1870年，吉爾斯·費恩在科幻小說《神秘島》中寫道：“我相信，總有一天可以用水來做燃料，氫和氧可以單獨地或合在一起使用，所供給的光和熱是煤炭無法達到的。水將是未來的煤炭。”

百年前的暢想對于如今的能源發展有何借鑒？

清潔發電，GE站在何處，眺望何方？

氫能：無盡的寶藏

氫，元素周期表里的一號元素，無色無味無臭，燃燒后的產物是水，拉丁文的含義就是“水的生成者”。氫氣是常見燃料中熱值最高的，是石油的3倍，煤炭的4.5倍，這意味著消耗同樣質量的石油、煤炭和氫氣，氫氣所提供的能量最大。氫以清潔、高熱值和零排放的優勢，早已引發了人們對未來能源格局的期許和探討：

早在二戰期間，

氫已被用作A-2火箭液體推進劑；

1970年，

阿波羅登月飛船的起飛火箭采用的就是液氫；

2018年9月，

全球首輛氫能源火車于德國投入服務……

一次能源依存度高達90%以上的日本對氫能的開發利用更加執著。早在2014年4月制定的“第四次能源基本計劃”中，日本政府就明確提出了加速建設和發展“氫能社會”的戰略方向。又在2017年12月發布了“氫能源基本戰略”，確定了2050年氫能社會建設的目標以及到2030年的具體行動計劃。

2018年以來，氫能在國內的熱度也陡增，成為了能源界備受關注的新寵兒。北京、上海、廣東佛山、山東濟南等七城市出臺氫能發展規劃。武漢計劃到2025年實現氫能燃料電池產業鏈產值1000億元。2019年全國政協十三屆二次會議（兩會）首次將氫能寫入《政府工作報告》。“氫能”與“燃料電池汽車”成為諸多全國政協委員和全國人大代表提案、議案中的熱詞。而氫能在我國能源轉型道路上的應用主要集中在氫燃料電池車和氫能發電。

發電端應用：更“凈”一步

目前，氫氣在航天領域中常用作火箭燃料，國際上對氫氣和天然氣混燒的燃氣輪機甚至純氫燃氣輪機的研究已取得不小的進展。但是高混合比例的氫氣混合燃料，需要面對回火、燃燒壓力波動和氮氧化物等幾大技術挑戰，技術攻克仍需要一定時間，作為向富氫或純氫燃機輪機發展過程中的過渡，天然氣-氫氣混合燃料在發電端的應用的優勢逐漸凸顯。通過天然氣加氫，可以提高天然氣燃燒速率，擴展天然氣的穩定稀燃極限。這充分利用了氫氣和天然氣兩種燃料的優點，不但大幅降低二氧化碳和氮氧化物等污染物排放，還為規模化氫能利用提供技術儲備。

當前，GE發電已為客戶提供成熟的氣電解決方案。而具有前瞻性思維的GE工程專家們早就為GE燃氣輪機配備了面向未來的全面技能，展開了氫氣在燃氣輪機應用的實踐。GE發電燃氣系統的Jeff Goldmeer曾在NASA就職，很熟悉氫氣在航天領域的應用，他表示：“我們的客戶常常發會問，如何能在發電端利用氫能，從而實現更加環保的發電方式？我會自豪地告訴他們，諸多GE設備其實已經具備了燃燒氫能的條件，這一設想正在被逐步實現！” GE在美國，亞洲及歐洲運營的70多臺燃氣機組都有著應用氫氣作為混合燃料的運行經驗，并已累計運行四百萬小時。


經過十余年的發展，中國產氫量已位居世界第一，年產量接近2000萬噸。天然氣、醇類、電解水和煤炭是提煉氫能的主要來源，其中煤炭是氫最為經濟的提煉來源，由于我國每年煤炭消耗量巨大，因此排放的污染物造成巨大的環境壓力，通過煤炭制氫，再將氫能運用于燃料電池汽車等終端，可以大幅減少城市交通帶來的污染。這也是煤炭清潔化利用，煤炭行業轉型的一個重要領域。

而除了作為燃料，氫能還可以實現能源間的連結轉化，是清潔能源消納的重要載體和儲能方式。在2015年及2016年，德國和英國風電棄風量達5太瓦時。這些電力足以滿足整個印度一天的用電需求。倘若這些“多余”的風電可以用來電解水，從而以氫能的方式儲存，就可以促進清潔能源消納，避免不得已的“浪費”。

未來能源發展的趨勢必然更加多元。如何實現更加清潔、高效、低成本的發電方式，我們依舊在上下求索。在當前及之后的一段時期內，天然氣發電必然肩負起連接未來能源社會的橋梁作用，如何更具前瞻性地運用天然氣，如何將天然氣與氫能更好的融合，為迎接新能源紀元做好準備？GE發電與你一起拭目以待！