油價似乎并不是近期唯一一個遭遇突然下滑的產(chǎn)品，F(xiàn)級燃氣輪機在過去的20年里，第一次不再主導北美60Hz重型燃氣輪機銷售市場。先進級重型燃氣輪機（一般定義為G-，H-，J-級）的銷售在過去5年里持續(xù)增長，近期終于超過了50%，并且三菱日立北美公司市場部主管邁克爾-達克表示，這一趨勢還在不斷加強，先進級燃氣輪機如M501J正在取代F級燃氣輪機作為新的天然氣發(fā)電項目的首選。

燃氣輪機分級定義

從歷史上看，燃氣輪機的分類主要由燃機輸出功率、透平進口溫度和壓氣機壓比來確定。隨著如今材料和冷卻技術(shù)的發(fā)展，燃氣輪機能夠工作在更高的溫度條件下，從而得到更好的發(fā)電效率和更高的輸出功率。而當一個燃機廠商需要顯著的提供功率和效率時，需要對壓氣機和透平設(shè)計進行更改，這樣也就間接的催生了一臺新的燃機。

一種常見的燃氣輪機等級分類就是根據(jù)燃機透平進口前溫度進行等級劃分，但從功率上來看，D-和E-級燃機的最大功率通常在75~130MW之間，典型的產(chǎn)品有GE的7E.03，西門子SGT6-2000E和三菱日立H-100燃機；F級燃機的最大功率通常在170~230MW之間，典型的產(chǎn)品有GE的7F.03-0.05，西門子的SGT6-5000F和三菱日立的M501F；先進級燃機（G-，H，和J-型）的最大功率通常在275~350 MW之間，典型的產(chǎn)品有三菱日立的M501J和M501G機，西門子SGT6-8000H和GE的7HA.01燃機。

歷史在重演？

在考慮市場的可能走向之前，值得回顧下目前市場的現(xiàn)狀是什么？下圖顯示了北美重型燃氣輪機市場份額的變化過程。1987年以前，D和E級的燃氣輪機是市場上主要且唯一的重型燃氣輪機產(chǎn)品。然而，在1987年，我們看到了F級燃氣輪機出現(xiàn)后，它的市場份額迅速上升，同時，它開始削弱D/E級燃機的銷售。到1996年，F(xiàn)級燃機已經(jīng)成為了市場的領(lǐng)導者，并持續(xù)了20年。然而，在上世紀90年代末和21世紀初，先進級G/H燃機出現(xiàn)，并且市場份額不斷上升，現(xiàn)在已經(jīng)超過F級燃機。

為什么是現(xiàn)在隕落？

就在幾年前，很多燃氣輪機制造商還主要集中在營銷F級燃機，特別是隨著可再生能源普及率的提高（一些研究甚至建議美國未來80%為可再生能源），F(xiàn)級燃機由于具有良好的調(diào)峰性能，且功率合適，似乎將主導市場，幫助美國實現(xiàn)可再生能源技術(shù)的新風潮。然而，就在這一時間，一些事件的發(fā)生助推了G/H級燃機的上升。

首先，美國環(huán)保局EPA的低天然氣價格策略，使得北美數(shù)以千計燃煤發(fā)電廠關(guān)閉。雖然這一結(jié)果并不意外，但這些燃煤發(fā)電廠退出后，替代這一空白的竟是G/H級燃機多少讓人有些意外。原因在于許多燃煤電廠在退役后，采用功率更高的燃機機組來進行產(chǎn)能置換，從而獲得更好的經(jīng)濟效益。

此外，能源市場的放松管制，以及美國和加拿大的全區(qū)域的負載平衡計劃，這催生了一個跨越北美的大電網(wǎng)，隨著這一電網(wǎng)的擴大，它需要許多大型而靈活的燃機電廠來進行調(diào)峰，而G/H燃機具有與F級燃機幾乎相同的低排放和短啟動時間特性。既然它們的燃機靈活度屬性基本相同，而放松管制的電力市場規(guī)則又是采用的是相同發(fā)電小時數(shù)，這使得在整個市場價值鏈中，功率高的G/H燃機成了明顯的贏家，并隨后在銷售市場上得到了反映。

為什么F級燃機仍在銷售？

一些人仍然認為F級燃機技術(shù)更加“成熟”（即從可靠性的角度來看風險較小），而實際上，自1990年以來，新的F級燃機比G級燃機的實際運行小時更低。此外，第3方發(fā)電可靠性和可用性數(shù)據(jù)也清楚的表明G/H級燃機實際更加更靠。

除了“可靠性”以外，當前電廠用戶選擇F級燃機主要有2個原因，一是區(qū)域內(nèi)對發(fā)電功率需求有限，比如并不需要大于500MW的電力需求，這使得只需要D/E級和F級燃機就可以滿足這一要求；二是監(jiān)管許可問題，G/H燃機的空氣許可證，公共需求認證，電力傳輸研究比F級燃機的辦理要更加復雜。但許可目前正在放開，這可能造成F級燃機市場的進一步惡化。

經(jīng)濟性的驅(qū)動

2011年，三菱日立電力系統(tǒng)公司MHPS在高砂展示了一流的J級燃機技術(shù)，當時測試設(shè)備顯示，透平進口溫度已經(jīng)高達2900oF(1593 oC)，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率高達61.5%。經(jīng)過幾年的改進后，MHPS稱目前新型燃機的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率已經(jīng)超過了63%。通用電氣GE公司經(jīng)銷的7HA.02和西門子的SGT6-8000H的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電效率也已超過了61%。隨著天然氣價格繼續(xù)停留在歷史低位，這一經(jīng)濟效益日益凸顯。

在北美，未來有前途肯定是高效率燃氣輪機。電力市場管制的不斷放松，以及最新的環(huán)境法規(guī)將繼續(xù)推進燃煤發(fā)電機組的淘汰，燃氣發(fā)電已經(jīng)變成了一個不錯的選擇。這種市場趨勢不僅出現(xiàn)在美國和加拿大，連隔壁的墨西哥近期的能源市場改革也使得更高效，更環(huán)保的燃氣發(fā)電廠，在不斷替代現(xiàn)有的燃煤電廠。此外，在同等氣價條件下，燃機的發(fā)電效率就成為了市場的重要競爭優(yōu)勢。

與此同時，美國總統(tǒng)奧巴馬動用行政權(quán)力，將美國火力發(fā)電廠的碳排放減少最高20%。這些計劃將催生州一級的碳排放限額交易計劃，迫使工業(yè)界為自己制造的碳污染買單。雖然二氧化碳稅或正式的碳交易計劃可能只是威脅，但是它正進一步加劇燃煤機組的退休，將發(fā)電市場讓位給更高效更環(huán)保的燃氣輪機。

G/H級燃機將繼續(xù)領(lǐng)跑

展望未來，G/H級燃機和集中式發(fā)電在北美能源市場扮演的角色還有許多疑問。但，至少在電力市場大類別上，高效率燃氣輪機已成功占得一定位置，并且近期市場變化正朝著對它有利的方向發(fā)展。