氣電如何在新型能源體系中迎來新機遇?
近日,廣州惠州大亞灣石化區(qū)綜合能源站項目1號機組廠用電6千伏母線,受電圓滿完成。該項目包含廣東電力發(fā)展股份有限公司(粵電力)投資建設(shè)2套600兆瓦H級燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)熱電冷聯(lián)產(chǎn)機組,是國內(nèi)首個在H級燃機中使用天然氣-氫氣混合燃料的項目。
項目建成后,年發(fā)電量約47億千瓦時,供熱量1112萬吉焦,不僅可以為惠州市電力提供支撐能力,滿足大亞灣石化區(qū)西部的熱負(fù)荷需求,同時可以消納周邊重大項目產(chǎn)生的可燃含氫尾氣。
【資料圖】
廣東電力發(fā)展股份有限公司是廣東省最早的股份制改制企業(yè)和中國首批電力上市公司之一,專注于電力主業(yè),目前煤電裝機20550萬千瓦、氣電裝機6392萬千瓦、水電裝機14.26萬千瓦、風(fēng)電裝機2345萬千瓦。
氣電新時代
長期以來,中國天然氣發(fā)電受困于氣價與電價的不協(xié)調(diào),沒有實現(xiàn)更大規(guī)模的發(fā)展。電力市場化改革的推進(jìn)、碳約束的加強、摻氫燃燒技術(shù)的進(jìn)步……中國天然氣發(fā)電或許將要進(jìn)入一個全新的階段。
根據(jù)對電源結(jié)構(gòu)需求和調(diào)整,十四五期間各省市都不同程度的增加了對氣電的規(guī)劃,例如廣東省3600萬千瓦、四川875萬千瓦、重慶市500萬千瓦。
廣東省,特別是珠三角地區(qū),化石能源不豐富的同時,對電力需求也一直很高。預(yù)計十四五期間,廣東電力需求年均增長在4.5-5%。因此廣東省能源局在“十四五”能源規(guī)劃中明確提出要“積極發(fā)展天然氣發(fā)電,“十四五”期間新增天然氣發(fā)電裝機容量3600萬千瓦”占電源裝機的百分之三十左右。
2022年,受到俄烏沖突的影響,國內(nèi)天然氣發(fā)電成本氣價從2元暴漲至4元多,這無疑給天然氣發(fā)電的發(fā)展又增添了一份困難。
中國石油學(xué)會石油經(jīng)濟專委會秘書長朱興珊表示:“未來氣電發(fā)展要更多的依托國產(chǎn)氣的產(chǎn)量增加和價格改革,這樣才能夠更好的攤平用氣成本?!?/p>
碳中和轉(zhuǎn)型的趨勢讓天然氣發(fā)電的作用更加凸顯。隨著高比例可再生能源電力系統(tǒng)的發(fā)展,電網(wǎng)需要越來越多的靈活、高效機組,這些正是天然氣發(fā)電的優(yōu)勢。
隨著可再生能源的不斷增加,電網(wǎng)所需的靈活調(diào)節(jié)性電源也越來越多。強大的調(diào)峰能力一直都是天然氣發(fā)電無可匹敵的優(yōu)勢,HA級燃機延續(xù)了這一優(yōu)點。
拓展氣電未來
燃?xì)廨啓C是天然氣發(fā)電最為核心的設(shè)備,彰顯著工業(yè)制造領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和實力。2023年2月14日,國內(nèi)首臺由哈電通用燃?xì)廨啓C(秦皇島)有限公司本土生產(chǎn)的HA級重型燃機從秦皇島重燃基地下線,其最大特點是HA級燃機機組將氫氣摻混比例運行,并將會在未來持續(xù)提高其摻氫燃燒比例。
據(jù)廣東粵電大亞灣綜合能源有限公司透漏,H級的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率可以達(dá)到63%以上,F(xiàn)級在58%左右,高出4%以上。同時,氣電項目與美孚化工合作,化工生產(chǎn)的尾氣含氫10%、甲烷90%,用于原料,可以節(jié)約大量的成本。所以,大亞灣石化區(qū)綜合能源站項目也是國內(nèi)首臺重型燃機充分燃燒混合燃料的探索和研究。
9H燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)在國內(nèi)早已應(yīng)用,據(jù)悉,天津軍糧城電廠650兆瓦燃?xì)?350兆瓦燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)項目中采用的的燃機也是國內(nèi)第一臺投運的采用GE尖端的3D打印微孔預(yù)混燃燒室技術(shù)的9HA燃機。微孔預(yù)混燃燒室通過燃燒空氣的微孔混合,大幅提升燃料與空氣混合的均勻性,目前,天津軍糧城電廠100%負(fù)荷修正后的聯(lián)合循環(huán)效率為63.36%,是我國當(dāng)前投運燃機發(fā)電機組中效率最高的。
“自從2021年1月投運以來到今天,機組安全運行了兩年多,各項運行指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。其優(yōu)勢特點包括:第一,啟動靈活性方面,電廠一次啟停就節(jié)約大約20萬元,每一次調(diào)峰作用都是按流量計算,收益也是相當(dāng)可觀的;第二,在節(jié)能減排方面,微孔預(yù)混燃燒技術(shù)的應(yīng)用,使氣耗能達(dá)到0.164,原來F級機組是0.173,機組供熱面積可達(dá)700萬平方米,可滿足十余萬居民的用電和采暖需求。電廠每年可減排二氧化硫1194噸,減排氮氧化物7755噸,為加快中國能源清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了典型示范效應(yīng)”。華電天津軍糧城發(fā)電有限公司副總工程師李云良表示。
根據(jù)國家“十四五”能源規(guī)劃,新能源的發(fā)展將以大型風(fēng)電、光伏基地為依托。更大規(guī)模的可再生能源發(fā)電裝機并網(wǎng),無疑需要更多的調(diào)節(jié)性電源??紤]到越來越嚴(yán)苛的碳約束,以天然氣發(fā)電替代煤電,可能會成為未來電力系統(tǒng)的一大趨勢。
2018年陜西延長石油總投資40億元,1GW風(fēng)光氣氫牧能源互聯(lián)網(wǎng)國家示范項目確立,在多能互補模式中就有氣電更多的發(fā)展空間。
天然氣發(fā)電本身可以作為靈活性電源適應(yīng)電網(wǎng)需求,滿足夏季用電高峰。作為調(diào)節(jié)型電源,如何在價格政策不到位的情況下與新能源深度綁定,創(chuàng)新發(fā)展出新的商業(yè)模式,是氣電發(fā)展的新難題。朱興珊表示,“能源政策要體現(xiàn)氣電低碳環(huán)保和靈活性價值,氣電行業(yè)要增強產(chǎn)業(yè)鏈安全能力,才能迎來更多發(fā)展機會。”
(圖片來源:veer圖庫)
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