編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標(biāo)下的智慧方案與行業(yè)機(jī)遇”為主題的第十七屆中國(guó)分布式能源國(guó)際論壇于西安召開(kāi)。本次會(huì)議由中國(guó)能源研究會(huì)分布式能源專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)能源網(wǎng)主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯(lián)合主辦。會(huì)上，華電通用輕型燃機(jī)設(shè)備有限公司技術(shù)部經(jīng)理史煒發(fā)表了“LM航改型燃機(jī)與低碳綜合能源”的主旨演講。以下內(nèi)容根據(jù)大會(huì)演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

主持人 潘志剛：下面有請(qǐng)華電通用輕型燃機(jī)設(shè)備有限公司技術(shù)部經(jīng)理史煒與大家分享《LM航改型燃機(jī)與低碳綜合能源》，大家歡迎。

史煒：尊敬的各位嘉賓，大家上午好!

首先做個(gè)簡(jiǎn)單的自我介紹，我是來(lái)自華電通用輕型燃機(jī)設(shè)備有限公司，我叫史煒，非常感謝組委會(huì)給了我們這樣一個(gè)交流、探討、學(xué)習(xí)的平臺(tái)。另外一個(gè)感謝，也是很湊巧，把我們兩位同姓的放在了一起，前面是來(lái)自康明斯的史總，我也姓史，這個(gè)姓并不多見(jiàn)，也是很榮幸。

我今天分享的題目叫《LM航改型燃機(jī)與低碳綜合能源》，其實(shí)大家這兩天也一直都在這邊做這樣一個(gè)探討，關(guān)于我們“雙碳”背景，關(guān)于我們的目標(biāo)等等，所以在這邊我就不過(guò)多地贅述了，“雙碳”目標(biāo)我相信大家都非常清楚。只不過(guò)我們國(guó)家相對(duì)于歐盟、美國(guó)，我們碳達(dá)峰到碳中和的時(shí)間更短，所以我們大家也在互相探討分布式能源，包括綜合能源接下來(lái)怎么走。

我相信大家目前都有一個(gè)共識(shí)，未來(lái)新能源會(huì)有一個(gè)非?？焖俚陌l(fā)展，這也是我們國(guó)家能源轉(zhuǎn)型的根本途徑，我們叫電力生產(chǎn)清潔化。各個(gè)不同機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)可能會(huì)有一些區(qū)別，但是大部分，到2030年也好，2050、2060年也好，新能源的裝機(jī)占比會(huì)非常高。中科院的報(bào)告當(dāng)中，2050年清潔能源的裝機(jī)會(huì)達(dá)到83%，在2030年就會(huì)超過(guò)50%。

清潔能源的發(fā)展也會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)很多挑戰(zhàn)，從美國(guó)的能源轉(zhuǎn)型來(lái)看，其實(shí)美國(guó)是在2007年就碳達(dá)峰了，2007年之后一直在做減碳的活動(dòng)。美國(guó)這么一個(gè)情況，跟2005年相比，從可再生能源的增加，達(dá)到減碳是在32%左右，其他的都是歸根于煤改氣還有其他一些減排的措施。

所以從這個(gè)角度來(lái)看，我們認(rèn)為首先天然氣肯定不是已經(jīng)淘汰的能源，它在我們能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程當(dāng)中是非常重要的一個(gè)過(guò)渡能源。未來(lái)氫又是大家非常熱衷于討論的話題，后面我也會(huì)跟大家分享一些LM航改型燃機(jī)在燃?xì)浞矫娴膽?yīng)用。

前面我們也有來(lái)自同行和中航方的燃?xì)?，它也是航改型的燃機(jī)，前面也已經(jīng)聊到了這個(gè)東西。作為我們?nèi)A電通用來(lái)講，引進(jìn)了公司20000-50000千瓦，M2500以及M6000這兩個(gè)系列航改型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組。對(duì)這兩個(gè)航改型燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，大家平時(shí)都坐播音、空客，其實(shí)來(lái)源于航空的發(fā)電機(jī)。

當(dāng)然我們也很榮幸看到中航外燃機(jī)在國(guó)產(chǎn)燃機(jī)的開(kāi)發(fā)道路上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步，我們希望在市場(chǎng)當(dāng)中會(huì)有更多的機(jī)型來(lái)參與競(jìng)爭(zhēng)，也是對(duì)于用戶，對(duì)于客戶來(lái)講，是一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。

對(duì)于航改型燃機(jī)，我稍微多做一點(diǎn)補(bǔ)充，其實(shí)區(qū)別于重型燃機(jī)來(lái)講，首先它有一個(gè)多軸的設(shè)計(jì)，多軸的設(shè)計(jì)使得啟動(dòng)非常的快速，然后復(fù)合的調(diào)節(jié)非常的靈活，在部分復(fù)合下面更加高效、安全。用多軸設(shè)計(jì)，比如高速軸可以達(dá)到一萬(wàn)轉(zhuǎn)左右，這個(gè)可以靈活調(diào)節(jié)的一根軸。

另外的低速軸連接發(fā)電機(jī)，可以保持在3000轉(zhuǎn)或者3600轉(zhuǎn)，也就是50、60赫茲這么一個(gè)穩(wěn)定的運(yùn)行，所以它通過(guò)調(diào)節(jié)高速軸來(lái)進(jìn)行燃機(jī)機(jī)組復(fù)合等等的調(diào)節(jié)，相對(duì)來(lái)說(shuō)更加靈活。

第二，它適合無(wú)限次的起停，不損傷壽命，我們知道重型燃機(jī)都有一個(gè)等效運(yùn)行小時(shí)的概念，所以它的起停也好，包括其他一些因素對(duì)它的設(shè)備壽命產(chǎn)生折損，對(duì)于航改型燃機(jī)來(lái)講，因?yàn)樗罅坎捎煤娇盏暮辖鸩牧?，大家也都知道一架飛機(jī)一天要跑好幾個(gè)地方。所以它的起停等等，都非常靈活，這也是我們說(shuō)航改型燃?xì)饫^承了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。

右邊這張圖，航改型燃機(jī)引擎本體非常小，所以它的機(jī)組、模塊化的設(shè)計(jì)占地也都非常小。我補(bǔ)充這么幾點(diǎn)跟我后面講的內(nèi)容非常有關(guān)系，就是LM機(jī)組在低碳綜合能源的應(yīng)用。

首先跟大家分享一下，關(guān)于氫方面的應(yīng)用，當(dāng)然這跟我們航改型燃機(jī)應(yīng)用的場(chǎng)景很多，包括之前的分布式能源，包括我們西氣東輸?shù)墓艿溃袊?guó)應(yīng)該有70多臺(tái)2500，用于西氣東輸?shù)墓艿垒斔?，包括美?guó)的驅(qū)逐艦，用的也是LM2500的航改型燃機(jī)。

對(duì)于燃機(jī)減碳來(lái)講，我們說(shuō)主要可以從前端和后端。前端采用低碳燃料，包括氫氣、包括合成氣，包括氨氣等等，這些不含碳的燃料。另外對(duì)于后端來(lái)講，無(wú)非就是采用碳捕集、碳封存的技術(shù)。

氫作為大家探討非常多的能源，這個(gè)燃機(jī)全球已經(jīng)有超過(guò)110臺(tái)運(yùn)用于含氫燃料的發(fā)電。其中有19臺(tái)是LM的航改燃機(jī)，這19臺(tái)當(dāng)中有13臺(tái)在中國(guó)，主要應(yīng)用于焦?fàn)t煤氣的場(chǎng)景。因?yàn)榇蠹乙仓澜範(fàn)t煤氣，包括其他的一些化工，包括鋼鐵產(chǎn)業(yè)來(lái)講，它排放的尾氣含氫量比較高，像焦?fàn)t煤氣大概是在60%左右。包括我們最近收到一些國(guó)內(nèi)用戶，一些化工廠等等，原來(lái)的尾氣也不利用，就直接進(jìn)行排放。

其實(shí)有些氫，雖然我們叫它灰氫，但是它的純度也非常高。對(duì)于燃機(jī)來(lái)講，當(dāng)然它不挑，純度高還是低都可以燒。從這個(gè)角度來(lái)講，這部分的灰氫也好，包括將來(lái)的綠氫也好，都可以在燃機(jī)當(dāng)中進(jìn)行燃燒和再利用的方式。

以氫氣作為燃料，它的發(fā)展歷程也非常早，其實(shí)從上世紀(jì)的八九十年代就開(kāi)始了，大家可以看到有很多合成器也好，包括煤化工的氣體等等，只不過(guò)這兩年因?yàn)?ldquo;雙碳”目標(biāo)的提出以后，氫變成了一個(gè)非常熱門(mén)的話題，再次回到大家的視野，所以我們現(xiàn)在也是重點(diǎn)討論這個(gè)氫的問(wèn)題。

LM燃機(jī)目前的燃?xì)淠芰?，在LM2500最高的摻氫比例可以達(dá)到85%，當(dāng)然未來(lái)的目標(biāo)，其實(shí)各大廠商基本上都有一個(gè)共識(shí)，就是2030年之前達(dá)到100%燒氫的能力。我看到有一些內(nèi)燃機(jī)其實(shí)已經(jīng)在接近100%燃?xì)涞哪芰?，我相信都是大家共同的目?biāo)，未來(lái)的目標(biāo)都是可以燒100%的氫氣。

很重要的一點(diǎn)，對(duì)于含氫燃料的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它需要考慮很多不同的因素，因?yàn)闅錃馀c甲烷的特性不同，所以我們說(shuō)含氫燃料的燃機(jī)，對(duì)它的燃燒系統(tǒng)，包括火焰探測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電閘安全系統(tǒng)等等，都需要做出一系列的改造。但是有一點(diǎn)，首先這個(gè)系統(tǒng)可以是新設(shè)計(jì)的，也可以在我們目前的，以天然氣為燃料的燃機(jī)電場(chǎng)進(jìn)行一些改造，包括昨天也有行業(yè)的同仁提到，我們?cè)谛陆妶?chǎng)的時(shí)候，可能會(huì)把未來(lái)，有可能摻氫燃燒，或者純氫燃燒作為考慮的前提，減少以后我們?cè)诟脑斓倪^(guò)程當(dāng)中所增加的成本，所以這也是非常重要的一點(diǎn)。

可能對(duì)于現(xiàn)階段來(lái)講，因?yàn)橹茪?、?chǔ)氫各個(gè)方面的技術(shù)還沒(méi)有完全成熟，包括達(dá)到商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化之前，它的成本目前還偏高。但是目前可行的解決方案，就是將氫氣摻入現(xiàn)有的燃?xì)怆婇l系統(tǒng)，包括國(guó)家管網(wǎng)也好，包括有些地方也是在做這樣一些實(shí)驗(yàn)。在我們?cè)瓉?lái)的天然氣管網(wǎng)當(dāng)中摻入10%、20%的氫氣，可以作為我們氫氣的輸送。另外一方面也可以作為混合氣的燃料，用內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行摻混的燃燒，達(dá)到節(jié)能減排降碳的作用。

未來(lái)隨著氫氣各方面的技術(shù)成熟，有可能達(dá)到安全脫碳的綠色解決方案，通過(guò)可再生能源、電解水、制氫，還有氫氣進(jìn)入到管道也好，或者就地進(jìn)行一個(gè)消納，同時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。

大家可能會(huì)有一個(gè)疑惑，又是電解水制氫，再把氫放到燃機(jī)里面燃燒，這是一個(gè)什么意思，我們說(shuō)多次的能源轉(zhuǎn)化，效率越來(lái)越低。但是實(shí)際上我們可以看到可再生能源制氫會(huì)有一些余電，可以通過(guò)余電進(jìn)行制氫，變成氫以后作為一個(gè)存儲(chǔ)，它從空間上、從時(shí)間上，因?yàn)闅浯鎯?chǔ)以后可以運(yùn)輸，也可以在當(dāng)?shù)叵{。從空間、時(shí)間上有一個(gè)時(shí)間差，比如說(shuō)風(fēng)電光伏缺電的時(shí)候，我們通過(guò)把氫進(jìn)一步燃燒，對(duì)風(fēng)光進(jìn)行互補(bǔ)的作用。

所以關(guān)于綜合能源多能互補(bǔ)，我剛剛簡(jiǎn)單開(kāi)了一個(gè)頭，對(duì)于我們說(shuō)新能源的比例越來(lái)越高，對(duì)我們電力系統(tǒng)產(chǎn)生了更多的挑戰(zhàn)，也存在著更多的安全風(fēng)險(xiǎn)。其實(shí)剛剛史總也提到了，有的同仁說(shuō)我們有了風(fēng)和光之后，就不需要其他的能源或者其他的電力系統(tǒng)，這個(gè)顯然是不成立的說(shuō)法。我們說(shuō)未來(lái)以新能源為主的新型電力系統(tǒng)，必然是綜合能源的系統(tǒng)，風(fēng)力也好、光伏也好，它的特點(diǎn)就是間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，它的不可控因素非常多。

我們?cè)趺唇鉀Q由于風(fēng)光大幅增加之后的波動(dòng)性和隨機(jī)性?我們就需要調(diào)峰這些技術(shù)，當(dāng)然可以通過(guò)儲(chǔ)能和其他方式，這都是我們綜合利用的方式。首先這一個(gè)，我們對(duì)于它的波動(dòng)性怎么解決。我們?cè)诿绹?guó)加州白天，因?yàn)轱L(fēng)電光伏裝機(jī)容量很高，白天對(duì)于新能源來(lái)講，可以提供很大的電力。但是在傍晚，在風(fēng)電光伏降低的時(shí)候，但是正好又是一個(gè)用電高峰，這個(gè)時(shí)候所需要的調(diào)峰電力非常多，怎么解決這個(gè)問(wèn)題?

另外就是系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的問(wèn)題，風(fēng)電光伏也好，通過(guò)直流是沒(méi)有辦法提供頻率的調(diào)節(jié)，但是我們國(guó)家，比如50赫茲交流電，接入的直流功率和新能源功率的增加，平流穩(wěn)定性就會(huì)相應(yīng)地下降。大家也可以看到藍(lán)色的曲線和紅色的曲線，也就是預(yù)測(cè)了我們?cè)谛履茉囱b機(jī)增加以后，它的頻率對(duì)于我們說(shuō)50赫茲的偏離情況，也是越來(lái)越大。

新型現(xiàn)代化電力系統(tǒng)需要靈活的調(diào)節(jié)電源，然后跟新能源裝機(jī)進(jìn)行互補(bǔ)的運(yùn)行。一方面有利于促進(jìn)新能源的消納，另一方面也可以給我們系統(tǒng)安全提供必要的頻率，電壓響應(yīng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的支撐，這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的支撐很重要，非常重要，因?yàn)槲覀冋f(shuō)這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量只有通過(guò)這樣的一些旋轉(zhuǎn)設(shè)備它可以提供給我們系統(tǒng)提供這樣的慣性，不然會(huì)產(chǎn)生非常大的波動(dòng)，所以說(shuō)對(duì)于新能源發(fā)電占比超過(guò)50%以上的必須配置足夠數(shù)量的靈活性調(diào)節(jié)電源，與新能源機(jī)組互補(bǔ)運(yùn)行，才能滿足系統(tǒng)安全可靠的供電要求。

航改型燃機(jī)它的特性我前面提到，它的靈活調(diào)節(jié)性能、起停的快速，正好非常匹配電網(wǎng)穩(wěn)定性的需求，大家可能聽(tīng)到電網(wǎng)輔助服務(wù)的概念，雖然我們國(guó)家電網(wǎng)輔助服務(wù)的市場(chǎng)啟動(dòng)比較晚，但是市場(chǎng)化也在逐步建立，我們對(duì)于電網(wǎng)穩(wěn)定提供這類的輔助服務(wù)，都是可以得到政府的一些補(bǔ)貼各個(gè)方面的一些因素，我們說(shuō)航改燃機(jī)除了在前面各位提到的聯(lián)合循環(huán)當(dāng)中的一些應(yīng)用，它的調(diào)峰能力、調(diào)頻能力也是非常強(qiáng)的。

對(duì)于現(xiàn)代化的綜合能源系統(tǒng)必然是區(qū)別于我們以前集中式的供電系統(tǒng)，必然有常規(guī)和可再生能源分布式的綜合能源系統(tǒng)，這個(gè)不多說(shuō)了。

下面簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)案例，這是我們?cè)诿绹?guó)風(fēng)電互補(bǔ)的項(xiàng)目，它的功率更大，可以看到是為300兆瓦的風(fēng)電廠做備用，其實(shí)它投用比較早，2009年，用了4臺(tái)LM6000，一共是180兆瓦的燃機(jī)，大家可以看右面的圖，有一條黑色的曲線，這是風(fēng)電大的波動(dòng)性提供的功率，穩(wěn)定性非常差，但是有一條綠色的曲線，綠色的曲線就是說(shuō)保持這個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定所需要給風(fēng)電進(jìn)行互補(bǔ)的功率，我們可以看到紅色的曲線就是實(shí)際LM6000燃機(jī)提供的功率，紅色的曲線和綠色的曲線非常好地吻合在一起，我們LM燃機(jī)的調(diào)峰能力非常好地彌補(bǔ)了風(fēng)電波動(dòng)性大的問(wèn)題。

另外這是我們EGT的系統(tǒng)，混合的系統(tǒng)，就是由燃機(jī)+電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)這么一個(gè)混合系統(tǒng)形成50兆瓦的應(yīng)急備用的電力。通過(guò)左邊的圖可以很清晰地看到它的原理很簡(jiǎn)單，尤其在美國(guó)它的及時(shí)響應(yīng)的電力，美國(guó)的電網(wǎng)給的補(bǔ)貼非常高，有了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)之后可以達(dá)到及時(shí)的響應(yīng)，雖然說(shuō)航改型燃機(jī)啟動(dòng)非?？欤乔懊孢€是需要一定短暫的時(shí)間，前面一點(diǎn)點(diǎn)時(shí)間通過(guò)電池馬上進(jìn)行放電，燃?xì)鈫?dòng)之后我們可以看到紫色的這條直線，燃機(jī)啟動(dòng)之后它的負(fù)荷快速增加，形成50兆瓦及時(shí)響應(yīng)的待機(jī)是零燃料消耗的系統(tǒng)，可以給電網(wǎng)提供好的輔助服務(wù)和調(diào)峰的作用。

我們是做燃機(jī)的，把燃機(jī)放到多能互補(bǔ)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)離線，前面史總也提到了這個(gè)情況，燃機(jī)可以和風(fēng)能、光伏以及其他的儲(chǔ)能，儲(chǔ)能包括電池也好，包括儲(chǔ)氫也好，氫氣也是我們說(shuō)可以存儲(chǔ)的手段，非常好地結(jié)合在一起，形成一個(gè)綜合能源的系統(tǒng)。

LM的航改燃機(jī)電廠可以快速靈活地升降復(fù)合，并且可以和可再生能源聯(lián)合部署，當(dāng)然在未來(lái)隨著我們制氫、儲(chǔ)氫，包括燃機(jī)燃?xì)浼夹g(shù)的發(fā)展，會(huì)有更多的燃?xì)怆姀S逐步轉(zhuǎn)型為燃?xì)涞碾姀S，和風(fēng)光聯(lián)合在一起，一個(gè)是可以和可再生能源進(jìn)行很好的互補(bǔ)，可以用可再生能源多余的電力制成的氫氣作為燃機(jī)的燃料，形成閉環(huán)的完全綠色脫碳的解決方案。

最后講一下我們?nèi)A電通用，華電通用是華電集團(tuán)和GE合資成立的一家公司，華電51%，GE49%，我們目前這個(gè)公司在上海，占地166畝，有6條滿負(fù)荷的測(cè)試線，我們公司是GE全球第三家的航改燃機(jī)的裝備工廠，原來(lái)休斯敦的工廠已經(jīng)關(guān)停了，現(xiàn)在全球只有兩家，一個(gè)在匈牙利的布達(dá)佩斯，還有就是在中國(guó)上海。

三大業(yè)務(wù)板塊，一方面是LM的機(jī)組，還有TM，TM的機(jī)組是TM2500，它是一個(gè)移動(dòng)式的發(fā)電設(shè)備，我們提供備件與服務(wù)等，我們現(xiàn)在已經(jīng)自主完成了，最早可能是由美國(guó)的專家?guī)б粠?，我們已?jīng)自主完成了10多臺(tái)機(jī)組的安裝調(diào)試，包括后期的服務(wù)和維修。

我們的優(yōu)勢(shì)通過(guò)本土化的戰(zhàn)略，首先達(dá)到銷售的本地化，我們?cè)趪?guó)內(nèi)有大概30臺(tái)機(jī)組的分布式能源站，可以組織大家參觀交流，我們也積累了非常多的經(jīng)驗(yàn)，這是從銷售的角度說(shuō)。另外從生產(chǎn)的角度說(shuō)，我們現(xiàn)在已經(jīng)完全達(dá)到本地化的生產(chǎn)和組裝，可以更加靈活地調(diào)節(jié)供貨周期。

對(duì)于服務(wù)本地化來(lái)說(shuō)，我們現(xiàn)在可以做到24小時(shí)到位，包括備件的48小時(shí)到位，我們是7×24小時(shí)不間斷服務(wù)，全都可以由中國(guó)國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行完成。我們比較自豪的一點(diǎn)是去年2020年，在疫情期間，大家知道全球疫情很多的項(xiàng)目因?yàn)楦鞣N各樣的原因延期，但是我們的團(tuán)隊(duì)保證了馬來(lái)理文紙業(yè)的項(xiàng)目，去年在馬來(lái)西亞順利投產(chǎn)，這是我們感覺(jué)非常自豪的事情。

我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)字化，包括智能化的一些轉(zhuǎn)型，通過(guò)一站式的服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)遠(yuǎn)程診斷中心，包括通過(guò)仿真機(jī)的搭建培訓(xùn)，為我們客戶提供更好的服務(wù)。

我的報(bào)告就到這里，謝謝各位。

主持人 潘志剛：感謝史經(jīng)理的精彩發(fā)言。華電通用一出生就含著金鑰匙，大家都看到了，是由大型的央企中國(guó)華電集團(tuán)和世界500強(qiáng)通用電器合作成立，是2012年7月在上海注冊(cè)成立，是國(guó)內(nèi)首個(gè)輕型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組組裝、測(cè)試以及維修基地，華電通用致力于航改型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以及維修服務(wù)，在國(guó)內(nèi)建設(shè)了一大批分布式能源的經(jīng)典示范項(xiàng)目，為行業(yè)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

所以說(shuō)在這里祝華電通用不負(fù)公司的使命，成為最好的供應(yīng)商及最好的雇主，為中國(guó)分布式能源提供綠色的輕型燃機(jī)解決方案。