華電通用輕型燃機設備有限公司總監史煒在2022年18-19日于上海舉辦的GTF2022上發表以“航改燃機助力’雙碳‘”目標為題的演講，演講

華電通用輕型燃機設備有限公司總監史煒在2022年18-19日于上海舉辦的GTF2022上發表以“航改燃機助力’雙碳‘”目標為題的演講，演講內容如下：

1.“雙碳”背景

很多研究機構為了我國做能源轉型或者“雙碳”目標戰略的設定，對美國、歐洲、日本、韓國等各個國家地區的能源轉型做了很多研究。以美國為例，美國在2007年碳排放量已達峰，此后碳排放在逐年下降，至今為止下降超過了30%。在降碳的貢獻度方面，30%取決于可再生能源的裝機總量增加，超過40%的貢獻度來自于煤改氣。

對我國而言，燃機將會扮演什么樣的角色——一方面從燃機本身來講一個是燃料的問題，不管是煤改氣，還是將來可能氣改氫，這是從燃料本身出發解決碳排放問題。另一方面是在新能源裝機大幅度增長的情況下，燃機怎樣給電力系統或者小型綜合能源系統提供足夠的支撐，在新型電力系統下提供足夠的穩定性，來保障電網的安全穩定。

2.LM航改型燃氣輪機發電機組

對航改燃機的一個誤區是：有的嘉賓會認為是退役的航空發動機改一下，作為地面的應用。其實不是，新的燃機都是新的引擎，只不過技術來源于航空發動機，尤其是LM航改型燃機是源于波音、空客飛機搭載的航空發動機的技術延伸，所以航改型燃機是繼承了航空發動機的所有優點。作為LM系列航改機來講，自從技術改造之后全球有3千多臺的運營業績，運行時長超過了1億小時，技術都非常成熟。

在LM系列當中尤其以2500和6000這兩個系列是最為大家熟知的，這也是目前華電通用主打的產品系列，全球LM航改燃機應用非常廣泛，比如我國西氣東輸、管線增壓有幾十臺LM2500，美國軍艦驅動大多用的LM2500，三菱動力提到的移動電源我們也有TM2500移動式應用，還有國內分布式能源的冷熱電三聯供的一些應用等。

除此以外是今天的重點——“雙碳”目標下有哪些新的應用場景，航改型燃機可以發揮一定的作用。

航改型燃機可提供靈活性和優良的調節性能，是對可再生能源的重要補充，也是新型電力系統的重要支撐。現在光伏風電大幅度增加的情況下，各級政府都要求風電光伏配儲能，目前大部分是電池儲能。電池的優點是響應速度非常快，短時的調控能力非常好，但實際上不能解決長期的尤其季節性的調峰需求，而這恰恰是燃氣輪機的特點，且燃氣輪機的占地面積通常比較小，功率密度大，可以布置在用戶側附近，排放污染比較小，最重要的是可靠性高，風電、光伏的容量系數在20-50%之間，而燃機的容量系數可以達到90%以上。

對于電網穩定，航改燃機可以起到哪些作用？穩定電網的關鍵因素，第一是碳足跡，即碳排放問題，還有消費成本與可靠性，航改型燃機繼承了燃機所有的特點，還有一些自己突出的優點，首先，啟停非常快速，極端情況下5分鐘的快速啟動可以及時對電網進行補充，且啟停是不折壽命的，不管啟停多少次，壽命和維護周期都不受影響；其次就是高效性，航改型燃機效率可達41%，接近H級燃機的效率。高效的情況下，可以有效降低消費成本，另外一點是快速變負荷的能力，負荷變化率可以達到同等級重型燃機的8-10倍；還有最小負荷的問題，即航改型燃機調節范圍非常廣，對于LM型燃機來講，本身調節范圍原則上來說是0-100，即從0負荷到100%負荷都可以不間斷連續調節。

3.LM機組低碳綜合能源應用

考慮到新的應用場景，一方面我們大力開發國內客戶，比如輕工業、煤化工行業都有自備電廠的需求。需求一方面來自煤改氣——很多以前都是燃煤機組，現在有電、熱負荷的需求，從天然氣角度出發改善，燃機就有了用武之地。以馬來西亞理文紙業的一個項目為例，紙業對工藝蒸汽的需求非常大，而且需求連續穩定，我們的設計方案是兩臺LM2500+G4燃機，2臺單壓補燃余熱鍋爐，為什么沒有汽輪機？一方面造紙業對熱負荷的需求遠遠大于對電的需求，汽輪機多此一舉，雖然其聯合循環的效率可能更高，但是汽輪機發的那些電可能不需要；另外把汽輪機去掉之后可以大大簡化整廠的設計和布置成本，減少投資。2臺燃機加兩臺單壓鍋爐最大蒸汽量可以達到240噸/小時，目前在2020年底投產之后運行情況非常好，年度運行超過8200小時。

4.含氫氣體燃料應用

煤化工產生的尾氣含氫量比較高，氫的應用話題這兩年很火熱，實際上氫本身不是一個新的話題，只不過這兩年“雙碳”目標出來之后對氫的談論增加。LM航改性燃機早已能做到燒氫，比如LM2500系列燒氫含量可達85%，和燃煤相比減碳量可以達到71%。未來各大OEM廠商，預計在2030年前后達到100%的燃氫能力，實現零碳目標。

GE有幾十年的燃氫歷史，全球有已經超過100臺燃機，運行時間超過800萬小時，最近在國內廣東的2臺9HA的機組也將實現摻氫的燃燒。全球100多臺實現摻氫燃燒的燃機中19臺是LM航改型燃機，其中有13臺在中國，所以這個技術在我們來講是很成熟并且有多年應用經驗的。在國內的13臺主要應用在焦爐煤氣場景，基本上含氫量在50%以上。因為氫和甲烷的成分包括物理特性都不一樣，需要各個系統上做出一定的改造，這部分的改造可以是新的設計，也可以在原有舊的基礎上改造。燃氫這個事并不是一蹴而就的，不是現在就要燒100%純氫，目前尤其是綠氫的成本，不可能支持完全燒氫，一點點摻氫從技術上可以通過不斷的改造實現。

圖4.1 燃燒更高氫氣含量的燃料系統可以通過新設計或舊電廠改造完成，可逐步實現純氫

在現有的情況下，可行的方案是把氫摻入天然氣管道，實現部分摻氫應用，達到減碳目的。國家管網等很多機構在做原有天然氣管道摻氫的實驗，未來管道摻氫是一個遠距離輸氫的手段，將會是常態。對燃機來講，也可以對摻氫以后的管道氣體直接進行應用。在未來隨著技術的提升，制氫、儲氫、燒氫成本下降之后，可實現可再生能源制綠氫、燃機燃氫實現完全脫碳的解決方案。

5.綜合能源與多能互補

任何一種單一能源都不能解決新型電力系統的問題，燃機可以和風電、光伏、儲能電池等其他各種能源進行不同組合搭配，實現多能互補的系統。以美國LM6000風電互補的場景為例，用了4臺LM6000給300兆瓦的風電做調峰備用，如圖4.2 紅色的曲線是燃機的實際功率，很好地匹配了綠色的理想補充曲線，也就是說，LM6000的燃機可以很好地進行負荷跟隨，可以用非常大的負荷變化率，來彌補風電的波動性，實現整個電力系統輸出的穩定。

圖4.2

圖4.3是燃機加儲能電池應用的場景，和純的儲能電池相比，配置的電池會比較小，比如LM6000是50兆瓦燃機和10兆瓦電池。電網需要響應的時候通過儲能電池進行實時的響應，同時啟動燃機，由于航改型燃機的特點，可能1-2分鐘之后就可以進行加載，前面1-2分鐘通過儲能電池放電給電網供電，當燃機的負荷開始增加之后，（圖4.4）黃色儲能的曲線放電量減少，此后逐步遞減，以燃機為主給電網供電。解決了調峰問題之后，燃機又可以反向給電池充電，把電池充滿之后可以應對下一次的突發情況。我國也在不斷完善電力輔助服務的交易機制，提出深度調控的概念，未來深度調控的情況下，補貼是比較高的，但目前這個機制還沒有得到很好的完善，讓我們拭目以待。

圖4.3 EGTTM

圖4.4

6.小結

LM航改燃機的靈活性、快速的調節能力可以很好地匹配可再生能源，與可再生能源進行聯合部署，我們認為隨著制氫、儲氫、燃氫各種技術發展與成本的下降，未來很多燃氣電廠轉型成為燃氫電廠，也能夠實現可再生能源制造綠氫、儲存、通過燃氣的燒氫，給可再生能源進行調峰和互補，實現多能的、穩定的、綠色環保的生態，這是我們對未來的期許。

7.華電通用在行動

華電通用最大的特色是有6條滿負荷的測試線，在出廠之前可以實現整個機組的滿負荷測試。我們的業務分成了LM、TM、備件以及服務，今天TM沒有過多講解，即TM2500移動式的機組，我們下了更多工夫在本地化上，通過多年努力，本地化服務各個方面都做了很大突破：

銷售本地化，我們在國內的業績有各種各樣不同的場景，分布式能源也好，紙業應用也好，我們都可以做一些分享或者提供實地考察。

生產本地化，前面有提到滿負荷的動態測試，另外本地化生產在交貨期等各個方面，都可以靈活調節滿足客戶的需求。

服務本地化方面，我們現在已經做到了所有的安裝調試包括后期服務的團隊，都是以本地化的團隊進行，24小時工程師到位，48小時零件到位，很多案例都是客戶電話過來，工程師拿著廠里的備件，到現場幾個小時解決了問題。

同時我們也在搭建數字化平臺，包括了遠程診斷中心、仿真機等等，這些數字化的平臺我們相信可以在未來給各位提供更多的增值服務，給各位提供更優質的服務和快速的響應。