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隨著全球氣候變化的加劇，實現碳中和已經成為了全球共識，氫能作為一種清潔能源，被越來越多的人所關注，川崎氫能可持續(xù)社會解決方案，就是在這樣的背景下應運而生。
在第二屆中日韓氫能產業(yè)高峰論壇、第二屆世界綠氫產業(yè)發(fā)展大會、首屆中國（山東）氫產業(yè)大會上，濰坊市能源集團有限公司能源裝備市場總監(jiān)、山東濱崎動力（集團）有限公司副總經理張樹軍先生分享了《實現碳中和的挑戰(zhàn)-川崎氫能可持續(xù)社會解決方案》的主題報告。
集團公司介紹
濰坊市能源集團有限公司成立于2021年2月，是一家集能源投資、開發(fā)、運行、服務為一體的大型綜合能源利用公司，公司業(yè)務涵蓋水務、電力、熱力、天然氣、城市服務、分布式能源及裝備、新能源、綠色精工智造和5G大數據等多個業(yè)務板塊。
山東濱崎動力（集團）有限公司是由濰坊市能源集團旗下，濰坊市濱投分布式能源有限公司和世界500強川崎重工株式會社共同合資成立。雙方公司歷經兩年的時間，完成了從合作到合資的轉變，共同在能源裝備技術的研發(fā)、終端設備組裝、能源裝備數字化轉型等領域開展合作，實現綠色節(jié)能、同質高效的裝備生產標準化的落地。
山東濱崎動力（集團）有限公司將憑借川崎重工卓越的技術和經驗，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。
典型的應用場景包括各種商業(yè)建筑和醫(yī)院學校等公用事業(yè)單位、化工等高能耗企業(yè)、各類工業(yè)園區(qū)、數據中心、城市垃圾填埋場和餐廚垃圾處理場等。根據客戶不同的能源需求，提供一戶一策的針對性定制能源解決辦法，實現綜合能源的梯級利用，達到綠色、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：川崎在全球的營業(yè)區(qū)域（能源業(yè)務）
根據上圖可以了解到，川崎在全球的營業(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、加拿大、墨西哥，在中國也有合資公司負責國內全域的銷售。
營業(yè)范圍及覆蓋產品
山東濱崎動力（集團）有限公司現在主要經營的產品是川崎的蒸汽輪機、燃氣輪機、燃氣發(fā)動機（燃氣內燃機）。
氫能是一種來源豐富、有廣泛應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，實現電網大規(guī)模調峰和跨季節(jié)、跨地域儲能。氫（氨）燃氣輪機作為未來新型電力系統(tǒng)的主要設備，將在未來能源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，是實現碳中和的主要技術路徑之一，歐美日等國家已經開展了廣泛的示范運行，在國內也引起了能源行業(yè)的高度關注。
那么燃氫燃氣輪機與風能太陽能又有什么關系呢？燃氫燃氣輪機將補充風能和太陽能的間歇性，因為它們可以用作伴生電源。在風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，結合采用碳捕集技術，天然氣重整也是一種碳中和技術。
在這種情況下，氫重整將被視為一個生產裝置，可以在短時間內供應足夠的氫氣，并能夠構建一個包括儲存在內的氫能基礎設施。燃氣輪機具有從小型分散系統(tǒng)到大型集中系統(tǒng)的可擴展性，能夠適應生產能力和本地存儲。
總而言之，通過電解水制氫以及燃氫燃氣輪機發(fā)電，可以實現新能源電力的長周期儲能與調節(jié)。
這是川崎的一個產品線，主要產品是2兆瓦的燃氣輪機，發(fā)電效率27.7%，綜合效率83.8%；5兆瓦的燃氣輪機發(fā)電效率達到32.2%，綜合效率達到85.2%；8兆瓦的燃氣輪機，發(fā)電效率達到33.1%，綜合效率達到85.2%，在同級別當中競爭力比較強；20兆瓦的燃氣輪機，發(fā)電效率達到33.5%，綜合效率達到85.4%；30兆瓦的發(fā)電效率達到39.4%，但在實際ISO情況下，發(fā)電效率可達40.6%，綜合效率達到85.5%，這款設備在30兆瓦級別當中屬于全世界發(fā)電效率最高的設備。
川崎的燃氣輪機有何優(yōu)勢？首先，獨家開發(fā)的技術及眾多的交付業(yè)績——1972年著手開發(fā)，1977年交付首臺機，歷經40多年不斷進化產品技術，積累了超1萬臺的交付業(yè)績。其次，世界高等級功率——以燃氣輪機為驅動的熱電聯產系統(tǒng)實現世界水平的效率。
為可持續(xù)發(fā)展提供的解決方案
川崎重工旨在實現碳中和，目標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。為了實現這一目標，現在需要對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，與被視為清潔能源的太陽能和風力發(fā)電并稱的有助于實現無碳的氫燃料技術和燃料電池等。
“零排放工廠”的概念
川崎重工又提出了一個“零排放工廠”的概念，旨在實現可持續(xù)生產，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)不可避免產生的二氧化碳排放會被回收再利用。
無碳發(fā)電解決方案
無二氧化碳排放的發(fā)電·供熱配置對實現無碳社會至關重要。川崎重工提出通過氫熱電聯產系統(tǒng)供應電力和熱能的配置，從而推動節(jié)能，實現無碳社會。
碳循環(huán)解決方案
通過回收廢氣中的二氧化碳轉化成資源，構建碳循環(huán)社會模式。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，還可對獲得的二氧化碳進行化學合成等。
能源管理解決方案
燃氣輪機、燃氣發(fā)動機、鍋爐等各種設備及電網電力構成了工廠等其他設施的綜合能源設備。EMS（能源管理系統(tǒng)）是一個可優(yōu)化各個能源設備的輸出分布及運轉模式的系統(tǒng)。一般來說，無論電力、熱能需求如何變化，各個設備的輸出分擔比例是固定的。通過EMS統(tǒng)一管理，可根據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（燃氣輪機發(fā)電）現有燃氣輪機的改造
氫氣燃氣輪機的設計在一定程度上依賴于現有的燃氣輪機技術。沒有必要設計和制造用于氫氣燃燒的全新燃氣輪機。只需要特別注意修改燃燒室和一些輔助部件，但大多數現有燃氣輪機可以改造為部分或完全燃燒氫氣。這種轉換不僅可以避免巨額的資本支出，還可以節(jié)省將現有大型燃氣輪機轉換為燃氫工況的時間。開發(fā)和部署氫氣燃氣輪機技術的另一個主要好處在于賦予現有設備新的經濟增長點。事實上，全球許多國家都存在最先進的燃氣輪機閑置或運行時數不足的問題，中國也存在大量的調峰機組，保持這些發(fā)電廠的利用率也將對社會和工業(yè)做出重大貢獻。在氫混合燃燒30%~100%的前提下，可以通過僅更換燃燒室達到混氫燃燒的目的。
從“示范”到“商業(yè)化”的氫氣發(fā)電
2018年4月，川崎重工實現了世界上第一個在城市地區(qū)使用100%氫氣供應的熱電項目（利用氫熱電聯產系統(tǒng)的智能社區(qū)技術開發(fā)項目）。本項目以氫氣作為燃料，通過氫燃氣輪機燃燒產生的冷、熱水、蒸汽和電力供應給附近的四個公共設施。
全球氫氣發(fā)電行業(yè)的擴張
川崎根據每個國家的氫路線圖估算，從這個表的結構可知，我國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)電示范項目
川崎與德國RWE能源公司進行聯合，將建設30MW級的氫氣發(fā)電示范項目。
川崎集團的碳中和倡議
川崎重工將迅速推進其氫能利用業(yè)務，以實現世界碳中和目標，還將在政府和電力公司的協助下為大家提供解決方案。
氫氣在其他領域的應用
川崎把先進的燃燒技術應用在“海上和飛機領域”，正在發(fā)展氫燃料船舶推進系統(tǒng)，預計將在2026年左右完成一個與各種應用程序兼容的陣容；同時發(fā)展氫氣飛機的核心技術，展望2035年氫動力飛機全面投入的發(fā)展。
川崎在氫能發(fā)動機方面不斷聯合日本和世界各國的企業(yè)一起發(fā)起新技術的挑戰(zhàn)，目前為豐田氫發(fā)動機花冠提供氫氣，此外還與雅馬哈汽車公司聯合研發(fā)氫發(fā)動機，以期待安裝在摩托車上等。
作為在全球氫氣領域的領先公司，川崎將與眾多合作伙伴一起，通過氫氣各種利用舉措來實現全球碳中和目標。
