中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近期，中國(guó)首個(gè)30兆瓦級(jí)純氫燃?xì)廨啓C(jī)氫儲(chǔ)能示范工程在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市鄂托克高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)投入建設(shè)。
該示范工程依托深能鄂托克風(fēng)光制氫一體化合成綠氨項(xiàng)目，制氫規(guī)模為48000標(biāo)方/小時(shí)，儲(chǔ)氫方面配置有12臺(tái)1875立方米球罐，配套電源為500兆瓦風(fēng)電項(xiàng)目和5兆瓦光伏離網(wǎng)制氫項(xiàng)目，下游化工為年產(chǎn)量15萬(wàn)噸合成氨裝置。此次開(kāi)工的1套30兆瓦級(jí)純氫燃?xì)廨啓C(jī)將用于構(gòu)建“綠電制綠氫，綠氫再發(fā)電”的循環(huán)模式。
相比于氫燃料電池發(fā)電，氫燃?xì)廨啓C(jī)具有大規(guī)模發(fā)電、靈活和快速響應(yīng)等多方面優(yōu)勢(shì)。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，30兆瓦級(jí)純氫燃?xì)廨啓C(jī)投入使用后，將打通“氫—電”轉(zhuǎn)換這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)“電—?dú)洹姟钡恼嬲]環(huán)，這意味著長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的迎來(lái)重大突破。
技術(shù)裝備新突破
深能鄂托克風(fēng)光制氫一體化合成綠氨項(xiàng)目隸屬于深能北方能源控股有限公司，總投資38億元，主體工程于2024年11月開(kāi)工，隨著2025年8月首臺(tái)風(fēng)機(jī)吊裝成功，項(xiàng)目目前已進(jìn)入安裝施工高峰期。
30兆瓦級(jí)純氫燃?xì)廨啓C(jī)氫儲(chǔ)能示范工程是該項(xiàng)目的配套工程，工程采用的30兆瓦級(jí)純氫燃?xì)廨啓C(jī)由無(wú)錫明陽(yáng)氫燃動(dòng)力科技有限公司（下稱“明陽(yáng)氫燃”）自主研制推出。
在全球應(yīng)對(duì)氣候變化的大背景下，由于在傳統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)中摻入氫氣燃燒可顯著降低碳排放強(qiáng)度，摻氫燃燒因此成為能源領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。
公開(kāi)資料顯示，目前全球范圍內(nèi)中小型燃?xì)廨啓C(jī)摻氫技術(shù)已較為成熟，但摻氫燃燒會(huì)帶來(lái)回火、熱聲振蕩、高氮氧化物排放、部分零部件耐高溫要求升高等一系列問(wèn)題，所以商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的摻氫比例會(huì)控制在一定范圍內(nèi)，一般在30%。
美國(guó)、歐盟和日本在燃?xì)廨啓C(jī)摻氫燃燒方面起步較早，以美國(guó)通用電氣、德國(guó)西門子、日本三菱等主要企業(yè)為代表，他們?cè)趽綒淙紵夹g(shù)上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
比較典型的項(xiàng)目是德國(guó)西門子能源主導(dǎo)的HYFLEXPOWER項(xiàng)目，它被業(yè)內(nèi)視為全球首個(gè)在工業(yè)設(shè)施中引入氫能綜合利用的示范項(xiàng)目。HYFLEXPOWER官網(wǎng)顯示，該項(xiàng)目啟動(dòng)于《歐盟氫能戰(zhàn)略》發(fā)布的2020年，由西門子能源聯(lián)合德國(guó)航空航天中心、ENGIE Solutions、Centrax、ARTTIC及四所歐洲大學(xué)共同研發(fā)，項(xiàng)目將改造位于法國(guó)維也納河畔塞拉特的一家造紙工廠，其核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)完全綠色的“電—?dú)洹姟蹦茉唇M合，并于2023年實(shí)現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)100%氫能運(yùn)行。
相較而言，中國(guó)在燃?xì)廨啓C(jī)摻氫燃燒示范項(xiàng)目建設(shè)方面起步稍晚，但近年來(lái)也開(kāi)始取得一些開(kāi)創(chuàng)性的突破和進(jìn)展。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，隨著國(guó)家政策推行力度的不斷加大，“三北”等地區(qū)大型綠氫項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，氫燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用正在氫儲(chǔ)能發(fā)電領(lǐng)域應(yīng)聲崛起。
明陽(yáng)氫燃、東方電氣、北京重燃等國(guó)內(nèi)企業(yè)均在摻氫燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)之列。
明陽(yáng)氫燃成立于2022年12月，是明陽(yáng)集團(tuán)旗下明陽(yáng)智能的控股子公司，該公司自成立之后就專注于氫燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)制造。2023年12月，明陽(yáng)氫燃正式下線“木星一號(hào)”30兆瓦級(jí)純氫燃?xì)廨啓C(jī)，搭載其自主研發(fā)的“木星一號(hào)”純氫燃燒室，可實(shí)現(xiàn)100%純氫燃燒，達(dá)成真正意義上的“零碳排放”。
2024年，明陽(yáng)氫燃聯(lián)合清華、北航、哈工程等高?？蒲袌F(tuán)隊(duì)及供應(yīng)鏈上的多家企業(yè)共同研發(fā)，對(duì)純氫燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、氣動(dòng)熱力、仿真計(jì)算、熱障涂層等方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，完成了“木星一號(hào)”燃燒室的升級(jí)迭代，在純氫燃燒“回火、振蕩、氮氧化物排放”等世界級(jí)技術(shù)難題上取得突破，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的純氫燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室設(shè)計(jì)和控制技術(shù)。
2024年12月，“木星一號(hào)”首次整機(jī)試驗(yàn)性點(diǎn)火取得成功，其系統(tǒng)的可靠性和安全性得到驗(yàn)證，明陽(yáng)氫燃總經(jīng)理王永志認(rèn)為，這標(biāo)志著我國(guó)在氫能發(fā)電及長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。
激活新業(yè)態(tài)
國(guó)家能源局2025年2月發(fā)布的《2025年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，要培育發(fā)展壯大能源新產(chǎn)業(yè)新業(yè)態(tài)，“探索大型風(fēng)電光伏基地與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展新模式，穩(wěn)步發(fā)展可再生能源制氫及可持續(xù)燃料產(chǎn)業(yè)”“深化新型儲(chǔ)能等技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展等關(guān)鍵問(wèn)題研究，加強(qiáng)新型儲(chǔ)能試點(diǎn)項(xiàng)目跟蹤”。
深能鄂托克風(fēng)光制氫一體化合成綠氨項(xiàng)目是全國(guó)首批、深圳能源集團(tuán)首個(gè)風(fēng)光制氫一體化合成氨示范項(xiàng)目，也是西北地區(qū)探索大型風(fēng)光基地與相關(guān)產(chǎn)業(yè)集成式發(fā)展的標(biāo)桿項(xiàng)目。項(xiàng)目采用“綠氫消納綠電、綠氨消納綠氫”的電—?dú)洹瘪詈夏Ｊ?，這一模式目前在國(guó)內(nèi)正處于快速發(fā)展階段。
隨著風(fēng)光裝機(jī)一路“高歌猛進(jìn)”，綠電的消納問(wèn)題日益凸顯，將綠電轉(zhuǎn)化為綠氫，再將綠氫合成為綠氨，可便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)能量的有效存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化。
2024年10月，國(guó)家發(fā)展改革委等部門發(fā)布的《關(guān)于大力實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出，“協(xié)同推進(jìn)工業(yè)用能綠色低碳轉(zhuǎn)型。在合成氨、合成甲醇、石化、鋼鐵等領(lǐng)域鼓勵(lì)低碳?xì)湟?guī)?；娲咛?xì)洌剿鹘ㄔO(shè)風(fēng)光氫氨醇一體化基地”。這一模式因兼具綠色轉(zhuǎn)型、綠電消納與經(jīng)濟(jì)拉動(dòng)等多重作用，也逐漸受到地方政府的青睞。
但不容忽視的一個(gè)事實(shí)是：相比于傳統(tǒng)合成氨，綠氨并不具備同等的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)條件，其消費(fèi)市場(chǎng)目前尚未成熟。
據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟的研究報(bào)告，綠氨較傳統(tǒng)合成氨最主要的差異在于氫源。綠氨的合成過(guò)程主要依靠空氣和水，電解水產(chǎn)生氫氣，氫氣和從空氣中分離的氮混合形成氨。因此氫源價(jià)格是影響綠氨成本的最大可變因素。根據(jù)測(cè)算，以15萬(wàn)噸/年綠氨項(xiàng)目為例，在不考慮碳資產(chǎn)收入情況下，綠氨平準(zhǔn)化單位成本將近4200元/噸。而最新數(shù)據(jù)顯示，2025年上半年傳統(tǒng)合成氨均價(jià)為2501元/噸。
2023年8月，國(guó)家發(fā)展改革委等部門印發(fā)的《綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范工程實(shí)施方案》，提出了“綠氫減碳示范”等重點(diǎn)方向。該方向包括但不限于：低成本（離網(wǎng)、可中斷負(fù)荷）可再生能源制氫示范，先進(jìn)安全低成本氫儲(chǔ)存、運(yùn)輸裝備研發(fā)制造與示范應(yīng)用，氫燃料電池研發(fā)制造與規(guī)?；痉稇?yīng)用，純燒、摻燒氫氣燃?xì)廨啓C(jī)研發(fā)制造與示范應(yīng)用，氫電耦合示范應(yīng)用。
2025年6月，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開(kāi)展能源領(lǐng)域氫能試點(diǎn)工作的通知》指出，氫能應(yīng)用的試點(diǎn)方向，包括氫氨燃料供電供能和氫儲(chǔ)能長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)效運(yùn)行。開(kāi)展“電—?dú)洹姟睔鋬?chǔ)能場(chǎng)景和模式探索，配置制氫、儲(chǔ)氫、氫發(fā)電等裝置，將支撐可再生能源更高滲透率消納，電力的跨時(shí)間尺度存儲(chǔ)和調(diào)節(jié)，以及離網(wǎng)和并網(wǎng)模式靈活切換運(yùn)行。
在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，燃?xì)漭啓C(jī)或?qū)⒃谖覈?guó)能源體系中扮演越來(lái)越重要的角色。同時(shí)，也有業(yè)內(nèi)人士建議，可考慮燃?xì)漭啓C(jī)參與電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)的發(fā)展模式，以加速其發(fā)展。
