記者從中國科學(xué)院工程熱物理研究所獲悉，由該所聯(lián)合相關(guān)企業(yè)研制的國際首套零碳復(fù)溫天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)，近期已在山東曲阜正式發(fā)電投入運(yùn)行。

該系統(tǒng)核心裝備及工藝自主化率100%，發(fā)電系統(tǒng)最高功率為500kW，每年可發(fā)電330萬度以上，同時該系統(tǒng)通過原創(chuàng)性零碳復(fù)溫流程，在國際上首次實(shí)現(xiàn)冬季零燃料、零外部補(bǔ)熱的工況下出口溫度保持0℃以上，突破了天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)推廣應(yīng)用的主要技術(shù)瓶頸。

天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)利用天然氣管網(wǎng)在中下游減壓時浪費(fèi)的壓力能回收，驅(qū)動壓差透平膨脹機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)壓力能向電能的轉(zhuǎn)化。但由于天然氣膨脹降壓后溫度降低，其中含有的水分結(jié)冰，容易引起冰堵現(xiàn)象，通常需要燃?xì)饧訜釥t等外部熱源加熱來解決冰堵問題。本項(xiàng)目研發(fā)的國際首套零碳復(fù)溫天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)天然氣減壓發(fā)電的同時，通過流程創(chuàng)新對出口天然氣進(jìn)行復(fù)溫，整個流程不消耗任何額外天然氣及電能，徹底擺脫了對燃?xì)饧訜釥t等外部熱源的依賴，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的零碳化壓差能量回收。

據(jù)了解，中國科學(xué)院工程熱物理研究所從2013年起在國內(nèi)最早開展天然氣壓差發(fā)電項(xiàng)目的研究，經(jīng)過十余年的努力，原創(chuàng)性提出了零碳復(fù)溫天然氣壓差發(fā)電新原理，突破了系統(tǒng)高效緊湊式換熱器、高膨脹比膨脹機(jī)、變工況運(yùn)行控制等關(guān)鍵技術(shù)；建成了涵蓋“系統(tǒng)設(shè)計-核心裝備-集成控制”完整的天然氣壓差發(fā)電研發(fā)設(shè)計體系。2022年起，中國科學(xué)院工程熱物理研究所和中科九朗（北京）能源科技有限公司在國際上率先開展了零碳復(fù)溫天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)的研制工作。

經(jīng)過3年多的努力，2025年12月國際首套零碳復(fù)溫天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)研制成功，該系統(tǒng)利用曲阜分輸站豐富的天然氣壓差資源，在中石化天然氣分公司、濟(jì)寧市能源局、國家電網(wǎng)山東省電力公司等各方支持下順利并網(wǎng)發(fā)電。系統(tǒng)并網(wǎng)后實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)調(diào)控-天然氣管網(wǎng)系統(tǒng)耦合運(yùn)行，所發(fā)電能供給天然氣場站，同時余電上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了零碳天然氣場站的建設(shè)目標(biāo)。

據(jù)介紹，國際首套零熱源復(fù)溫天然氣壓差發(fā)電系統(tǒng)的研制成功并正式投運(yùn)，可有效推動天然氣壓差發(fā)電技術(shù)及產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，使巨量的天然氣門站轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际搅闾及l(fā)電站，將原來天然氣管網(wǎng)中浪費(fèi)的壓力能轉(zhuǎn)化為巨量的零碳電能，在實(shí)現(xiàn)零碳天然氣場站建設(shè)的同時，有效支撐國家雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。