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考慮到實現(xiàn)脫碳和確保能源安全的迫切需要，人們對使用氫氣發(fā)電的期望提高了，因為它不會產(chǎn)生剩余的二氧化碳排放。本文探討了以日本氫氣燃氣輪機技術(shù)為主導(dǎo)的氫燃料發(fā)電未來。
要實現(xiàn)向脫碳的任何轉(zhuǎn)變，同時確保能源安全(這是所有社會活動的基礎(chǔ))，關(guān)鍵是要在能源轉(zhuǎn)型部門實現(xiàn)碳中和，尤其是在二氧化碳排放占很大一部分的發(fā)電行業(yè)。
氫氣作為燃料不會產(chǎn)生二氧化碳，因此有望在火力發(fā)電的脫碳過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
岸田文雄政府在2022年5月發(fā)布的《清潔能源戰(zhàn)略》中期報告中也呼吁建立氫氣供應(yīng)鏈、擴大氫氣的使用以及促進基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。
目前，火力發(fā)電占全球電力供應(yīng)的最大比重。燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)(GTCC)發(fā)電是各種類型的火力發(fā)電的一種，通過燃燒燃料來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的軸來產(chǎn)生電力。
三菱重工(Mitsubishi Heavy Industries，Ltd.，MHI)旗下的電力解決方案品牌三菱動力(Mitsubishi Power)正在推動一種以氫為燃料發(fā)電的燃氣輪機的開發(fā)。三菱重工擁有全球最大的燃氣輪機發(fā)電市場份額。
MORIKAWA Tomoko是Energy Transition&Power HQ燃氣輪機工程部門的首席工程經(jīng)理，她說：
“就GTCC發(fā)電而言，與傳統(tǒng)火力發(fā)電相比，由于效率更高(用更少的燃料產(chǎn)生更大的輸出)，我們已經(jīng)顯著減少了二氧化碳排放?！?/span>
“然而，我們將努力進一步減少二氧化碳排放，將無碳燃料氫與天然氣混合，目標是通過100%轉(zhuǎn)換為氫氣，最終消除所有二氧化碳排放?！?/span>
氫燃氣輪機的優(yōu)點之一是，將現(xiàn)有的燃氣發(fā)電廠轉(zhuǎn)換為氫燃料發(fā)電廠相對容易，而且成本效益高。
三菱動力的部分優(yōu)勢在于其在氫技術(shù)方面的專業(yè)知識，該技術(shù)源于該公司開發(fā)的火箭發(fā)動機。40MW級燃氣輪機100%氫燃燒技術(shù)的驗證將在2023財年實現(xiàn)，目標是在2025財年實現(xiàn)商業(yè)化。
400MW級燃氣輪機的混合燃燒試驗——使用氫和天然氣50:50的混合物——也已成功進行。目標是在2030年前實現(xiàn)100%氫燃燒的商業(yè)化。
如果氫氣燃氣輪機的全面運營能夠大幅增加氫氣的需求，并降低氫氣生產(chǎn)成本，那么氫氣發(fā)電將比預(yù)期更快地普及。
全世界都在期待氫發(fā)電。在美國猶他州，先進清潔能源存儲項目（Advanced Clean Energy Storage project）使用的氫來自可再生能源，將使用三菱動力公司的M501JAC燃氣輪機。
此外，美國能源部是該項目5億美元貸款的擔(dān)保人，該項目計劃在2025年開始使用30%的氫燃料共燃。
為了推廣氫發(fā)電，需要大量廉價的氫，為此必須建立氫供應(yīng)鏈。三菱動力公司計劃于2023財年在其位于兵庫縣的高坂古機械廠啟動高坂古氫氣廠。
該園區(qū)將實現(xiàn)世界上第一個完整的氫氣發(fā)電過程——從氫氣生產(chǎn)、儲存到發(fā)電——可以在內(nèi)部設(shè)施進行測試和驗證。
Morikawa熱情地說：“世界從未如此大規(guī)模地使用氫。隨著我們找到使氫成為一種更實用的能源的方法，我們正在朝著無碳社會穩(wěn)步前進。我堅信氫能將改變世界?！?/span>
（氫能新聞 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）
