34兆瓦的發電廠完全依靠可再生能源產生的氫氣運行，這個項目將于2024年投入使用。

兩年后，德國北部的林根將建設一個試點電站，該電站100%使用綠氫，為發電提供新的無碳的解決方案。作為該項目的核心部分，位于神戶和東京的日本川崎重工（KHI）正在向德國大型電力公司RWE提供其最新的氫氣渦輪機技術。

該試點項目是RWE公司的雄心壯志的一部分，即從天然氣、煤炭和核電轉向綠色發電，并在2030年之前將其綠色電力生產規模大幅擴大到50GW的容量，在2040年之前實現碳中和。

這個名為“H2GT—林根”的聯合運營示范項目非常重要，因為它表明以氫氣為基礎的發電在工業規模上是可行的，并能在去碳化能源生產中發揮關鍵作用。它還為能源供應商提供了運行氫氣而非天然氣渦輪機的寶貴經驗和信心。

使用氫氣燃氣輪機發電的主要吸引力包括，與天然氣不同，它可以在不產生二氧化碳的情況下燃燒發電，而二氧化碳是造成氣候變化的主要溫室氣體。

氫氣燃氣輪機的挑戰

KHI已經開發出該技術，能夠將現有的天然氣渦輪機轉換為能夠燃燒氫氣的設備。通過簡單地更換燃燒器，無需改造其主體，整個燃氣輪機系統就可以適應氫氣的獨特燃燒特性。

然而，在操作氫氣渦輪機時，與使用天然氣相比有幾個挑戰。首先，需要精心設計以使氫氣燃燒穩定，因為氫氣火焰傳播速度非常高——比天然氣快七倍，這可能導致火焰不穩定、不理想的壓力波動和燃燒器部件的機械應力。

氫氣燃燒溫度更高，這導致產生的氮氧化物（NOx）是天然氣燃燒的三倍。氮氧化物排放是空氣污染物，影響健康。找到減少或消除它們的方法是氫氣渦輪機的一個重要目標。

從本質上講，KHI正在采用兩種策略來解決這一問題。一是是基于擴散火焰燃燒，將水或蒸汽噴入燃燒器。這也為使用混合燃料提供了靈活性，可以使用100%的氫氣、100%的天然氣或兩者的任何混合物。從0到100%的混合燃料比例可以在短短5分鐘內改變。然而，注水會引入額外的設備，從而帶來額外的成本和不便。

二是為應對擴散火焰方法的局限性而開發的，KHI的“微型混合燃燒器”干式低排放技術。這是一種新的燃燒器設計，它有一系列直徑不到一毫米的同心環狀微小氫氣注入孔，能產生更小的氫氣火焰，燃燒時更穩定、更清潔，減少氮氧化物排放。

H2GT—項目將使用KHI的氮氧化物排放減少技術。該技術已經在2018年由KHI在日本神戶建造的1兆瓦氫氣渦輪機聯合發電系統中進行了測試。這是世界上第一個在城市地區使用純氫燃料燃氣輪機進行熱電聯產的例子，同時為鄰近的公共設施提供熱量和電力。該項目由日本的新能源和工業技術開發組織（NEDO）資助。

德國項目的目標是用KHI的“L30A渦輪機”擴大這項技術的應用，它能夠產生34.38兆瓦的電力，效率（在氫燃料運行時）為40.3%。

“我們正在將30兆瓦級的燃氣輪機商業化，但在未來，電力公司將使用數百兆瓦的氫氣運行的發電站，這是一項指日可待的技術，”KHI氫氣戰略部門的執行干事兼副總經理西村元彥說。

布局整個氫氣產業鏈

氫氣渦輪機的技術開發和示范是KHI建立的氫氣產、輸、儲、用的氫氣產業鏈的一部分。KHI還一直致力于建立一個國際氫氣供應鏈，將液化氫氣從海外運到日本。

2022年2月，KHI及其項目合作伙伴完成了一個試點示范項目，將在澳大利亞生產和液化的氫氣通過海運運往日本（該項目也由NEDO資助）。

世界上第一艘液化氫氣運輸船Suiso Frontier號和由KHI建造的Hytouch Kobe接收站是實現這9000公里旅程的關鍵。

Suiso Frontier號標志著KHI的造船活動達到了頂峰。KHI在近150年前就開始造船了，起源可以追溯到1878年，當時川崎正三創建了川崎筑地造船廠，該廠逐漸發展成為日本主要的船舶、潛艇、機車和飛機制造商。

今天，KHI活躍在航空航天、海洋和機動車領域，并已發展到在全球范圍內包括100家公司，制造從機器人和衛星到發電站和工廠的一切。

西村說，降低成本和擴大氫氣產業鏈是未來最重要的工作。2020年代早期是關于技術可行性的論證，2020年代中期將側重于大幅擴大存儲和運輸能力，從2030年開始進行商業化供應。

“日本政府正在認真考慮建立大規模的氫基礎設施。”西村評論說：“Suiso Frontier號的運輸能力為1250立方米的液化氫，我們的下一艘船將有16萬立方米的能力。這是我們將氫氣運輸成本從每立方米89日元（0.61美元）降低到每立方米僅2.5日元戰略的一部分”。

KHI的愿景是繼續致力于氫能全產業鏈的，以成為世界頂級氫能產業制造商。

文章來源：嘿嘿能源heypower