全球電力領(lǐng)域正在進(jìn)行深刻變革，需要在滿足人類日益增長的能源需求的同時，提高運營績效、環(huán)保績效以及普惠性。種種需求交織在一起，讓低碳化、靈活性和多能互補成為代表電力行業(yè)前行的三大特點。三者互相聯(lián)系、互相支撐，將在未來很長時期推動電力行業(yè)的發(fā)展。
低碳化是現(xiàn)代能源發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)的潮流。根據(jù)GE最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2018-2027年間，全球平均每年將有4150億美元投入新建電廠項目中，而其中2/3為可再生能源發(fā)電?？稍偕茉窗l(fā)電間歇性和波動性的特點，使其在現(xiàn)階段需要配備相應(yīng)的儲能系統(tǒng)，或采用其他能源做補充。而鑒于目前儲能系統(tǒng)成本仍然較高，在清潔能源發(fā)電側(cè)大規(guī)模布局儲能設(shè)施的經(jīng)濟(jì)性暫不能體現(xiàn)，分布式能源有良好的發(fā)展基礎(chǔ)。
全球仍有十億人口尚沒有穩(wěn)定的電力供應(yīng)，這些人口多處在偏遠(yuǎn)地區(qū)，傳統(tǒng)的集中式發(fā)電需要搭配長距離輸電設(shè)施，成本過高。而分布式可以減少長距離輸送損失，有效提高地區(qū)能源的安全性和有效性。
未來將是集中式發(fā)電和分布式發(fā)電共存的時代，兩者缺一不可。大電網(wǎng)將連接發(fā)電端和用電端，并實現(xiàn)雙向流動，以此實現(xiàn)最低的輸電成本。這其中，通過“可再生能源+燃?xì)獍l(fā)電”組成的混合分布式能源項目能夠更好地適應(yīng)局部用電需求。
天然氣發(fā)電所產(chǎn)生的二氧化碳是所有化石燃料發(fā)電方式中最低的，約占同等規(guī)模燃煤電廠的50％。其他污染物如汞、氮氧化物和硫氧化物和粉塵的排放水平更低。因此，燃?xì)獍l(fā)電更符合可持續(xù)發(fā)展的需求。以美國為例，2005年以來，該國所有部門（電力、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)）二氧化碳排放減少大約27%，其中2/3源自電廠的“煤改氣”。
除了低碳化，未來的能源結(jié)構(gòu)中還需要電力來源穩(wěn)定、靈活性高，能夠在可再生能源發(fā)電量不足時提供基礎(chǔ)負(fù)荷，并根據(jù)其發(fā)電量削峰填谷，確保供電穩(wěn)定安全。燃?xì)獍l(fā)電不僅穩(wěn)定，相比其它化石能源具備更好的靈活性。例如，一座裝機容量在570兆瓦的GE HA級燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠可以在不到30分鐘內(nèi)啟動，并以每分鐘60兆瓦增加或降低負(fù)荷，同時為約50萬戶家庭提供電力。而在部分負(fù)荷工況下，比如燃?xì)怆姀S負(fù)荷降到200兆瓦時，依然可以在滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的同時穩(wěn)定供電，也可以與可再生能源形成補充，促進(jìn)可再生能源迅速成長。
在多能互補方面，燃?xì)獍l(fā)電同樣能夠發(fā)揮自身的優(yōu)勢。以GE和美國南加州愛迪生公司部署的全球首例電池—燃?xì)廨啓C混合發(fā)電系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)集成了10兆瓦鋰離子電池儲能系統(tǒng)和一臺LM6000航改燃機，以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，允許燃?xì)廨啓C處于旋轉(zhuǎn)備用模式，而無需使用燃料，并可立即響應(yīng)不斷變化的電力調(diào)度需求。在不需要進(jìn)行調(diào)峰時，燃?xì)廨啓C處在旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)，而這時響應(yīng)電網(wǎng)動力需求就通過電池來提供；當(dāng)需要調(diào)峰時，通過先進(jìn)的控制系統(tǒng)，將燃?xì)廨啓C立刻從旋轉(zhuǎn)備用狀態(tài)喚醒，快速啟動帶負(fù)荷，立即向電網(wǎng)輸送電力。這種電池—燃?xì)廨啓C混合發(fā)電系統(tǒng)不僅節(jié)省燃料、降低維護(hù)成本，也能夠減少溫室氣體排放。
愛迪生公司的數(shù)據(jù)顯示，采用該系統(tǒng)后，每年可減少碳排放60%，同時節(jié)省200萬加侖的水。與此同時，這樣的混合發(fā)電解決方案還具有可擴展性、可定制性和靈活性，可減輕由于吸納可再生能源發(fā)電產(chǎn)生的負(fù)擔(dān)，無縫地接受可再生能源。
事實上，天然氣發(fā)電也是最節(jié)省土地資源的發(fā)電方式，特別適合經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口稠密、寸土寸金的都市地區(qū)。一座9HA電廠占地約為660兆瓦煤電廠的1/3。與可再生能源加電池存儲系統(tǒng)相比，燃?xì)獍l(fā)電每兆瓦發(fā)電量耗費的土地只為前者的五十到百分之一。
與此同時，燃?xì)怆姀S的建設(shè)周期相對更短、初始投資相對更低。大型燃?xì)饴?lián)合循環(huán)燃?xì)獍l(fā)電廠可在2—3年內(nèi)建成并投入使用，30兆瓦的移動式燃?xì)廨啓C發(fā)電機組甚至可以通過陸地、海上或空中運輸?shù)狡h(yuǎn)地區(qū)，幾周內(nèi)就可發(fā)電。
另外，燃?xì)獍l(fā)電的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢是覆蓋全生命周期的。根據(jù)國際咨詢公司IHS最新發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2012年到2016年期間，燃?xì)怆姀S平均度電成本下降了0.3個百分點。同時，還可大大減少各種污染物的排放。以采用了GE 6F.03燃機的高郵燃?xì)鉄犭婍椖繛槔?，該項目每年可減排二氧化硫1390噸、氮氧化物464噸、煙塵2295噸、灰渣3.8萬噸，年節(jié)約標(biāo)煤8.77萬噸。
綜上所述，天然氣發(fā)電在現(xiàn)今和將來能源轉(zhuǎn)型中的重要性不容小覷。為了降低能源系統(tǒng)給環(huán)境帶來的影響，天然氣發(fā)電技術(shù)還將成為與過去的橋梁和通向未來的基礎(chǔ)。GE發(fā)電也將用超過125年歷史積累的經(jīng)驗和技術(shù)，攜手整個發(fā)電行業(yè)不斷創(chuàng)新，探索最佳解決方案，共創(chuàng)價值。
（作者系GE全球副總裁、GE中國發(fā)電事業(yè)部總裁）
