氫能驅動燃氣輪機走向綠色

全球首臺明陽“木星一號”30MW級純氫燃氣輪機正式下線

氫能驅動燃氣輪機走向綠色

　　日前，由明陽智能子公司明陽氫燃動力科技有限公司（以下簡稱“明陽氫燃”）自主研制推出的30MW級純氫燃氣輪機正式下線。據介紹，該款燃氣輪機是全球首款30MW級純氫燃氣輪機，搭載明陽氫燃自主研發的“木星一號”純氫燃燒室，可實現100%純氫燃燒和零碳排放。

　　明陽氫燃創始人、總經理王永志向《中國能源報》記者表示，該款純氫燃氣輪機的順利下線得益于明陽在技術集成方面的優勢，未來明陽將成為純氫燃氣輪機這一高端裝備制造的“組局者”，而新能源的引入也將使燃機這一傳統設備在新型電力系統中擔任新角色。

　　為傳統燃氣輪機換上“氫心臟”

　　王永志表示，“木星一號”最重要的創新就是為傳統的燃氣輪機換上了“氫心臟”。目前，國內外廠商都在積極研發摻氫、純氫燃氣輪機。“傳統燃氣輪機擁有較高的技術壁壘，但在純氫燃氣輪機技術方面，我們面臨的機遇大于挑戰。”

　　明陽氫燃燃燒總師劉瀟介紹，純氫燃氣輪機面臨三大關鍵問題：回火、熱聲振蕩和NOx（氮氧化物）排放。當燃燒室處于嚴重回火自燃和燃燒不穩定狀態時，不僅頭部會被燒蝕，還可能造成部件或整機損壞。另外，由于氫氣燃燒溫度較高，易將空氣中的氮氣轉化為NOx。“基于純氫燃料，通過理論分析、數值仿真和試驗測試等綜合手段，不斷優化燃燒室結構，實現純氫燃氣輪機燃燒室的低排放和高效穩定燃燒。”

　　王永志認為，純氫燃氣輪機優勢明顯，除了具有燃氣輪機優點外，還具有不排放二氧化碳的突出優勢，是理想的“零碳技術”。“木星一號”燃料拓展性強，采用模塊化設計，便于更換維修，運維成本大大降低。他指向機身上兩種不同的燃燒室說：“我們的產品采用最新增材制造技術，可加工結構復雜的燃燒室，產品迭代速度快。”此外，易維修、低成本，賦予了產品較高的性價比。

　　提供“風光氫儲燃”解決方案

　　王永志指出，氫的利用方式多樣，但經濟性差一直是困擾行業的難題。利用風光發電制取綠氫，本質上是將氫作為儲能介質。明陽氫燃提出的“風光氫儲燃”一體化解決方案抓住氫的儲能特性，有效解決儲氫、運氫難題，采用就地制氫、常壓儲氫、就地消納、調峰發電，使其優勢最大化。“風光氫儲燃”一體化解決方案作為當下新能源亟需的大規模、長周期儲能方案，具有較高性價比。

　　劉瀟以1GW風光氫儲燃一體化方案為例進行介紹。他表示，在風電、光伏發電過剩時，利用棄電/谷電制取綠氫，利用球罐儲氫可實現跨天、跨月、跨季節儲能。待風力、光照較少時，再將儲存的綠氫用于氫燃氣輪機發電、供熱，從而實現靈活性資源削峰填谷、平抑新能源并網波動、提升電網調節和安全穩定目標，加快構建新型電力系統。該方案儲能時長超8小時，經測算，全投資收益率可達6%。

　　“風光氫儲燃一體化解決方案將首先應用于風光新能源資源富足地區，助力綠電就地消納。待項目示范后，可推廣至峰谷價差大的地區，通過'谷電制氫、尖峰發電'模式，對現有燃機電廠進行摻氫、純氫升級改造，可實現低碳、零碳排放。”據王永志介紹，該方案利用價格低廉的低谷電制氫，在用電高峰時，利用氫燃氣輪機發電的尖峰電價實現峰谷價差套利，在削峰填谷的同時減少傳統燃氣輪機發電的二氧化碳排放。

　　助推“氫能+燃機”邁向新階段

　　自“雙碳”目標提出以來，我國氫能產業熱度攀升，發展進入快車道。作為全球最大氫氣生產國，2022年中國氫氣產量3781萬噸。國際氫能源委員會預測，2050年全球氫能源需求將增至目前的10倍，同時2050年全球氫能產業鏈產值將超過2.5萬億美元。

　　據了解，目前氫能的應用，除工業領域外，主要用于燃料電池驅動汽車，對綠氫需求有限。王永志表示，此次下線的30MW級純氫燃氣輪機，配置10組獨立的“木星一號”純氫燃燒室，能夠大規模消納綠氫，每小時最大耗氫量3.8萬立方米，每年可消耗綠氫1萬噸，相當于5萬輛氫燃料電池乘用車年用氫量，年發電調峰近2億千瓦時。此外，全球燃氣輪機裝機規模較大，占發電總裝機比重近1/3，燃機行業也在尋求零碳排放方案。隨著全球風電、光伏裝機量快速上升，傳統火電逐漸退出，如果既有的燃氣輪機燃料能夠逐漸向氫能等可再生能源過渡，燃機行業將可借助氫能煥發新的生機，市場前景廣闊。(實習記者 楊沐巖)

　　轉自：中國能源報

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