傅曉東：傳統發(fā)電企業(yè)的低碳化之路：一步步邁向碳中和的未來(lái)

編者按：2021年7月8日，以“碳中和與未來(lái)能源”為主題的“第三屆未來(lái)能源大會(huì )”在北京召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，西門(mén)子能源有限公司低碳能源系統總監傅曉東發(fā)表了“傳統發(fā)電企業(yè)的低碳化之路：一步步邁向碳中和的未來(lái)”的主旨演講。

以下內容根據大會(huì )演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

傅曉東：大家下午好！今天非常高興有這個(gè)機會(huì )和大家交流，感謝主辦方邀請西門(mén)子能源公司來(lái)作演講。今天非常高興有這個(gè)機會(huì )和大家一起介紹我們西門(mén)子能源在“雙碳”目標的踐行，在低碳能源系統方面我們已經(jīng)在做的一些實(shí)踐和一些探索，希望能夠拋磚引玉，希望有所啟發(fā)，也希望我們今后有機會(huì )共同合作，共同為中國為世界的“雙碳”目標做出貢獻。

我介紹一下西門(mén)子能源公司。剛才涂總介紹說(shuō)去我們西門(mén)子網(wǎng)站看了，但他肯定看地是西門(mén)子股份公司那個(gè)網(wǎng)站，2020年9月28號，西門(mén)子能源在法蘭克福上市，現在我們是一個(gè)獨立的上市公司。當然，目前西門(mén)子股份公司還是占有我們比較大的股份。另外，西門(mén)子醫療也是一個(gè)單獨的上市公司，特別是現在西門(mén)子能源的logo是這樣的，我們現在非常明確，要和西門(mén)子的logo有所區分。

簡(jiǎn)單介紹一下西門(mén)子能源大概的組織機構，包括業(yè)務(wù)范圍，我們包括五塊。一個(gè)是能源工業(yè)應用，主要是以油氣中上游為主，當然，現在也逐漸往下游擴展，所以叫能源工業(yè)應用。最上面的是發(fā)電，包括傳統發(fā)電，當然，發(fā)電也是在向工業(yè)領(lǐng)域擴展，我本人是在發(fā)電板塊工作。右邊是輸電，西門(mén)子時(shí)代有輸配電事業(yè)部，現在輸電在我們西門(mén)子能源，配電在西門(mén)子母公司，叫智能與基礎設施的一部分。最下面可再生能源，就是風(fēng)電，風(fēng)電又是另外一個(gè)上市公司，叫西門(mén)子格美薩（音），是我們西門(mén)子能源下面的一個(gè)獨立上市公司。中間是新能源業(yè)務(wù)，事實(shí)上這塊在我們西門(mén)子能源內部它就是氫能業(yè)務(wù)，制氫業(yè)務(wù)，但是它用這個(gè)名字，叫新能源業(yè)務(wù)?，F在開(kāi)始我的介紹。

我本人在西門(mén)子能源有限公司，西門(mén)子能源有限公司是一個(gè)總部注冊在上海的公司，它的母公司還是西門(mén)子能源國際有限公司，注冊在德國的。我在這個(gè)公司負責低碳能源系統。首先用這張圖向大家介紹一下我們所做的工作，這張圖老外一般叫雷達，中國人叫扇面，反映了不同思維，老外是技術(shù)思維，中國人是藝術(shù)思維，我覺(jué)得更簡(jiǎn)單，它就是半個(gè)盤(pán)子，西門(mén)子能源有這些產(chǎn)品，這些業(yè)務(wù)，這些技術(shù)，為大家服務(wù)。我們的理念，從目前能源系統過(guò)渡到未來(lái)能源系統，這三方面工作都是不可缺位的，提高效率，燃料轉換以后多效互補，三是低碳，這三方面我們都有我們的技術(shù)和產(chǎn)品。當然，大部分是常規業(yè)務(wù)，包括燃氣輪機，這是一直在開(kāi)展的。我們的氫能是單獨的小的事業(yè)部。

這些年發(fā)展起來(lái)的新的業(yè)務(wù)，這些綠點(diǎn)，我們統稱(chēng)為低碳能源系統。為什么沒(méi)叫新能源呢？我們把氫能業(yè)務(wù)叫成新能源了，我在中國負責推廣這些業(yè)務(wù)。

剛才是從西門(mén)子能源角度盤(pán)子有這些東西，我們想用這張圖來(lái)介紹一下。這張圖也是我今天發(fā)言的主體內容，傳統發(fā)電企業(yè)低碳化之路，如何一步一步走向零碳排放。今天上午韓曉平韓總提到了，我大概記了一下。尊重規律，實(shí)事求是，從實(shí)際出發(fā)，科學(xué)把握節奏，我非常非常贊同這個(gè)話(huà)，我的理解，我們“雙碳”目標的實(shí)現，“雙碳”目標的踐行，我們既要有宏觀(guān)在宇（音），又要微觀(guān)在握，我們既要重視增量，也要重視存量如何做。我們既要跑馬圈地，也要腳踏實(shí)地。

我今天主要介紹我們西門(mén)子已經(jīng)正在做的實(shí)踐和我們做的探索。比如不少嘉賓提到了氫能，今后用來(lái)駕駛汽車(chē)好還是氫變成電？介紹一下我們燒氫的燃氣輪機情況。上午周院士介紹了對未來(lái)電力系統的預測，包括下午和剛才國網(wǎng)魯所長(cháng)也介紹了未來(lái)的預測，都同時(shí)預測到了在未來(lái)的二十年、三十年里面，至少2060年以前，我們的煤電要大規模減少。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是大規模淘汰。如何淘汰？如何做？我們要提出我們的一些想法。實(shí)際上我們這些工作在海外已經(jīng)做過(guò)了，比如說(shuō)我們的老舊煤電，我們建議可以把它改成氣電廠(chǎng)，或者退役以后可以改成調相機，特別想提的一個(gè)是，對電供熱來(lái)說(shuō)，我們有一個(gè)非常好的產(chǎn)品，高溫熱泵，但現在的熱泵一般是85度左右，我們這個(gè)熱泵可以做到150度，更重要的是它用的是第四代制冷劑，我下面具體的開(kāi)始對我們這些產(chǎn)品做介紹。

首先是燒氫燃機，這是西門(mén)子燃氣輪機家族，最上面是重型燃氣輪機，下面是工業(yè)燃氣輪機，重型燃氣輪機包括50HZ，也包括60HZ的，中國國內不太關(guān)心60HZ的，藍色部分是重型燃氣輪機，從E級到G級，我們叫HL級。燒氫能力現在都可以做到30%，HL是最新設計，燒氫能力可以做到50%。

我們看下面工業(yè)汽輪機，我們現在有三款機器可以做到75%，比例都是體積比。這個(gè)是我們現在的產(chǎn)品和燒氫能力，我想具體介紹一下我們所做的工作，燒氫燃機有一些具體的難點(diǎn)，我們這里就不具體多介紹了。氫燃燒和天然氣燃燒是有些不同的，當然，它涉及的最主要就是燃燒室的設計方面。

具體來(lái)說(shuō)，對我們西門(mén)子能源公司來(lái)說(shuō)，我們在燒氫燃機或者低熱值的燃氣輪機方面，我們有很深厚的底蘊，三個(gè)路徑。我們重型燃機一直在開(kāi)發(fā)低熱值和燒氫的這些能力，中間這塊是航載機，西門(mén)子能源當然收購了（英文）技術(shù)。再下面是工業(yè)燃機，這方面也做了很多工作，工業(yè)燃機再之前，若干年前，是阿爾斯通ABB，總部在瑞典。之前這三條路線(xiàn)都做了很多工作，2019年把這些能力整合起來(lái)，2019年提出我們的目標就是要做百分之百。當然，現在的目標已經(jīng)很明確了，這些機器到2030年我們要做到百分之百，目前三款機器已經(jīng)做到75%。

這里面一些具體的不多介紹了，有些客戶(hù)問(wèn)我，現在燃氣輪機馬上燒氫行不行，如果燒氫比例不高的話(huà)改動(dòng)不大。我們現在要考慮H2Ready，現在我們建一個(gè)電廠(chǎng)，也許未來(lái)幾年它就要燒氫了，所以這個(gè)時(shí)候做設計我們就要先把這些問(wèn)題考慮進(jìn)去，這是我們的建議。

這是西門(mén)子能源在全球已經(jīng)有的業(yè)績(jì)，不完全是氫的，有的是低熱值的，有的是高清合成器的，現在運行業(yè)績(jì)最高的是巴西這臺機器，SGT600，這個(gè)機器應該是到60%以上，一直在成功運行。業(yè)績(jì)還是比較多的，不具體介紹了。

在歐盟的支持下，我們有這么一個(gè)項目，真正從電制氫，氫再發(fā)電，這么一個(gè)系統，這個(gè)是在去年開(kāi)始的，歐盟支持下的一個(gè)示范項目。包括今天上午周院士也提到了，綜合能源單元，我理解和西門(mén)子一直提到的P2X很接近，P2X一直不知道怎么翻譯，但我覺(jué)得今天上午周院士提到的綜合能源單元比較相似，但周院士又擴展這個(gè)概念了，這個(gè)可以說(shuō)是世界上第一個(gè)做這個(gè)示范，已經(jīng)開(kāi)始了。

第二個(gè)，燃煤機組要大規模淘汰怎么辦，我們想介紹我們在海外已經(jīng)在做的一項工作，我們已經(jīng)有若干業(yè)績(jì)了，可以把老的煤電廠(chǎng)改成氣電廠(chǎng)，概念很簡(jiǎn)單。原來(lái)這塊是燃煤電廠(chǎng)的鍋爐，我把燃煤電廠(chǎng)的鍋爐拆了，換成燃氣輪機和余熱鍋爐，當然，我這個(gè)系統做一小部分改進(jìn)，對蒸汽輪機做一定改進(jìn)，在老的燃煤電廠(chǎng)機組上改成蒸汽輪機電廠(chǎng)，它的性能要和平地建一個(gè)新的燃氣輪機電廠(chǎng)性能達成一致，但我們最大的好處是能夠減少投資，因為盡量能夠利用原有地設施，根據我們在海外的經(jīng)驗，降低投資可以達到30%左右。還有其他好處，包括項目快速實(shí)現，它的基礎設施都在這里了，它的地基等等，也都存在在這里，所以它的執行速度會(huì )更快。其他的，運行靈活和二氧化碳排放、燒氫準備，這都是相對燃煤電廠(chǎng)而言的了，包括對老廠(chǎng)員工保留工作，這點(diǎn)在全世界也都是很重要的方面。

具體要做的工作有幾方面。概念設計要做調整，因為以前是常規燃煤電廠(chǎng)，現在變成了天然氣電廠(chǎng)，當然，電廠(chǎng)性質(zhì)不一樣了。第二個(gè)是熱力系統方案，原來(lái)是一臺燃煤鍋爐，現在兩臺燃煤鍋爐，現在用幾臺燃機和鍋爐取代它。第三個(gè)是怎么把新的設備放到老廠(chǎng)里面去，與現有電廠(chǎng)布置和基礎設施的整合，最后是汽輪機改造。前期工程設計是項目成功的關(guān)鍵，我們在2008年就開(kāi)始在維也納就做了這么一個(gè)項目，剛開(kāi)始覺(jué)得很簡(jiǎn)單，后來(lái)發(fā)現做的過(guò)程中有非常多的問(wèn)題，我們通過(guò)這些年都已經(jīng)把這些問(wèn)題理順了，前期工程設計如何考慮好是非常重要的。這張圖示意，這個(gè)是燃氣輪機，一臺燃氣輪機拖一臺蒸汽輪機，或者兩臺蒸汽輪機拖兩臺半蒸汽輪機，來(lái)取代原來(lái)的電廠(chǎng)。

這是一個(gè)示意，新的系統可以完美放到原來(lái)的廠(chǎng)房和鍋爐區域里面去，當然，并不是所有的情況這樣都能做得到的。

汽輪機需要進(jìn)行比較大的改造，燃煤電廠(chǎng)蒸汽輪機蒸汽參數一般是538度，我們聯(lián)合循環(huán)，希望把蒸汽參數提高一些，提到565或者600度，這樣效率更高一些。另外，在燃煤電廠(chǎng)高中低壓缸蒸汽流量是分別下降的，因為它有回熱，它要抽氣。反過(guò)來(lái)，對聯(lián)合循環(huán)電廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，它是三壓鍋爐，高中低壓，高壓的蒸汽最少，越低壓的對聯(lián)合循環(huán)來(lái)說(shuō)是這么一個(gè)曲線(xiàn)，是往上走的。所以蒸汽輪機要做比較大的改進(jìn)。這個(gè)是我們在做的中國案例分析，對兩臺30萬(wàn)機組可以用F機或者E機進(jìn)行改造，這是我們的海外案例，包括維也納，包括彼得堡。這是一個(gè)海外改造案例的片子，這是在外面加裝的，蒸汽輪機就保留了。這是在俄羅斯的一個(gè)案例，俄羅斯這個(gè)案例不多介紹了，也是在這里加裝，具體提一下這位老員工，他是在70年代就在這個(gè)廠(chǎng)工作，他以前比較擔心這個(gè)廠(chǎng)的未來(lái)，現在這個(gè)廠(chǎng)改造好了以后他也得到了最大的欣慰。

如果說(shuō)這個(gè)電廠(chǎng)不一定能改，我們還可以改別的，可以改調相機，德國B(niǎo)iblisA核電站，當時(shí)德國退核退得很激進(jìn)，整個(gè)核電站都扒了，但這是非常好的機器，就改成了調相機，還可以加飛輪。這是最新的一個(gè)訂單，調相機加飛輪，這個(gè)飛輪是世界上最大的調相機飛輪，這是最新訂單，計劃2022年運行。如果需要的話(huà)，燃氣輪機電廠(chǎng)，我們可以加裝一個(gè)SSS離合器，可以雙工運行。

后面介紹一下我們的高溫熱泵，我們的高溫熱泵最重要的是溫度高，溫度可以到150，功率大，還有一個(gè)特別重要的是第四代制冷劑，現在國內大部分沒(méi)有考慮這個(gè)問(wèn)題，普遍用的是第三代制冷劑，今年4月份開(kāi)始，習主席和歐盟對話(huà)，已經(jīng)確定中國要批準基加利修正案，第四代制冷劑是必須考慮的了。

發(fā)電船，從陸地走向海洋，包括今天上午明陽(yáng)的張總也談了很多海上風(fēng)電，海上天然氣也可以發(fā)電，LNG不一定上岸了，直接在海上發(fā)電，這個(gè)我們也有成熟的技術(shù)。包括SGT800的，包括航改機的，或者是8000H的，這是一些業(yè)績(jì)。

多能互補是從今年開(kāi)始一個(gè)非常非常熱門(mén)的話(huà)題，在多能互補方面我們有兩個(gè)方面的內容。一個(gè)是我們有一個(gè)仿真規劃工具，仿真規劃也是現在一個(gè)熱門(mén)的話(huà)題，我們這個(gè)仿真規劃工具優(yōu)點(diǎn)是我們自己是能源設備的OEM，所以我們對這些設備非常熟悉，包括今天提到的數字雙胞胎，我們的數據非常全。另外，在全世界我們已經(jīng)有很多項目，我們認為我們的仿真規劃工具是有我們的優(yōu)勢的。多能互補微網(wǎng)控制系統，Omnivise，可以適用從1000瓦到100兆瓦，不多介紹了。

最后提一下關(guān)于二氧化碳捕集與應用，今天嘉賓也都提到過(guò)了，但是也都似乎對未來(lái)沒(méi)有特別好的辦法，確實(shí)現在是一個(gè)大的挑戰，中國是不是要走二氧化碳地質(zhì)封存，這是一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)技術(shù)我們是為二氧化碳地質(zhì)封存而開(kāi)發(fā)的，如果是未來(lái)要做二氧化碳地質(zhì)封存，我們這個(gè)技術(shù)可以為地質(zhì)封存提供一定的經(jīng)濟性方案。具體原理是，下面有地熱的話(huà)，通過(guò)二氧化碳把地熱帶出來(lái)，然后可以進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)我還可以進(jìn)行大規模的儲能，但是前提條件還是二氧化碳地質(zhì)封存，大量的二氧化碳這個(gè)成本，這是一個(gè)大的問(wèn)題。

我的具體內容就到這里，西門(mén)子能源非常希望與我們的客戶(hù)一道共同創(chuàng )造，我們一起來(lái)探索，好，非常感謝！