首个30兆瓦级纯氢燃气轮机项目启动建设
近期，中国首个30兆瓦级纯氢燃气轮机氢储能示范工程在内蒙古鄂尔多斯市鄂托克高新技术产业开发区投入建设。
该示范工程依托深能鄂托克风光制氢一体化合成绿氨项目，制氢规模为48000标方/小时，储氢方面配置有12台1875立方米球罐，配套电源为500兆瓦风电项目和5兆瓦光伏离网制氢项目，下游化工为年产量15万吨合成氨装置。此次开工的1套30兆瓦级纯氢燃气轮机将用于构建“绿电制绿氢，绿氢再发电”的循环模式。
相比于氢燃料电池发电，氢燃气轮机具有大规模发电、灵活和快速响应等多方面优势。业内普遍认为，30兆瓦级纯氢燃气轮机投入使用后，将打通“氢—电”转换这一关键环节，从而实现“电—氢—电”的真正闭环，这意味着长时储能技术的迎来重大突破。
深能鄂托克风光制氢一体化合成绿氨项目隶属于深能北方能源控股有限公司，总投资38亿元，主体工程于2024年11月开工，随着2025年8月首台风机吊装成功，项目目前已进入安装施工高峰期。
30兆瓦级纯氢燃气轮机氢储能示范工程是该项目的配套工程，工程采用的30兆瓦级纯氢燃气轮机由无锡明阳氢燃动力科技有限公司（下称“明阳氢燃”）自主研制推出。
在全球应对气候变化的大背景下，由于在传统燃气轮机中掺入氢气燃烧可显著降低碳排放强度，掺氢燃烧因此成为能源领域关注的焦点。
公开资料显示，目前全球范围内中小型燃气轮机掺氢技术已较为成熟，但掺氢燃烧会带来回火、热声振荡、高氮氧化物排放、部分零部件耐高温要求升高等一系列问题，所以商业化运营的掺氢比例会控制在一定范围内，一般在30%。
美国、欧盟和日本在燃气轮机掺氢燃烧方面起步较早，以美国通用电气、德国西门子、日本三菱等主要企业为代表，他们在掺氢燃烧技术上积累了丰富的经验。
比较典型的项目是德国西门子能源主导的HYFLEXPOWER项目，它被业内视为全球首个在工业设施中引入氢能综合利用的示范项目。HYFLEXPOWER官网显示，该项目启动于《欧盟氢能战略》发布的2020年，由西门子能源联合德国航空航天中心、ENGIE Solutions、Centrax、ARTTIC及四所欧洲大学共同研发，项目将改造位于法国维也纳河畔塞拉特的一家造纸工厂，其核心目标是实现完全绿色的“电—氢—电”能源组合，并于2023年实现燃气轮机100%氢能运行。
相较而言，中国在燃气轮机掺氢燃烧示范项目建设方面起步稍晚，但近年来也开始取得一些开创性的突破和进展。据业内人士分析，随着国家政策推行力度的不断加大，“三北”等地区大型绿氢项目相继投产，氢燃气轮机的应用正在氢储能发电领域应声崛起。
明阳氢燃、东方电气、北京重燃等国内企业均在掺氢燃气轮机的研发之列。
明阳氢燃成立于2022年12月，是明阳集团旗下明阳智能的控股子公司，该公司自成立之后就专注于氢燃气轮机的研发制造。2023年12月，明阳氢燃正式下线“木星一号”30兆瓦级纯氢燃气轮机，搭载其自主研发的“木星一号”纯氢燃烧室，可实现100%纯氢燃烧，达成真正意义上的“零碳排放”。
2024年，明阳氢燃联合清华、北航、哈工程等高校科研团队及供应链上的多家企业共同研发，对纯氢燃烧室结构设计、气动热力、仿真计算、热障涂层等方面进行技术改进，完成了“木星一号”燃烧室的升级迭代，在纯氢燃烧“回火、振荡、氮氧化物排放”等世界级技术难题上取得突破，形成了具有自主知识产权的纯氢燃气轮机燃烧室设计和控制技术。
2024年12月，“木星一号”首次整机试验性点火取得成功，其系统的可靠性和安全性得到验证，明阳氢燃总经理王永志认为，这标志着我国在氢能发电及长时储能领域实现关键技术突破。
国家能源局2025年2月发布的《2025年能源工作指导意见》指出，要培育发展壮大能源新产业新业态，“探索大型风电光伏基地与相关产业集成式发展新模式，稳步发展可再生能源制氢及可持续燃料产业”“深化新型储能等技术创新与产业发展等关键问题研究，加强新型储能试点项目跟踪”。
深能鄂托克风光制氢一体化合成绿氨项目是全国首批、深圳能源集团首个风光制氢一体化合成氨示范项目，也是西北地区探索大型风光基地与相关产业集成式发展的标杆项目。项目采用“绿氢消纳绿电、绿氨消纳绿氢”的电—氢—氨耦合模式，这一模式目前在国内正处于快速发展阶段。
随着风光装机一路“高歌猛进”，绿电的消纳问题日益凸显，将绿电转化为绿氢，再将绿氢合成为绿氨，可便于储存和运输，实现能量的有效存储和转化。
2024年10月，国家发展改革委等部门发布的《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》指出，“协同推进工业用能绿色低碳转型。在合成氨、合成甲醇、石化、钢铁等领域鼓励低碳氢规模化替代高碳氢，探索建设风光氢氨醇一体化基地”。这一模式因兼具绿色转型、绿电消纳与经济拉动等多重作用，也逐渐受到地方政府的青睐。
但不容忽视的一个事实是：相比于传统合成氨，绿氨并不具备同等的市场竞争条件，其消费市场目前尚未成熟。
据中国氢能联盟的研究报告，绿氨较传统合成氨最主要的差异在于氢源。绿氨的合成过程主要依靠空气和水，电解水产生氢气，氢气和从空气中分离的氮混合形成氨。因此氢源价格是影响绿氨成本的最大可变因素。根据测算，以15万吨/年绿氨项目为例，在不考虑碳资产收入情况下，绿氨平准化单位成本将近4200元/吨。而最新数据显示，2025年上半年传统合成氨均价为2501元/吨。
2023年8月，国家发展改革委等部门印发的《绿色低碳先进技术示范工程实施方案》，提出了“绿氢减碳示范”等重点方向。该方向包括但不限于：低成本（离网、可中断负荷）可再生能源制氢示范，先进安全低成本氢储存、运输装备研发制造与示范应用，氢燃料电池研发制造与规模化示范应用，纯烧、掺烧氢气燃气轮机研发制造与示范应用，氢电耦合示范应用。
2025年6月，国家能源局发布《关于组织开展能源领域氢能试点工作的通知》指出，氢能应用的试点方向，包括氢氨燃料供电供能和氢储能长时长效运行。开展“电—氢—电”氢储能场景和模式探索，配置制氢、储氢、氢发电等装置，将支撑可再生能源更高渗透率消纳，电力的跨时间尺度存储和调节，以及离网和并网模式灵活切换运行。
在可预见的未来，燃氢轮机或将在我国能源体系中扮演越来越重要的角色。同时，也有业内人士建议，可考虑燃氢轮机参与电力市场与碳市场的发展模式，以加速其发展。
（来源：南方能源观察）
