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隨著全球氣候變化的加劇，實(shí)現(xiàn)碳中和已經(jīng)成為了全球共識(shí)，氫能作為一種清潔能源，被越來越多的人所關(guān)注，川崎氫能可持續(xù)社會(huì)解決方案，就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。
在第二屆中日韓氫能產(chǎn)業(yè)高峰論壇、第二屆世界綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)、首屆中國(guó)（山東）氫產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，濰坊市能源集團(tuán)有限公司能源裝備市場(chǎng)總監(jiān)、山東濱崎動(dòng)力（集團(tuán)）有限公司副總經(jīng)理張樹軍先生分享了《實(shí)現(xiàn)碳中和的挑戰(zhàn)-川崎氫能可持續(xù)社會(huì)解決方案》的主題報(bào)告。
集團(tuán)公司介紹
濰坊市能源集團(tuán)有限公司成立于2021年2月，是一家集能源投資、開發(fā)、運(yùn)行、服務(wù)為一體的大型綜合能源利用公司，公司業(yè)務(wù)涵蓋水務(wù)、電力、熱力、天然氣、城市服務(wù)、分布式能源及裝備、新能源、綠色精工智造和5G大數(shù)據(jù)等多個(gè)業(yè)務(wù)板塊。
山東濱崎動(dòng)力（集團(tuán)）有限公司是由濰坊市能源集團(tuán)旗下，濰坊市濱投分布式能源有限公司和世界500強(qiáng)川崎重工株式會(huì)社共同合資成立。雙方公司歷經(jīng)兩年的時(shí)間，完成了從合作到合資的轉(zhuǎn)變，共同在能源裝備技術(shù)的研發(fā)、終端設(shè)備組裝、能源裝備數(shù)字化轉(zhuǎn)型等領(lǐng)域開展合作，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能、同質(zhì)高效的裝備生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的落地。
山東濱崎動(dòng)力（集團(tuán)）有限公司將憑借川崎重工卓越的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為終端用戶提供“多元化、一站式、全方位、定制化”的創(chuàng)新能源解決方案。
典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括各種商業(yè)建筑和醫(yī)院學(xué)校等公用事業(yè)單位、化工等高能耗企業(yè)、各類工業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心、城市垃圾填埋場(chǎng)和餐廚垃圾處理場(chǎng)等。根據(jù)客戶不同的能源需求，提供一戶一策的針對(duì)性定制能源解決辦法，實(shí)現(xiàn)綜合能源的梯級(jí)利用，達(dá)到綠色、智能、高效、環(huán)保、節(jié)能的目的，為客戶的能源困擾問題提供一系列解決方案。
圖：川崎在全球的營(yíng)業(yè)區(qū)域（能源業(yè)務(wù)）
根據(jù)上圖可以了解到，川崎在全球的營(yíng)業(yè)范圍覆蓋東南亞全域、大洋洲地區(qū)、歐洲全境、俄羅斯、南北美、中東、美國(guó)、加拿大、墨西哥，在中國(guó)也有合資公司負(fù)責(zé)國(guó)內(nèi)全域的銷售。
營(yíng)業(yè)范圍及覆蓋產(chǎn)品
山東濱崎動(dòng)力（集團(tuán)）有限公司現(xiàn)在主要經(jīng)營(yíng)的產(chǎn)品是川崎的蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)（燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)）。
氫能是一種來源豐富、有廣泛應(yīng)用前景的綠色清潔能源，能夠幫助可再生能源大規(guī)模消納，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)大規(guī)模調(diào)峰和跨季節(jié)、跨地域儲(chǔ)能。氫（氨）燃?xì)廨啓C(jī)作為未來新型電力系統(tǒng)的主要設(shè)備，將在未來能源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，是實(shí)現(xiàn)碳中和的主要技術(shù)路徑之一，歐美日等國(guó)家已經(jīng)開展了廣泛的示范運(yùn)行，在國(guó)內(nèi)也引起了能源行業(yè)的高度關(guān)注。
那么燃?xì)淙細(xì)廨啓C(jī)與風(fēng)能太陽(yáng)能又有什么關(guān)系呢？燃?xì)淙細(xì)廨啓C(jī)將補(bǔ)充風(fēng)能和太陽(yáng)能的間歇性，因?yàn)樗鼈兛梢杂米靼樯娫础Ｔ陲L(fēng)力和日光充足的情況下，可以通過利用多余的可再生能源電解水制氫，或者通過天然氣重整制氫，結(jié)合采用碳捕集技術(shù)，天然氣重整也是一種碳中和技術(shù)。
在這種情況下，氫重整將被視為一個(gè)生產(chǎn)裝置，可以在短時(shí)間內(nèi)供應(yīng)足夠的氫氣，并能夠構(gòu)建一個(gè)包括儲(chǔ)存在內(nèi)的氫能基礎(chǔ)設(shè)施。燃?xì)廨啓C(jī)具有從小型分散系統(tǒng)到大型集中系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，能夠適應(yīng)生產(chǎn)能力和本地存儲(chǔ)。
總而言之，通過電解水制氫以及燃?xì)淙細(xì)廨啓C(jī)發(fā)電，可以實(shí)現(xiàn)新能源電力的長(zhǎng)周期儲(chǔ)能與調(diào)節(jié)。
這是川崎的一個(gè)產(chǎn)品線，主要產(chǎn)品是2兆瓦的燃?xì)廨啓C(jī)，發(fā)電效率27.7%，綜合效率83.8%；5兆瓦的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率達(dá)到32.2%，綜合效率達(dá)到85.2%；8兆瓦的燃?xì)廨啓C(jī)，發(fā)電效率達(dá)到33.1%，綜合效率達(dá)到85.2%，在同級(jí)別當(dāng)中競(jìng)爭(zhēng)力比較強(qiáng)；20兆瓦的燃?xì)廨啓C(jī)，發(fā)電效率達(dá)到33.5%，綜合效率達(dá)到85.4%；30兆瓦的發(fā)電效率達(dá)到39.4%，但在實(shí)際ISO情況下，發(fā)電效率可達(dá)40.6%，綜合效率達(dá)到85.5%，這款設(shè)備在30兆瓦級(jí)別當(dāng)中屬于全世界發(fā)電效率最高的設(shè)備。
川崎的燃?xì)廨啓C(jī)有何優(yōu)勢(shì)？首先，獨(dú)家開發(fā)的技術(shù)及眾多的交付業(yè)績(jī)——1972年著手開發(fā)，1977年交付首臺(tái)機(jī)，歷經(jīng)40多年不斷進(jìn)化產(chǎn)品技術(shù)，積累了超1萬臺(tái)的交付業(yè)績(jī)。其次，世界高等級(jí)功率——以燃?xì)廨啓C(jī)為驅(qū)動(dòng)的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)世界水平的效率。
為可持續(xù)發(fā)展提供的解決方案
川崎重工旨在實(shí)現(xiàn)碳中和，目標(biāo)是氫氣可以作為一種新的能源，像石油和天然氣一樣被日常使用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，現(xiàn)在需要對(duì)人們的日常行為做出改變。川崎重工將介紹其清潔能源技術(shù)，與被視為清潔能源的太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電并稱的有助于實(shí)現(xiàn)無碳的氫燃料技術(shù)和燃料電池等。
“零排放工廠”的概念
川崎重工又提出了一個(gè)“零排放工廠”的概念，旨在實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生產(chǎn)，不向大氣層排放二氧化碳。在方案中，電力和蒸汽等被替換成無碳能源，而其他環(huán)節(jié)不可避免產(chǎn)生的二氧化碳排放會(huì)被回收再利用。
無碳發(fā)電解決方案
無二氧化碳排放的發(fā)電·供熱配置對(duì)實(shí)現(xiàn)無碳社會(huì)至關(guān)重要。川崎重工提出通過氫熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)供應(yīng)電力和熱能的配置，從而推動(dòng)節(jié)能，實(shí)現(xiàn)無碳社會(huì)。
碳循環(huán)解決方案
通過回收廢氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成資源，構(gòu)建碳循環(huán)社會(huì)模式。利用表面帶有胺涂層的固體吸收材料的碳捕獲系統(tǒng)，便可利用廢棄熱量產(chǎn)生的60℃的低溫蒸汽分離和回收從工業(yè)廠房、電廠及垃圾焚燒廠等排放廢氣中的二氧化碳。此外，還可對(duì)獲得的二氧化碳進(jìn)行化學(xué)合成等。
能源管理解決方案
燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、鍋爐等各種設(shè)備及電網(wǎng)電力構(gòu)成了工廠等其他設(shè)施的綜合能源設(shè)備。EMS（能源管理系統(tǒng)）是一個(gè)可優(yōu)化各個(gè)能源設(shè)備的輸出分布及運(yùn)轉(zhuǎn)模式的系統(tǒng)。一般來說，無論電力、熱能需求如何變化，各個(gè)設(shè)備的輸出分擔(dān)比例是固定的。通過EMS統(tǒng)一管理，可根據(jù)需求合理地分配能源，從而最大限度地降低燃料成本及二氧化碳排放。
向氫能過渡（燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電）現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)的改造
氫氣燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)在一定程度上依賴于現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)。沒有必要設(shè)計(jì)和制造用于氫氣燃燒的全新燃?xì)廨啓C(jī)。只需要特別注意修改燃燒室和一些輔助部件，但大多數(shù)現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)可以改造為部分或完全燃燒氫氣。這種轉(zhuǎn)換不僅可以避免巨額的資本支出，還可以節(jié)省將現(xiàn)有大型燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)換為燃?xì)涔r的時(shí)間。開發(fā)和部署氫氣燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的另一個(gè)主要好處在于賦予現(xiàn)有設(shè)備新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。事實(shí)上，全球許多國(guó)家都存在最先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)閑置或運(yùn)行時(shí)數(shù)不足的問題，中國(guó)也存在大量的調(diào)峰機(jī)組，保持這些發(fā)電廠的利用率也將對(duì)社會(huì)和工業(yè)做出重大貢獻(xiàn)。在氫混合燃燒30%~100%的前提下，可以通過僅更換燃燒室達(dá)到混氫燃燒的目的。
從“示范”到“商業(yè)化”的氫氣發(fā)電
2018年4月，川崎重工實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè)在城市地區(qū)使用100%氫氣供應(yīng)的熱電項(xiàng)目（利用氫熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的智能社區(qū)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目）。本項(xiàng)目以氫氣作為燃料，通過氫燃?xì)廨啓C(jī)燃燒產(chǎn)生的冷、熱水、蒸汽和電力供應(yīng)給附近的四個(gè)公共設(shè)施。
全球氫氣發(fā)電行業(yè)的擴(kuò)張
川崎根據(jù)每個(gè)國(guó)家的氫路線圖估算，從這個(gè)表的結(jié)構(gòu)可知，我國(guó)在氫能的利用上投入比較多，發(fā)展可能也比較快。
在歐洲的氫氣發(fā)電示范項(xiàng)目
川崎與德國(guó)RWE能源公司進(jìn)行聯(lián)合，將建設(shè)30MW級(jí)的氫氣發(fā)電示范項(xiàng)目。
川崎集團(tuán)的碳中和倡議
川崎重工將迅速推進(jìn)其氫能利用業(yè)務(wù)，以實(shí)現(xiàn)世界碳中和目標(biāo)，還將在政府和電力公司的協(xié)助下為大家提供解決方案。
氫氣在其他領(lǐng)域的應(yīng)用
川崎把先進(jìn)的燃燒技術(shù)應(yīng)用在“海上和飛機(jī)領(lǐng)域”，正在發(fā)展氫燃料船舶推進(jìn)系統(tǒng)，預(yù)計(jì)將在2026年左右完成一個(gè)與各種應(yīng)用程序兼容的陣容；同時(shí)發(fā)展氫氣飛機(jī)的核心技術(shù)，展望2035年氫動(dòng)力飛機(jī)全面投入的發(fā)展。
川崎在氫能發(fā)動(dòng)機(jī)方面不斷聯(lián)合日本和世界各國(guó)的企業(yè)一起發(fā)起新技術(shù)的挑戰(zhàn)，目前為豐田氫發(fā)動(dòng)機(jī)花冠提供氫氣，此外還與雅馬哈汽車公司聯(lián)合研發(fā)氫發(fā)動(dòng)機(jī)，以期待安裝在摩托車上等。
作為在全球氫氣領(lǐng)域的領(lǐng)先公司，川崎將與眾多合作伙伴一起，通過氫氣各種利用舉措來實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)。
