除電力清潔化之外，電網(wǎng)穩(wěn)定也至關(guān)重要。近期中國部分地區(qū)陷入電力短缺，即便是長期保持穩(wěn)定的水力發(fā)電也會受制于極端天氣。天然氣作為相對低碳的化石能源，具有啟停速度快、負荷適應(yīng)性強、運行靈活等優(yōu)勢，能夠有效優(yōu)化高強度用電區(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，燃氣發(fā)電裝機占比較低，但在東南沿海等經(jīng)濟發(fā)達與用能集中地區(qū)，燃氣發(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了其在電力領(lǐng)域的應(yīng)用與需求。國際能源署（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會排放溫室氣體，但它產(chǎn)生的二氧化碳和空氣污染物的排放量遠低于目前使用的許多燃料，尤其是煤炭。

據(jù)國際天然氣聯(lián)合會（IGU）數(shù)據(jù)顯示，每發(fā)電1太瓦時，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)定性和波動性，當(dāng)光照不佳或處于夜晚、風(fēng)力不強、降水不足時，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，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液化天然氣項目的獨家解決方案供應(yīng)商，利用水力發(fā)電將液化項目溫室氣體排放量減少80%以上。“通過這一項目，我們將向經(jīng)濟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世界和中國能源展望》指出，天然氣是“雙碳”目標(biāo)下唯一保持增長的化石能源，將在2040年前保持較快增長。

如何善用化石燃料？

在接受天然氣的不完美的事實后，“善用”化石燃料，成為實現(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)度機制。其中在區(qū)域能源發(fā)展重點及基礎(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)鼓勵增加天然氣發(fā)電規(guī)模，完善LNG儲運和天然氣管網(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)。在國內(nèi)單機容量最大的冷熱電三聯(lián)供項目——廣州華電增城燃氣項目中，在重型燃機方面，華電福新選擇了在燃氣輪機具有豐厚經(jīng)驗的西門子能源。

西門子能源為其提供了2臺目前世界上投入商業(yè)化運營的具有極高凈效率和可靠性、動力強勁的H級燃氣輪機之一的SGT5-8000H重型燃機，在啟動時間、快速響應(yīng)負載變化方面同樣具備優(yōu)勢。2臺燃氣輪機與2臺蒸汽輪機和4臺發(fā)電機共同構(gòu)成2套60萬千瓦H級燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組，這兩套機組投產(chǎn)后，年發(fā)電量可達43.84億千瓦時，可滿足600萬人口規(guī)模城市的家庭用電需求，該項目于2020年5月28日并網(wǎng)成功。

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

▲增城項目

除上述應(yīng)用于大型發(fā)電項目的重型燃氣輪機機組外，西門子能源還擁有出力范圍廣泛的航改型和工業(yè)型燃氣輪機產(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，并可實現(xiàn)能源的梯級利用，在實現(xiàn)減少排放的同時，助力客戶大幅降低用能成本。造紙業(yè)被認為是五大能源密集型產(chǎn)業(yè)之一，為相應(yīng)煤改氣的政策號召，上海東冠紙業(yè)在決定投資自建清潔能源發(fā)電項目后，于2017年成為中國首臺西門子能源SGT-300燃氣輪機的運營商，訂購了兩臺單軸機組，額定出力共計15.8MW，從2018年春季開始投入使用，后續(xù)借此實現(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)可以使燃氣輪機與30%甚至75%的氫氣共燃，其目標(biāo)是到2030年能夠使用 100%氫氣運行燃氣輪機，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會，共同推進能源轉(zhuǎn)型進程。

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。