姜海：当电价为0.1元/千瓦时，绿氨成本可降到1257元/吨

近日，2023 氢能嘉年华暨中国氢能 100 人论坛年会在苏州顺利举办，各专家学者、企业代表齐聚一堂，共同探讨氢能产业发展问题。

水电水利规划设计总院新能源研究院副院长姜海发表《绿氢（氨）与火电耦合发展研究》主题演讲。

2020年，我国正式提出碳达峰、碳中和的目标，而随着能源的转型，我国在“双碳”基础之上进一步提出新型能源系统和新型能源体系。为了保证新能源的大规模发展，除短时储能外，长时储能成为发展的重点问题。

氨是是现代社会中最为重要的化工产品之一，具备完整的产业链和成熟的国际生产贸易体系，当前全球每年约生产合成氨1.83亿吨。绿氢合成氨被称为绿氨，被认为是理想的清洁能源载体之一，不仅可以解决长时储能问题，还可以助力火电转型。

姜海介绍了锅炉掺氨的四种运行模式：1.纯煤燃烧器与纯氨燃烧器同时运行；2.纯煤燃烧器与煤掺氨燃烧器同时运行；3.纯煤燃烧器、纯氨燃烧器和煤掺氨燃烧器三种燃烧器同时运行；4.只有纯氨燃烧器运行。而这可以帮助火电厂由以电量价值为主向容量电量价值并举转换、由单纯电厂向储能发电并举转换 、由高碳电厂向绿色低碳电厂转换。

经计算，当前可再生能源制备绿氨后掺烧的全流程转换效率约为20%左右，且至高可以提升至31%左右。

在关键技术及设备方面，姜海表示，目前碱性电解槽已实现完全国产化，PEM电解槽在整体水平上处于国际第一梯队，设备国产化率超过90%。国内的可再生能源合成氨技术与国外基本上可以达到并驾齐驱，在煤掺氨锅炉方面，国内外技术差距不大。

关于火电掺烧的安全性，姜海总结，一套完整的安全管理体系，是保证整个流程的安全可控的基础。在氨制备阶段要设立可燃气体和有毒气体检测报警系统，在储存阶段要实施监控防止氨气泄露，在运输阶段要加强长输管道防腐蚀工作，并做好检测及防控系统建设，在燃烧阶段加强设备制造能力，规范生产操作，防止蒸发器、氨燃烧器等多区域泄漏。

在掺氨成本方面，姜海分别测算了联网型制氢（氨）和离网型制氢（氨）。联网型制氢（氨）成本，用电电价为0.4元/千瓦时绿氨成本为3898元/吨，而随着用电电价的降低，当电价为0.1元/千瓦时，绿氨成本可降到1257元/吨。离网型制氢成本要高于联网型制氢，但最终测算成本也可达到1630元/吨。

氨价确定火电掺氨成本，当绿氨掺烧比例在10%至100% 时，度电成本上浮0.174 至 1.743 元。若考虑火电厂可接受0.2元/ 千瓦时的度电成本上浮，则在近期 、中期（2030年）、远期（2050年 ）各阶段建议火电掺氨项目推动实现掺氨比例分别为5%-10%、10%- 20%、40%-50%。

姜海选择甘肃和浙江两个省份作火电掺氨转型案例分析，甘肃是电力送出省，当实现30%的掺氨比例时，带来的用电成本是上升约0.015元/千瓦时；当实现30%的掺氨比例时，带来的用电成本是上升约0.023元/千瓦时；当实现30%的掺氨比例时，带来的用电成本是上升约0.034元/千瓦时。浙江则分别上升约0.024元/千瓦时、0.035元/千瓦时和0.050元/千瓦时。

相比其他长时储能，火电掺氨不仅可真正实现跨日、跨月、跨季节的长时储能，还可以节省系统重构费用，降低电网改造成本。全国火电掺氨的实施路径基本以火电低掺氨比例长期安全性实验-规模化绿氢（氨）制 备-集中储氢（氨）-火电高掺氨比例运行-长输管道-完全100%掺氨” 为原则逐步推进。