編者按：2021年12月7-8日，以“雙碳目標下的智慧方案與行業機遇”為主題的第十七屆中國分布式能源國際論壇于西安召開。本次會議由中國能源研究會分布式能源專業委員會、中國能源網主辦，陜西分布式能源股份有限公司聯合主辦。會上，中國航發燃氣輪機有限公司市場總監楊雷發表了“燃氣輪機綠色園區能源解決方案”的主旨演講。以下內容根據大會演講實錄進行整理。

主持人 潘志剛：非常感謝大家在百忙之中前來出席中國第十七屆分布式能源大會分論壇，我是今天的主持人，陜西分布式能源股份有限公司潘志剛。

今天分論壇的主題是：燃氣分布式核心裝備與技術，論壇特別邀請了八名國內外一流的生產制造企業專家代表，他們帶著各自的核心技術與成功經驗，從不同的角度、視野和大家分享交流。

大家都知道，氣候變化導致全球環境惡化，已經嚴重威脅到了人類生存，因此在“雙碳”目標的要求下，推進能源生產以及消費革命，構建清潔低碳安全高效的能源體系已經刻不容緩。相比較傳統的集中式能源，分布式能源能夠更好地把清潔能源、可再生能源利用起來。通過多能互補、智慧互聯的形式，最終提高能源的綜合利用效率，降低用能成本，實現節能減排、減碳降污。

回到今天的主題，燃氣分布式核心裝備與技術的不斷進步、推廣應用，已經成為分布式能源快速發展的關鍵，今天這個論壇是線上線下同步進行，歡迎各界朋友們踴躍參與。

下面我們首先邀請中國航發燃氣輪機有限公司市場總監楊雷與大家分享《燃氣輪機綠色園區能源解決方案》，大家歡迎。

楊雷：感謝各位現場的嘉賓，非常榮幸今天能夠參加十七屆分布式國際論壇，這次我代表中國航發燃氣輪機有限公司給大家分享的是，以燃氣輪機為核心的綠色能源的解決方案，我的匯報基本上分兩個部分，15分鐘，第一部分就是我們的公司介紹，第二部分是我們怎么看待綠色園區未來的發展方向。

我們集團全稱叫中國航空發動機集團，也是中央直接管轄的軍工企業，2016年8月28日正式成立。我司現在下轄27家直屬單位，3家上市公司，現在也具有較強的科研生產能力，有比較完善的軍工發動機以及燃氣輪機的研發制造體系，我們現在的產品基本上廣泛運用在各種軍民類的飛機和大型的艦艇，中小型的發電機組，也為我國的武器裝備和國民經濟發展做出了比較突出的貢獻。

我所在的單位，剛才全稱已經報過了，中國航發燃氣輪機有限公司，是隸屬于航空發動機集團的二級子公司，現在我們公司是2019年4月26日成立的，我們整合了航發集團內部所有的燃機的資產、業務和人員，作為航發集團內部承接國內的“兩機”專項主體。

我們現在下轄的中航世新、南方燃機，以及成發科能這些子公司。我們目前有29個科研類型的部門，基本上涵蓋了空氣動力學、流體力學，以及工程熱物理、強度這些專業。在國內目前具有較領先的燃氣輪機整機和零部件試驗手段，以及質量保證體系。

在依托航空發動機完整的研發產業鏈制造基礎上，我們也形成了自主高效的國產燃氣輪機的技術創新、質量控制和客戶服務、運營管理這些體系。雖然說中國航發燃氣輪機公司是2019年成立的，但是它在燃氣輪機這個方面也工作了很長時間，基本上能提供行業領先的綜合能源解決方案。

這是我們公司在市場上主要的幾款機型，其中像AGT-7、AGT-15和AGT-30三款是比較有代表性的輕型航改型燃機，跟重型燃機主要的區別是，它是依托航空發動機的技術改了一下。我們最后有一款AGT-110屬于工業用的重型結構燃機。我們公司自70年代以來，國產燃氣輪機在鋼鐵、石化等領域累計曾經運行過300多臺套的國產燃氣輪機。

這一部分主要想跟大家分享一下我司現有的一些技術，比如跟節能減排相關的一些NOX的燃燒室，我們現在這種燃燒室基本上采用貧燃預混的燃燒技術，基本上也是使用模塊化的設計，全功耗也是很穩定，燃燒效率、火焰筒的壁溫、出口溫度場基本能滿足設計要求，現在NOX的排放是低于25ppm，下面是它的一些平面圖，以及生產的模擬情況及實踐的情況。

第二個小部分，主要想跟大家分享一下，我們燃氣輪機具有一定的燃料靈活性，從中國航發目前的現有機型，燃料的含氫量已經達到了60%的界限，也就是混氫燃料比例基本能維持在60%。我們在北京有一個2021實驗室，建立了多燃小工業燃機的燃燒室的研制能力，我們后續也將推出這種百分之百全氫、氨、甲醇可再生燃料的燃燒技術，為碳達峰和碳中和積累相關的技術儲備。

中間這些圖，就是我們一些燃燒室的溫度場，以及模擬的情況，左下角的這個表，今天主要想跟大家分享的，其實燃機最早在大家的概念里，可能是一個持續量的狀態，但是通過我們對燃燒室不斷的進步和改進，我們除了可以燒天然氣，一些氣態的燃料之外，還有甲醇、乙醇這些液態燃料，包括一些低熱值的氣。

右邊是我們常規的機器，它燃料含氫量的數據，大家可以從框里面看出來，它從2月16日一直到18日，混氫燃料的比例基本上能夠達到60%的狀態。

現在進入第二部分，我們在綠色園區，我們航發思考的發展方向。首先我們從現在國家的頂層設計政策來講，從2019年5月國家能源局印發的“十四五”能源規劃方案，它當時對煤炭、電力、可再生能源、油氣、技術創新和體制改革曾經提出過一些詳細的規劃。

其中我們概括了一下，基本上分四個點，頂層設計的時候，主要考慮的低碳、多元、智能化和多極化，政策大體的方向，其實已經給出了，我們從現在習總書記比較關注的碳排放來跟大家分享一下，左上角是我們跟國家能源局研究院合作的時候，得到的一些數據，黃色的這根線主要是中國碳排放數據，灰色的這根線是美國碳排放數據，紅色的是歐盟的碳排放數據。

我們可以從圖表中看出，從1965年一直到2000年期間，我們國內的碳排放還是較低的，起碼是低于歐美的。大概從2000年左右，我們的碳排放隨著工業和出口的一些增加，我們增長得還是比較快的，截止到2021年，我們的碳排放總量肯定是超過100億噸的體量。再到2060年碳中和的目標，我們可以看出碳排的任務還是比較艱巨的。

但是我們的市場主流，不管是做風機，或者是一些其他類型，主要是靠電力側，在常規的綠色園區來講，我們對于重型的化工園區或者是鋼鐵園區，以及焦化園區來講，常規園區的排放，可分為兩個部分，一個是直接排放，一個是間接排放。

今天舉個例子，以石化的園區為例，我們統計了一下中國石化金融公司的一些數據情況，在石化這個區域，如果是工廠的話，它直接排放的比例大概占到85%的碳排放，間接排放的比例占到15%。也就是在這種重型的化工園區，如果光搞綠電，實際上對于總的碳排放的減量，當然影響也很大，因為電力的比例占比比較高。

但是在綠色園區這塊，要純搞碳排放的減量，你對直接排放這部分的燃燒排放和工藝排放不進行有效控制的話，實際上這部分沒有很好的技術，也沒有現成的可遵循的案例。

簡單講完這兩個，大家可以從政策的角度來講，節能減排和碳排放從上表來看，如果我們承諾2060要碳達峰和碳中和的話，基本政策肯定是要嚴格的。在這種常規的園區排放對應的燃燒排放和工藝排放，如果業主考慮進行技術選型的話，他肯定要選擇一些成熟的技術，避免安全生產運行的一些風險。對于總投資來講，我們在碳達峰階段的一次投入和碳中和階段的改造投入，他也希望是最低的，經濟性肯定是短期的回收比較快速。

其實核心就是我們如何控制燃燒和工藝排放，借鑒的方式就是我們正常的熱電聯產，為什么現在從國家2021年7月1日印發的《“十四五”循環經濟發展規劃》，政策角度本身就在推行熱電聯產，它本身也是天然氣、熱電聯產取代高能耗、高污染、高浪費的傳統燃煤的一些方式，推動企業淘汰污染落后的工藝，削減用煤的總量。

通過借鑒這種常規的燃氣輪機、熱電聯產的技術，我們想更進一步地推廣燃氣輪機，不管是工藝加熱爐還是熱風爐，還是其他一些在工廠燃燒排放的這部分的一些聯合循環技術。

作為燃氣輪機與工藝加熱爐的聯合循環，最早的技術是1992年2月，ABB Lummus跟大阪石化在美國最早發表的論文。實際上我們國家也在推廣技術目錄，列入到“十二五”規劃，但是當年受限于航改型燃氣輪機以及煉油產能的升級，很多的問題等等，工藝最后沒有太多地進行推廣。但是我們進入到碳排放的政策要求之后，我覺得我們可以考慮一下技術路線。

下面是常規的在工藝企業可以看到的一些加熱爐的物料平衡表，原先的供熱方式，大家從簡圖可以看出來，左邊屬于爐子的基本構成，左邊是爐體，右邊是一些空氣預熱器，這個是常規的加熱爐。我們通過燃氣輪機跟加熱爐的聯合循環，實際上就是做到能量的梯級利用，550-1400的溫區由燃氣輪機發電，100-500的煙氣進入工藝裝置，大家可以看到有一個紅線。將原工藝的燃燒配方從300度提高到480度，每小時的新增發電量，基本上是26.7兆瓦，新增的蒸汽是32.5噸，這么一個大體的提升情況。

它的介質可以燒煉廠的氣，也可以燒低熱值，比如高爐煤氣，或者天然氣、氫氣、氨氣和可再生燃料。需要做的工作就是對這塊的燃料氣技術變更，這個燃燒氣前面跟大家分享過。

我們也對燃料循環的經濟性進行了測算，實際上如果在燃機的負荷占到爐子負荷40%的情況，我們年收益5000-8000，好的情況下兩到三年回收成本。大家可以看到，作為煉廠或者焦化、航油鋼鐵企業，他們的氣價是相對便宜的，我們現在很多場基本上是采用工藝裝置，熱電聯產是工藝工程。實際上把這兩塊有機結合，都是很成熟的原有技術。

場內對于氣價計算還是比較低的，如果按照兩塊六毛的方式，算下來是五千多萬，很多中石化和中石油的一些公司，煉廠的燃料氣還不到1塊多。我們在碳達峰的階段，其實對原有的工藝裝置進行了簡單的改造，原有的主體結構不變，新增燃氣輪機，新增煙道，改造對流段。說白了就是把兩個現有的成熟產品對接起來，在碳中和階段，我們只需要做一件事就可以了，更換燃氣輪機的全氫的燃燒室。

這是我們在聯合循環的環境下，對碳排放做了一個分析。在傳統工藝(灰色的這部分是傳統工藝)，它在相同的燃料排放以及相同的生產蒸汽的排放和上網購電三項加起來之后，它在用電213GW時，蒸汽26萬噸的應用場景，使用這種聯合循環的方案，我們碳排放可以從39.5萬噸降低到23.15萬噸，碳排放的總量直接減少41%。

實際上面沒有改太多的東西，就是把兩個裝置連接起來，通過能量梯級利用，碳排放的總量就能夠進行有效的下降。聯合循環綜合來講，我們從綠色低碳的角度考慮，我們構建多能互補的格局，能源的綜合效率達到80%甚至更高，未來在能量的梯級利用，降級裝置的綜合能耗也都符合國家相關的政策要求，因為燃氣輪機本身NOX的排放相對比較低，低于正常的工藝裝置的，這個NOX的排放降到50毫克左右，進一步改造燃機的燃燒室，我們可以把整個裝置降到更低，30毫克。

我們在后期如果需要進行可再生燃料，氫燃料燃燒室的替換，前面不知道大家對那個圖有沒有印象，我們把燃燒室單獨拆下來，換一個新的氫燃料或者其他可再生燃料的燃燒室，可以在碳中和及碳達峰這個階段做到達標，而且這種改造工作量還是比較小的，總投入的成本相對比較低。

我們從安全性和經濟性來講，提高這種安全保障，燃氣輪機可以作為工業園區的保障電源，當然也可以成為企業的保障電源，減少企業的外購電成本，因為未來隨著國家用電政策的改變，企業用電成本可能會是一個緩慢爬升的狀態，在分布式能源和工藝裝置相結合的這種企業，其實對于整個綠色園區的優勢還是比較明顯的，如果說有合適的項目我們公司也可以捆綁一起做示范項目，進行進一步的推廣。

還有一個就是聯合循環這種技術路線，不光運用在煉化行業，只要有熱和電需求的企業和工業園區，實際上都能用，比如說鋼鐵、焦化、冶金這些。

未來如果說我們在園區的情況下掌握這種用能的末端，我們也可以很好地消納我們管網的一些壓力。

我今天的分享就到這里，我們中國航發經過多年的探索，始終堅持航改型燃氣輪機和工業燃氣輪機并舉的研制道路，隨著這些專項的實施，我們中國航發燃機的設計能力、制造能力和實驗能力肯定未來會穩步提升，努力為更多的用戶提供更多的高性能自主知識產權燃氣輪機的產品。今天謝謝大家，下面是我的微信，如果各位領導有需求可以隨時溝通，謝謝。

主持人 潘志剛：從楊總的發言中我們感受到了大國重器的實力與擔當，軍工技術應用在民用領域，將有力地助推我國追趕超越國際先進技術，祝愿中國航發在燃氣輪機的領域中蒸蒸日上，引領未來。