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发布时间：2022-09-17
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近日，深圳电力升级项目及洋浦天然气分布式能源站项目可行性研究配套的掺氢发电专题研究通过中海石油气电集团有限责任公司（以下简称“气电集团”）组织的专家审查会，表明技术研发中心在掺氢发电技术领域的工程化应用上取得了新的进展。
图源中海石油气电集团
燃机掺氢是指在燃机中增加氢燃料，从而显著削减发电领域的二氧化碳排放。同时，以光伏、风电为代表的可再生能源存在电力消纳不足的问题，构建可再生能源发电与氢能供给的“电-氢-电体系”，利用制氢技术将无法消纳的电以氢能的形式储存起来，在电力输出不足时，氢能转换为电能回馈电网，既解决可再生能源发电并网问题，又可提高能源利用效率。
由于氢气掺混后混合燃料的物理和化学性质发生改变，导致燃料的可燃范围、火焰传播速度等特性发生变化，因此燃烧室结构如腔体、射流孔以及掺混孔等关键部分需进行设计改造。技术研发中心协同电力业务部、深圳电力针对掺氢燃烧室性能影响和燃烧室的结构改进开展了研究，充分研究当前主流主机厂家含氢燃料燃气轮机技术要点，掌握了含氢燃料燃气轮机高效、低排放燃烧燃烧室设计的关键技术要求。
燃机氢能发电除了技术上要解决燃机本体安全性问题外，对于氢燃料的生产、输送和储存的技术解决方案也尤为重要。在集团公司CCUS重大科技专项的支持下，技术研发中心对液氢储罐、天然气管道掺氢混输关键技术开展攻关，完成了不同压力和掺氢比例下管材慢拉伸试验、裂纹扩展、母材和焊缝疲劳寿命等试验研究，掌握了工程设计的关键要点。在深圳电力升级项目及洋浦天然气分布式能源站项目中，研发中心在充分考虑氢贸易和电厂周边潜在氢源的同时，根据电厂用氢需求，针对不同厂家的燃机规格，提供了从氢源供应、氢储存、氢输送、电厂内混氢站建设、到燃机本体改造的整体解决方案。
气电集团为中国海洋石油集团有限公司（简称“中国海油”）的全资子公司。目前，气电集团在掺氢发电技术领域的努力已初步获得行业认可，研发中心电力与碳中和研究所副所长兼首席工程师秦锋博士受邀在重庆交易中心举办的论坛峰会发表掺氢发电主题报告；研发中心电力与碳中和研究所与国家电投中央研究院、清华大学等知名机构共同参与编撰了《燃气轮机氢能发电全球技术发展蓝皮书》，为推动国内掺氢发电行业发展贡献专业力量，为全力实现集团公司“双碳”既定目标奠定基础。
此前，为打破国外技术垄断，促进我国氢能基础设施建设，气电集团牵头研制了我国首套完全自主知识产权的小型橇装天然气制氢设备，在小型重整转化炉结构设计、高活性长寿命新型重整催化剂、天然气制氢工艺流程、智能化控制、整体集成等方面进行了大量创新攻关。
首套橇装制氢设备制氢能力为250Nm3/h，可以满足500kg/d规模加氢站用氢需求。设备为高度集成的集装箱式，能够满足公路运输要求，以极小的占地实现快速、高效、安全的氢气生产，制备的氢气产品纯度≥99.999%，满足燃料电池用氢国家标准。设备操作弹性30%～100%，能够实现“一键开停车”“一键30%、50%、80%和100%四档负荷调整”等智能化控制。
2021年12月，首套装置在佛山成功开车，在甲烷转化率、产品氢气纯度等技术指标均达到了设计要求，经济效益和社会效益显著，在我国氢能技术工程化应用进程中具有里程碑意义。
在“三桶油”之中，中国海油是布局氢能产业相对缓慢的一个，
近年来，中国海油显著加快了布局新能源的步伐。
2021年1月，中国海油成立海油发展清洁能源公司，并在津揭牌成立。海油能源由原海油发展管道公司、新能源技术项目组整合而成。该公司重点培育以海上风电为核心的新能源产业，大力推动海上风电，探索分布式能源、地热能、氢能等清洁能源。
2021年4月，中海石油气电集团有限责任公司与中国燃气签署《关于氢能技术研发和推广应用合作框架协议》。根据协议内容，双方以各自行业特点为基础，在撬装天然气制氢、加氢站建设以及多能互补综合能源供应项目方面，建立长期的合作伙伴关系。
2021年12月21日，中海油（海南）新能源有限公司成立，以风电建设为重点，以光伏和气电融合并举，分布式能源为补充，发挥比较优势，建设具有中国海油特色的综合能源公司。
今年4月13日，中国海油正式成立中海石油（中国）有限公司北京新能源分公司，该新能源分公司的主要业务为开展海陆风光发电、加大CCUS科技攻关、探索培育氢能等。
6月，气电集团牵头完成的我国首套“250Nm3/h小型橇装天然气制氢设备”科技成果顺利通过鉴定。
在布局氢能领域，中国海油注重融合协同，加快发展海上风电，择优发展陆上风光，因地制宜发展氢能业务，探索发展多能互补综合能源供应系统，正在努力实现中国海油“十四五”末新能源新产业收入占比达到10%的目标。
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