上海慕帆动力科技有限公司副总经理戴军先生分享《泛氢燃气轮机赋能零碳园区高可靠绿色供能》。
以下为现场速记:
戴军:很高兴受大会主办方邀请,今天和大家分享一下,从我们装备泛氢燃气轮机赋能零碳园区高效可靠绿色供能这样一个主题。
因为是首次参加本次大会,我会先简要介绍一下慕帆动力,后面结合政策谈谈我们对这方面的理解。第三重点讲燃气轮机赋能零碳园区高可靠绿色的供能解决方案,主要是燃气轮机的热电联供、长时储能。最后和大家分享一下行业的场景案例。
慕帆动力是由德国回国的林钢博士创立,目前是上海市的专精特新企业,公司围绕燃气轮机高效透平核心技术,拥有多项专利在上海有碳中和实验室,赤峰元宝山远景零碳园也有中心,大家知道海外对燃气轮机的需求井喷,最新进行了C轮融资,在江苏无锡江阴打造燃气轮机年产100台套的超级工厂,公司200多人,国内建立多个办事处,这一轮海外数据中心井喷,在北美、加拿大、德国建立了相应的合作办事处推广燃气轮机向全球进军。
公司的主营方案,两大方面,第一是工业余热、余压的发电解决方案,这是我们的成熟项目,数十套已经在运行,主要是悬臂式的蒸汽透平等,功率范围覆盖到2万千瓦以下,第二是泛氢燃气轮机,多种含氢的燃料,比方说纯氢、掺氢、氢氨、绿色甲醇生物质合成,主打8GW,正在开发32GW,年底将下线。
作为一个进军国际的企业,在国际上美国、欧盟、日本都有申请了相关专利,参与全球的竞争,公司2015年成立,2015—2019年给几大设备厂服务,2019年转型做产品,零碳园区里就一个指标余热余压的透平进行能量回收实现,有代表性的2万千瓦的超临界二氧化碳透平,对于做装备的一个企业,离不开资金资本各方面支持,有幸我们也得到了国内国际顶级VC的加持,达成创投、顺维、远景、红杉国际对我们的助力,加速产品的研制活动,使余热余压产品快速迭代。2024年是突飞猛进的一年,8000千瓦的燃气轮机完成了开发,在内蒙古赤峰氢氨燃气轮机的基地开建,一年时间完成了建设,2025年11月份赤峰零碳大会上正式发布了首台氢氨燃气轮机,目前已经进行了C轮融资,更大规模具备制造能力的江阴的燃气轮机超级工厂正在开建。这是去年首台燃气轮机在内蒙古下线,随后进行了多轮测试,直到今年4月份完成了多燃料多工况的测试,第三方出具了报告,代表这个客户具备向客户的交付条件,正式走向市场。
我们的这个产品做到了100%的自主知识产权和100%国产化,这是媒体的报道。
政策这块我也不赘述,其中有一些点就是燃气轮机重点来解决的问题,其中明确指出了合理规划建设天然气电站,加大国产化燃机的推广,燃煤的自备电厂会进一步压缩,燃气轮机进一步得到推广。
这里说一下,今年4月份三个部门发布氢能综合应用试点工作的通知,其中一个很显著的趋势是创造1+N+X的氢能综合应用生态场景。其中掺氢燃烧我们有幸加入了上海城市示范群,以氢氨燃气轮机的电站项目,申报了试点。
这是最近出台的专项规划,其中也明确提到燃气轮机上升到国家战略。
最新的另一个隔壁会场,正在进行村镇农村电源这块,可以结合后面微电网的方案探讨一下,截至8月底申报,其中一和三两个方向明确电网是不能干的,第二是典型的工商业综合微电网,其中电热气冷气燃气轮机可以发挥冷热电三联供的优势。燃气轮机可以在贡献打造全时刻在线的高可靠绿色供能体系,能够解决风光新能源波动性、间歇性、随机性以及利用小时数少的特点,把稳定供电要求,全年8000小时的天然矛盾化解掉,风光新能源以绿电直连的形式供给多用户或单一用户,还有一部分可以采用电氢电转化成氢燃料再转成电的方式供电,整个完全闭环接近于离网的供电形式,引申出来燃气轮机的三种解决方案。
这是我们的燃气轮机产品,单机功率8GW,综合电效率热电联产可以做到80%以上,燃气轮机具有天然的优点能够快速启停,烧氢和烧氨没有碳排放的。
这是32GW基于8GW的几何放大的机型,今年年底下线,面向解决快速的海外数据中心燃气轮机的需求。早前在分布式能源三联供解决方案里天然气大家接触得多,大家可以想象成飞机翅膀下的发动机,把空气压缩在燃烧室里跟燃料燃烧产生具有高温,膨胀做功,驱动发电机或者是被拖动的设备进行驱动。这里因为燃烧的温度是1200摄氏度,我们8GW的机型,要克服高温以及材料、空气动力学上许多设计难点,所以说燃气轮机一直是号称装备制造业皇冠上的明珠。行业有分工,我们主要是做中小型的,两种布置方式,一种是固定式的,像集装箱式的,热电联供的组合,右手边就是把燃机装载车上形成移动式的发电车,8GW的快速移动发电厂可以到应急的地方。
应用场景,分布式能源冷热电多联供是传统的概念,只是我们切换到绿色氢氨零碳燃料的角度,零碳电力,可以采用工业当中就有丙烷脱氢、焦炉煤气中也有50%—60%的富产氢,相当于氢是现成的,这样的项目我们进行了简单的经济测算,一年左右收回富产气发电就可以收回投资,对于氢来说有这样的数据自己可以进行测算,一方氢发一度电。
对于以绿色燃料嵌入到零碳园区里,我们说嵌入到源网荷储,在源侧、网侧、荷侧都有燃气轮机的场景,构成电氢电的储能系统,突破地域限制,把新能源空间转移和时间转移,这里有人会提出,第一个电变成氢,4—5度电制成一方氢,后面就变成5度电变成1度电,第一个电是不稳定的,而第二个电是可以随时调节的,有稳定的可调节的电力,价值不一样,要在三个源侧、网侧、荷侧找到场景算经济账,体现出我们发出来的可调电的价值,这样的话经济账可以算的。
这是零碳园区高可靠绿色能源供给体系的理解,虚线范围内可以认为是零碳园区的边界,结合周边的新能源资源,从光、风、生物质、地热、核能作为源侧,园区里面的负荷重点来说主要是电力和热力或一些冷,热也可以制冷这方面的需求,绿色氢氨醇在这个园区里就可以充当绿色燃料和绿色原料,都是零碳园区里重要的降碳的内容。燃气轮机在其中所处的环节可以实现氢氨醇和电力、热力转换的中间环节,这里跟电化学储能和其他的储能方式形成耦合补充,适合电池储能的优先点先储,但是电池放两个小时三个小时后面要靠绿色燃料实现长时储能、长时放电。每一条线路都代表了一个技术线路,所以说零碳园区具有很丰富的内涵,需要在座的各位贡献自己的解决方案,形成一个综合性的整体高效的供能体系。
重点讲一下绿色微电网的事,这是个典型的以赤峰元宝山所在的风光条件进行的测算,40GW—8GW稳定绿色供电的项目,40GW是新能源的规模,20GW的风和20GW的光,搭配了电解水制氢以及氢燃气轮机构成了稳定供电的系统,实现了长周期全天候8GW的稳定绿色供电,做到离网取代市电。
提炼了一些指标测算系统的能源利用率,年平均能源利用率,结合所在地的风光小时数进行测算,就是一个输出除以输入,风电小时数是3415小时,光伏1530小时,结合燃气轮机利用小时数,整体年绿电供电效率67%,整个能源利用率达到70.1%,这样的项目整体投资2.8亿,每年收益也能达到4000万,整体收益率达到央国企收益率的要求。
第二提供长时储能的解决方案,因为咱们知道内蒙刚才说到的数据,有些弃风和弃光率很高比例,采用氢氨的储能方式,长时储能是一个很好的解决方案,这里我举了一个例子,远景在内蒙古赤峰建了一个很大绿色储氨,同等规模这个投资达到600多亿,我们说这个场景,利用低价电或者谷价电乃至负电价的电大规模储氢,有些条件比较好的,有地下岩穴可以储氢,燃气轮机发电,可以实现10天、跨天、跨周、跨季节的储能,对电网来说是比较欢迎的,参与电网的深度调峰,有这样一个功能。
这张图有一些地方,地下岩穴储氢优势可以发挥出来,构成了新能源到用户或者给电网做到全绿电,全天候、全小时的供电,这是我们应用场景,这是利用工业富产氢的焦炉煤气的发电方式,相比传统的锅炉出力高36%,经济效果非常好,这是我们在内蒙古赤峰厂区里有国家氢能试点第一批,两台8GW的项目,这是唯一的一个试点,今年10月份左右将会实现首台机组的并网发电,先前已经发电了但是并不了网,通过努力已经拿到了接入系统的批复。这是基地的鸟瞰图,这是建设的厂区情况,这是机组相关的测试,由国网电科院出具的实验报告,在氢氨混合工况达到35.5,氨里面含有氢,水的膨胀能力与机组效率,这是我们在沧东打造的一个超长时储能的项目,标杆工程,前面方案的具体实践。还有一些其他的应用场景,不一一展开了。
这也是一个利用弃电进行利用的方案,可以把弃电率从30%降到20%,内部收益率达到13.65%非常好,利用新能源厂站的弃电做的方案。
最后,欢迎各位领导专家有空到内蒙古的赤峰基地莅临指导。谢谢!