近日，深圳電力升級(jí)項(xiàng)目及洋浦天然氣分布式能源站項(xiàng)目可行性研究配套的摻氫發(fā)電專(zhuān)題研究通過(guò)中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“氣電集團(tuán)”)組織的專(zhuān)家審查會(huì)，表明技術(shù)研發(fā)中心在摻氫發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的工程化應(yīng)用上取得了新的進(jìn)展。

圖源中海石油氣電集團(tuán)

燃機(jī)摻氫是指在燃機(jī)中增加氫燃料，從而顯著削減發(fā)電領(lǐng)域的二氧化碳排放。同時(shí)，以光伏、風(fēng)電為代表的可再生能源存在電力消納不足的問(wèn)題，構(gòu)建可再生能源發(fā)電與氫能供給的“電-氫-電體系”，利用制氫技術(shù)將無(wú)法消納的電以氫能的形式儲(chǔ)存起來(lái)，在電力輸出不足時(shí)，氫能轉(zhuǎn)換為電能回饋電網(wǎng)，既解決可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問(wèn)題，又可提高能源利用效率。

由于氫氣摻混后混合燃料的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變，導(dǎo)致燃料的可燃范圍、火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊忍匦园l(fā)生變化，因此燃燒室結(jié)構(gòu)如腔體、射流孔以及摻混孔等關(guān)鍵部分需進(jìn)行設(shè)計(jì)改造。技術(shù)研發(fā)中心協(xié)同電力業(yè)務(wù)部、深圳電力針對(duì)摻氫燃燒室性能影響和燃燒室的結(jié)構(gòu)改進(jìn)開(kāi)展了研究，充分研究當(dāng)前主流主機(jī)廠家含氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)要點(diǎn)，掌握了含氫燃料燃?xì)廨啓C(jī)高效、低排放燃燒燃燒室設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)要求。

燃機(jī)氫能發(fā)電除了技術(shù)上要解決燃機(jī)本體安全性問(wèn)題外，對(duì)于氫燃料的生產(chǎn)、輸送和儲(chǔ)存的技術(shù)解決方案也尤為重要。在集團(tuán)公司CCUS重大科技專(zhuān)項(xiàng)的支持下，技術(shù)研發(fā)中心對(duì)液氫儲(chǔ)罐、天然氣管道摻氫混輸關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)展攻關(guān)，完成了不同壓力和摻氫比例下管材慢拉伸試驗(yàn)、裂紋擴(kuò)展、母材和焊縫疲勞壽命等試驗(yàn)研究，掌握了工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要點(diǎn)。在深圳電力升級(jí)項(xiàng)目及洋浦天然氣分布式能源站項(xiàng)目中，研發(fā)中心在充分考慮氫貿(mào)易和電廠周邊潛在氫源的同時(shí)，根據(jù)電廠用氫需求，針對(duì)不同廠家的燃機(jī)規(guī)格，提供了從氫源供應(yīng)、氫儲(chǔ)存、氫輸送、電廠內(nèi)混氫站建設(shè)、到燃機(jī)本體改造的整體解決方案。

氣電集團(tuán)為中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)“中國(guó)海油”)的全資子公司。目前，氣電集團(tuán)在摻氫發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域的努力已初步獲得行業(yè)認(rèn)可，研發(fā)中心電力與碳中和研究所副所長(zhǎng)兼首席工程師秦鋒博士受邀在重慶交易中心舉辦的論壇峰會(huì)發(fā)表?yè)綒浒l(fā)電主題報(bào)告;研發(fā)中心電力與碳中和研究所與國(guó)家電投中央研究院、清華大學(xué)等知名機(jī)構(gòu)共同參與編撰了《燃?xì)廨啓C(jī)氫能發(fā)電全球技術(shù)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》，為推動(dòng)國(guó)內(nèi)摻氫發(fā)電行業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)專(zhuān)業(yè)力量，為全力實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司“雙碳”既定目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

此前，為打破國(guó)外技術(shù)壟斷，促進(jìn)我國(guó)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，氣電集團(tuán)牽頭研制了我國(guó)首套完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的小型橇裝天然氣制氫設(shè)備，在小型重整轉(zhuǎn)化爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高活性長(zhǎng)壽命新型重整催化劑、天然氣制氫工藝流程、智能化控制、整體集成等方面進(jìn)行了大量創(chuàng)新攻關(guān)。

首套橇裝制氫設(shè)備制氫能力為250Nm3/h，可以滿(mǎn)足500kg/d規(guī)模加氫站用氫需求。設(shè)備為高度集成的集裝箱式，能夠滿(mǎn)足公路運(yùn)輸要求，以極小的占地實(shí)現(xiàn)快速、高效、安全的氫氣生產(chǎn)，制備的氫氣產(chǎn)品純度≥99.999%，滿(mǎn)足燃料電池用氫國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備操作彈性30%～100%，能夠?qū)崿F(xiàn)“一鍵開(kāi)停車(chē)”“一鍵30%、50%、80%和100%四檔負(fù)荷調(diào)整”等智能化控制。

2021年12月，首套裝置在佛山成功開(kāi)車(chē)，在甲烷轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品氫氣純度等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，在我國(guó)氫能技術(shù)工程化應(yīng)用進(jìn)程中具有里程碑意義。

在“三桶油”之中，中國(guó)海油是布局氫能產(chǎn)業(yè)相對(duì)緩慢的一個(gè)，

近年來(lái)，中國(guó)海油顯著加快了布局新能源的步伐。

2021年1月，中國(guó)海油成立海油發(fā)展清潔能源公司，并在津揭牌成立。海油能源由原海油發(fā)展管道公司、新能源技術(shù)項(xiàng)目組整合而成。該公司重點(diǎn)培育以海上風(fēng)電為核心的新能源產(chǎn)業(yè)，大力推動(dòng)海上風(fēng)電，探索分布式能源、地?zé)崮?、氫能等清潔能源?/p>

2021年4月，中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司與中國(guó)燃?xì)夂炇稹蛾P(guān)于氫能技術(shù)研發(fā)和推廣應(yīng)用合作框架協(xié)議》。根據(jù)協(xié)議內(nèi)容，雙方以各自行業(yè)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，在撬裝天然氣制氫、加氫站建設(shè)以及多能互補(bǔ)綜合能源供應(yīng)項(xiàng)目方面，建立長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系。

2021年12月21日，中海油(海南)新能源有限公司成立，以風(fēng)電建設(shè)為重點(diǎn)，以光伏和氣電融合并舉，分布式能源為補(bǔ)充，發(fā)揮比較優(yōu)勢(shì)，建設(shè)具有中國(guó)海油特色的綜合能源公司。

今年4月13日，中國(guó)海油正式成立中海石油(中國(guó))有限公司北京新能源分公司，該新能源分公司的主要業(yè)務(wù)為開(kāi)展海陸風(fēng)光發(fā)電、加大CCUS科技攻關(guān)、探索培育氫能等。

6月，氣電集團(tuán)牽頭完成的我國(guó)首套“250Nm3/h小型橇裝天然氣制氫設(shè)備”科技成果順利通過(guò)鑒定。

在布局氫能領(lǐng)域，中國(guó)海油注重融合協(xié)同，加快發(fā)展海上風(fēng)電，擇優(yōu)發(fā)展陸上風(fēng)光，因地制宜發(fā)展氫能業(yè)務(wù)，探索發(fā)展多能互補(bǔ)綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)，正在努力實(shí)現(xiàn)中國(guó)海油“十四五”末新能源新產(chǎn)業(yè)收入占比達(dá)到10%的目標(biāo)。