天然气发电技术开发商正在探索新的方向和应用，以确保天然气发电在电力市场接受脱碳时仍然具有相关性。

截至年底，全球安装了约1,GW的燃气轮机，其中绝大多数燃烧天然气或甲烷发电。虽然专家普遍表明，天然气将在未来十年继续作为最大的电力来源蓬勃发展，但长期广泛推动净零排放可能会使资源长期下降。

为了在可再生能源、储能和脱碳气体的预期扩散中保持相关性，燃气轮机行业正在为一系列新兴应用做好准备。随着与可再生能源和存储的混合增加，燃气轮机制造商正在探索燃烧低碳燃料；提高燃气轮机效率、性能和操作灵活性；并能减少他们的碳排放。

Power-to-X-to-Power的多种方法

ETNGlobal是一家总部位于布鲁塞尔的非营利性贸易集团，代表整个燃气轮机技术价值链，它指出，要满足这些特性，就需要在包括在技术领域的各个方面进行战略合作。年4月，来自10个国家/地区的能源公用事业、技术公司、学术机构和其他燃气轮机相关的21名投资者和ETNGlobal成员率先开展了一个由欧盟(EU)支持的著名项目，该项目为期四年名为“FLEXnCONFU”的项目。

FLEXnCONFU的最终目标是开发和展示创新、经济上可行和可复制的电力到电力(P2X2P)解决方案，该解决方案结合了所有可用方案，以有效和灵活地利用可再生能源的多余电力来平衡发电厂。RINAConsulting的项目经理AlessandraCuneo解释说：“这将使综合电厂布局的设计和运营成为可能，从而释放额外的联合循环燃气轮机灵活性。”

该财团的总预算为万美元（万欧元），计划在年3月FLEXnCONFU的结论中完成四个“支柱”下的几个里程碑：在CCGT中使用非常规燃料以实现灵活性和可持续性；在真实发电厂中集成和演示power-to-X系统；开发专门用于提高CCGT灵活性和电网互操作性的先进控制系统；促进氢和氨能源社会。

一个值得注意的目标是在在葡萄牙的1.2GWRibatejo燃气发电厂，由康明斯和ICI在三个SiemensV94.3ACCGT之一开发的电力到天然气到电力(P2G2P)解决方案上演示技术准备水平(TRL7)。另外，FLEXnCONFU的目标是从年4月开始在Ribatejo电厂进行1,个运行小时的电力制氢示范。

在另一个项目中，项目合作伙伴的目标是TRL6，用于由荷兰公司Proton和ICI开发的电力到氨到电力(P2AP)解决方案，该解决方案将在意大利萨沃纳热那亚大学实验室运行的改进型微型燃气轮机上进行演示。P2G2P解决方案将由自动化公司MASControllingPowerEnergy开发的电网驱动/响应管理系统直接控制，将在卡迪夫大学实验室对于不同天然气、氢气和氨混合物的燃气轮机燃烧可接受性进行研究。

ETNGlobal的项目官SimonGianordoli说，从本质上讲，FLEXnCONFU将是一个“向市场展示的项目”。项目完成后，这些技术将在ENGIELaborelec和TirrenoPower拥有的CCGT上进行升级和复制。最终，ETNGlobal希望FLEXnCONFU将提高CCGT在辅助服务市场上提供服务的可能性，保证更安全、清洁和有弹性的电力系统。

适应扩展的燃料范围

在这个协作空间之外，每个主要的OEM似乎都认识到，随着世界强调脱碳，燃气轮机燃料的灵活性可以带来竞争优势并增加市场价值。许多人正在使他们的机器适应非常规燃料资源（如生物燃料、页岩气和液化天然气）和低碳燃料，包括氢和氨。值得注意的是，氢气已成为发展重点，一些OEM甚至制定了路线图，以使大多数燃气轮机能过实现%氢气燃烧。

迄今为止，许多发展都集中在干式低氮氧化物(DLN)技术的进步上，使用稀薄预混或多簇燃烧技术来控制氮氧化物(NOx)的排放，并且成果已经转化为项目交易。三菱动力年5月为犹他州Delta的兆瓦山间发电厂签订的两台1×1MJAC（图1）CCGT的合同在商业上保证燃气轮机将燃烧30%的氢气（按体积计）和70%的天然气燃料，当他们在年上线时。合同要求电厂的氢气产能将在年之前过渡到%氢气，使运营商和主要电力购买者——洛杉矶水电部能够满足加州严格的气候目标。

正如三菱动力高级副总裁兼氢基础设施负责人MichaelDucker说，公司在DLN多集群燃烧器方面取得了进展。更多的客户正在考虑，到年代末和年代，燃气轮机能够使用%氢气运行，他们开始确定项目的范围，希望未来能够内置这种功能，从产品开发的角度来看，三菱动力正在走上正轨并支持这些项目

然而，一些行业专家警告说，依靠氢气燃烧来替代天然气来实现脱碳将面临重大挑战。KiewitEngineering发电服务主管DianeFischer表示，一个特别被低估的担忧是，与天然气相比，氢气的热值和密度很小。

如果使用%（按体积）的氢气，那么从热力学计算的角度来看，燃气轮机的容量将是原始燃气轮机的30%左右，与天然气相比，这完全是氢的热值和密度的函数。所以，如果想用氢气完成同样的事情，需要投入比天然气更多的氢气。

相反，要达到与天然气相同的容量，实际容量将远远超过最初实现相同目标所需容量的%。除了为主要燃烧氢气的装置设计这些可能需要的较大体积燃烧器外，氢气燃烧可能需要更多的下游NOx控制，而更快的点火速度对于改变燃料混合物的装置可能具有挑战性。

操作和维护氢燃料燃气轮机也可能具有挑战性。Fischer说，虽然典型的天然气装置使用适用于燃气轮机的减压器来降低管道气体的压力，但无论是来自电解槽还是输送装置，都需要储存和加压，就像校准气体一样。其他供应风险包括潜在的不可靠供应和系统要求的不确定性。气体发生器还需要遵守某些与氢相关的安全设计规范，包括防火、通风、管道和管道。