- IC型号
企业档案
- 相关证件:
 
- 会员类型:普通会员
- 地址:上海市松江区鼎源路618弄(时尚谷创意园)16号楼305室
- E-mail:2750130146@qq.com
产品分类
变频器(20)
西门子6ES71944FA000AA0
发布时间: 2018/12/14 9:02:28 | 134 次阅读
天然气的黄金时代燃气电厂具备多重优势。从开机到达到产能,燃气电厂只需要短短几分钟时间。此外,它们的运行十分灵活。因此,在可再生能源发电时代,此类电厂具备确保电网稳定性所需的各种特性。此外,燃气电厂的二氧化碳排量低于燃煤电厂。鉴于上述种种优势,天然气的前途显然一派光明。
福岛核事故发生三个月后,国际能源署(IEA)就预测,天然气的黄金时代即将来临。据该机构预计,到2035年,天然气在初级能源供应总量中的占比将从目前的20%增至25%。实际上,有些预测,随着核电比例逐步下降,到2030年,天然气供应量可能超过煤炭。
这一发展前景对于遏制气候变暖而言无疑是件好事。原因在于,燃气电厂的二氧化碳排量远低于燃煤发电厂,而煤炭是目前应用广泛的发电燃料。当今的联合循环发电厂每生产一度电,约排放330克二氧化碳,仅相当于目前的燃煤电厂的一半左右。西门子同样能够受益于天然气的快速发展。从天然气开采到燃气电厂的建设,西门子可提供所需的各类技术解决方案。
们认为,天然气在能源体系中将占据日益重要的地位。这对于天然气开采和输送设备制造商而言无疑是一个福音。
上述远景成为现实的可能性有几何?“方方面面的迹象表明,天然气将在未来的能源构成中占据日益重要的地位。”西门子能源市场分析师Volkmar Pflug称。Pflug的预测依据是西门子每年与55个国家的客户一道制订的未来能源结构演变蓝图。鉴于不同地区的能源供应商可能会出于不同原因建设联合循环发电厂,所以该项研究还考虑了每个国家的具体情况。
在可再生能源发电占比较高的地区,电力供应商会看重燃气电厂的灵活性,因为当日照或风力不足的时候,燃气电厂可以迅速增加发电量。例如,由西门子承建的Irsching 4号机组,可以在短短一分钟内让发电量增加3.5万千瓦。尽管现代化的燃煤电厂也可以如此迅速地调节发电量,但这类电厂只能在开机运转之后调整产量,而它们的开机往往需要数小时之久。相比之下,德国Irsching燃气电厂即使在停运6到8个小时后,便可在重新开机后10分钟内生产出35万千瓦的电能。其工作原理是,在开机之初关闭运转较慢的蒸汽轮机,只启动燃气轮机。等产生足够的热能后,再将发电厂切换到联合循环模式。
在美国和印度、越南等新兴亚洲国家,首要考虑是能源供应的安全性。尽管目前煤炭的价格仍普遍低于天然气,但毕竟这些国家并不想完全依赖于某一种能源。
韩国也是一个例子。韩国的能源储备匮乏,它是世界第二大液化气(LNG)进口国。韩国人希望能够对进口的天然气加以效的利用。为达到这一目的,韩国的H级联合循环发电厂将于2013年夏季投入生产。这个电厂将采用H级轮机。在Irsching,正是这种轮机缔造了60.75%的世界能效纪录。西门子已向韩国企业售出七台这种H级燃气轮机。
非常规能源。美国市场对于燃气发电设施的需求暴涨,主要是因为当地天然气价格较低。在美国,非常规天然气——也就是由细粒沉积岩层和煤层中遗留的腐化有机物质形成的甲烷,而不是常规的气藏——的产量日益提高。不久以前,开采非常规天然气还需要很高的成本,因而不具备经济可行性。但是现在技术的进步已经使这种资源的开采能够带来盈利。一方面,利用定向钻探技术,可以在地下深达一千米的地方进行横向钻孔,进入通常只有几米厚的薄岩层;另一方面,采用一种名为水力压裂的工艺,还可以通过在1000帕的压力下向外抽水而从岩层的孔隙中挤出天然气。
西门子扩建了其在北卡罗来纳州夏洛特市的轮机工厂。美国的天然气价格低廉,燃气电厂建设如火如荼。
目前美国已完钻近10万口页岩气井,正因如此,在美国,相比燃煤电厂而言,燃气电厂更具投资吸引力。这股钻探热潮终会蔓延到世界各地。据国际能源署预计,由于几乎每个国家的领土上都有非常规气藏,到2035年,各地将有多达一百万口非常规气井。不过这类钻探也引起了颇多争议。譬如,环保人士担心水力压裂过程中采用的化学品会污染地下水。对此,水力压裂技术反驳道,井筒用水泥作为内衬,污染物不会进入地下水流经的垂直层。
“联合循环发电厂终能否取得成功,在很大程度上取决于政治因素。” Pflug指出。比如德国支持兴建燃气电厂,用于在太阳能和风力发电设施的发电量不足时填补供电缺口。根据能源转型政策,德国计划在2035年以前将可再生能源发电的占比提高到50%左右,到2050年提高到80%。到那时,有些燃气电厂每年可能只需满负荷运转1500到2000个小时。相比之下,此类电厂目前通常以中等负荷运转,相当于每年满负荷运转4000到5000个小时。在这种情况下,若要确保收回在燃气电厂上的投资,就必须引入一种新的市场机制。这种机制将燃气电厂的运营成本定向分摊到需要其服务的机构。也就是说,为确保电力供应的稳定性,利用波动不定的可再生能源发电的额外成本,必须由采用可再生能源发电的电力生产商承担。
归根结底,未来能源体系中的电厂必须具有极高的灵活性。电力供应商E.on目前正在改造其在英国的联合循环发电厂,以使其能在冷启动情况下,无需蒸汽生成过程而直接运转。西门子先进的联合循环发电设备目前已经能实现这一技术创举。在美国,政治对修建何种电厂的决策同样发挥着重要影响。例如,美国的官员们就在考虑将每生产一度电的二氧化碳排量限制在450克以下。
燃煤发电厂只有安装二氧化碳分离和存储系统才能达到限排水平。西门子也在测试相关技术,但是应用此类技术会降低电厂的效率,因而同样影响利润。们还怀疑此类技术会限制燃煤发电厂迅速调节发电量的能力。相比而言,联合循环发电厂则无需进行二氧化碳分离,便可轻而易举地达到排放限值要求(或者排放更少的二氧化碳)。
热能利用。联合循环发电厂还可以通过利用燃烧过程中产生的热量向住户、公寓和工厂供热,从而进一步提高电厂的效率。此类措施可使电厂的整体能源效率提高到80%以上。可再生能源完全取代化石燃料还需要一定的时间,因而在未来几十年中,人们可以借助于上述方法保证可靠的能源供应,同时降低二氧化碳排量。因此,早在2004年,欧洲议会便呼吁欧盟各国制定热电联产(CHP)发展计划。德国随后宣布了一项计划,即在2020年以前,将热电联产厂发电量在全国总发电量中的占比增加一倍,达到25%。这个目标非常具有挑战性,因为要有效利用热能,电厂厂址必须尽量靠近能源用户,也就是靠近市区。
尽管如此,杜塞尔多夫开展的一个新项目仍然表明发展热电联产是现实可行的。2012年7月,西门子宣布赢得了一项交钥匙工程。这个项目要建设一座新的联合循环发电厂,电厂命名为“Lausward F”。待这座位于杜塞尔多夫港口的新电厂投产后,它将立即刷新三项世界纪录。首先,该电厂的发电量将达59.5万千瓦,是有史以来单座联合循环发电厂可达到的水平。其次,该电厂的发电净效率将超过61%,而天然气整体利用率将达85%左右。,该电厂的一台联合循环发电机组可分离出高达30万千瓦的容量,用于集中供暖。
轮机设计和材料都在不断改进。效率越高,燃料用量和成本越低。
发电量的增加和发电效率由Irsching的60%以上提高到杜塞尔多夫的61%以上也许看上去没什么。“但是,我们必须考虑到,在电厂运营商的总成本中燃料占75%。”Lothar Balling表示。他在西门子负责中欧和亚洲地区联合循环发电设施的销售工作。在燃料成本和二氧化碳排量不变的情况下,轮机效率每提高0.25%,便可使每年的发电量增加1500万度左右。
无论在哪里建设联合循环发电厂,也不论其目的是什么,西门子一样会从中受益。过去几年来,西门子始终在发展其燃气轮机制造网络,目前它已成为一项性业务。西门子近期斥资3.5亿美元,扩建其在美国北卡罗来纳州夏洛特市的工厂。此次扩建将新创700个就业岗位——目前该厂雇佣了大约1400人。根据计划,夏洛特工厂将生产用于出口的轮机部件。
此外,西门子还计划在沙特阿拉伯新建一个燃气轮机制造中心,以满足该国的需求。此外,根据2011年底签署的一份合资协议而建立的合资工厂将于2014年在俄罗斯圣彼得堡开始生产燃气轮机。所有这些再次表明,天然气即将迎来新的黄金时代。