? ? 世界清潔能源轉型的趨勢以及頁巖氣革命的成功,極大地促進了天然氣發電在全世界范圍內的發展,也帶來了燃氣輪機技術的提升。 ? ? ? ?難以想象,目前世界上一臺大型燃氣輪機功率相當于1380臺保時捷911汽車的渦輪增壓發動機,重量相當于1架加滿燃料的空客A380。它就是西門子打造的SGT5-8000H。 ? 在機械裝備的制造領域,大型燃氣輪機可以說是被公認為最難制造的產品之一。承受超過1500度的高溫,超過F404噴氣發動機的渦輪進口溫度,以及巨大的離心力對每片葉片的制造都有著更為苛刻的要求。 ? 從2000年提出研發計劃到首臺原型機電站聯合循環調試,西門子整整用了11年的時間。而正是如此精細的技術要求,使得這臺燃氣輪機巨無霸造價不菲。研發成功到商業應用,西門子試圖在全世界范圍內建成多個SGT5-8000H的樣本,在德國杜塞爾多夫以及電力需求增長較快的埃及,西門子一直實踐著大型燃機的推廣之路。 ? 西門子在燃機領域的競爭對手三菱重工、GE也在不斷更新自己的技術。此前,三菱重工宣布該公司的J型燃氣輪機在試運行過程中實現了高達1600℃的進氣溫度。GE也宣稱近期溫度達到1500℃。 ? 在燃機領域,三足鼎立的局面尚未發生太大的改變。毫無疑問,大型燃氣輪機將成為他們之間新一個爭奪點。西門子SGT5-8000H的推廣之路必然面臨眾多挑戰。 ? 本土作戰 ? 在位于德國中西部城市杜塞爾多夫的老城南邊,一家運營70多年的名為Lausward的老電廠正靜靜地“躺”在萊茵河岸。 ? 杜塞爾多夫的市民們對這家電廠頗為熟悉,因為那里有一個可以俯瞰全城距離地面約148英尺的觀景平臺,被當地居民稱為杜塞爾多夫的“城市之窗”。杜塞爾多夫位于德國傳統的老工業區——魯爾工業區,擁有62萬人口,工業城市的痕跡在老城里隨處可見。而Lausward的設計和建筑風格正試圖向世人說明他們打造了脫胎于工業城市的清潔世界。 ? 在能源界,Lausward電廠因為安裝一臺以羅馬神話女神Fortuna名字命名機組,名氣也相當高。Fortuna機組的核心就是SGT5-8000H燃氣輪機。 ? 據西門子股份公司發電與天然氣集團Fortuna機組項目總經理EvaWindecker介紹,Fortuna電力功率輸出達603.8MW,發電凈效率達61.5%,區域供熱300MW,從機組啟動到滿負荷運行僅需25分鐘,項目業主是杜塞爾多夫公用事業局(SWD)。2012年5月,杜塞爾多夫公用事業局與西門子簽訂合同,由西門子進行新電廠的設計、施工、安裝和測試,今年1月22日,項目正式交付。 ? 這座傳統工業城市電力和熱力需求絕大部分都來源于此。事實上,Lausward最初是一家燃煤電廠,在與Fortuna一路之隔的另一端,泛黃的磚體建筑承載了老電廠的頗多回憶,那里就是燃煤機組所在地。 ? 70多歲的西門子退休員工Peter向來訪者講述著這座老電廠的歷史:“新機組建成后,解決了之前煤炭污染和噪音污染的問題?!?? “拆除舊廠房成本太高”,Peter開玩笑似的解釋了舊廠房保留的原因。園區內老舊廠房的對比,不斷地提醒著來訪者,這家歷經滄桑的電廠像是能源產業變革的縮影,從“黑”到“綠”。 ? 事實上,這里并不是西門子H級燃氣輪機的首臺機組。2011年5月19日,德國巴伐利亞Irsching電站的UlrichHartmann電廠機組安裝了全球第一臺西門子H級燃氣輪機。在當時刷新了新的能源轉換效率世界紀錄。在Fortuna落地之后,這一紀錄被打破。 ? Fortuna實驗的成功,也給西門子在其他區域客戶帶來的信心。據介紹,截至目前,西門子的SGT5-8000H系列燃氣輪機已經在四大洲運行了超過35萬小時,82臺西門子H及燃氣輪機發電機組已經簽訂合同,41臺燃氣輪機發電機組已經投入運營。 ? 由于德國自身電力需求增長已經進入相對平緩發展,對于西門子而言,H型大型燃機更多的機會是那些電力需求增長迅速的海外市場。 ? 海外最大訂單 ? “為了建設廠房,我們挖掘移出了約175萬立方的巖石,體積差不多是一個小型的吉薩(Giza)金字塔?!闭驹谪惸崽K韋夫聯合循環電廠的廠房區,Elsewedy電氣公司總裁兼首席執行官Ahmed向《能源》記者介紹說,“建成后,貝尼蘇韋夫(BeniSuef)電廠將與新首都(NewCapital)和布如勒斯市(Burullus)的兩座電廠一同成為世界上裝機容量最大的燃氣聯合循環電廠?!?? 就在記者實地探訪的兩個月前,西門子史上最大單個訂單,與埃及簽署的價值高達80億歐元的特大能源項目一期工程悄然竣工。 ? 而此刻的埃及,氣溫徘徊在30度。置身沙漠包圍、機械轟鳴的廠區,記者不一會便汗流浹背。 ? 眼前,8臺碩大的SGT5-8000H燃機依次排開。在不遠處,4臺SST5-5000蒸汽輪機和12臺SGen5-2000H發電機整齊劃一。 ? “不要小瞧這臺H級燃氣輪機,它重達445噸,相當于一架滿油的空客A380重量,400MW功率更堪比1300輛保時捷911的渦輪增壓發動機?!蔽鏖T子埃及首席執行官EmadGhaly對《能源》記者說。 ? 據悉,地處埃及中北部的貝尼蘇韋夫電廠,是西門子在埃及的特大能源項目工程之一。 ? 埃及特大能源項目是西門子迄今為止獲得的最大單個訂單。其中的燃氣發電項目中,西門子與當地合作伙伴Orascom建設公司和Elsewedy電氣公司攜手合作,在合同簽訂后短短18個月內便實現了4.8吉瓦的發電并網容量,打破了現代電廠建設的所有紀錄。三個電廠共計將安裝24臺西門子H級燃氣輪機,總裝機容量達14.4吉瓦的總電量將于融資結束后以及收到預付款之后的38個月實現全部并網。 ? 亞歐大陸與北非交界的埃及,全國電力整體裝機量約35GW。據埃及電力公用事業及消費者保護監管機構最新公布的數據:埃及58.8%電站依賴天然氣為燃料,其次32.5%的依賴柴油。水電站發電量占埃及總發電量的7.5%,風電場和太陽能的發電量僅占1.1%。燃氣發電成為埃及電力支柱。 ? 然而,受2011年國內政局變動的影響,埃及的能源投資幾乎中斷。 ? 2013-2014年間,缺電問題達到高潮,埃及多地出現因電力不足導致多個行業無法正常運轉的情況,頻繁的停電事故更是引發埃及民眾的憤怒與抗議。 ? “斷電和限電嚴重制約了埃及的工業生產,影響了當地居民生活?!蔽鏖T子埃及特大能源項目總監ThierryToupin坦言,“采用SGT5-8000H燃氣輪機的聯合循環電廠可將強大的發電能力與創紀錄的效率水平相結合,是滿足埃及電力需求的理想選擇。SGT5-8000H燃氣輪機的總出力超過為400MW。從統計數字來看,一臺燃氣輪機可滿足大約140萬人的用電需求,若采用聯合循環形式,總出力可超過600MW?!?? 事實上,除政府層面的推動,西門子拿下埃及H級燃機大單,也源于與埃及方面100余年的業務往來。自1901年在開羅設立第一個辦公室后,西門子的技術已先后應用于埃及的Attaka、Nubaria、Talkha、Demietta、SidiKrir、CairoWest、AyounMousa、Midelec和ElKureimat發電廠。在軌道交通、醫療及制造業等領域,西門子也是其關鍵技術供應商。 ? 此外,為增加埃及全國電網容量,西門子還配合埃及能源部和埃及輸電公司(EETC),成功投運了EtayEl-Baroud、Maghagha和KafrElZayat首批三座變電站,并與新落成電廠的建設周期保持一致。 ? 值得關注的是,如此龐大的聯合循環電廠項目,最初的融資卻成為項目初期最大的阻礙?!斑@一項目以EPC和融資為基礎,我們經過了多輪討論,在幾個借貸人的合作下終于解決了資金問題?!盩hierryToupin透露。據悉,三家電廠融資問題均由西門子金融服務集團提供解決,包括引入定制化擔保服務,以及由出口信貸機構在德國和丹麥提供貸款融通。 ? “十余年前,埃及政府決定出口天然氣并使用石油發電來提高埃及的經濟活力,這并不是一個明智的決策。因為將天然氣出口到歐美國家并沒有給埃及帶來多大經濟利益?!币晃徊辉妇呙臉I內人士評論道,“應看到,當前埃及的氣源供給、地區政局趨于穩定,發展高效的燃氣發電將是埃及解決缺電問題最佳途徑。當然,西門子或許也將面臨后續服務的挑戰?!?? 在華新一輪挑戰 ? 2017年伊始,西門子獲得來自香港青山發電有限公司(CAPCO)的訂單,將為位于香港西北部屯門區的龍鼓灘發電廠,提供一套配有西門子SGT5-8000H燃氣輪機的全新聯合發電設備。 ? 這是西門子20年來在香港獲得的首個電廠設備訂單,也將是西門子全球交付的第80臺SGT5-8000H燃氣輪機機組。作為引入中國的首臺H級燃氣輪機項目,這也意味著西門子H級燃氣輪機終于扣開了中國市場的“大門”。 ? 此外,憑借石家莊和無錫的兩個,西門子在華的F級燃機項目也有了突破。 ? 河北華電石家莊天然氣熱電聯產項目是西門子攜手華電重工股份有限公司,于2015年7月正式簽署的第一個燃氣電廠主機設備成套供貨項目。西門子將為該項目提供2臺套燃氣輪發電機組。截至目前,所有主設備已經到達現場。2017年6月上旬,將進入機組的安裝調試階段。 ? 東亞電力(無錫)燃機發電項目是目前無錫市規模最大的天然氣發電項目,也是西門子攜手華電重工在國內拿下的第二個燃氣電廠合同。計劃第一臺發電機組于2018年3月底投產。 ? 在F級燃機統治了二十年之久的當下,H級燃氣輪機的興起,似乎預示著燃氣輪機市場新時代的來臨。 ? 然而,H級燃氣輪機如要在中國市場推廣,則不得不面對中國天然氣發電市場的發展瓶頸。 ? 居高不下的氣價對發電企業而言,簡直是無法承受的噩夢。據專家測算,以氣源價2.7元/立方米計算,相應的發電成本每度約0.8元,企業只有靠政策和財政補貼進行維系經營。 ? 此外,我國6600多萬千瓦的燃氣裝機中,除北京周邊和廣東部分地區的燃氣電廠略有盈利之外,其他地方的燃氣機組基本上處于虧損狀態。 ? 有專家甚至呼吁:在電力供大于求的環境下,大型燃氣機組不久必死無疑!只有提升天然氣發電的競爭力,中國市場對于H級大型燃氣輪機的接受能力才能提高。 ? 不可忽視的是,與競爭對手三菱日立、GE、安薩爾多以及日益壯大的三大電氣相比,西門子在華發展仍將面臨挑戰。 ? 在未來十年,隨著中國環境保護壓力的不斷增大,中國的燃機市場將是國內三大燃機制造企業和幾家外國制造商之間爭奪的主要陣地,H級燃機也將成為這場“爭奪戰”中技術競爭的新制高點。而中國曾經奉行的“市場換技術”商業模式已經不再適合當下的市場環境,新一輪技術、商業與合作模式的競爭或將不可避免。
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