氢能作为一种来源丰富、有广泛应用前景的绿色清洁能源，能够帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能。
其中，氢燃气轮机作为未来新型电力系统的主要设备，将在未来能源系统中发挥重要作用，是实现碳中和的主要技术路径之一。对此，欧美日等国家早已率先推出了氢燃气轮机的相关发展战略，来帮助能源系统的加速转型。
海外政策大力推动，燃气轮机结构转型势在必行
2020年，美国能源部在推出的《氢能计划》中提出，氢将广泛应用于发电场景，包括大规模发电、分布式发电、热电联产和备用电源。氢气被生产、输送和储存后，通过燃烧（燃气轮机或发动机）、以及电化学过程（燃料电池）转化为可用的能量（电、热等）。
据悉，美国工业界已在多个地区投资大型氢发电项目，同时，大型数据中心运营商也正在探索使用氢燃气轮机或氢燃料电池来提供可靠、高灵活性的备用电源，使得越来越多的终端用户转向了氢能方案。
同年，欧盟在启动《氢能路线图》时提出：欧盟监管机构将积极推动欧洲P2G市场的发展，制定长期储能方案，通过市场来稳定价格、应对季节性供需失衡，促使可再生能源电力系统稳健发展。随后，欧洲各国也是不断积极推进P2G试点项目的运行和建设。
随着美国、欧盟率先发起了氢燃气轮机的进攻“号角”，世界上发电行业的主要参与者均逐渐重视起了氢燃气轮机的相关技术。
2021年，英国也在国家氢能战略中明确提出：氢可以通过燃气轮机、发动机燃烧或者燃料电池化学反应来产生电、热能，是重要的长期储能介质，能够以多种方式储存、运输，实现能源跨区域、跨时间配置；同时氢也是工业生产的重要原料。
因此在近些年，燃气轮机掺氢燃烧将是英国主推的氢能发电形式，10年后会投入使用第一台100%纯氢燃烧燃气轮机。氢燃料电池则取代柴油发电机等高碳发电方式，为离网城市提供较小规模的电力供应和备用电源。预计从2030年起，氢将在英国的电网调峰和安全保供方面发挥越来越大的作用，通过大规模建设P2G项目，将氢整合至电力系统中。
为了在2030年之前实现氢在电力行业的整合，英国政府将提前十年对技术储备进行部署：攻克氢产业链中的关键技术，包括大规模储氢设备、100%燃氢燃气轮机和下一代电解槽。
不仅是氢能，氨燃料也是碳中和背景下的重要零碳能源之一,在工业、电力、交通等领域具有广泛应用前景。
2021年，在日本政府提出的第六版能源计划中明确引入氨能，并将开展混烧、专烧示范。氢气和氨气可用于燃气轮机，以提高电力系统的灵活性，氨气还可用于燃煤电厂以减少排放，成本也低于氢。
据了解，日本政府早在2014年启动的日本重振战略中，拨付了500亿日元的研发经费（约25亿元人民币），设立了10多个部门联动的战略性创新研究项目，其中能源载体项目下的氨直接燃烧课题已形成许多成果。2021年3月，相关课题组成功实现了70%的液氨在2MW级燃气轮机中的稳定燃烧，并能同时抑制产生氮氧化物。
近些年，随着氢燃气轮机技术研发和商业推广的不断发展，工业界已经开发出材料和适配系统来提高可燃烧的氢气浓度。目前氢气在简单循环燃气轮机中的燃烧浓度可超过90%，在大型联合循环燃气轮机中的燃烧浓度高达50%，并且已逐步投入商用。以下为不完全统计下海外OEM厂商燃氢燃气轮机主要示范项目——
图源：势银能链
国电投引领国内转型潮流，2023氢燃气轮机领域“起风”
在国内，现下的氢燃气轮机虽不如燃料电池如此火热，但仍有国电投、东方电气、慕帆动力、华天航空动力等企业坚守在难而正确的道路上。值得一提的是，国电投在2021年便率先推进了相关示范项目的运行，引领了国内燃气轮机转型的潮流——
国电投湖北分公司与中国联合重型燃气轮机技术有限公司、荆门市高新区管委会、盈德气体集团有限公司在荆门市签署《燃气轮机掺氢燃烧示范项目战略合作框架协议》。
国家电投荆门绿动电厂在运燃机，成功实现15%掺氢燃烧改造和运行，机组具备了纯天然气和天然气掺氢两种运行模式的兼容能力。这是中国首次在重型燃机商业机组上实施掺氢燃烧改造试验和科研攻关。二期2022年底开展30%掺氢燃烧。
国家电投黄河流域氢能产业基地项目，由国家“科改示范行动”中唯一氢能企业——国家电投集团氢能科技发展有限公司投资建设，总投资100亿元，一期投资40亿元，打造国家级氢能创新平台，推进氢能在交通、供能等领域全面应用。
国电投作为国内氢燃气轮机的先行者，其项目推进也给予了其他企业技术研发支撑下去的信心，但光有信心还远远不够，氢燃气轮机的持续发展需要政策的支持和推动。而在近期，氢燃气轮机也终于迎来一大政策利好消息。
5月22日，工业和信息化部科技司公开征求对《工业领域碳达峰碳中和标准体系建设指南（2023版）》（征求意见稿）的意见，其中指出：重点制定燃氢燃气轮机、氢燃料内燃机等氢能替代，氢冶金等技术和装备标准。
这对于后续氢燃气轮机的标准研究、制定和认证会起到了一定的推动作用，也让坚守该领域的企业看到氢燃气轮机蓬勃发展的曙光就在不远的将来。
此外，中国作为世界上最大的氢能源市场，凭借着氢能产业各个环节的不断优化，对于燃气轮机的转型发展也有相当的助益。2023开年至今，各家企业在国内也是积极布局，均取得了一定的进展——
4月3日，内蒙古公司总经理、电力协同产业创新中心主任王伟光在会见国家电投北京重燃能源科技发展有限公司总经理米文真一行，双方就共同推进纯氢燃气轮机研制及应用验证进行工作交流。北京重燃与内蒙古公司共同推动全球首个基于纯氢燃气轮机的“电-氢-电”示范项目落地，是落实国家能源局“首台套”科研项目及集团公司“2035一流战略”，推动“创新驱动、落地见效”的具体行动。
3月初，西门子能源携手杭州汽轮动力集团股份有限公司对舟山绿色石化基地年产4000万吨炼化一体化项目（“舟山项目”）中的三台SGT5-2000E燃气轮机成功进行了混合气燃烧调试。西门子能源通过长期的研发投入和丰富的项目执行经验，在舟山项目上实现了掺混合气燃烧的稳定运行，掺氢比例达到20%，不仅降低了项目的用能成本，还能减少废气排放。
西门子能源SGT5-2000E燃气轮机（图源：西门子能源）
3月下旬，主攻氢燃气轮机多年的上海慕帆动力科技有限公司完成了5000万元的战略融资。据悉，慕帆动力已成功研发了全球首个三燃料零碳干式低氮燃烧器，可以在一个燃烧器上不改变燃烧系统硬件实现氢气、氨气和天然气的干式低氮燃烧，并已经通过了全温全压满负荷燃烧测试。
2月17日，由哈电通用生产的首台国产HA级重型燃机在秦皇岛顺利下线。该燃机会运往惠州大亚湾石化区综合能源站，将采用10%（按体积计算）的氢气掺混比例与天然气混合燃烧，可为当地新增1.34吉瓦的供电能力。
尽管目前国内布局氢燃气轮机的企业还相对较少，但今年相关动态也是层出不穷，这一领域正如氢内燃机一般迎来“起风之势”，步入发展新阶段。未来，随着本土技术的研发和商业化推广模式的不断优化，以及国外技术的引入和结合，氢燃气轮机在能源转型中的桥梁作用或将能够被更多企业看到并选择。
