燃气电厂推动能源转型

为什么天然气电厂在推动能源转型进程中起到关键的作用。以下是三个重要的原因：天然气电厂能够逐步取代燃煤电厂；能够稳定电网以进一步加大利用可再生能源；以及其自身具有完全脱碳的潜力。

在一个国家或地区，减少二氧化碳排放最有效、最快速且最便宜的方法之一是采用高效的天然气电厂取代燃煤或燃油电厂。当用新型天然气电厂替换旧的燃煤电厂时，可以减少60%到65%的二氧化碳排放。这是因为天然气的碳含量比煤炭低45%到50%。而且现在的联合循环电厂（CCPP）的效率要高得多——64%，而老旧的燃煤电厂的效率大约为40%。采用新的联合循环电厂替换老旧的燃油电厂也能取得类似的减排效果：例如，一个新型联合循环电厂可以减少40%到60%的二氧化碳排放，具体取决于被替换的燃油电厂的效率。

此外，燃气发电还提供了更大的操作灵活性。天然气电厂可以比煤炭电厂更快速地启停，使其成为间歇性可再生能源（如风能和太阳能）的理想补充。

作为燃气轮机技术的领导者，西门子能源是新建电厂和将现有燃煤电厂改造为高效联合循环电厂的首选合作伙伴。新建和改造电厂不仅可以减少多达65%的二氧化碳排放，还可以减少多达30%的资本支出（Capex）。

自2010年以来，从煤炭向天然气过渡已经减排约5亿吨二氧化碳。这相当于在同一时期增加了2亿辆电动汽车上路。

是的，加大风能和太阳能的利用可以降低发电成本和二氧化碳排放，但也带来了两个主要挑战。首先，它们不是全天候可用的。其次，它们无法提供电网稳定性。

当没有风或阳光时，天然气电厂可以提供可调度的电力。虽然需求侧管理（DSM）和储能解决方案（如电池或抽水蓄能）也可以减少尖峰负荷需求，但它们通常只能工作几个小时。燃气轮机对于覆盖较长时间的尖峰负荷至关重要。最终，使用由多余可再生能源生产的绿色氢气运行的燃气轮机将实现电力生产深度脱碳的闭环。 

传统上，我们电网的稳定性和韧性主要依赖于具有同步发电机的常规电厂，这些电厂提供不可或缺的电网辅助服务，如惯性、电压控制和短路电力供应。在大多数情况下，可再生能源无法提供这些服务，但燃机发电机可以增加转动惯量，利用无功功率稳定电网电压水平，并通过短路电力增强系统。随着更多大型燃煤电厂的退役，燃气电厂将需要承担这些电网辅助服务的职责。

通过可选的同步调相机模式，即使燃气轮机或蒸汽轮机（在联合循环电厂中）不提供有功功率，发电机也可以全年保持与电网连接。还可以添加飞轮以增加惯性。这些旋转质量提供的惯性越多，电网就能连接更多的可再生能源，以扩大利用可再生能源。  

虽然天然气电厂在排放方面比燃煤电厂更清洁、更先进，但它们仍然依赖化石燃料。目前情况如此，但行业正在为脱碳的未来做准备。这可以通过使用可持续燃料或碳捕集与封存（CCS）技术来实现。

例如，由可再生能源生产的绿色氢气在电力领域脱碳方面具有巨大潜力。其他形式的可持续氢气，如蓝氢、蓝绿氢或粉红氢，根据生产方法分类，也可以通过燃气轮机实现剩余电力的脱碳。如今，我们已经制造了能够使用氢气运行的燃机，以及预装改造设备的氢能就绪电厂，日后可升级为100%使用氢气。未来可以使用的其他可持续燃料包括由有机物质生产的生物燃料或氢气衍生物，如氨或甲醇。

此外，CCS越来越被认为是一种可以帮助电力生产接近净零排放的方法。CCS可以与燃气轮机以及燃煤和生物质电厂配合使用，从烟气中去除二氧化碳排放。通过战略合作伙伴关系，我们正在推动CCS和CCUS技术的发展，以在温室气体产生的地方进行拦截。

项目所在地的具体条件将最终决定哪种脱碳技术最适合且最经济。

我们的客户运营着大约7,400台大型燃气和蒸汽轮机的在役机组，并且这一数字还在不断增加和扩大。我们拥有一流的燃气轮机，并且在HL级、F级和SGT-800燃机方面处于技术领先地位。通过燃气发电解决方案，我们正在积极引导走向脱碳的未来。