【行業(yè)動態(tài)】GE能源與IHI實現(xiàn)F級燃氣輪機100%氨燃燒測試突破

導(dǎo)讀：據(jù)powermag網(wǎng)站2026年3月18日報道，通用能源（GE Vernova）與日本綜合重工業(yè)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(lián)合推進可調(diào)度電力脫碳的關(guān)鍵技術(shù)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(shè)施內(nèi)完成，該設(shè)施是雙方于2025年6月專門啟用的定制化測試裝置，可精準(zhǔn)復(fù)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(shù)。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(lián)合開發(fā)路線圖規(guī)劃，該路線圖目標(biāo)是在2030年實現(xiàn)適配氨燃料的F級燃氣輪機商業(yè)化部署。

不過，兩家公司均未披露測試參數(shù)細節(jié)，包括記錄的氮氧化物（NOx）排放水平，而這一指標(biāo)是所有目標(biāo)市場監(jiān)管許可的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。《POWER》雜志已聯(lián)系IHI與通用能源，以獲取更多關(guān)于發(fā)電量、熱效率、燃料供應(yīng)假設(shè)以及全發(fā)動機集成時間表的相關(guān)研究結(jié)果。

通用能源碳解決方案負責(zé)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(guān)鍵一步”。他表示，后續(xù)研發(fā)工作將持續(xù)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(xù)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(shù)里程碑

據(jù)《POWER》雜志報道，氨作為發(fā)電燃料的吸引力，源于其相較于純氫氣的多項結(jié)構(gòu)性優(yōu)勢。氨不含碳，燃燒過程中不產(chǎn)生二氧化碳，同時它也是全球產(chǎn)量第二大的化工產(chǎn)品，全球年產(chǎn)量中約10%通過現(xiàn)有約170艘運輸船組成的運輸網(wǎng)絡(luò)進行跨國海運。液態(tài)氨僅需冷卻至-33℃即可儲存，遠低于液態(tài)氫所需的-253℃，這使其在現(xiàn)有港口和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施中更易儲運。這些物流優(yōu)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(nèi)可再生資源不足，無法僅通過電氣化實現(xiàn)脫碳目標(biāo)。

盡管具備上述潛力，氨作為燃氣輪機燃料的商業(yè)化開發(fā)仍因重大技術(shù)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(shè)計的燃氣輪機帶來運行穩(wěn)定性隱患；其較低的反應(yīng)性會影響燃燒穩(wěn)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(shù)里程碑，背后是近五年的持續(xù)研發(fā)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(yè)路線圖，涵蓋市場潛力聯(lián)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(shù)調(diào)研。2023年2月，經(jīng)過為期一年的研究，雙方得出結(jié)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(tài)氫。

該分析推動雙方于2024年1月簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，承諾研發(fā)可改裝、適配100%氨燃料的燃燒系統(tǒng)，兼容通用能源6F.03、7F和9F型燃氣輪機。該聯(lián)合開發(fā)協(xié)議還依托IHI此前的研發(fā)成果，IHI曾在日本新能源與工業(yè)技術(shù)開發(fā)機構(gòu)的資助下，為其2兆瓦IM270燃氣輪機研發(fā)燃燒室。

值得關(guān)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(shù)將液態(tài)氨直接噴入燃氣輪機燃燒室，實現(xiàn)液態(tài)氨單一燃料燃燒。測試結(jié)果顯示，當(dāng)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(shè)施，是該項目首項重大資本投入，該設(shè)施旨在將IHI IM270燃燒技術(shù)的經(jīng)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(shè)施的共享最佳實踐。

IHI董事執(zhí)行經(jīng)理、資源能源與環(huán)境業(yè)務(wù)部總裁小澤德明表示：“氨價值鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)現(xiàn)已逐步完善。自2024年簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)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(xiàn)，是重大里程碑，也助力夯實電力行業(yè)客戶規(guī)劃的脫碳路線圖。”

商業(yè)化進程加速推進

此次技術(shù)官宣之際，經(jīng)過多年實驗室漸進式研發(fā)，氨燃料發(fā)電已重新迎來商業(yè)化發(fā)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(zhàn)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(xiàn)100%氨燃燒，推動火電脫碳，該國已開始相關(guān)采購簽約。2025年12月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省根據(jù)綠色轉(zhuǎn)型差價合約機制，認證了兩項里程碑式供應(yīng)協(xié)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(guān)注。作為氫載體的氨，需通過哈伯-博施法合成生產(chǎn)，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(tài)燃料形式運輸，既可直接在燃氣輪機中燃燒，也可重新轉(zhuǎn)化為氫氣投入使用。

目前尚無原始設(shè)備制造商將適配100%氨燃料的大型工業(yè)燃氣輪機推向市場，三菱動力正在基于H-25機型研發(fā)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(dāng)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(guī)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(chǎn)品組合需求正大幅攀升。公司首席執(zhí)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(xiàn)有資產(chǎn)，我們看到設(shè)備和服務(wù)的需求持續(xù)加速，價格走勢向好。”2025年底，通用能源燃氣發(fā)電設(shè)備訂單積壓和機位預(yù)留協(xié)議達83吉瓦，較上一季度的62吉瓦大幅增長，斯特拉齊克預(yù)計2026年底簽約規(guī)模將達到100吉瓦左右。

根據(jù)通用能源2025年年度報告，公司擁有全球規(guī)模最大的燃氣輪機裝機基數(shù)，約7000臺，其中約1800臺機組簽有長期服務(wù)協(xié)議，這也凸顯出可商業(yè)化的氨燃料適配燃燒系統(tǒng)所蘊藏的大規(guī)模改裝潛力。其裝機基數(shù)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(chǎn)品序列，涵蓋6F.03、7F和9F機型，也是其機隊中應(yīng)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(tǒng)，將幫助現(xiàn)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(shè)備的前提下實現(xiàn)脫碳改造。

通用能源也開始以風(fēng)險為核心導(dǎo)向，布局其低碳發(fā)電產(chǎn)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(shù)。公司在2025年年度報告中警示，長期成功取決于通過調(diào)整產(chǎn)品組合、推廣低碳技術(shù)實現(xiàn)電氣化與脫碳雙重目標(biāo)，若無法推進相關(guān)目標(biāo)，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(yù)見的方式影響行業(yè)發(fā)展格局。

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