我国燃气轮机“掺氢”技能获得打破

近来，国家电投荆门绿动电厂在运燃机完成15%掺氢焚烧改造和商业运转，这是我国初次在重型燃机商业机组上施行掺氢焚烧改造实验和科研攻关，该项目成为全球首个在天然气商业机组中进行掺氢焚烧的联合循环、热电联供演示项目。

全球多家燃机厂商已开端探究传统燃气轮机掺氢技能，并获得开始展开。业内人士以为，可再生动力的规划化展开以及气电职业的减排需求，将会促进燃气轮机“掺氢”技能展开，作为大规划氢燃料发电的关键设备，掺氢燃气轮机将迎来巨大的展开空间。

多国探路燃机“掺氢”

在现役天然气机组中添加氢燃料来历，不只能够有用节省天然气用量，确保冬天供暖安全安稳，还能明显降碳。依据国家电投的数据，荆门一台54兆瓦的燃机，掺氢30%后，每年可削减二氧化碳排放1.8万吨以上。

事实上，在全球碳减排大势下，天然气的化石动力的特点使得传统天然气发电用大型燃机商场不断萎缩，全球各大燃机厂商找到新的商场立足点。

近年来，日本三菱日立、美国通用电气、德国西门子动力和意大利安萨尔多动力公司等世界首要燃机厂商，均针对氢燃料燃机推出了相应的展开计划，敞开了掺氢燃料乃至是纯氢燃料燃机的研讨、开发及演示运用作业，为电力职业深度脱碳奠定了技能根底。三菱日立动力体系公司2018年展开了大型氢燃料燃机测验，氢气含量30%的氢燃料测验结果表明，新开发的专有焚烧器能够完成混氢燃料的安稳焚烧，与纯天然气发电比较可削减10%的二氧化碳排放，联合循环发电功率高于63%。

与三菱日立动力体系公司类似，西门子动力也致力于进步燃气轮机的燃氢才能。2019年，西门子动力许诺，将在2030年前完成100%燃氢燃气轮机，而且包括从小功率到重型燃气轮机的一切产品组合。

安全问题受注重

传统的天然气燃气轮机掺入氢气，意味着燃机设备对氢的适应性与掺氢后的安全性均面对应战。

氢燃料的火焰温度比天然气高出近300摄氏度，着火推迟时刻比天然气低三倍以上。当燃猜中的掺氢份额较高，燃料反响性会发生变化，形成火焰向上移动、焚烧时刻过盈等问题，添加氮氧化物排放，并或许使焚烧室超温过热。因而，需求对焚烧室的运用安稳性及废气排放进行测验，从头规划或优化传统焚烧室或焚烧体系。

与甲烷比较，氢气具有更高的扩散系数、更低的焚烧能量以及更宽的爆破极限，因而一些天然气燃机的惯例辅佐体系，如通风、气体走漏检测、管道裂纹检测体系等，关于燃氢燃机的安全运用具有更为重要的含义，需求引起注重。

运用氢燃料还面对着与全体安全相关的操作风险。据了解，氢火焰的亮度很低，肉眼难以发现，需求专门的氢火焰检测体系；其次，氢气具有比其他气体更强的渗透性，或许不适用于原天然气运送选用的传统密封体系；别的，氢气比甲烷更易燃易爆，比较甲烷而言，氢气的爆破极限规划宽的多。因而，氢气走漏会添加安全风险，需求考虑改动操作程序以及防爆风险区域划分等问题。

经济性待提高

“以氢为衔接纽带，燃气轮机与新动力可发挥杰出的互补和协同效果，由它们组成的混合发电体系具有更好的灵活性和安稳性，一起也能为纯氢燃气轮机发电工业奠定技能根底。”上述专家表明，现在，受制氢本钱、动力转化功率等多重要素影响，氢燃气轮机发电面对经济性偏低问题。我国现在电解水制氢的本钱较高，约为1.8-3.6元/立方米。不过随同新动力发电占比的继续提高，估计2025年之后，电解水制氢的本钱可降至1.35元/立方米以下。

集中式发电功率较低也限制着氢燃料发电的经济性。有业内人士直言，在我国风电和光伏装机容量还未远超化石动力的情况下，经过可再生动力出产的“绿氢”仍首要供应给交通、工业等范畴运用，在集中式氢燃料发电方面将会开展缓慢。尽管将连续推出混氢或纯氢燃料燃机发电演示项目，但在可再生动力没有完成更大规划展开情况下，“电-氢-电”这一转化进程降低了动力全体使用功率，如不处理上述问题，将很难得到广泛运用。