燃气轮机：自主创新如何从“点”到“链”

“随着全球数据中心电力供需缺口不断扩大，燃气轮机产能呈紧缺态势，主要厂商均已排产至2030年以后。这对我国燃气轮机产业既是机遇，更是挑战。”在10月30日举行的国家能源局新闻发布会上，市场监管司副司长王云波如是说。

在这样的背景下，国家能源局、工业和信息化部、国务院国资委、市场监管总局日前联合印发《关于促进燃气轮机创新发展的指导意见》（以下简称《指导意见》），以全面提升燃气轮机自主创新能力和产业链供应链安全可控水平，把发展机遇转化为产业优势。

全链条自主创新如何实现？多位业内专家进行了解读。

自主化进程提速，但短板待补

“燃气轮机被誉为装备制造业‘皇冠上的明珠’，是保障能源安全的大国重器。”王云波介绍，近年来我国燃气轮机自主化进程提速。一是重型燃气轮机实现历史性突破。300兆瓦级F级重型燃气轮机即将开展示范运行，50兆瓦F级重型燃气轮机（G50）实现商业化，并供应海外。二是中小型燃气轮机形成产品谱系。7~40兆瓦级燃气轮机逐步形成多家企业、多种型号的竞争化格局，并出口海外。三是设计、制造、运维服务全产业链能力初步构建。

中国华电集团有限公司董事、总经理、党组副书记徐树彪也认为，“十四五”期间燃气轮机在电网调峰、海上油气、长输管线、氢能消纳等场景的战略价值凸显。通过重大项目带动，国产燃气轮机装备研制和在役燃气轮机自主化运维能力取得突破。

与此同时，产业发展仍有短板。中国东方电气集团有限公司党组书记、董事长罗乾宜表示，一是研发设计和装备制造能力与国际先进水平有差距。大功率自主F级燃气轮机刚起步，H级燃气轮机基础共性研究仍存在短板，热部件、控制系统和部分关键零部件供应链韧性不足。二是协同创新和合作共享不足，产业协同创新体系效能有待提高，资源开放共享机制尚不健全。三是试点应用和市场推广存壁垒。受国内气、电价格形成机制和调度机制制约，自主燃机“首台（套）”示范推广技术经济性待提升，规模化和长时间应用需验证，自主运维技术需加快发展。

此外，内外部形势变化，也对燃气轮机自主化提出需求。“进入‘十五五’，国内新型电力系统建设和能源结构调整加快，国内燃气轮机市场需求增加；叠加国外AI数据中心电力需求，国外燃气轮机需求激增。国际供应链趋紧，对国内新增燃气轮机供应、在役燃气轮机运维成本控制等方面造成显著影响，因此增强自主供应和自主化运维能力越来越迫切。”徐树彪说。

正是在这样的形势下，《指导意见》应运而生。

全链条发力，推进自主创新

针对产业发展需求，《指导意见》提出2030年我国自主化燃气轮机基本满足国内分布式能源、海上油气生产平台等能源项目需要，重型燃气轮机发电试点应用取得阶段性成效等目标，并部署16项重点任务。

重点之一是研发设计和装备制造。

“燃气轮机制造和运维像一根‘超级杠杆’，撬动高温合金材料、精密铸造与特种加工工艺、工业软件、基础元器件、仪器仪表、标准等整个工业体系升级。”徐树彪介绍，《指导意见》提出加快提升研发设计和装备制造能力，包括：突破研发设计关键技术瓶颈，加快关键部件、整机性能等设计技术建设，开发自主设计软件；提升生产制造和试验验证技术水平，研制高性能高温合金等基础材料，提升关键部件精密成型技术水平，提升测量元器件和燃料控制阀等关键附件自主化率；拓展燃气轮机产品谱系，推动研制覆盖大中型、小型、微型等各种功率等级和多元燃料的燃气轮机整机装备等。上述举措将推动关键技术突破，提升产业竞争力。

《指导意见》还有两大亮点引人关注。

一是突出数智赋能。部署基于人工智能的整机设计与仿真、燃烧状态监测诊断、故障预警、寿命预测等任务，推动燃气轮机研发制造向数智化转型。国家电力投资集团有限公司董事长、党组书记刘明胜认为，当前人工智能深入设计仿真、缺陷检测和寿命预测，数字孪生推动运维从定期检修转向状态检修。《指导意见》部署人工智能赋能、智能运维平台和行业数据库，目标是推动产业在新规则、新技术、新场景中形成中国方案。

二是注重绿色低碳。提出加快氢氨醇燃料在燃气轮机领域的技术攻关与试点应用，构建多燃料灵活兼容的技术体系，推动燃气轮机在绿色燃料消纳和电力系统灵活调峰中发挥更大作用。“氢氨醇等绿色燃料是落实‘双碳’的重要技术方向，也是国际燃机厂商布局的前沿赛道。国际上氨燃料燃气轮机正处于试验室整机测试阶段，氢燃料燃气轮机已进入示范运行。《指导意见》提出加快绿色燃料在燃气轮机领域的技术攻关与示范应用，对推动产业绿色发展至关重要。”中国工程院院士林枫说。

多措并举，助国产装备自立自强

发展目标和重点已划定，该如何落实？

罗乾宜表示，燃气轮机研制属于典型的跨学科、跨产业系统工程，单点突破难以带动产业链整体跃升。因此，必须发挥新型举国体制优势，统筹整合产学研用各类创新资源，强化创新成果合作共享，破除创新要素流动壁垒，推动产业系统性突破。

 “在燃气轮机高端装备产业协同创新方面，美国和日本提供了经验。”林枫介绍，美国能源部自1990年代初，持续推动ATS、UTSR等技术开发计划；在组织模式上建立由“政府—企业—大学—国家实验室”组成的研发网络。日本二战后在燃气轮机领域经历了数年空白期，后来通过技术“引进—消化—吸收—自主创新”实现能力跃迁。“我国提出‘加快建立企业为主体、市场为导向、产学研用紧密结合的技术创新体系’，与国际先进经验高度契合。《指导意见》提出完善产业协同创新体系、强化企业创新主体地位、建设开放共享第三方试验验证平台等措施，将为产业自主创新提供体系支撑。”林枫说。

以应用为先导也成为共识。罗乾宜表示，自主燃气轮机的产业化发展，需经历“样机—示范—商业化—规模化”的过程，难点不仅在于“造出来”，更在于“用起来”。依托示范项目开展长周期运行验证和迭代优化，是提升技术性能和可靠性的必经之路。

徐树彪认为，由于透平叶片等关键热端部件生产批量小，我国制造工艺不成熟，制造成品率低、成本高等问题突出；由于试验验证周期短，设计不足、基础材料性能、制造工艺质量等仍需进一步验证迭代。对此，《指导意见》提出建成自主可控的“研发—制造—验证—维护”全产业链体系，以补齐技术短板、做强产业链条、培育产业生态。

“在政策保障方面成功的高端装备产业政策，不应是单一补贴工具，而是‘长期战略稳定性+高风险研发金融支持+需求侧市场设计+基础设施与标准先行+供应链安全’的组合。”林枫认为，《指导意见》统筹提出支持自主燃气轮机装备进入工程示范和市场应用、深化国际合作和人才队伍建设、加强财政和金融支持等系列措施，将成为产业高质量发展的政策驱动力。

（来源：来源：中化新网）