国产首台掺氢9HA燃机下线，气电发展进入新阶段

2月14日，首台由哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司生产的HA级重型燃机从秦皇岛重燃基地下线。这台HA级燃机机组将交付给大湾区的广东惠州大亚湾石化区综合能源站作为掺氢燃烧的燃气轮机，使其成为国内首座掺氢燃烧的HA级燃机电厂。

作为工业制造“皇冠上的明珠”，燃气轮机是天然气发电最为核心的设备，也代表了工业制造领域最先进的技术和实力。GE HA级燃机代表着当前全球最顶尖、最先进的燃机发电技术，不仅可以作为纯凝发电机组，还可用作调峰与可再生能源进行互补，是构建新型电力系统的重要支撑。

长期以来，中国天然气发电受困于气价与电价的不协调，没有实现更大规模的发展。截至2021年6月，全国6兆瓦及以上燃气发电装机容量达到10588万千瓦。

电力市场化改革的推进、碳约束的加强、掺氢燃烧技术的进步……中国天然气发电或许将要进入一个全新的阶段。

突破经济性

在天然气发电的成本结构中，天然气燃料的成本占比至少在7成。而我国正是一个多煤少气的国家。

2020年，我国天然气进口量为1397亿立方米，而天然气总消费量为3339.9，对外依存度达到42%。

以2元/立方米~3元/立方米的天然气价格计算，气电的综合发电成本在0.6元/千瓦时~0.7元/千瓦时左右。相比煤电0.3元/千瓦时~0.5元/千瓦时的成本，气电除了东部沿海地区具有一定的竞争力之外，难以推广。

然而长期以来，天然气发电的低碳清洁价值处于一种被忽视状态的。当地时间2月21日，欧盟基准碳配额主力期货合约价格（EUA）首次突破100欧元/吨，达到2005年欧盟碳市场启动以来的历史高点。

欧洲在成熟碳市场的引导下，天然气发电可以与煤炭发电在经济上实现充分的竞争。尽管目前欧洲天然气价格飙升，碳价推动作用减弱。但是从2021年之前的经验来看，以碳价为代表的碳约束成功推动的天然气发电替代煤电。

在2017年到2021年6月之前，较低水平的碳价和气价已经使得气电相对煤电更有优势。2020年天然气价格在20欧元/兆瓦时水平时，每吨30欧元的碳价就使得气电相比煤电更有优势。

2021年中国开启全国碳市场后，已经稳定运行1年多的时间。后续随着碳约束的加强、碳排放权发放的收紧，天然气发电将会逐渐收益，迎来经济性上的突破。

更不容忽视的是，碳中和转型的趋势让天然气发电的作用更加凸显。“电网需要灵活、高效的发电机组。”GE燃气发电中国区重型燃机销售总经理、哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司总经理马俊说，“这就是燃气轮机最为擅长的事情。”

随着可再生能源的不断增加，电网所需的灵活调节性电源也越来越多。强大的调峰能力一直都是天然气发电无可匹敌的优势，HA级燃机延续了这一优点。

在电力市场化改革前，气电机组的调峰并不能得到相对应的价值收益。但随着电力市场化改革的推进，这一局面将会逐渐得到缓解。

HA级燃机强大的调峰能力可以最大限度的参与电能量市场，赚取高额利润，也可以在辅助服务市场中获利。此外，HA级燃机作为纯凝机组具备强大的发电能力，9HA.01燃机一拖一联合循环出力661兆瓦，发电效率63%以上；9HA.02燃机一拖一联合循环出力838兆瓦，发电效率64%以上。出力大、效率高，又清洁环保，HA级燃机已经具备了作为负荷中心带基荷机组的强大实力。

更广阔的空间

在突破了经济性之后，气电发展的另一大制约因素就是资源禀赋了。

“从过去几年天然气发电在中国的发展来看，珠三角地区无疑是发展最快速的地区，其次是长三角。”马俊说。

这两个地区能够成为气电最发达的地区，是电价补贴、LNG资源等多重因素作用的结果。而在“十四五”电力规划中，我们能够发现在山东、河北、吉林、西北等地，也都将会着力发展气电。

这是可再生能源发展的必然趋势，可再生能源越发达的地区，越是需要天然气发电的调节性作用。那么这些区域的天然气资源问题将如何解决呢？

这就要依靠燃气轮机的掺氢燃烧技术的进步。

在广东惠州大亚湾石化区综合能源站项目中，HA级燃机机组将按照10%（按体积计算）的氢气掺混比例运行，并可以在未来提高其掺氢燃烧比例。“我们计划在2030年左右实现HA级燃机百分之百燃氢。”马俊说。

无论是从人类能源发展还是化学性质考虑，氢能都是替代化石能源的最佳选择。也因此有人喊出了“氢能是人类能源终极解决方案”的口号。

可再生能源制备绿氢已经成为各类企业争相追逐的热点。在绿氢生产成本大幅度下降之后，气源问题就不再是制约因素。幅员辽阔的中国也具有着丰富的太阳能和风能资源，在需要氢能和燃机的地方，都可以获取具有经济性的燃料。

面对燃机发电日益广阔的市场空间，GE也在积极拓展中国市场，并且加快本土化的进程。

2018年，GE与哈尔滨电气集团在秦皇岛建立合资公司，合资公司于2019年完成技术转让工作并投入运营，重点推进和实施重型燃机发展关键技术国产化。

哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司副总经理周凡贞表示，首台HA级燃机的成功下线不仅标志着秦皇岛重燃基地的建设取得了阶段性的成果，也是哈电与GE在合资公司取得的重大成果。

GE全力推进的燃气轮机本土化制造目前已经突破简单的国内组装，实现了原材料、加工、组装、运维的全产业链本土化。“未来将会有更多的零部件实现国产化。”周凡贞说。

越来越强大的本土化能力意味着GE可以更加贴近中国市场提供服务。据介绍，尽管在合资公司成立之初，其首要目标是面向中国的用户群体和燃机市场。但是随着本土化制造和服务能力的不断提升，其服务能力将扩展辐射向全球市场，特别是“一带一路”相关国家。

“我们一致认为HA级燃机是未来市场的主要力量。”周凡贞说，“因此我们将尽全力提升HA级燃机的服务能力，适应未来市场变化。”