在瑞典芬斯蓬市——距离斯德哥尔摩约三小时车程的工业小镇，西门子能源公司工厂的车间里，一排排外形工业感十足的设备看似与“绿色”毫不沾边。但这些卡车大小的涡轮机，却是全球向清洁能源转型进程中至关重要却常被忽视的推动者。这款名为SGT-800的涡轮机全长6.2米，可用于天然气发电厂的发电作业。
燃气涡轮机的发电原理是通过高温加热空气与燃料的混合物，驱动涡轮叶片旋转，进而带动发电机将能量转化为电能。天然气作为化石燃料，燃烧时会释放温室气体二氧化碳，加剧气候变化。
而SGT-800的独特之处在于其兼容清洁燃料的能力——可使用天然气与氢气的混合燃料，氢气占比最高可达75%。氢气燃烧时不产生任何二氧化碳，被视为理想的绿色燃料。
西门子能源新加坡研发总监菲利普·盖佩尔博士表示，与同等容量的纯天然气燃气涡轮机相比，这款氢能兼容涡轮机可减少47%的二氧化碳排放。他在9月媒体参观该德国企业芬斯蓬工业中心时透露，若将氢气用于非氢能兼容涡轮机，可能会引起燃烧不稳定，大幅度的增加爆炸风险。
新加坡约95%的电力依赖天然气发电，电力行业的碳排放占全国总排放量的40%左右。为实现2050年电力行业净零排放的目标，新加坡正探索多条脱碳路径，这中间还包括为现有天然气发电厂改装氢能兼容涡轮机。
2023年，新加坡能源市场管理局（EMA）宣布，自2024年起，所有新建及翻新的天然气发电厂需提升10%的效率，且氢气兼容比例按体积计算至少达到30%。
西门子能源证实已向新加坡售出SGT-800涡轮机，但未披露具体数量。该公司同时表示，这款涡轮机在亚太地区的销量已达约200台。据EMA数据，新加坡目前至少有13座燃气发电厂，到2030年，将至少建成8座氢能兼容发电厂。
EMA首席执行官潘国强9月赴瑞典参与双边交流时指出，新加坡必须尽早布局各类能源路径，使其符合本国发展需求。他补充道，提前实现氢能兼容，能让新加坡在氢能经济兴起时，直接利用现有燃气涡轮机完成脱碳转型。
由于自然资源匮乏，新加坡开发可再次生产的能源的难度远高于其他几个国家。除氢能外，新加坡还在探索能源进口、核能、碳捕获、地热等新兴技术，以降低电力行业的碳排放。
尽管氢能作为绿色燃料前景广阔，但目前尚未在全球大范围的应用。南洋理工大学能源研究院联合主任陈修华教授表示，核心瓶颈在于生产所带来的成本、储运成本高企，缺乏大规模基础设施，且市场需求存在不确定性。
氢能的主要生产方式是通过电解水将氢与氧分离，若要成为真正的绿色氢能，电解过程需依赖太阳能等可再次生产的能源发电。但目前全球大部分氢能由化石燃料生产，属于“灰氢”。
氢能的储运同样面临挑战。氢能在常温下呈气态，需冷却至约零下253摄氏度才能转化为液态便于运输——这一温度远低于新冠mRNA疫苗零下90至零下60摄氏度的储运要求，需要专用冷链物流保障。此外，氢能的易燃特性也决定了其发电一定要使用专用涡轮机。
盖佩尔博士介绍，SGT-800涡轮机已针对氢能特性进行专项设计：采取了特殊燃烧器应对氢能远快于天然气的火焰速度，同时配备强化通风、灭火系统及氢气探测装置，以应对这种近乎无色且反应活性更强的燃料带来的安全风险。“这种分阶段设计能最大限度降低未来改装成本和运营中断风险，在前期投入与未来灵活性之间取得平衡。”
陈修华教授认为，氢能兼容燃气涡轮机将为氢能的规模化应用铺路，一旦氢能普及且成本降至可接受范围，就能顺利实现能源转型。
东盟能源中心东盟能源合作与战略伙伴关系行动计划高级经理贝尼·苏里亚迪表示，自2010年代起，尤其是2015年《巴黎协定》签署后，氢能作为清洁能源的吸引力明显提升。“全球向低碳经济转型的大趋势是核心驱动力，各国纷纷承诺到2050年或更早实现净零排放目标。”
氢能在特定领域的应用前景尤为广阔——例如需要燃料燃烧产生高温的行业，或可再次生产的能源电气化成本过高的领域，包括钢铁、化工、航空和航运业等。
为推动氢能技术成熟，新加坡于2022年10月推出《国家氢能战略》，加速氢能的研发与应用。新加坡贸易与工业部当时表示，到2050年，氢能有望满足该国高达一半的电力需求（具体比例取决于技术发展进度）。政府还推出了定向氢能计划，已为6个项目拨款约4300万新元，助力氢能技术实现商业化和规模化。
西门子能源集团高级副总裁、亚太区董事总经理索比约恩·福斯表示，开发氢能兼容涡轮机是公司在全球能源转型背景下“保障业务未来竞争力”的关键举措。“如果我们固守仅使用天然气的技术，作为技术提供商和企业，我们的知识产权将逐渐贬值。”他透露，公司每年投入约10亿欧元（约合15亿新元）用于研发，其中相当一部分用于确保燃气涡轮机能够适配包括绿色燃料在内的多种燃料。
为解决氢能应用的瓶颈，研究人员正探索以别的形式储运氢能，氨气成为热门选项。氨气稳定性强，可液态储运，且大范围的应用于化肥生产，拥有现成的储运基础设施。
氨气通过氮气与氢气合成制得，但要从中提取氢气，需通过高温裂解将化合物分解，这一过程不仅需要极高的操作温度，还会造成能量损失。因此，研究人员转而探索直接燃烧氨气发电的可能性。
西门子能源亚太区战略与政府事务负责人桑达尔·奇丹巴拉姆表示，氨气直接用于燃气涡轮机燃烧目前仍处于早期研发阶段。“氨气的反应活性低于氢气和天然气等燃料，可能会影响燃烧发电效率。”
新加坡也在积极探索氨气发电的潜力。10月，EMA与新加坡海事及港务管理局委托吉宝集团牵头的联合体，在裕廊岛开展下一阶段项目，旨在提供低碳或零碳氨气解决方案，用于发电和船舶加注。
潘国强指出：“如果能实现氨气直接燃烧，发电效率将大幅度的提高。”他补充道，氢能和氨气作为清洁燃料的相关研究，还能增强使用国的能源安全。“任何拥有丰富低成本能源的地区都能生产氢能和氨气，一旦氢能经济成型，新加坡将拥有众多供应来源，保障能源供应安全。”
在东盟地区，各国能源行业绿色转型的势头日益强劲。该组织设定了2025年可再次生产的能源在区域能源结构中占比达到23%的目标，而2022年这一比例仅为15%。此外，连接区域各国能源系统的跨境电网建设也在推进中，将助力各国共享可再次生产的能源资源。
对于能源需求庞大且持续增长的发展中地区而言，电力行业脱碳并非在可再次生产的能源与氢能、氨气等低碳燃料之间做出非此即彼的选择。西门子能源表示，SGT-800氢能兼容涡轮机设计初衷就是适配能源结构更多元化的电网，其10分钟内快速启动的特性，能在无风无日照时填补可再次生产的能源的供电缺口。桑达尔表示：“这些涡轮机为电网提供较为可靠支撑，在可再次生产的能源持续扩容的同时，保障稳定的低碳电力供应，直接助力能源转型。”
专家认为，选择氢能、氨气还是其他脱碳路径，需结合各国具体国情。福斯指出，欧洲已建成天然气与氢气混合运输的管道网络，新建管道也相对容易；而在亚洲，从印度、澳大利亚等可再次生产的能源丰富、适合生产氢能或氨气的国家，向新加坡等地区建设跨境管道难度更大。“这正是氢能在欧洲更具吸引力，而氨气在亚洲更受青睐的根本原因。”
他强调，氢能的规模化应用需要政策支持和定向投资。“太阳能和风能等主流技术在发展初期也面临类似挑战，而转折点在于政策制定者推出清晰、有明确的目的性的扶持计划，助力产业规模化发展。我们呼吁政策制定者如今对氢能、氨气等重要清洁能源载体采取同样的支持措施，推动产业升级。”
