油氣、化工、造紙等工業(yè)領(lǐng)域。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或聯(lián)合循環(huán)的應(yīng)用方式，具有高效的能源利用率，并可實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，在實(shí)現(xiàn)減少排放的同時(shí)，助力客戶大幅降低用能成本。造紙業(yè)被認(rèn)為是五大能源密集型產(chǎn)業(yè)之一，為相應(yīng)煤改氣的政策號(hào)召，上海東冠紙業(yè)在決定投資自建清潔能源發(fā)電項(xiàng)目后，于2017年成為中國(guó)首臺(tái)西門子能源SGT-300燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)營(yíng)商，訂購(gòu)了兩臺(tái)單軸機(jī)組，額定出力共計(jì)15.8MW，從2018年春季開始投入使用，后續(xù)借此實(shí)現(xiàn)完全取消外部供電和供熱。

在工業(yè)應(yīng)用減碳方面，上海東冠紙業(yè)動(dòng)力科經(jīng)理陳朝峰曾表示，“SGT-300首次投入使用后，當(dāng)年的年能耗減少了約1.2萬噸，與燃煤能源解決方案相比，二氧化碳排放減少了6萬噸以上。”

在西門子能源的愿景中，從煤炭轉(zhuǎn)向天然氣發(fā)電并提高效率只是其減碳方案中的第一步，下一步，用氫替代天然氣燃料是其實(shí)現(xiàn)碳中和電廠的可行手段之一。在西門子能源目前的解決方案中，已經(jīng)可以使燃?xì)廨啓C(jī)與30%甚至75%的氫氣共燃，其目標(biāo)是到2030年能夠使用 100%氫氣運(yùn)行燃?xì)廨啓C(jī)，在此過程中，西門子能源正在尋求更多的合作伙伴與合作機(jī)會(huì)，共同推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

零碳的未來愿景無疑是美好的，能源轉(zhuǎn)型也并非一蹴而就，由低碳替代高碳，善用化石燃料，這或許就是天然氣作為目前不完美選擇的意義。