国际首套零碳复温天然气压差发电系统正式投运

近日，由中国科学院工程热物理研究所（以下简称工程热物理所）联合中科九朗（北京）能源科技有限公司研制的国际首套零碳复温天然气压差发电系统在山东曲阜正式投运。该系统核心装备及工艺自主化率100%，发电系统最高功率为500千瓦，每年可发电330万度以上，同时该系统通过原创性零碳复温流程，在国际上首次实现冬季零燃料、零外部补热的工况下出口温度保持0℃以上，突破了天然气压差发电系统推广应用的主要技术瓶颈。

天然气压差发电系统利用天然气管网在中下游减压时浪费的压力能回收，驱动压差透平膨胀机发电，实现压力能向电能的转化。但由于天然气膨胀降压后温度降低，其中含有的水分结冰，容易引起冰堵现象，通常需要燃气加热炉等外部热源来解决冰堵问题。本项目研发的国际首套零碳复温天然气压差发电系统，在实现天然气减压发电的同时，通过流程创新对出口天然气进行复温，整个流程不消耗额外的天然气及电能，彻底摆脱了对燃气加热炉等外部热源的依赖，实现了真正意义上的零碳化压差能量回收。

据悉，工程热物理所从2013年起在国内最早开展天然气压差发电项目的研究，经过十余年的努力，原创性提出了零碳复温天然气压差发电新原理，突破了系统高效紧凑式换热器、高膨胀比膨胀机、变工况运行控制等关键技术；建成了涵盖系统设计-核心装备-集成控制的完整研发设计体系。

工程热物理所联合中科九朗（北京）能源科技有限公司于2021年12月在山东淄博建成了国内首套300千瓦天然气压差发电示范项目，已稳定运行超过4年，最高年发电量240万度，每年节约复温用天然气消耗8万标方，每年实现二氧化碳减排1985吨。2022年起，双方又在国际上率先开展了零碳复温天然气压差发电系统的研制工作。经过3年多的努力，于2025年12月研制成功国际首套零碳复温天然气压差发电系统，在中石化天然气分公司、济宁市能源局、国家电网山东省电力公司等各方支持下顺利并网发电。该系统最高功率为500千瓦，每年可发电330万度以上，核心装备及工艺自主化率100%，所发电能供给天然气场站，同时余电上网，实现了零碳天然气场站的建设目标。

该系统的成功投运，可有效推动天然气压差发电技术及产业快速发展，使巨量的天然气门站转变为分布式零碳发电站，将原来天然气管网中浪费的压力能转化为巨量的零碳电能，有效支撑国家“双碳”战略目标的实现。