中国推出世界首台30兆瓦纯氢涡轮机

中国在清洁能源技术上取得突破性成就——成功启动并稳定运行全球首台30兆瓦级纯氢燃气轮机“木星一号”

中国在清洁能源领域再创全球首例——由明阳智能能源旗下的明阳氢能燃气轮机技术公司研制的全球首台30兆瓦级纯氢燃气轮机“木星一号”于2025年12月27日在内蒙古鄂尔多斯正式投入运行并实现稳定发电。这一创新技术标志着氢能发电与长时能源储存进入可规模化应用的新阶段。该机组通过燃烧100%纯氢实现发电，为可再生能源并网与碳排放削减提供了可复制路径。

项目起源与发展历程

“木星一号”的建设始于2025年8月8日，项目位于内蒙古自治区鄂尔多斯市鄂托克高新技术产业开发区。该30兆瓦纯氢燃气轮机氢能储能示范工程由明阳智能旗下的明阳氢燃烧公司与深圳能源集团有限公司联合建设。项目依托深圳能源的鄂托克旗“风光制氢制绿氨”基地，整合了500兆瓦风电与5兆瓦离网光伏装置，用于绿色制氢。

项目推进节奏迅速。2023年12月，明阳成功研发出“木星一号”纯氢燃烧室，实现100%氢燃烧和零碳排放；2024年5月，成功完成中国最长10小时纯氢连续燃烧测试；2024年12月完成系统级可靠性验证。2025年7月29日设备从江苏无锡发运至鄂托克现场，并于12月27日顺利实现纯氢稳定发电，次日达到满出力运行状态。

不到16个月的周期内，中国团队实现了从概念到现实的飞跃，将“电–氢–电”(P2H2P)模式转化为实际能源系统。该项目亦成为中国首批国家级氢能示范工程之一，对实现“2030碳达峰、2060碳中和”目标具有战略意义。

技术规格与创新亮点

“木星一号”是目前全球单机容量最大的纯氢燃气轮机。其简单循环发电功率为30兆瓦，联合循环（配合余热蒸汽系统）模式下可达48兆瓦。它以每小时48,000标方氢气为燃料，由风电及光伏制氢系统生产，并储存在12个容积为1,875立方米的球罐中。在联合循环模式下，机组输出48,000千瓦时/小时电力，可满足约5,500户家庭的每日用电需求。

针对纯氢燃烧存在的火焰回流、压力波动、流场不稳及氮氧化物(NOₓ)排放等挑战，明阳团队采用微预混低排放燃烧技术，结合3D打印喷嘴与多级空气动力优化，实现高效稳定燃烧。该自研燃烧系统在确保零碳排放的同时，精准控制空气与燃料混合比例，使NOₓ排放降至业界领先水平。

机组采用模块化设计，便于多机组并联扩展。单台30兆瓦机组即可提供相当于100万千瓦级可再生电源的调节能力。其热效率在联合循环模式下可超过60%，显著优于煤电机组，并具备10分钟内快速启停性能，适合承担削峰填谷任务。明阳氢燃气轮机技术总经理王永志表示：“它能在电网高峰时段将储存的氢重新发电，有效解决可再生能源过剩消纳难题。”

主要技术参数：

环境效益与电网价值

“木星一号”的零碳排放特性每年可减少超过20万吨二氧化碳排放，相当于减少约4.5万辆燃油车上路。在可再生能源装机占比超过50%的中国电力系统中，该机组可有效缓解风电、光伏弃电问题——尤其在内蒙古等高比例新能源地区，弃风弃光率常达5%-10%。通过“制氢—储氢—再发电”，可在高峰时段回供电力，提升电网稳定性并减少化石调峰机组依赖。

此外，项目与年产15万吨绿氨装置联动，助力肥料、燃料及化工领域的绿色转型，形成完整氢能产业链。鄂尔多斯计划打造国家级氢能示范基地，出口“P2H2P”模式，为高比例可再生能源国家提供可复制模型。

中国氢能战略与全球地位

“木星一号”的成功运行标志着中国在氢能技术的又一里程碑。此前，中国已建成全球最大绿氢-氨-甲醇联产项目（吉林，2025），投运300兆瓦压缩空气储能项目，并在风光制氢领域布局广泛。凭借内蒙古优越的风能资源，该项目将鄂尔多斯定位为“亚洲氢谷”。

与之相比，日本仅有4兆瓦试验机组，欧洲仍处于混氢燃烧（最高30%掺氢）阶段。目前尚无单机30兆瓦级纯氢机组投入商运。明阳在燃烧室技术上拥有自主知识产权，未来将直接挑战GE、西门子等国际巨头。

自2022年发布《氢能产业中长期规划》以来，中国政府大力投入电解、水储与燃气轮机领域。鄂尔多斯项目的落地，使中国率先实现纯氢燃机商业化并形成可复制规模。

技术挑战与未来路线

氢能面临成本高（绿色氢3–5美元/公斤）、基础设施不足及燃烧难控等问题。“木星一号”通过95%以上国产化率成功降低成本30%。其氮氧化物排放控制在小于25ppm，无需额外后处理装置。

在安全方面，项目采用抗震球罐与AI燃烧监测系统，有效防止火焰回流。经济模型显示，其平准化发电成本（LCOE）可降至0.05美元/千瓦时，具有商业竞争力。
未来，明阳将推出50兆瓦以上机型，探索氢氨混烧以适用于船舶和备用电源等领域。到2030年，全国200余氢能项目预计可实现100太瓦时储能能力。

行业与国际影响

业内专家称此举“具有革命性意义”。GE前技术负责人杰弗里·戈德米尔在LinkedIn上评论道：“中国的30兆瓦氢轮机正在重新定义大型储能与电网调节方式。”西方媒体如《New Atlas》亦称其在纯氢燃烧领域实现重大突破，确立了中国在全球氢能技术的领先地位。

尽管业内对氢能“电–氢–电”循环效率（30–40%）仍有争议，但氢储能具备电池无法覆盖的季节性储能能力。分析认为，该技术有望将可再生能源弃电损失减少一半，释放上千亿美元新能源价值。

能源格局与未来展望

截至2025年，中国可再生能源装机已超1.2太瓦，储能需求迫切。“木星一号”正是“以新能源为主体新型电力系统”的关键组成。对印度、非洲等新兴市场而言，该模式亦可支持离网供能、农业电气化与数字产业发展。

若将“风/光—电解—储氢—燃机发电”流程以信息图展示，可清晰展现“P2H2P”能量闭环，其中电解效率约60%，燃机转换效率可超过50%。
媒体内容还可衍生“氢能重塑能源体系的十种方式”等专题角度。

最终，“木星一号”不仅是一台发电机组，更是全球去碳化电网的原型样本。它证明了纯氢燃烧的大规模商业可行性，为全球能源转型提供了“中国方案”。随着鄂尔多斯项目扩容，预计绿色氢价将进一步下降，中国也将加速氢能装备出口，推动全球清洁能源体系建设。