燃气轮机从低碳到零碳的“瘦身”之路

根据数据显示，燃气轮机发电最低一度电的碳排放容量只是同等煤电的48%，两度电碳排放不足煤电的一度电排放。尽管碳排放相对煤电较低，气电仍旧长期统计在火电的口径之下。在“双碳”目标的约束下，零碳技术在燃气轮机发电领域的研发应用对于提升燃气轮机发展空间具有重要意义。通过对燃机电厂实施掺氢/氨作为燃料或者采用碳捕捉、利用与封存（CCUS）技术，实现燃气轮机发电从低碳到零碳的“减碳瘦身”是目前相对可行的路径。

各型燃机单位供电二氧化碳排放与煤机比较

随着CCUS技术的发展，CCUS有望成为燃气轮机发电向更低碳排放过渡的重要方式。CCUS按技术流程分为捕集、输送、利用与封存等环节。根据碳捕捉发生的时间点可以分为：燃烧前捕集、燃烧中捕集、燃烧后捕集。相较而言，燃气轮机发电目前可行的碳捕捉技术为燃烧后捕集。

根据相关研究显示，因天然气燃烧后的尾气CO2浓度在3-5%，较煤燃烧后的约15%的CO2浓度低，导致CO2的富集和脱碳难度较大，进而燃气轮机发电系统效率下降，脱碳成本较高。尽管如此，当前仍有相应的研究试验工作大胆探索。GE已经与美国能源部展开合作，对阿拉巴马州的一座7F级燃机电厂进行整厂的CCUS技术改造。GE将进行前端工程设计研究，制作一份详细的蓝图和运营业务指南，CCUS技术或将助力该电厂每年减少超过60万吨二氧化碳排放，相当于13万辆汽车的二氧化碳排放量。

燃气轮机在未来低碳中的作用，也取决于在氢燃烧技术创新上能达到的更高的装置效率和碳中和能力。在掺氢和纯氢燃烧技术成熟后，燃气轮机的碳排放水平将大幅下降，有望实现接近零碳排放的目标。并可与风力、光伏、储能等清洁发电技术耦合供电，确保电力持续稳定的供应。在掺氢燃烧方面，多家燃气轮机厂商开展相关领域的研究工作，GE的9HA.01、9HA.02以及7HA.03燃气轮机机组目前已经具备50%掺氢燃烧的能力，HA级燃机计划在年实现%掺氢燃烧。西门子能源的SGT-燃气轮机已实现60%掺氢燃烧，已在巴西和欧洲商业化运行，到年计划做到%氢气驱动。

目前，国内多地区亦明确加大氢燃气轮机的相关应用研究工作。其中上海市要求稳步推进H级燃气轮机的国产化制造和应用技术开发，探索布局氢混燃机技术路线；大力研发工业与船用燃气轮机，形成涵盖轻型燃机与重型燃机的产品系列。四川省开展燃气轮机领域掺氢/氢燃气轮机关键技术,推动自主重型燃气轮机示范应用。青岛提出瞄准世界燃气轮机技术和氢能技术的发展方向，深入开展燃气轮机在氢能中应用研究。

除此之外，燃气轮机的烧氨技术日益进入视野并受到广泛

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