譯者按：我國正在建設(shè)以大規(guī)模可再生能源發(fā)電為主體，安全高效的新型電力系統(tǒng)，但可再生能源自身存在隨機(jī)性、間歇性和波動性，使得電網(wǎng)和電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性備受考驗(yàn)，在儲能技術(shù)尚未大規(guī)模商業(yè)化的情況下，燃?xì)廨啓C(jī)可以憑借其良好的功率爬坡能力與儲能電池形成優(yōu)勢互補(bǔ)，達(dá)到“增量儲能”效果。燃?xì)廨啓C(jī)還具有占地小、可靠性好、效率高、能夠快速啟停等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)電、調(diào)峰、備用電源的功能更適應(yīng)工業(yè)化發(fā)展，是目前以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)底層布置的最優(yōu)選擇。

為了更好地響應(yīng)國家“雙碳”戰(zhàn)略，中國航發(fā)燃機(jī)瞄準(zhǔn)世界燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展方向，對燃?xì)廨啓C(jī)使能技術(shù)在碳中和社會中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，并編譯了本文，以期引發(fā)行業(yè)更多有益的思考。

中國航發(fā)燃機(jī)：燃?xì)廨啓C(jī)是“碳中和”社會的使能技術(shù)

以下為譯文：

未來全球能源的三大困境

本世紀(jì)中葉全球?qū)崿F(xiàn)碳中和承諾，正在迅速改變能源格局。在制定能源戰(zhàn)略時，需考慮可負(fù)擔(dān)性和可達(dá)性、能源供應(yīng)安全性以及環(huán)境可持續(xù)性三個核心維度。世界能源理事會將如何平衡以上三方面的關(guān)系定義為能源的“三難困境”。

有幾個因素可能會打破這種“三難困境”。首先，風(fēng)能和太陽能是能源系統(tǒng)中可再生能源份額增長的主要因素，他們是“不可調(diào)度的”，因此無法按需提供電力。此外，當(dāng)今歐洲能源系統(tǒng)的70%依賴于非電力資源；2050年的預(yù)測表明，這一份額將保持可觀。即使在高電氣化率場景中，能源消耗的40～60%將通過分子基燃料來滿足。

解決能源三難困境需要一種即有的、高效的、可調(diào)峰的技術(shù)，能源提供安全、可靠、持續(xù)。從環(huán)境能源和熱解決方案中提供電力。燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)獨(dú)特且用途廣泛，能夠滿足所有需求，使用無碳分子燃料，如氫氣、合成甲烷或其他可再生燃料。

可調(diào)峰的脫碳能源解決方案

解決能源三難困境

燃?xì)廨啓C(jī)效率高、可靠性強(qiáng)、操作靈活、排放低，可使用氫燃料混合物。這些屬性為其贏得了能源轉(zhuǎn)型過程中重要的脫碳機(jī)遇：應(yīng)用場景廣泛、通過部件耦合產(chǎn)生額外高效率、可調(diào)峰的0碳科技。

燃?xì)廨啓C(jī)的響應(yīng)性和可調(diào)峰性，結(jié)合現(xiàn)有的天然氣基礎(chǔ)設(shè)施和季節(jié)性儲能解決方案，為大規(guī)模的間歇性可再生能源提供安全的電力，電網(wǎng)穩(wěn)定。尤其是氫燃料，越來越受青睞，可用于空氣、陸地和離岸場景應(yīng)用脫碳。與碳?xì)淙剂舷啾龋瑲涞臐撛谘趸欧鸥汀TN的氫氣燃?xì)廨啓C(jī)的報(bào)告《碳燃?xì)廨啓C(jī)的實(shí)現(xiàn)路徑》（左圖）就益處和路徑的描述更為全面。ETN《2021研發(fā)推薦報(bào)告》（右圖）論述了燃機(jī)科技更廣泛的發(fā)展機(jī)遇和持續(xù)能源系統(tǒng)示范需求。

全方位脫碳的整體性方法

要解決能源三難困境的一攬子問題需要整體性解決方案。可以通過，整合所有耗能行業(yè)來實(shí)現(xiàn)，例如建筑物業(yè)，運(yùn)輸業(yè)和工業(yè)，以及發(fā)電商。滿足不同需求，比如電、熱、天然氣，賦能技術(shù)需要將之并入一個單一的輸送系統(tǒng)中，通過能源互補(bǔ)方案消除缺陷。在這樣的系統(tǒng)中，鑒于可調(diào)峰性和燃料靈活性，燃?xì)廨啓C(jī)起著至關(guān)重要的作用。P2G方案，可以無碳?xì)怏w形式儲存剩余電力，需要時重新使用。綜上所述，燃?xì)廨啓C(jī)是一種非常適合的轉(zhuǎn)換技術(shù)，在多個行業(yè)中應(yīng)用廣泛，如下圖中所示。

行業(yè)實(shí)施

燃?xì)廨啓C(jī)定位獨(dú)特：成本低，屬于清潔能源，燃料靈活，發(fā)電量可調(diào)節(jié)，熱解決方案應(yīng)用范圍廣，適用于諸多行業(yè)。

電力行業(yè)。燃?xì)廨啓C(jī)的靈活性是可再生能源份額逐步增加的基礎(chǔ)。電廠調(diào)峰燃機(jī)運(yùn)行碳中和或脫碳燃料，確保電力供應(yīng)安全、穩(wěn)定，通過提供穩(wěn)定頻率支撐可再生能源擴(kuò)大使用范圍。

工業(yè)。燃?xì)廨啓C(jī)電廠的微調(diào)功率與熱比使其在需要多（10+）兆瓦輸入的工業(yè)過程中廣泛使用。熱電聯(lián)供、冷熱電三聯(lián)供、發(fā)電、機(jī)械驅(qū)動、供冷或供熱，滿足多種需求。燃燒可再生能源或脫碳燃料的燃?xì)廨啓C(jī)有助于幫助能源密集型工業(yè)脫碳。

商業(yè)和住宅建筑。未來的燃?xì)廨啓C(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)解決方案應(yīng)用廣泛，從一家一戶到大型住宅區(qū)和商業(yè)建筑（辦公樓、商場、工廠、休閑公園等）。高效的熱電聯(lián)產(chǎn)解決方案可用于電力或熱力微型電網(wǎng)、生產(chǎn)基本負(fù)荷，或作為可再生能源項(xiàng)目的備用設(shè)備，包括短期、中期、長期的峰值需求。

陸地、海洋和空運(yùn)。燃?xì)廨啓C(jī)為大型地面裝置、船舶和飛機(jī)提供了脫碳機(jī)遇。隨著燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的進(jìn)步，根據(jù)具體需求，上述動力裝置有可能使用碳中和或脫碳燃料，比如氫、甲醇、氨、合成烴。

ETN在碳中和能源系統(tǒng)中的支持和貢獻(xiàn)

ETN全球匯集了整個燃?xì)廨啓C(jī)價值鏈體系。根據(jù)巴黎協(xié)定的目標(biāo)，ETN成員致力于在2030年前開發(fā)出安全、可靠、客負(fù)擔(dān)和可調(diào)峰的碳中和能源解決方案，2050年全球?qū)嵤Ｈ細(xì)廨啓C(jī)的可調(diào)峰性、脫碳選擇性和功率密度等特性，加上應(yīng)用行業(yè)廣泛，有潛力為脫碳社會（不止于此）提供電和熱的需求，并通過以下方面表明在達(dá)成碳中和社會過程中持續(xù)研發(fā)投入有著必要性和相關(guān)性：

•燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)與可再生能源和儲能的結(jié)合;

•從0到100vol.%的氫混合物解決方案，和其他可再生燃料；

•提高能源效率和性能(熱電聯(lián)產(chǎn))，提高操作靈活性；

•減少現(xiàn)有資產(chǎn)的碳排放；

•支持CCUS解決方案的改進(jìn)。

為充分發(fā)揮零碳燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的潛力，政府資助計(jì)劃鼓勵制造商、終端用戶和學(xué)術(shù)界的合作有助于從技術(shù)準(zhǔn)備階段發(fā)展到技術(shù)示范階段。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中部署技術(shù)解決方案是在示范階段要克服的挑戰(zhàn)，應(yīng)在全球范圍內(nèi)鼓勵示范項(xiàng)目之間適當(dāng)合作。從政策和市場角度來看，應(yīng)確保技術(shù)中立，所有具有碳中和能力的低碳解決方案都應(yīng)具有有利的市場條件和支持性監(jiān)管框架。這些措施可使零碳燃?xì)廨啓C(jī)廣泛引入成為可能，為能源三難困境提供經(jīng)濟(jì)的解決方案，在全球?yàn)榄h(huán)保、社會效益和經(jīng)濟(jì)增長做出貢獻(xiàn)。