混氢燃气轮机已实现国产化 有望加速“氢发电”规模化应用

一直以来，我国超过70%的电力来自于化石能源，有效降低电力行业碳排放是我国实现“双碳”目标的关键所在。作为低碳发电的重要路径之一，燃气轮机是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一，在国防、交通、能源等领域中发挥着重要作用。而采用富氢燃料通过燃气轮机发电，对于我国降低天然气对外依赖，减少发电领域二氧化碳和氮氧化物排放有着重要意义。

5月13日，国家电投集团科学技术研究院碳中和研究中心组织“燃气轮机氢能发电（P2G）主题研讨会”，邀请了中国产业发展促进会氢能分会、中国宏观经济研究院能源所、清华大学、华天航空动力有限公司等10余家单位近40名业内专家参加会议，就氢燃烧利用和燃气轮机氢能发电技术进行了深入探讨，中国产业发展促进会氢能分会副秘书长陈学谦受邀参加此次会议。

在燃气轮机氢能发电方面，国家电投集团科学技术研究院碳中和研究中心常务副主任鲁仰辉表示，氢能作为一种来源丰富、有广泛应用前景的绿色清洁能源，能帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能。氢（氨）燃气轮机作为未来新型电力系统的主要设备，将在未来能源系统中发挥重要作用。

“从政策层面来看，发展燃气轮机氢能发电，契合我国氢能产业发展的三大定位。”陈学谦说，“在我国富煤贫油少气的国情下，氢燃气轮机发电技术可以与氢燃料电池技术并行发展，作为战略性新兴产业，有效支撑氢能参与我国未来能源体系的建设，实现用能终端的清洁低碳转型。”

“燃气轮机的混氢和纯氢燃烧，是实现碳中和的重要技术路径，这在全球范围已达成共识。”华天航空动力有限公司CTO高鑫说，目前全世界的燃气轮机厂商，如GE、西门子、三菱以及日立等企业都将目光投向了富氢燃料燃烧技术，并开展了大量的研究与验证工作。“我国氢燃烧技术有一定的产业基础，与国外的技术水平相差不大。目前混氢浓度达到60%的燃氢轮机的国产化率已达到100%，其零部件都是基于国内的供应链，完全拥有自主知识产权。”

高鑫表示，燃气轮机本身具备燃料灵活性，只要燃料在热值和气压方面满足燃烧室的相应要求，都能安全稳定地运行。因此，少量的混氢燃烧只需要对整个燃气轮机系统进行小幅调整。随着氢气浓度的提升，对燃气轮机系统的要求也将更严苛，目前仍需攻克一些技术难点，比如，防回火技术、热升震荡的抑制技术、火焰的温度控制技术、防“氢脆”的材料技术、热胀涂层的控制器技术等。

“富氢燃烧是一个重要的节能降碳的手段，利用工业副产氢来替代部分煤燃烧的技术已比较成熟，且实现了大规模的商业应用。随着天然气掺氢燃烧技术的不断成熟，将进一步推动整个氢能产业链的发展。”清华大学副教授张扬说，“目前应该从标准层面考虑，如何将氢气的标准和天然气的标准进一步融合，这也需要更多的技术验证和工业实践的支撑。”

陈学谦表示，未来氢燃气轮机的发展需要重点关注以下几个方面：一是在富氢、纯氢燃气轮机的开发上，重点解决自主化和可靠性的问题；二是通过绿氢制、储、输技术的发展，建立支撑燃气轮机发电需求的低成本、规模化氢燃料供应体系；三是探索切实可行、技术经济的氮氧化物低排放技术方案；四是建立上下游专利体系和技术标准体系。