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GE:氢能+天然气 气电还能更“净”一步

北极星储能网  来源:GE发电    2019/5/17 10:31:57  我要投稿  
关键词: 氢能 氢气 制氢

北极星储能网讯:1870年,吉尔斯·费恩在科幻小说《神秘岛》中写道:“我相信,总有一天可以用水来做燃料,氢和氧可以单独地或合在一起使用,所供给的光和热是煤炭无法达到的。水将是未来的煤炭。”

百年前的畅想对于如今的能源发展有何借鉴?

清洁发电,GE站在何处,眺望何方?

氢能:无尽的宝藏

氢,元素周期表里的一号元素,无色无味无臭,燃烧后的产物是水,拉丁文的含义就是“水的生成者”。氢气是常见燃料中热值最高的,是石油的3倍,煤炭的4.5倍,这意味着消耗同样质量的石油、煤炭和氢气,氢气所提供的能量最大。氢以清洁、高热值和零排放的优势,早已引发了人们对未来能源格局的期许和探讨:

早在二战期间,

氢已被用作A-2火箭液体推进剂;

1970年,

阿波罗登月飞船的起飞火箭采用的就是液氢;

2018年9月,

全球首辆氢能源火车于德国投入服务……

一次能源依存度高达90%以上的日本对氢能的开发利用更加执着。早在2014年4月制定的“第四次能源基本计划”中,日本政府就明确提出了加速建设和发展“氢能社会”的战略方向。又在2017年12月发布了“氢能源基本战略”,确定了2050年氢能社会建设的目标以及到2030年的具体行动计划。

2018年以来,氢能在国内的热度也陡增,成为了能源界备受关注的新宠儿。北京、上海、广东佛山、山东济南等七城市出台氢能发展规划。武汉计划到2025年实现氢能燃料电池产业链产值1000亿元。2019年全国政协十三届二次会议(两会)首次将氢能写入《政府工作报告》。“氢能”与“燃料电池汽车”成为诸多全国政协委员和全国人大代表提案、议案中的热词。而氢能在我国能源转型道路上的应用主要集中在氢燃料电池车和氢能发电。

发电端应用:更“净”一步

目前,氢气在航天领域中常用作火箭燃料,国际上对氢气和天然气混烧的燃气轮机甚至纯氢燃气轮机的研究已取得不小的进展。但是高混合比例的氢气混合燃料,需要面对回火、燃烧压力波动和氮氧化物等几大技术挑战,技术攻克仍需要一定时间,作为向富氢或纯氢燃机轮机发展过程中的过渡,天然气-氢气混合燃料在发电端的应用的优势逐渐凸显。通过天然气加氢,可以提高天然气燃烧速率,扩展天然气的稳定稀燃极限。这充分利用了氢气和天然气两种燃料的优点,不但大幅降低二氧化碳和氮氧化物等污染物排放,还为规模化氢能利用提供技术储备。

当前,GE发电已为客户提供成熟的气电解决方案。而具有前瞻性思维的GE工程专家们早就为GE燃气轮机配备了面向未来的全面技能,展开了氢气在燃气轮机应用的实践。GE发电燃气系统的Jeff Goldmeer曾在NASA就职,很熟悉氢气在航天领域的应用,他表示:“我们的客户常常发会问,如何能在发电端利用氢能,从而实现更加环保的发电方式?我会自豪地告诉他们,诸多GE设备其实已经具备了燃烧氢能的条件,这一设想正在被逐步实现!” GE在美国,亚洲及欧洲运营的70多台燃气机组都有着应用氢气作为混合燃料的运行经验,并已累计运行四百万小时。

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经过十余年的发展,中国产氢量已位居世界第一,年产量接近2000万吨。天然气、醇类、电解水和煤炭是提炼氢能的主要来源,其中煤炭是氢最为经济的提炼来源,由于我国每年煤炭消耗量巨大,因此排放的污染物造成巨大的环境压力,通过煤炭制氢,再将氢能运用于燃料电池汽车等终端,可以大幅减少城市交通带来的污染。这也是煤炭清洁化利用,煤炭行业转型的一个重要领域。

而除了作为燃料,氢能还可以实现能源间的连结转化,是清洁能源消纳的重要载体和储能方式。在2015年及2016年,德国和英国风电弃风量达5太瓦时。这些电力足以满足整个印度一天的用电需求。倘若这些“多余”的风电可以用来电解水,从而以氢能的方式储存,就可以促进清洁能源消纳,避免不得已的“浪费”。

未来能源发展的趋势必然更加多元。如何实现更加清洁、高效、低成本的发电方式,我们依旧在上下求索。在当前及之后的一段时期内,天然气发电必然肩负起连接未来能源社会的桥梁作用,如何更具前瞻性地运用天然气,如何将天然气与氢能更好的融合,为迎接新能源纪元做好准备?GE发电与你一起拭目以待!

原标题:氢+天然气,气电还能更“净”一步

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