【行业观察】三菱动力、川崎重工、IHI已开始关注氢气和氨气发电的巨大需求

导读：据日本雅虎2月23日报道，去年10月，日本最大的火力发电公司JERA（东京电力公司控股公司和中部电力公司的合资企业）宣布，它将在2050年将二氧化碳排放量几乎减少到零。JERA公司在全国拥有27家火力发电厂，装机容量约为7044万千瓦，主力军是天然气发电（507万千瓦），燃煤发电为1032万千瓦，重油和原油发电为1050万千瓦。

该公司每年的二氧化碳排放量约为1.6亿吨（2007财年）。在燃煤电厂中，有892万千瓦的高效燃煤电厂不受政府的燃煤电厂废除计划的约束，并且高于超超临界（USC）型燃煤电厂。

该公司的无碳计划规定，到1930年代初，所有燃煤电厂将同时燃烧20%的氨。从2021财年开始，预计将与新能源与工业技术开发组织（NEDO）合作在爱知县碧南热电厂5号机组（燃煤100万千瓦）进行氨气共烧测试。该实施不仅需要修理锅炉燃烧室，还需要建造氨燃料接收设施（油轮停泊设备、储罐、蒸发器等），并且能够维护这些设备。同时燃氢燃气轮机也是候选方案。

在重型燃气轮机领域，日本三菱公司正在努力从从氨中提取氢气并将其用作燃料。该公司作为全球三大重型燃气轮机制造商之一，本身就非常关注未来的能源发展方向。据该公司表示，如果在大型燃气轮机中直接使用氨气燃烧，会产生大量的氮氧化物（NOX），并且会使得燃气轮机的燃烧机理复杂化。总之，三菱认为在燃气轮机中直接燃烧氨，污染高、成本高，并且技术难度挑战大。它认为如果将大型燃气轮机产生的大量废热有效地用于氨分解，实现低成本的制氢，可能使设备更加高效。

三菱公司也计划进一步提升旗下产品的燃氢能力，来进一步扩大其在全球燃气轮机市场的份额，据估计，这一市场每年的规模为3000~5,000亿日元（约合182亿~304亿元）。据该公司表示，在包括中小型市场在内的全球燃气轮机市场上占有三分之一的份额，近年来在与美国GE公司就燃氢燃气轮机开展激励竞争。

三菱公司表示，该公司正在专注于开发一种新型燃烧器，让其可以100%燃氢，并预计在2023年投入实际使用。而适应天然气和氢气混合燃烧的燃烧器则早在2018年就完成了测试，其NOX生成量已低于国家标准。

据该公司还表示，燃氢燃气轮机在基本结构上与传统燃气轮机几乎相同，唯一的区别是所连接的燃烧器是用于天然气还是用于氢气。三菱公司还表示：“如果对传统燃气轮机的燃烧器进行氢气改造，则几乎可以使用现有的燃气轮机，维修成本为约几亿日元。”

但是，由于氢的易燃性，开发100%氢燃烧器具有诸如设备内部的火焰向后流动的“回火现象”之类的问题。据三菱公司称，它已经成功实现了稳定的燃烧，燃烧气体温度为1800摄氏度，没有火焰回流。

早在2017年至2018年期间，日本川崎重工公司在神户港岛对中小型燃气轮机进行了100%燃氢的热电联产示范试验，该电站可以产生1100 kW的电力和2800 kW的热量，为附近的体育中心和医院提供电力和热量。

对于中型燃气轮机，IHI公司于去年10月在其横滨办事处开始了氨和天然气的混合燃烧测试，所用的燃气轮机为2000 kW级。

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