近日，深圳電力升級項目及洋浦天然氣分布式能源站項目可行性研究配套的摻氫發(fā)電專題研究通過中海石油氣電集團有限責(zé)任公司(以下簡稱“氣電集團”)組織的專家審查會，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)用上取得了新的進展。
圖源中海石油氣電集團
燃機摻氫是指在燃機中增加氫燃料，從而顯著削減發(fā)電領(lǐng)域的二氧化碳排放。同時，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)將無法消納的電以氫能的形式儲存起來，在電力輸出不足時，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)鍵部分需進行設(shè)計改造。技術(shù)研發(fā)中心協(xié)同電力業(yè)務(wù)部、深圳電力針對摻氫燃燒室性能影響和燃燒室的結(jié)構(gòu)改進開展了研究，充分研究當(dāng)前主流主機廠家含氫燃料燃?xì)廨啓C技術(shù)要點，掌握了含氫燃料燃?xì)廨啓C高效、低排放燃燒燃燒室設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)要求。
燃機氫能發(fā)電除了技術(shù)上要解決燃機本體安全性問題外，對于氫燃料的生產(chǎn)、輸送和儲存的技術(shù)解決方案也尤為重要。在集團公司CCUS重大科技專項的支持下，技術(shù)研發(fā)中心對液氫儲罐、天然氣管道摻氫混輸關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，完成了不同壓力和摻氫比例下管材慢拉伸試驗、裂紋擴展、母材和焊縫疲勞壽命等試驗研究，掌握了工程設(shè)計的關(guān)鍵要點。在深圳電力升級項目及洋浦天然氣分布式能源站項目中，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，根據(jù)電廠用氫需求，針對不同廠家的燃機規(guī)格，提供了從氫源供應(yīng)、氫儲存、氫輸送、電廠內(nèi)混氫站建設(shè)、到燃機本體改造的整體解決方案。
氣電集團為中國海洋石油集團有限公司(簡稱“中國海油”)的全資子公司。目前，氣電集團在摻氫發(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發(fā)表摻氫發(fā)電主題報告;研發(fā)中心電力與碳中和研究所與國家電投中央研究院、清華大學(xué)等知名機構(gòu)共同參與編撰了《燃?xì)廨啓C氫能發(fā)電全球技術(shù)發(fā)展藍(lán)皮書》，為推動國內(nèi)摻氫發(fā)電行業(yè)發(fā)展貢獻專業(yè)力量，為全力實現(xiàn)集團公司“雙碳”既定目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。
此前，為打破國外技術(shù)壟斷，促進我國氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，氣電集團牽頭研制了我國首套完全自主知識產(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、高活性長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，能夠滿足公路運輸要求，以極小的占地實現(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%，滿足燃料電池用氫國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備操作彈性30%～100%，能夠?qū)崿F(xiàn)“一鍵開停車”“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車，在甲烷轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品氫氣純度等技術(shù)指標(biāo)均達到了設(shè)計要求，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，在我國氫能技術(shù)工程化應(yīng)用進程中具有里程碑意義。
在“三桶油”之中，中國海油是布局氫能產(chǎn)業(yè)相對緩慢的一個，
近年來，中國海油顯著加快了布局新能源的步伐。
2021年1月，中國海油成立海油發(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)項目組整合而成。該公司重點培育以海上風(fēng)電為核心的新能源產(chǎn)業(yè)，大力推動海上風(fēng)電，探索分布式能源、地?zé)崮堋淠艿惹鍧嵞茉础?/p>
2021年4月，中海石油氣電集團有限責(zé)任公司與中國燃?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)特點為基礎(chǔ)，在撬裝天然氣制氫、加氫站建設(shè)以及多能互補綜合能源供應(yīng)項目方面，建立長期的合作伙伴關(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，以光伏和氣電融合并舉，分布式能源為補充，發(fā)揮比較優(yōu)勢，建設(shè)具有中國海油特色的綜合能源公司。
今年4月13日，中國海油正式成立中海石油(中國)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，氣電集團牽頭完成的我國首套“250Nm3/h小型橇裝天然氣制氫設(shè)備”科技成果順利通過鑒定。
在布局氫能領(lǐng)域，中國海油注重融合協(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)展多能互補綜合能源供應(yīng)系統(tǒng)，正在努力實現(xiàn)中國海油“十四五”末新能源新產(chǎn)業(yè)收入占比達到10%的目標(biāo)。
