拓展循环性:韩华H2GT技术如何为产业赋能

2024年2月21日(KST)

有句成语叫“吐故纳新”。当今世界依靠开采-生产-废弃的方式,大批量生产、大批量销售,然后大批量废弃。但这种方式以牺牲地球环境为代价,给环境造成严重破坏。

全世界每年消耗超过1000亿吨的原材料,其中900吨被废弃。这样的经济发展模式造成了意想不到的副作用发生——全球温室气体排放量的2/3、生物多样性丧失的90%以及因大气污染死亡的2/3即源于此。

为实现2050年净零排放,迫切需要通过变革,让世界重回正轨。其中一项关键策略就是引进“循环性”。循环性不仅仅是指单纯的回收利用,更是指一种思维方式的大转变——尽可能减少废弃物;通过回收再利用,最大限度地减少资源开采;限制为新建基础设施而进行的开采和制造等有害于环境的做法和习惯。

然而,循环性不可能一蹴而就。我们无法在一夜之间改变现有系统。但是,各行各业的领导必须反思现有系统与模式。这也是世界经济论坛提出产业的循环经济型变革(Circular Transformation of Industries)倡议的理由。由各界利益相关者参与的该倡议宗旨在于,通过推广循环性,保障经济增长的同时实现具有韧性的可持续经济。作为该倡议的一环,韩华利用其最顶尖创新技术——混氢燃气轮机技术(H2GT),助推循环性,防止现有资产搁浅的风险,为生产体系的变革助力。

世界经济论坛在其白皮书中也介绍了韩华的最新实践。下面,让我们进一步了解一下韩华的最新项目为何称为贡献于社会韧性、繁荣和可持续性的最佳典范。

为脱碳社会开路

H2GT技术使用氢气驱动现有燃气轮机,使企业既能保持当前效益,也能实现绿色创新。根据2022年的一项研究报告显示,为了实现《巴黎协定》1.5摄氏度的温控目标,全球必须维持60%的石油和天然气储量以及90%的煤炭储量。这意味着,人类不能再使用化石燃料,管线和发电站等化石燃料相关基础设施在其预期使用寿命之前就会被淘汰。这些所谓“搁浅资产”对实现《巴黎协定》达成的温控目标构成重大挑战。据预测,这些不能创收或陈旧老化的石油及天然气等相关资产价值超过一万亿美元

在能源转型过程中,如何防止化石燃料基础设施“搁浅”呢?惟一的方法是用氢气取代驱动这些设备的燃料。氢气不含碳,在燃烧时不会排放二氧化碳。因此,加氢混烧时排放的二氧化碳显著低于单独燃烧天然气。改造现有燃气轮机,以氢气为动力,既能减少二氧化碳排放量,又可以防止资产“搁浅”。像这样,韩华通过可持续发展和技术创新两手抓,推动行业的能源转型。

H2GT为创新注能

韩华对循环性的坚持体现在JERA Americas(JERA)运营的、位于新泽西州的Linden天然气发电厂混氢燃气轮机(H2GT)改造项目上。JERA Americas(JERA) 和韩华的PSM, a Hanwha company紧密合作,成功完成了Phillips66在附近运营的炼油厂燃气轮机的改造项目。改造后,可以将工业副产氢(RoG)用作燃气轮机燃料,一直视为“废弃物”的工业副产氢变废为宝,成为有价值的动力燃料。改造工程包括韩华FlameSheet™燃烧系统、新装混合和传输工业副产氢和天然气的设备系统、燃气轮机控制器的改造升级以及试运工作等。

通过改造,燃气轮机碳排减少,而燃料效率得到提升。当燃气轮机内火焰速度和燃料流动速度不匹配时会出现回火(Flashback)现象,即火焰回入燃料室。这样就对硬件造成损坏,导致输出不稳定。韩华的创新型FlameSheet™技术可以有效遏制燃气轮机内的回火现象,保障电力生产稳定,还能将氮氧化物排放量降低至个位数。温室气体排放保持低位的话,企业就无需在政府每次更新大气质量标准时更换催化还原(SCR)系统,可让已有能源系统随着世界绿色能源转型的步伐同步发展。同时,以氢为动力燃料,可节省成本。上述的改造项目,就让JERA大幅减少了天然气等燃料的采购总量。

对现有发电资产进行改造,而不是更换或淘汰,就可以减少废弃物排放,也可以降低资源的开采需求。燃气轮机的重量约为225吨(45万磅),主要由碳、不锈钢、镍基超合金制作。JERA对现有设备更新改造,而不是购买新的零部件,就可减少开采或制造设备而产生的环境影响。实践证明,使用氢气混合物就可以将老化的天然气燃气轮机的零部件寿命延长20年。

化石燃料基础设施的改造要优先考虑循环经济的核心元素:翻新(refurbishment)、修理(repairability)和零部件的再利用(recycling)。为加快能源转型,韩华通过持续提供高效、稳定、可行的脱碳解决方案,为早日实现使用100%清洁氢气驱动燃气轮机而全力以赴。

推广循环转型

韩华与JERA紧紧围绕循环性,友好合作,合力建立了良性循环机制。作为世界经济论坛CTI倡议的具体案例,韩华体现了在不断发展的能源环境中,循环性如何促进社会的韧性、繁荣和可持续性。

韩华正以“有目的的循环性”为目标,在全社会推广循环性,并为取得可衡量的进展,提供切实可行的解决方案。“负责任地使用资源”和“循环性”不再仅仅是流行语,而已成为提高可持续性、防止资产搁浅的可行战略。

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