- 低碳轉型步入“深水區” 新動力發力探索氫氨摻燒新路徑
- 2024年09月13日 來源：中國經濟網
提要：近年來，煤電機組低碳改造成為行業重要議題。作為行業中的技術先鋒，A股上市公司新動力積極響應國家政策號召，專注于氫氨燃料在煤電行業的研發和應用。
近年來，煤電機組低碳改造成為行業重要議題。作為行業中的技術先鋒，A股上市公司新動力積極響應國家政策號召，專注于氫氨燃料在煤電行業的研發和應用。
近日，《證券日報》記者走進新動力全資子公司徐州燃燒控制研究院有限公司（以下簡稱“燃控院”），深入了解公司在煤電機組低碳改造方面的創新及挑戰。
探索減碳新路徑
走進燃控院廠區，穿過寬敞的走廊，記者來到了燃控院的技術研發中心。走進研發中心實驗區，記者看到一些正在進行中的實驗：高溫高壓下，煤粉與氫氣、氨氣的混合氣體在燃燒室中激烈反應，精密的傳感器捕捉著每一個細微的變化，將數據傳輸到電腦中進行分析處理。
燃控院技術部部長朱紅勝向《證券日報》記者表示，公司正在積極推進煤電機組的低碳改造，特別是在摻氫摻氨技術方面，“公司從2016年開始，陸續開展了一系列氫氣和氨氣燃燒的研究項目，包括在煤粉鍋爐、垃圾焚燒爐及天然氣鍋爐上的摻氫應用。”
氫能被認為是未來最具發展潛力的清潔能源之一，其燃燒產物為水，無任何碳排放。氨氣作為氫氣的儲能載體，具有易于運輸和存儲的特點，在減少碳排放方面同樣具有重要作用。
朱紅勝表示，通過“電解水制氫—氫氣合成氨氣—氨氣燃燒發電”的技術路徑，不僅可以有效解決氫氣的儲運難題，還能顯著降低煤電機組的碳排放。
據了解，在煤炭中摻入一定比例的氨，替代部分燃煤，能夠在源頭上減少煤炭的使用，減少碳排放。盡管氫能和氨能摻燒技術前景廣闊，但其應用推廣并非易事。
“實際上，在探索更高效的氫氣儲存與運輸方式的過程中，各行業都在積極尋找理想的載體。然而，目前尚未有突破性技術能夠發現一種既經濟又高效的載體來大規模儲存氫氣。”朱紅勝表示，目前，一種常見的解決方案是將氫氣轉化為氨氣。這一技術在國內已發展數十年，相對成熟且穩定。特別是考慮到新能源發電與用電端之間可能存在的長距離間隔，單獨制氫并鋪設管道的成本過高，而合成氨后通過加壓液化，再利用管道或槽罐車進行運輸，則顯得更為便捷和經濟。
“當前，火電機組大多采用槽罐車運輸燃油，未來氨氣也有望采用類似的方式，通過槽罐車或管道送達電廠。然而，我們的工作主要集中在氨氣送達電廠后的環節，對于上游的制備與運輸，由于成本高昂和技術復雜，我們尚未全面介入。”朱紅勝說。
從技術角度來看，與傳統的煤粉摻氨相比，天然氣摻氨的燃燒條件更為復雜，氨氣在摻燒過程中需要精確控制比例和燃燒條件，以確保不產生過多的氮氧化物。
“這就需要我們不斷優化燃燒設備的設計和控制系統的算法，提高整體的可靠性和經濟性。”朱紅勝表示，公司在這一領域已經取得了一些成果，實驗數據表明，目前的氨能摻燒技術已能將氮氧化物排放控制在每立方米200毫克以內，遠低于1000毫克的國家標準。
據了解，包括新動力在內，當前已有十多家企業和高校在氫氨摻燒領域展開了積極探索，共同承接了國家重點研發計劃，主要針對氫氣和氨氣的燃燒技術進行研究。燃控院總經理李鶴向記者表示，這種技術創新或將成為煤電行業減碳增效的新路徑。
加速工業化應用
事實上，大部分氨能摻燒項目當前仍處于實驗和小范圍應用階段。未來要實現大規模應用，需要進一步解決氨能摻燒在大容量煤電機組中的穩定性和可靠性問題。如何在技術創新的基礎上，實現氫能和氨能的規模化應用，如何在技術創新的基礎上，實現氫能和氨能的規模化應用，也成為產業發展的關鍵所在。
為了將實驗室研究成果轉化為生產力，新動力采用了“三步走”策略。首先是實驗室研究階段，公司已完成了多項技術指標的測試，包括氫氨混合燃料的燃燒效率和污染物控制水平；其次是中試階段，公司在小規模工業實驗中驗證這些技術的可行性；最后是工業化應用階段，公司計劃在2026年前完成多個工業驗證和工程示范項目，以確保技術在實際生產中的穩定性和可靠性。
朱紅勝表示，公司正在嘗試將氨能摻燒技術引入到更多的大型火電機組中，但由于氨氣在燃燒過程中的化學特性復雜，其摻燒比例和燃燒效率的控制仍是一個難點。公司的目標是通過不斷優化燃燒技術，實現氫能和氨能的高效利用。
新動力董秘宗冉向《證券日報》記者表示，資本市場的支持，對于公司實現氫氨燃料技術的產業化至關重要。公司將充分利用資本市場的融資功能，積極與金融機構、風險投資機構接洽，探討供應鏈金融、融資租賃以及商業保理等融資擔保手段，利用資本市場的力量加速技術成果轉化和產業化進程。
根據畢馬威發布的報告，從全球范圍來看，2021年綠氨市場規模約為3600萬美元，2030年預計將達到54.8億美元，年均復合增長率達74.8%，潛力巨大。
“氫能和氨能摻燒技術能夠顯著降低煤電機組的碳排放，并解決新能源不穩定的供電問題。這項技術的推廣應用，既符合國家政策要求，也為企業開拓新的市場機會。未來，公司將繼續加大技術投入，同時進一步加強與政府、行業協會和科研機構的合作，推動氫氨燃料在更廣泛的工業領域應用。”宗冉說。
摻燒技術迎機遇
從政策層面來看，近年來，國家對煤電行業的低碳改造給予了強力支持，氫能和氨能摻燒技術正迎來前所未有的發展機遇。2024年5月份，國務院印發的《2024—2025年節能降碳行動方案》明確，加強煤炭清潔高效利用，推動煤電低碳化改造和建設，推進煤電節能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”；7月份，國家發改委和能源局發布的《煤電低碳化改造建設行動方案（2024—2027年）》提出，利用風電、太陽能發電等可再生能源富余電力，通過電解水制綠氫并合成綠氨，實施燃煤機組摻燒綠氨發電，替代部分燃煤。改造建設后煤電機組應具備摻燒10%以上綠氨能力，燃煤消耗和碳排放水平顯著降低。
朱紅勝表示，煤電機組碳排放量占全國總排放量的將近一半，因此，煤電低碳化改造對于達成國家“碳達峰、碳中和”目標至關重要。摻氫摻氨技術在煤電機組改造中具有獨特優勢。
李鶴表示，相較于直接應用新能源發電，制氫再合成氨的過程需要額外的化工設備和投資，所以，目前其經濟性還有待提高。但從推廣角度來看，一些領域有責任也有動力率先應用新技術。
“技術的不斷創新和突破是根本。作為一項前沿技術，氫能和氨能摻燒技術的研發和應用需要在基礎研究和工業化應用之間找到平衡點。只有通過持續的技術進步，才能真正實現其大規模應用和商業化。我們也在不斷探索新的技術和模式，以更好地實現氫氣或氨氣的儲存、運輸和應用。”李鶴說。
