天然气电厂混氢发电正成为潮流

　氢能作为一种更清洁的能源，不仅可以在低碳能源转型中发挥多重作用，更是与天然气有着“不解之缘”。而随着氢能在全球广受欢迎和关注，在天然气中混掺氢气用于发电正在成为一股新的“潮流”，推动燃机发电向更清洁化迈进。

　　目前，氢气在航天领域中常用作火箭燃料，国际上对氢气和天然气混烧的燃气轮机甚至纯氢燃气轮机的研究已取得不小的进展。但是高混合比例的氢气混合燃料，需要面对回火、燃烧压力波动和氮氧化物等几大技术挑战，技术攻克仍需要一定时间，作为向富氢或纯氢燃机轮机发展过程中的过渡，天然气-氢气混合燃料在发电端的应用的优势逐渐凸显。

目前，欧洲多国为实现气候目标，正在将氢气视为联合循环电厂的潜在燃料，用于替代原有的纯天然气发电，从而为各国的碳减排、应对气候变化作出重要贡献。

　　今年10月，我国的氢气掺入天然气示范项目也取得了新进展。由国家电投集团燕山湖发电有限公司联合国家电投集团科学技术研究院建设的国内首个“绿氢”掺入天然气输送应用示范项目，将可再生能源电解水制取的“绿氢”与天然气掺混后供燃气锅炉使用，已按10%的掺氢比例安全运行一年。

作为国内首个电解制氢掺入天然气项目，该项目通过验证电力制氢和氢气流量随动定比掺混、天然气管道材料与氢气相容性分析、掺氢天然气多元化应用等技术的成熟性、可靠性和稳定性，达到全面验证示范氢气“制取-储运-掺混-综合利用”产业链关键技术的目的。

　　事实上，业界对于燃气电厂混合氢气作为燃料的关注，主要源自其更为显著的减排效果。根据气电设备供应商通用电气（GE）的测算，在现有技术下，采用天然气替代煤炭发电，可以减少45%的碳排放量；如果采用高效的联合循环发电机组，以GE的9HA.02燃气机组为例，可以实现60%的碳减排；而如果在HA级联合循环机组中采用天然气“混掺”50%氢气燃烧，则可以将碳排放量进一步降低69%。

　  众所周知，在所有化石燃料中，燃气轮机发电机组的二氧化碳排放量最低，且具备更低的污染物排放水平，是代替传统燃煤发电的理想选择。在国内可再生能源大规模发展和成本快速下降的背景下，可再生能源制氢有助于提高可再生能源利用率，产生的氢可用于燃气轮机发电，又能和可再生能源产生的间歇性电力形成互补，由此，燃气电厂也有望最终实现零碳发电。

技术创新仍有提升空间

　　不过，根据代尔夫特理工大学的研究，现阶段，在燃气轮机中“混掺”氢气作为燃料也还存在一定的挑战。比如，由于氢气与天然气具有不同特性，对燃烧设备、工艺等都有不同的要求，需要现有的燃气发电厂根据实际情况进行适当调整。另外，目前，氢气的生产成本仍然偏高，在一定程度上影响了燃气发电“混掺”氢气的经济性。

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（转“化工双碳时态圈”）

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