近年来，煤电机组低碳改造成为行业重要议题。作为行业中的技术先锋，A股上市公司新动力积极响应国家政策号召，专注于氢氨燃料在煤电行业的研发和应用。
近日，《证券日报》记者走进新动力全资子公司徐州燃烧控制研究院有限公司，深入了解公司在煤电机组低碳改造方面的创新及挑战。
探索减碳新路径
走进燃控院厂区，穿过宽敞的走廊，记者来到了燃控院的技术研发中心。走进研发中心实验区，记者看到一些正在进行中的实验:高温高压下，煤粉与氢气、氨气的混合气体在燃烧室中激烈反应，精密的传感器捕捉着每一个细微的变化，将数据传输到电脑中进行分析处理。
燃控院技术部部长朱红胜向《证券日报》记者表示，公司正在积极推进煤电机组的低碳改造，特别是在掺氢掺氨技术方面，“公司从2016年开始，陆续开展了一系列氢气和氨气燃烧的研究项目，包括在煤粉锅炉、垃圾焚烧炉及天然气锅炉上的掺氢应用。”
氢能被认为是未来最具发展潜力的清洁能源之一，其燃烧产物为水，无任何碳排放。氨气作为氢气的储能载体，具有易于运输和存储的特点，在减少碳排放方面同样具有重要作用。
朱红胜表示，通过“电解水制氢—氢气合成氨气—氨气燃烧发电”的技术路径，不仅可以有效解决氢气的储运难题，还能显著降低煤电机组的碳排放。
据了解，在煤炭中掺入一定比例的氨，替代部分燃煤，能够在源头上减少煤炭的使用，减少碳排放。尽管氢能和氨能掺烧技术前景广阔，但其应用推广并非易事。
“实际上，在探索更高效的氢气储存与运输方式的过程中，各行业都在积极寻找理想的载体。然而，目前尚未有突破性技术能够发现一种既经济又高效的载体来大规模储存氢气。”朱红胜表示，目前，一种常见的解决方案是将氢气转化为氨气。这一技术在国内已发展数十年，相对成熟且稳定。特别是考虑到新能源发电与用电端之间可能存在的长距离间隔，单独制氢并铺设管道的成本过高，而合成氨后通过加压液化，再利用管道或槽罐车进行运输，则显得更为便捷和经济。
“当前，火电机组大多采用槽罐车运输燃油，未来氨气也有望采用类似的方式，通过槽罐车或管道送达电厂。然而，我们的工作主要集中在氨气送达电厂后的环节，对于上游的制备与运输，由于成本高昂和技术复杂，我们尚未全面介入。”朱红胜说。
从技术角度来看，与传统的煤粉掺氨相比，天然气掺氨的燃烧条件更为复杂，氨气在掺烧过程中需要精确控制比例和燃烧条件，以确保不产生过多的氮氧化物。
“这就需要我们不断优化燃烧设备的设计和控制系统的算法，提高整体的可靠性和经济性。”朱红胜表示，公司在这一领域已经取得了一些成果，实验数据表明，目前的氨能掺烧技术已能将氮氧化物排放控制在每立方米200毫克以内，远低于1000毫克的国家标准。
据了解，包括新动力在内，当前已有十多家企业和高校在氢氨掺烧领域展开了积极探索，共同承接了国家重点研发计划，主要针对氢气和氨气的燃烧技术进行研究。燃控院总经理李鹤向记者表示，这种技术创新或将成为煤电行业减碳增效的新路径。
加速工业化应用
事实上，大部分氨能掺烧项目当前仍处于实验和小范围应用阶段。未来要实现大规模应用，需要进一步解决氨能掺烧在大容量煤电机组中的稳定性和可靠性问题。如何在技术创新的基础上，实现氢能和氨能的规模化应用，如何在技术创新的基础上，实现氢能和氨能的规模化应用，也成为产业发展的关键所在。
为了将实验室研究成果转化为生产力，新动力采用了“三步走”策略。首先是实验室研究阶段，公司已完成了多项技术指标的测试，包括氢氨混合燃料的燃烧效率和污染物控制水平；其次是中试阶段，公司在小规模工业实验中验证这些技术的可行性；最后是工业化应用阶段，公司计划在2026年前完成多个工业验证和工程示范项目，以确保技术在实际生产中的稳定性和可靠性。
朱红胜表示，公司正在尝试将氨能掺烧技术引入到更多的大型火电机组中，但由于氨气在燃烧过程中的化学特性复杂，其掺烧比例和燃烧效率的控制仍是一个难点。公司的目标是通过不断优化燃烧技术，实现氢能和氨能的高效利用。
新动力董秘宗冉向《证券日报》记者表示，资本市场的支持，对于公司实现氢氨燃料技术的产业化至关重要。公司将充分利用资本市场的融资功能，积极与金融机构、风险投资机构接洽，探讨供应链金融、融资租赁以及商业保理等融资担保手段，利用资本市场的力量加速技术成果转化和产业化进程。
根据毕马威发布的报告，从全球范围来看，2021年绿氨市场规模约为3600万美元，2030年预计将达到54.8亿美元，年均复合增长率达74.8%，潜力巨大。
“氢能和氨能掺烧技术能够显著降低煤电机组的碳排放，并解决新能源不稳定的供电问题。这项技术的推广应用，既符合国家政策要求，也为企业开拓新的市场机会。未来，公司将继续加大技术投入，同时进一步加强与政府、行业协会和科研机构的合作，推动氢氨燃料在更广泛的工业领域应用。”宗冉说。
掺烧技术迎机遇
从政策层面来看，近年来，国家对煤电行业的低碳改造给予了强力支持，氢能和氨能掺烧技术正迎来前所未有的发展机遇。2024年5月份，国务院印发的《2024—2025年节能降碳行动方案》明确，加强煤炭清洁高效利用，推动煤电低碳化改造和建设，推进煤电节能降碳改造、灵活性改造、供热改造“三改联动”；7月份，国家发改委和能源局发布的《煤电低碳化改造建设行动方案》提出，利用风电、太阳能发电等可再生能源富余电力，通过电解水制绿氢并合成绿氨，实施燃煤机组掺烧绿氨发电，替代部分燃煤。改造建设后煤电机组应具备掺烧10%以上绿氨能力，燃煤消耗和碳排放水平显著降低。
朱红胜表示，煤电机组碳排放量占全国总排放量的将近一半，因此，煤电低碳化改造对于达成国家“碳达峰、碳中和”目标至关重要。掺氢掺氨技术在煤电机组改造中具有独特优势。
李鹤表示，相较于直接应用新能源发电，制氢再合成氨的过程需要额外的化工设备和投资，所以，目前其经济性还有待提高。但从推广角度来看，一些领域有责任也有动力率先应用新技术。
“技术的不断创新和突破是根本。作为一项前沿技术，氢能和氨能掺烧技术的研发和应用需要在基础研究和工业化应用之间找到平衡点。只有通过持续的技术进步，才能真正实现其大规模应用和商业化。我们也在不断探索新的技术和模式，以更好地实现氢气或氨气的储存、运输和应用。”李鹤说。
