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考慮到實(shí)現(xiàn)脫碳和確保能源安全的迫切需要，人們對(duì)使用氫氣發(fā)電的期望提高了，因?yàn)樗粫?huì)產(chǎn)生剩余的二氧化碳排放。本文探討了以日本氫氣燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)為主導(dǎo)的氫燃料發(fā)電未來(lái)。
要實(shí)現(xiàn)向脫碳的任何轉(zhuǎn)變，同時(shí)確保能源安全(這是所有社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ))，關(guān)鍵是要在能源轉(zhuǎn)型部門(mén)實(shí)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(huì)產(chǎn)生二氧化碳，因此有望在火力發(fā)電的脫碳過(guò)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(bào)告中也呼吁建立氫氣供應(yīng)鏈、擴(kuò)大氫氣的使用以及促進(jìn)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?xì)廨啓C(jī)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(guò)燃燒燃料來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的軸來(lái)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(dòng)力(Mitsubishi Power)正在推動(dòng)一種以氫為燃料發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)的開(kāi)發(fā)。三菱重工擁有全球最大的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電市場(chǎng)份額。
MORIKAWA Tomoko是Energy Transition&Power HQ燃?xì)廨啓C(jī)工程部門(mén)的首席工程經(jīng)理，她說(shuō)：
“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。”
“然而，我們將努力進(jìn)一步減少二氧化碳排放，將無(wú)碳燃料氫與天然氣混合，目標(biāo)是通過(guò)100%轉(zhuǎn)換為氫氣，最終消除所有二氧化碳排放。”
氫燃?xì)廨啓C(jī)的優(yōu)點(diǎn)之一是，將現(xiàn)有的燃?xì)獍l(fā)電廠轉(zhuǎn)換為氫燃料發(fā)電廠相對(duì)容易，而且成本效益高。
三菱動(dòng)力的部分優(yōu)勢(shì)在于其在氫技術(shù)方面的專業(yè)知識(shí)，該技術(shù)源于該公司開(kāi)發(fā)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。40MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)100%氫燃燒技術(shù)的驗(yàn)證將在2023財(cái)年實(shí)現(xiàn)，目標(biāo)是在2025財(cái)年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
400MW級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的混合燃燒試驗(yàn)——使用氫和天然氣50:50的混合物——也已成功進(jìn)行。目標(biāo)是在2030年前實(shí)現(xiàn)100%氫燃燒的商業(yè)化。
如果氫氣燃?xì)廨啓C(jī)的全面運(yùn)營(yíng)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(guó)猶他州，先進(jìn)清潔能源存儲(chǔ)項(xiàng)目（Advanced Clean Energy Storage project）使用的氫來(lái)自可再生能源，將使用三菱動(dòng)力公司的M501JAC燃?xì)廨啓C(jī)。
此外，美國(guó)能源部是該項(xiàng)目5億美元貸款的擔(dān)保人，該項(xiàng)目計(jì)劃在2025年開(kāi)始使用30%的氫燃料共燃。
為了推廣氫發(fā)電，需要大量廉價(jià)的氫，為此必須建立氫供應(yīng)鏈。三菱動(dòng)力公司計(jì)劃于2023財(cái)年在其位于兵庫(kù)縣的高坂古機(jī)械廠啟動(dòng)高坂古氫氣廠。
該園區(qū)將實(shí)現(xiàn)世界上第一個(gè)完整的氫氣發(fā)電過(guò)程——從氫氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存到發(fā)電——可以在內(nèi)部設(shè)施進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。
Morikawa熱情地說(shuō)：“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(shí)用的能源的方法，我們正在朝著無(wú)碳社會(huì)穩(wěn)步前進(jìn)。我堅(jiān)信氫能將改變世界。”
（氫能新聞 全球氫能網(wǎng)、新能源網(wǎng)綜合）
