全球首例F級(jí)燃機(jī)100%氨燃燒驗(yàn)證完成

文/能源雜志

2026年3月17日，美國(guó)能源技術(shù)公司GE Vernova與日本重工企業(yè)IHI Corporation聯(lián)合宣布，在日本完成大型F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)條件下的100%氨燃燒測(cè)試。這一測(cè)試在接近實(shí)際發(fā)電工況的環(huán)境中開展，驗(yàn)證了氨作為單一燃料在重型燃機(jī)中的可行性。

作為雙方氨燃機(jī)技術(shù)路線的重要里程碑，此次進(jìn)展標(biāo)志著零碳燃料在主力電源領(lǐng)域的應(yīng)用正由示范階段邁向工程化驗(yàn)證階段。

氨（NH?）因不含碳且易于液化運(yùn)輸，被視為氫能社會(huì)最理想的能源載體之一。然而，在大型燃?xì)廨啓C(jī)中實(shí)現(xiàn) 100% 氨燃燒面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，主要包括氨的低燃速特性以及燃燒過程中極易產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）排放。

在本次全尺寸測(cè)試中，GE Vernova 與 IHI 憑借在燃燒動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的深厚積累，開發(fā)出了全新的分級(jí)燃燒系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過優(yōu)化空氣與燃料的混合比例，不僅在 F 級(jí)機(jī)組的高溫高壓環(huán)境下維持了極高的燃燒穩(wěn)定性，更利用先進(jìn)的減排技術(shù)將 NOx 排放控制在嚴(yán)苛的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。

測(cè)試結(jié)果證明，通過對(duì)現(xiàn)役 F 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行燃燒器改造，即可在不犧牲輸出功率的前提下，實(shí)現(xiàn)從天然氣向 100% 氨燃料的平滑過渡。

此次測(cè)試并非實(shí)驗(yàn)室條件下的小規(guī)模驗(yàn)證，而是在接近F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行環(huán)境的條件下進(jìn)行，涉及高溫、高壓以及復(fù)雜燃燒組織等關(guān)鍵指標(biāo)。在此工況下實(shí)現(xiàn)100%氨穩(wěn)定燃燒，意味著氨燃料首次在重型燃機(jī)這一主力發(fā)電設(shè)備上具備現(xiàn)實(shí)應(yīng)用基礎(chǔ)。

相較于此前集中在小型機(jī)組或摻燒階段的探索，這一進(jìn)展推動(dòng)氨燃料從“技術(shù)可行”跨越至“工程可行”的關(guān)鍵門檻，也為未來(lái)現(xiàn)役燃機(jī)改造提供了潛在路徑。

從技術(shù)角度看，氨燃燒長(zhǎng)期面臨燃燒穩(wěn)定性不足及氮氧化物排放偏高等挑戰(zhàn)。此次測(cè)試結(jié)果顯示，在優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)與燃燒組織后，相關(guān)問題已被控制在既定技術(shù)路線范圍內(nèi)。這意味著氨燃機(jī)后續(xù)更多將進(jìn)入工程優(yōu)化與系統(tǒng)集成階段，而非基礎(chǔ)原理突破階段。

根據(jù)雙方規(guī)劃，100%氨燃燒燃?xì)廨啓C(jī)的商業(yè)化目標(biāo)鎖定在2030年前后。此次測(cè)試成功，為后續(xù)整機(jī)開發(fā)與電站級(jí)應(yīng)用奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)，也為全球能源轉(zhuǎn)型提供了新的技術(shù)路徑。在碳約束持續(xù)強(qiáng)化的背景下，氨因其燃燒過程不直接產(chǎn)生二氧化碳，被視為潛在的零碳燃料之一，尤其適用于電力系統(tǒng)中的穩(wěn)定電源場(chǎng)景。

與氫能相比，氨在儲(chǔ)運(yùn)體系上更為成熟，具備現(xiàn)成的全球貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，這使其在跨區(qū)域能源供應(yīng)體系中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，日本等資源約束型國(guó)家正加速推動(dòng)氨能源戰(zhàn)略，試圖通過構(gòu)建“氨進(jìn)口+發(fā)電利用”的新模式，提升能源安全水平。

隨著此次大型燃機(jī)驗(yàn)證落地，氨燃料正從補(bǔ)充性選項(xiàng)逐步走向主力電源候選，其對(duì)傳統(tǒng)天然氣發(fā)電格局的潛在影響，也開始受到行業(yè)廣泛關(guān)注。

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