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当下,各家电力企业都在努力探寻符合自身长期发展的低碳转型方案。在这一进程中,氢作为一种近乎零碳排放的绿色能源,越来越受到大家的关注与重视。通过技术改造燃气轮机使其向燃氢方向转化、最终实现100%燃氢,无疑成为各大燃气电厂在未来实现净零碳排放的可行途径之一。
美国,纽约州
“燃氢路线图”计划
在纽约州多佛市波基普西以东30英里处,蟋蟀谷电厂正在经历一场前所未有的低碳变革。
作为纽约州发电效率最高的联合循环燃气电厂之一,蟋蟀谷电厂自2020年起正式投入商业运行。电厂配备三台GE 7F级燃气轮机,总装机容量1,100兆瓦,能够满足纽约州100万户家庭的用电需求。采用清洁、高效的天然气作为燃料进行发电,成为蟋蟀谷电厂迈向低碳转型的关键一步。
而随着纽约州《气候领导力及社区保护法案》的正式出台,一项新的发展目标摆在了纽约州面前——“电力行业需在2040年实现零碳排放”。响应法案号召,蟋蟀谷电厂开始追求一条更加可持续发展的道路。2021年7月,电厂与GE正式签署协议,计划在2022年底启动名为“燃氢路线图”的全新计划。根据计划,蟋蟀谷电厂首先将采用天然气掺混5%绿氢作为燃料进行发电,并计划在未来的十年内将整个工厂转变为100%绿氢燃烧,大力推动氢燃料的利用与发展,以实现其向清洁能源过渡的计划。
负责管理项目相关设施的高级电力资产管理公司(Advance power Asset Management)总裁Chuck Davis表示:“作为发电领域的领导者,GE在氢能的燃烧与利用方面积累了丰富的经验,将为蟋蟀谷电厂顺利转型成为燃烧低碳燃料的新型电厂提供可靠助力,为纽约州的低碳发展做出贡献。”
此外,2021年7月8日,纽约州州长Andrew Cuomo宣布,纽约电力局(NYPA)将在今年开展另一个试点项目——位于长岛的Brentwood电厂将暂时采用天然气与绿氢混合燃料进行发电。GE将为电厂提供天然气与氢气混合燃烧系统,并对项目的规划和执行工作进行支持。
美国,俄亥俄州
Long Ridge Energy项目
美国中东部,俄亥俄州,Long Ridge Energy旗下的一座HA级燃气电厂正尝试通过向天然气燃料中混合氢气的方式来实现低碳转型。这不仅是美国首座专门打造的氢燃料燃气电厂,也是全球首座实现掺氢燃烧的HA级联合循环燃气电厂。电厂配备GE 7HA.02燃气轮机,装机容量485兆瓦,预计可满足40万户当地家庭的用电需求。
Long Ridge Energy开创了行业应用的先河,机组当下已实现15%-20%(按体积计算)比例的掺氢燃烧,并计划在2030年具备100%燃氢能力。电厂预计于2021年11月正式投入商业运行。
除了为电网供电,Long Ridge Energy还计划将这种“低碳”电力供应给周边一些耗电量极高的数据中心,助力其尽早实现碳中和目标。
6B高纯氢发电机组
氢能发电纪录保持者
氢气的成本一直是氢能在电力行业实现大规模应用的瓶颈之一。目前,业内主要有三种制氢方式,分别为水电解制氢、化石能源制氢及工业副产氢气。其中,副产氢气作为炼油、化工等行业产品生产过程中普遍存在的副产物,具有成本低、资源丰富等优势。以副产氢气为原料进行发电,可有效降低燃气电厂的用氢成本。
此次项目中,GE 6B高纯氢发电机组所使用的氢气正是源自炼厂的副产氢,炼厂无间断地为发电设备提供富氢气,机组掺氢燃烧比例最高可达95%。该机组于1997年投运,可用率达到99%。同时,客户还与GE签订了服务合约(CSA),GE燃气发电秉持客户至上的服务准则,全力保障机组的长期稳定运行。
在燃氢领域,GE有着自己的规划与布局——在2030年前将燃气轮机的燃氢能力提高到百分之百,这也是GE燃气轮机技术发展的一个重要方向。
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