1月24日,由中國氫能聯(lián)盟理事長單位國家能源集團開發(fā)的世界首個“燃煤鍋爐混氨燃燒技術”應用項目在山東煙臺成功投運,并順利通過中國電機工程學會與中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的技術評審。該技術首次實現(xiàn)40兆瓦等級燃煤鍋爐氨混燃比例為35%的中試驗證,標志著我國燃煤鍋爐混氨技術邁入世界領先行列。
燃煤發(fā)電二氧化碳排放巨大,約占我國二氧化碳總排放量的40%左右,因此,減少燃煤發(fā)電碳排放是我國實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要措施之一。該技術通過對氨煤混燃機理實驗研究、40兆瓦燃煤鍋爐混氨燃燒工業(yè)試驗研究,驗證了燃煤鍋爐混氨燃燒的可行性,開發(fā)了火電機組燃煤鍋爐混氨燃燒技術。
燃煤鍋爐混氨燃燒,是將氨和煤按比例混合,作為鍋爐燃料,既實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒,又達到低碳排放。全球范圍內(nèi)氨煤混燃研究仍處于起步階段,國際上尚未實現(xiàn)工業(yè)級應用,研究前沿國家混氨比例目標還停留在20%。
國家能源集團自主研發(fā)的混氨燃燒技術,實現(xiàn)了 40兆瓦燃煤鍋爐燃燒35%比例混氨燃料,鍋爐運行平穩(wěn),效率高于同等負荷下的純?nèi)济汗r,鍋爐尾部NOx濃度低于純?nèi)济汗r,NH3燃盡率達到99.99%。與純煤燃料相比,氨煤混燃碳減排幅度超過35%,實現(xiàn)了火電行業(yè)低碳燃燒技術的突破。
中國電力聯(lián)合會數(shù)據(jù)顯示,截至2021年11月底,我國煤電裝機容量達到11億千瓦,如果這些機組均實施35%混氨燃燒技術,每年可減排二氧化碳9.5億噸,與5,5498,5640輛電動汽車替代燃油車實現(xiàn)的減排量相當。
氨 (NH3)是一種零碳化合物,燃燒后的產(chǎn)物是水和氮,而氮氣是大氣的主要成分之一。同時,氨 (NH3)也是一種有發(fā)展前景的清潔能源載體和儲存介質(zhì),是解決氫能儲運的重要手段之一。
雙碳戰(zhàn)略下,我國氫能迎來了高速發(fā)展期。由中國氫能聯(lián)盟打造的《白皮書2020》提出,在2030年碳達峰情境下,我國氫氣的年需求量將達到3715萬噸,可再生能源制氫產(chǎn)量約500萬噸;在2060年碳中和情景下,我國氫氣的年需求量將增至1.3億噸左右,在終端能源消費中占比約為20%,可再生能源制氫產(chǎn)量約1億噸。
氫能尤其綠氫前景廣闊,但氫儲運一直是氫能高效利用面臨的卡脖子難題。氨作為高效儲氫介質(zhì),具有高能量密度、易液化儲運、安全性高和無碳排放等優(yōu)勢,并且全球八成以上的氨用于生產(chǎn)化肥,有著完備的貿(mào)易和運輸體系。因此,將可再生能源生產(chǎn)的氫轉(zhuǎn)換為氨進行運輸,能夠極大地解決氫能運輸瓶頸,降低用能成本,提高氫能利用的綜合效率。
國家能源集團在全力做好國家能源供應“穩(wěn)定器”和“壓艙石”的同時,持續(xù)加大氫能、風電、光伏等新能源領域投入,多措并舉構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系。
近日,國家能源集團相繼召開了氫能氨能在煤炭運輸產(chǎn)業(yè)應用技術研討會以及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展專題會。會議要求充分認識氫能、氨能在能源綠色低碳轉(zhuǎn)型過程中的重要戰(zhàn)略作用,推進氫能與煤基能源產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展;推進煤電機組“三改聯(lián)動”,推進燃煤機組摻燒液氨探索綜合減污降碳,推進新能源制氫與現(xiàn)代煤化工耦合發(fā)展,推進煤炭生產(chǎn)運輸及輔助環(huán)節(jié)的氫基新能源替代。
會議提出,應做好應用場景開發(fā)和氫能、氨能應用技術研發(fā)布局,有序推進氫能和氨能在運輸板塊作業(yè)車、調(diào)車機車等場景應用;“十四五”期間謀劃一批科技創(chuàng)新項目。目前,國家能源集團正在積極推進燃煤電廠摻氨燃燒技術研發(fā)和示范,謀劃綠氫合成綠氨技術示范。