【行業動態】GE能源與IHI實現F級燃氣輪機100%氨燃燒測試突破

導讀：據powermag網站2026年3月18日報道，通用能源（GE Vernova）與日本綜合重工業集團IHI株式會社，首次成功驗證通用能源F級燃氣輪機的全尺寸燃燒室部件，可在滿負荷工況下使用100%氨作為燃料運行，掃清了雙方聯合推進可調度電力脫碳的關鍵技術障礙。

此次測試在日本兵庫縣相生工廠的IHI大型燃燒測試設施內完成，該設施是雙方于2025年6月專門啟用的定制化測試裝置，可精準復刻通用能源F級燃氣輪機滿負荷運行工況，涵蓋壓力、溫度以及空氣和燃料流量等核心參數。兩家公司于3月17日宣布，測試測得的排放水平符合雙方聯合開發路線圖規劃，該路線圖目標是在2030年實現適配氨燃料的F級燃氣輪機商業化部署。

不過，兩家公司均未披露測試參數細節，包括記錄的氮氧化物（NOx）排放水平，而這一指標是所有目標市場監管許可的關鍵技術參數。《POWER》雜志已聯系IHI與通用能源，以獲取更多關于發電量、熱效率、燃料供應假設以及全發動機集成時間表的相關研究結果。

通用能源碳解決方案負責人杰雷米·韋瑟比在聲明中指出，成功驗證“F級燃氣輪機使用100%氨燃料運行，是我們邁向低碳能源未來征程中的關鍵一步”。他表示，后續研發工作將持續推進，“我們認為氨作為無碳燃燒燃料具有巨大潛力，也將滿懷動力繼續合作，助力釋放其在推動全球脫碳進程中的作用”。

從合作備忘錄到技術里程碑

據《POWER》雜志報道，氨作為發電燃料的吸引力，源于其相較于純氫氣的多項結構性優勢。氨不含碳，燃燒過程中不產生二氧化碳，同時它也是全球產量第二大的化工產品，全球年產量中約10%通過現有約170艘運輸船組成的運輸網絡進行跨國海運。液態氨僅需冷卻至-33℃即可儲存，遠低于液態氫所需的-253℃，這使其在現有港口和工業基礎設施中更易儲運。這些物流優勢，讓氨成為日本、韓國等能源出口依賴型市場的理想氫載體，這些國家國內可再生資源不足，無法僅通過電氣化實現脫碳目標。

盡管具備上述潛力，氨作為燃氣輪機燃料的商業化開發仍因重大技術難題進展緩慢。氨的燃燒速度慢于天然氣，更難點燃，也為專為甲烷設計的燃氣輪機帶來運行穩定性隱患；其較低的反應性會影響燃燒穩定性，可能需要輔助啟動燃料，同時氨的毒性也為電廠運營人員帶來額外的安全和操作要求。

通用能源與IHI達成的這一技術里程碑，背后是近五年的持續研發計劃。雙方于2021年6月簽署合作備忘錄，制定氨燃氣輪機商業路線圖，涵蓋市場潛力聯合研究、氨作為日本及亞洲燃氣電廠燃料的可行性研究，以及初步技術調研。2023年2月，經過為期一年的研究，雙方得出結論：綜合全進口價值鏈考量，在日本，氨作為燃氣輪機燃料的成本有望低于液態氫。

該分析推動雙方于2024年1月簽署聯合開發協議，承諾研發可改裝、適配100%氨燃料的燃燒系統，兼容通用能源6F.03、7F和9F型燃氣輪機。該聯合開發協議還依托IHI此前的研發成果，IHI曾在日本新能源與工業技術開發機構的資助下，為其2兆瓦IM270燃氣輪機研發燃燒室。

值得關注的是，2022年6月，IHI在橫濱工廠開展測試，采用新型燃燒技術將液態氨直接噴入燃氣輪機燃燒室，實現液態氨單一燃料燃燒。測試結果顯示，當氨燃料比例在70%至100%之間時，溫室氣體減排率（包括二氧化碳和一氧化二氮）超過99%。

2025年6月啟用的相生工廠大型燃燒測試設施，是該項目首項重大資本投入，該設施旨在將IHI IM270燃燒技術的經驗，拓展至F級運行工況，同時借鑒通用能源位于南卡羅來納州格林維爾的先進燃燒測試設施的共享最佳實踐。

IHI董事執行經理、資源能源與環境業務部總裁小澤德明表示：“氨價值鏈的關鍵環節現已逐步完善。自2024年簽署聯合開發協議以來，雙方合作勢頭強勁，團隊努力終獲成果。全尺寸F級燃氣輪機100%氨燃燒的成功實現，是重大里程碑，也助力夯實電力行業客戶規劃的脫碳路線圖。”

商業化進程加速推進

此次技術官宣之際，經過多年實驗室漸進式研發，氨燃料發電已重新迎來商業化發展勢頭。日本在氨燃料政策落地方面走在前列，2025年2月 finalized的第七次戰略能源計劃中，明確將氫和氨列為核心支柱，提出通過氨混燃、碳捕獲最終實現100%氨燃燒，推動火電脫碳，該國已開始相關采購簽約。2025年12月，日本經濟產業省根據綠色轉型差價合約機制，認證了兩項里程碑式供應協議，每年從美國路易斯安那州采購近80萬噸低碳氨，用于JERA和北海道電力運營的燃煤電廠混燃項目，最早于2030年開始供貨。

氨長期以來一直作為氫載體，如今作為燃氣輪機直接燃燒燃料的潛力備受關注。作為氫載體的氨，需通過哈伯-博施法合成生產，該工藝能耗較高，將空氣中的氮氣與氫氣合成氨，隨后以液態燃料形式運輸，既可直接在燃氣輪機中燃燒，也可重新轉化為氫氣投入使用。

目前尚無原始設備制造商將適配100%氨燃料的大型工業燃氣輪機推向市場，三菱動力正在基于H-25機型研發40兆瓦級氨直接燃燒燃氣輪機。2025年4月，三菱動力的彼得·薩維奇在接受《POWER》采訪時表示，燃燒室測試已取得“相當可觀的成果”，并補充稱“通過選擇性催化還原控制，可將氨燃燒的排放控制在合規水平”。

對通用能源而言，此次燃燒室測試成功之際，其燃氣輪機產品組合需求正大幅攀升。公司首席執行官斯科特·斯特拉齊克在2026年1月財報電話會議上表示：“隨著客戶投資新機組和現有資產，我們看到設備和服務的需求持續加速，價格走勢向好。”2025年底，通用能源燃氣發電設備訂單積壓和機位預留協議達83吉瓦，較上一季度的62吉瓦大幅增長，斯特拉齊克預計2026年底簽約規模將達到100吉瓦左右。

根據通用能源2025年年度報告，公司擁有全球規模最大的燃氣輪機裝機基數，約7000臺，其中約1800臺機組簽有長期服務協議，這也凸顯出可商業化的氨燃料適配燃燒系統所蘊藏的大規模改裝潛力。其裝機基數仍在快速增長，僅2025年，通用能源就斬獲173臺燃氣輪機訂單，包括110臺重型燃氣輪機（含43臺HA級）和63臺航改燃氣輪機，幾乎是2023年93臺訂單量的兩倍。

F級燃氣輪機仍是其核心產品序列，涵蓋6F.03、7F和9F機型，也是其機隊中應用最廣泛的重型機組。公司表示，可改裝的100%氨燃料燃燒系統，將幫助現有運營商，尤其是政策支持和燃料限制推動需求的日本、韓國市場運營商，在不更換核心設備的前提下實現脫碳改造。

通用能源也開始以風險為核心導向，布局其低碳發電產品組合，包括適配氫和氨的燃氣輪機、碳捕獲及其他先進技術。公司在2025年年度報告中警示，長期成功取決于通過調整產品組合、推廣低碳技術實現電氣化與脫碳雙重目標，若無法推進相關目標，公司及客戶的融資渠道可能受到負面影響，政府舉措也可能以不可預見的方式影響行業發展格局。

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