1.4 燃气轮机的应用

随着我国“双碳目标”的不断推进，现有能源格局正在发生迅速而深刻的变革。燃气轮机技术独特，运行灵活，用途广泛，可以使用低碳或无碳分子燃料（如氢气、合成甲烷或其他可再生燃料），能够满足能源安全和可靠持续供应的需求，因此将在“双碳目标”的实现过程中充分发挥优势并贡献突出力量。

（1）发电 燃气轮机的效率高、起动快，能快速适应负荷需求的变化，既适用于大型电站发电，又适用于在无电网地区独立运行发电。用于电站发电时，既可带基本负荷，也可用于调峰运行，还可作为备用机组。当电网出现故障造成断电时，备用燃气轮机能够紧急投入运行，不需要外接电源便能起动，可以有效地保证电力供应。燃气轮机和联合循环发电具有效率及可靠性高、建设周期短、污染排放低等优势，在各类发电站中所占比重一直在增加。20世纪80年代后期，美国的燃气轮机年生产容量就已经超过了蒸汽轮机。目前，全世界燃气轮机和联合循环设备的年订购容量总和与蒸汽轮机大致相当。而在一些发达国家如美国、德国等，燃气轮机和联合循环之和则已经超过蒸汽轮机。因此，燃气轮机和联合循环发电已经成为世界电力行业使用设备的重要组成部分。随着先进的燃气-蒸汽联合循环、间冷回热复杂循环、回注蒸汽的燃气轮机循环、燃气轮机燃煤技术的应用，燃气轮机的发展和应用进入了一个崭新时期。

（2）工业驱动 工业现场大量使用燃气轮机来驱动泵、压缩机和发电机等。为了提高能源利用率、达到节能的目的，还将燃气轮机的排气热量用于余热锅炉产生蒸汽供热，实现热电联产，更好地满足生产需求。此外，还可通过热、电、冷联供，进一步提高能源利用率。

在石油天然气工业中，由燃气轮机驱动天然气压缩机的增压机组在20世纪60年代就被认为是最佳动力形式。如今在天然气管道输送增压站中，燃气轮机的应用已占绝对优势。在大容量原油管道输送中，也使用了大量由燃气轮机驱动的离心泵机组增压原油。

（3）舰船驱动 20世纪60年代，轻型燃气轮机就被认为是军舰的最佳动力。此后在排水量为数千吨的驱逐舰、护卫舰等大中型军舰中，燃气轮机均得到了广泛应用。与此同时，气垫船等也大量使用燃气轮机作为驱动。近年来，高速渡船发展很快，这种渡船采用轻型燃气轮机驱动喷射水泵喷水推进，航速可达40～60节（1节=1.85km/h），营运效益非常好，我国香港地区就有多艘这种渡船。

综上所述，燃气轮机是一种功率范围大、效率高、污染低、可靠性高且应用很广的动力机械。目前，应对全球气候变暖、控制碳排放已成为全世界的共识，碳中和成为各国能源发展的目标，这为燃气轮机的应用提供了更为广阔的发展空间。氢气作为一种零碳燃料，是重要的二次能源和能量载体，其广泛应用可以解决可再生能源在时间和地域上分布不均的问题。而燃氢燃气轮机将成为氢能消纳的重要设备，在碳中和目标的实现过程中发挥重要作用。