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(jù)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(fā)的“木星一號”純氫燃燒室，可實現(xiàn)100%純氫燃燒和零碳排放。

　　明陽氫燃創(chuàng)始人、總經(jīng)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(yōu)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(tǒng)設備在新型電力系統(tǒng)中擔任新角色。

　　為傳統(tǒng)燃氣輪機換上“氫心臟”

　　王永志表示，“木星一號”最重要的創(chuàng)新就是為傳統(tǒng)的燃氣輪機換上了“氫心臟”。目前，國內(nèi)外廠商都在積極研發(fā)摻氫、純氫燃氣輪機?！皞鹘y(tǒng)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(zhàn)?！?/p>

　　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(wěn)定狀態(tài)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?！盎诩儦淙剂?，通過理論分析、數(shù)值仿真和試驗測試等綜合手段，不斷優(yōu)化燃燒室結構，實現(xiàn)純氫燃氣輪機燃燒室的低排放和高效穩(wěn)定燃燒?！?/p>

　　王永志認為，純氫燃氣輪機優(yōu)勢明顯，除了具有燃氣輪機優(yōu)點外，還具有不排放二氧化碳的突出優(yōu)勢，是理想的“零碳技術”?！澳拘且惶枴比剂贤卣剐詮?，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(chǎn)品采用最新增材制造技術，可加工結構復雜的燃燒室，產(chǎn)品迭代速度快。”此外，易維修、低成本，賦予了產(chǎn)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(jīng)濟性差一直是困擾行業(yè)的難題。利用風光發(fā)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(diào)峰發(fā)電，使其優(yōu)勢最大化?！帮L光氫儲燃”一體化解決方案作為當下新能源亟需的大規(guī)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(fā)電過剩時，利用棄電/谷電制取綠氫，利用球罐儲氫可實現(xiàn)跨天、跨月、跨季節(jié)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(fā)電、供熱，從而實現(xiàn)靈活性資源削峰填谷、平抑新能源并網(wǎng)波動、提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)和安全穩(wěn)定目標，加快構建新型電力系統(tǒng)。該方案儲能時長超8小時，經(jīng)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(qū)，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(qū)，通過'谷電制氫、尖峰發(fā)電'模式，對現(xiàn)有燃機電廠進行摻氫、純氫升級改造，可實現(xiàn)低碳、零碳排放?！睋?jù)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(fā)電的尖峰電價實現(xiàn)峰谷價差套利，在削峰填谷的同時減少傳統(tǒng)燃氣輪機發(fā)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(chǎn)業(yè)熱度攀升，發(fā)展進入快車道。作為全球最大氫氣生產(chǎn)國，2022年中國氫氣產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值將超過2.5萬億美元。

　　據(jù)了解，目前氫能的應用，除工業(yè)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(guī)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(fā)電調(diào)峰近2億千瓦時。此外，全球燃氣輪機裝機規(guī)模較大，占發(fā)電總裝機比重近1/3，燃機行業(yè)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(tǒng)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(yè)將可借助氫能煥發(fā)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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