近日，Georgia Power（佐治亞電力）和Mitsubishi Power（三菱電力）宣布，在美國佐治亞州斯米爾納市的McDonough-Atkinson工廠的M501GAC天然氣渦輪機上部分和滿負荷混合氫氣和天然氣燃料的第二次試驗。本次試驗也是“首個”在燃氣輪機上驗證 50% 天然氣摻氫燃燒的測試項目。

2022 年，該電廠已完成 20% 氫混合測試，此次在2022年基礎上進一步提升比例至50%。在50%摻氫比例試驗之前，電廠還進行了多項測試，包括從 5% 到 50% 不等的多種不同的混合百分比。此外燃氣輪機還進行了從蒸汽冷卻到風冷的技術改造，并引入 J 系列燃燒技術，優化啟動時間、調節能力與維護成本，為高比例摻氫創造條件。

天然氣摻氫仍存在爭議

• 能源替代重要途徑。國內天然氣進口需求從十年前的592億方到如今接近2000億方的快速增長，巨大的能源安全隱患一直客觀存在并在逐年放大。從立足本土天然氣儲量的基礎上尋求能源替代之路，而最直接也最有效的方式之一就是天然氣摻氫。
• 氫氣消納的重要途徑。天然氣燃燒在工業和居民生活中有廣泛的應用。氫氣部分或全部替代天然氣有利于提升氫氣的應用規模，從而為提升制氫技術和降低制氫成本提供正反饋。
• 天然氣應用的重要降碳方式。天然氣在工業上光伏應用于發電于熱源。氫氣的可燃燒性使氫氣成為火電和工業熱源過渡為零碳生產的重要工具。

批評者則從能源轉化效率、成本、減排預期等角度出發，建議有限度地鼓勵天然氣摻氫應用的發展。

• 轉換效率低。“電-氫-（燃燒）電”的能量利用效率不足30%，甚至僅為20%，是對能量載體的不當利用。
  

• 經濟性優勢難實現。相同狀態下，氫氣熱值僅為同體積天然氣的1/3，因此氫氣價格必須至少達到天然氣的1/3才能實現摻氫/純氫燃燒的經濟性，而目前綠氫價格動輒30元/kg以上，實現經濟性還有很長的路。

• 基建成本高。摻氫/純氫需要對氫氣管道、管道增壓壓縮機、燃氣輪機進行新建/改造工程，毫無疑問需要大量的基建改造成本投入。    

• 減排效果不及預期。氫氣本身并非強效溫室氣體，但大氣中的氫氣會延長甲烷在大氣中的存留時間，而甲烷的溫室效應是CO2的73倍，有研究認為，氫氣的溫室效應為CO?的35倍（前20年內）。因此，有研究提出，需氫氣比例≥80%僅減少50% CO?排放；比例為20%僅減少CO2排放減少量約5%。

國內持續推動天然氣摻氫燃燒項目發展

全球范圍內，各設備廠家和火電企業一直致力于從摻氫摻燒向純氫燃燒發展。國內在天然氣摻氫/純氫燃燒等方面起步相對較晚，但在數年間也取得了令人矚目的進步。

2022年，國家電投荊門綠動能源有限公司在運燃機成功實現15%摻氫運行，同年9月，又成功實現30%摻氫燃燒改造和運行，這是我國首次在重型燃機商業機組上實施高比例摻氫燃燒改造試驗和科研攻關，也是全球范圍內首個在天然氣聯合循環、熱電聯供商業機組中進行高比例摻氫燃燒的示范項目。

2023年11月，杭汽輪集團在高效低碳燃氣輪機試驗裝置國家重大科技基礎設施（江蘇中科能源動力研究中心）CTF#1燃燒室試驗平臺成功開展自主HGT51F燃氣輪機燃燒室摻氫中壓全溫試驗，天然氣燃料的摻氫比例達到25%，是國內首次在自主重型燃氣輪機全尺寸燃燒室開展摻氫比例超過20%的試驗研究。

2024 年 7 月，我國首臺自主研制的 F 級 50 兆瓦重型燃氣輪機（G50）完成 30% 摻氫全尺寸試驗，實現年減排 CO?約 1.8 萬噸；

2024 年 9 月，杭汽輪 HGT51F 燃燒室在國內率先完成 40% 摻氫全溫全壓試驗，攻克了高氫燃料的回火和熱聲振蕩難題；同月，浙能天然氣集團于 2024 年 9 月成功完成 30% 摻氫燃燒及分離試驗，驗證了終端設備的安全性。

2024年12月22日，全球首臺30MW級純氫燃氣輪機“木星一號”在整機試驗中首次點火成功，這是目前全球單機功率最大的純氫發電機組。

另外值得一提的是，在《國家能源局綜合司關于組織開展能源領域氫能試點工作的通知 國能綜通科技〔2025〕91 號》中明確支持開展氫氨燃料供電供能方向試點工作，其中燃機類項目規模不低于 10 兆瓦，摻氫/摻氨比例不低于 15%；燃煤鍋爐類項目規模不低于 300 兆瓦，摻氫/摻氨比例不低于 10%。