燃機(jī)被譽(yù)為“工業(yè)皇冠上的明珠”，燃?xì)漭啓C(jī)則是其中最耀眼的一顆。
“展望未來(lái)，MHPS在全球銷(xiāo)售的每臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)都將適用可再生氫燃燒。這使我們的客戶可以立即投資天然氣發(fā)電廠，并將其適時(shí)轉(zhuǎn)換為可再生氫發(fā)電設(shè)施。這使投資運(yùn)營(yíng)方擁有足夠的靈活性，自由選擇天然氣發(fā)電與可再生能源的混合比例并滿足電網(wǎng)的需求。我們提供的發(fā)電和存儲(chǔ)解決方案使客戶從容應(yīng)對(duì)氣候變化并促進(jìn)人類繁榮，這事關(guān)電力行業(yè)的未來(lái)。”
——MHPS美洲區(qū)總裁兼首席執(zhí)行官 PaulBrowning
4月15日，三菱日立動(dòng)力系統(tǒng)(MHPS)公司宣布J系列燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)現(xiàn)了100萬(wàn)小時(shí)的商業(yè)運(yùn)行。該燃?xì)廨啓C(jī)系列是MHPS最大、最先進(jìn)的燃機(jī)產(chǎn)品，能夠在1600°C的渦輪機(jī)進(jìn)口溫度下持續(xù)運(yùn)行，并以可靠、高效、靈活著稱。
J系列燃?xì)廨啓C(jī)于2011年推出，作為G系列和升溫改進(jìn)技術(shù)的結(jié)合，是日本開(kāi)發(fā)1700℃級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)項(xiàng)目成果，實(shí)現(xiàn)了99.5%的行業(yè)領(lǐng)先的整體可靠性和超過(guò)64%的效率。
99.5%的可靠性，這是該領(lǐng)域的世界紀(jì)錄
最新版本是世界上運(yùn)行的最大，最節(jié)省燃料的燃?xì)廨啓C(jī)
30%摻燒可再生氫氣能力，100%使用可再生氫的開(kāi)發(fā)能力
目前，全球J系列燃?xì)廨啓C(jī)有43臺(tái)處于商業(yè)運(yùn)行狀態(tài)，總訂購(gòu)容量超過(guò)25吉瓦。在巴西，加拿大，日本，墨西哥，秘魯，韓國(guó)，臺(tái)灣，泰國(guó)和美國(guó)約部署了一百個(gè)裝置。該系列產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于替代燃煤發(fā)電，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)時(shí)間是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手同級(jí)別產(chǎn)品的兩倍。與同等規(guī)模的燃煤電廠相比，J系列的100萬(wàn)小時(shí)的運(yùn)行可減少2.7億噸二氧化碳排放量。
MHPS總裁兼首席執(zhí)行官KenKawai表示：“相對(duì)于J系列燃?xì)廨啓C(jī)實(shí)現(xiàn)一百萬(wàn)小時(shí)運(yùn)行的重要里程碑，我們更看重的是所有這些小時(shí)都以99.5%的可靠性運(yùn)行。一切始于公司在日本高砂市的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠T-Point，這種極端可靠性不是靠運(yùn)氣。因?yàn)樵趯⑿录夹g(shù)交付給客戶之前，我們已經(jīng)測(cè)試了8,000小時(shí)?，F(xiàn)在，公司已經(jīng)建立了T-Point2，渦輪進(jìn)口溫度達(dá)到1650℃的尖端風(fēng)冷566 MW(60Hz)高級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)(ACGT)，并實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷且與電網(wǎng)同步。我們已逐步開(kāi)發(fā)出世界上最大，最可靠和最節(jié)省燃料的燃?xì)廨啓C(jī)。”
此外，T-Point2有望安裝先進(jìn)的人工智能技術(shù)—— MHPS-TOMONI數(shù)字解決方案，從而使其成為世界上第一個(gè)自動(dòng)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠。將數(shù)字技術(shù)完全集成到電廠運(yùn)營(yíng)中，運(yùn)營(yíng)方可以利用數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化日常運(yùn)營(yíng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理整個(gè)工廠的績(jī)效，與電網(wǎng)和燃料提供方的能源管理目標(biāo)協(xié)同，并使運(yùn)行和維護(hù)(O&M)決策自動(dòng)化，最大限度降低風(fēng)險(xiǎn)。
日本橫濱T-Point 2電廠
按照《巴黎協(xié)定》愿景，二氧化碳減排需要大幅降低發(fā)電技術(shù)對(duì)環(huán)境的影響。MHPS與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)共同編制了電力部門(mén)碳排放指數(shù)。自2005年以來(lái)，隨著發(fā)電量的穩(wěn)定增長(zhǎng)，美國(guó)的碳排放量下降了29%。背后的驅(qū)動(dòng)力是從煤炭轉(zhuǎn)換為天然氣，占減排量的54%，可再生能源的增長(zhǎng)占另外40%，剩余的6%是由于效率提升等因素所致。但隨著可再生能源的發(fā)展，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電出現(xiàn)缺口期間如何使用無(wú)碳能源成為一個(gè)新的挑戰(zhàn)。MHPS認(rèn)為 “可再生氫”(由可再生能源電解產(chǎn)生的氫)將成為未來(lái)的重要燃料。
J系列的最新創(chuàng)新旨在進(jìn)一步減少碳排放。2020年3月，MHPS公司從美國(guó)猶他州Intermountain電力局收到了兩套M501JAC動(dòng)力總成訂單。這兩臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)基于風(fēng)冷干式低NOx燃燒系統(tǒng)，能夠使用高達(dá)30%的可再生氫燃料。與同等規(guī)模的燃煤電廠相比，30%的氫氣系統(tǒng)將減少75%以上的碳排放，而100%的氫氣系統(tǒng)將完全消除碳排放。在2025年至2045年之間，該電廠將逐步實(shí)現(xiàn)100%可再生氫發(fā)電。
MHPS還通過(guò)猶他州高級(jí)清潔能源存儲(chǔ)(ACES)項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)了網(wǎng)格化大規(guī)模的可再生氫生產(chǎn)和存儲(chǔ)技術(shù)。ACES項(xiàng)目使用可再生能源通過(guò)電解生產(chǎn)氫氣。氫氣將在現(xiàn)場(chǎng)的地下鹽穴實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)存儲(chǔ)，并供給墨西哥灣沿岸的煉油廠。當(dāng)風(fēng)、光可再生能源發(fā)電受限時(shí)，存儲(chǔ)的可再生氫可以直接發(fā)電。
ACES項(xiàng)目概念圖
燃燒氫氣有兩個(gè)挑戰(zhàn)：第一，火焰溫度高(比天然氣高)，第二，回火影響大(火焰速度比天然氣高所致)。MHPS正在發(fā)展其高氫燃燒技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)100%的氫氣燃燒，也滿足相同的NO X排放量要求，而且價(jià)格與同等燃?xì)廨啓C(jī)接近。
這項(xiàng)技術(shù)是三菱在火箭發(fā)射業(yè)務(wù)中借鑒而來(lái)。自1970年以來(lái)，MHPS已測(cè)試了29臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)，氫含量在30%至90%之間，總體運(yùn)行時(shí)間超過(guò)350萬(wàn)小時(shí)。MHPS目前正在將荷蘭格羅寧根Vattenfall所屬M(fèi)agnum1.3吉瓦聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠三個(gè)裝置中的一個(gè)(440兆瓦)轉(zhuǎn)換為適應(yīng)100%可再生氫，預(yù)計(jì)2024年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
結(jié)合氫燃料輸入特性，MHPS可以在當(dāng)前運(yùn)行的所有旗下設(shè)備配備氫燃燒器技術(shù)。這使運(yùn)營(yíng)方在不改變其燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的情況下使用氫能，大幅節(jié)省轉(zhuǎn)換成本。
評(píng)論