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產品時間：2023-12-24
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不同地區(qū)的能源體系面臨的挑戰(zhàn)千差萬別，但有一點是確鑿無疑的：全世界都需要持續(xù)不斷的可靠電力供應。高效燃氣電廠幾乎一直以來都是成功的秘訣，亞洲的幾個例子即可印證這一點。
中國對資源的需求巨大，特別是對電力的需求。作為第二大經濟體，中國每年的總耗電量超過4萬億度。近年來，中國的經濟增長一直保持在10%左右，數以億計的人民擺脫了貧困，但在飛速發(fā)展的同時，中國對消費品、資源和能源的需求也大幅攀升。據發(fā)布的數據，中國人口將在2025年以前增至14億。國際能源署報告稱，2009年至2015年期間，僅中國一個國家的油耗就會增長70%。屆時，其石油需求將占全球總需求的42%。過去10年，中國的耗電量增長了兩倍，到2030年，耗電量還可能再翻一番，達到8萬億度。
因此，中國希望提升發(fā)電效率。相關計劃要求大幅削減每單位國內生產總值（GDP）的二氧化碳排放量，在2030年以前大幅改善能源結構，但是煤炭仍將在中國能源體系中發(fā)揮舉足輕重的作用。截至2020年，中國風電場裝機容量將從現在的0.6億千瓦提升至1.5億千瓦。然而，由于在無風之時或日落之后無法發(fā)電，因此擴大利用可再生能源資源會對電網構成電力供應波動風險。
聯合循環(huán)電廠啟動快、效率高，可有效調峰。上海申能臨港燃氣電廠即是如此。2012年10月，該電廠榮獲亞洲電力獎年度燃氣發(fā)電類金獎。臨港發(fā)電廠的4臺機組均采用了西門子F級燃氣輪機。
新建聯合循環(huán)發(fā)電廠，如上海臨港電廠（上圖）和越南Nhon Trach電廠（下圖），為亞洲提供可靠的電力。
上海申能臨港燃氣電廠4號機組創(chuàng)下了中國聯合循環(huán)電廠能效新標準，發(fā)電效率為59.7%，功率為43萬千瓦，足以向30萬人供電。電廠也頗為靈活，例如，每臺機組均可在啟動后10分鐘內開始發(fā)電。嚴冬酷暑之時，上海電力需求波動巨大，對電網造成極大的沖擊，具備這一特點可快速應對電網波動。可再生能源發(fā)電比例大幅上升后，供電波動也將隨之增大，西門子解決方案也能很快發(fā)揮其價值。
比計劃提前三個月。越南試圖增加發(fā)電量，聯合循環(huán)電廠也能助其一臂之力。越南是東南亞增長較快的國家之一，2020年之前，其電力需求年增長率有望達到11%至14%。據德國經濟部下屬聯邦外貿與投資署數據，越南電力需求增速約為國內生產總值增速的兩倍。停電時有發(fā)生。《越南2011-2020年能源總體規(guī)劃》要求將發(fā)電量在今日基礎上提升兩倍。距離胡志明市約35公里的76萬千瓦聯合循環(huán)電廠Nhon Trach 2即屬于該解決方案的一部分。西門子為該發(fā)電廠提供了整套發(fā)電機組，包括兩臺SGT5-4000F燃氣輪機、兩臺熱回收鍋爐、一臺蒸汽輪機、三臺氣冷發(fā)電機及所有電氣、控制、輔助和配套系統(tǒng)。
西門子能源火力發(fā)電集團燃氣輪機發(fā)電廠解決方案業(yè)務部負責人Lothar Balling表示，“多虧項目合作伙伴的積極配合，發(fā)電廠才能夠在短短的28個半月時間內開始商業(yè)化運營。我們提前三個月完成了分內工作。該發(fā)電廠是亞洲建成速度較快的發(fā)電廠之一。此外，其發(fā)電量和能效也超過了投建之前的計劃值，排放水平也較低，創(chuàng)下了越南發(fā)電廠的新標準。”在亞洲電力獎頒獎典禮上，該發(fā)電廠因這一成就榮獲2012年高速發(fā)展電力項目金獎。
F級系列大獲成功后，西門子將H級燃氣輪機加入其中，包括伊士爾京發(fā)電廠使用的燃氣輪機。伊士爾京發(fā)電廠的發(fā)電效率突破世界紀錄，高達60.75%，在與蒸汽輪機的聯合循環(huán)運作下，2011年4月，其總輸出功率超過58萬千瓦。H級的能效水平比先前的F級高1.5%。H級機組規(guī)模更大，可產生規(guī)模經濟效益，從而進一步降低成本。
深挖天然氣的發(fā)電潛能。西門子全新H級系列燃氣輪機正在離上海3,000公里開外的韓國運轉。自2011年入市以來，H級產品已在韓國售出8臺。成功的原因在于韓國能源儲備非常少，迫于無奈，只能以高價進口液化天然氣等燃料。這也是為什么需要電廠如此高效的原因。例如，一臺功率為80萬千瓦的機組，其發(fā)電效率提升一個百分點，假定燃料成本和二氧化碳排量不變，年發(fā)電量可增加6000萬度，足以為3萬多人供電。燃料問題至關重要，因為其成本占發(fā)電廠運營總成本的75%。“對于發(fā)電，效率是重要的考慮因素，因為韓國的天然氣價格太高了，”Posco Engineering & Construction*執(zhí)行官Kwang-Jae Yoo表示。Posco負責建造Ansan電廠，該電廠位于韓國首都首爾西南方的一個同名城市。“西門子的電廠技術目前能效最高，歷經反復檢驗，目前已有一年半的運營歷史。西門子也是一個頗具經驗并且可靠的項目合作伙伴，”Yoo補充道。
西門子正在建造該工廠的核心部分——動力島——作為一個整包發(fā)電設施，它包括兩臺H級燃氣輪機、一臺蒸汽輪機和若干發(fā)電機。Ansan將成為一個使用液化石油氣做燃料的聯合循環(huán)電廠。待2014年投產后，其額定總輸出功率將達到83.4萬千瓦，同時還能為Ansan市的居民集中供暖。該技術能夠確保天然氣得到利用，并將發(fā)電廠的能效提升至75%以上。發(fā)電廠的天然氣消耗量和二氧化碳排量也將比全球現有燃氣電廠的均值低三分之一。
西門子于20世紀80年代早期在泰國Bang Pakong投建了亞洲首座聯合循環(huán)發(fā)電廠，當時的能效約為48%。在短短30年的時間內，西門子至少將該聯合循環(huán)電廠的發(fā)電效率提升了超過12個百分點，相當于燃料轉換率提升了超過25%。
2015年，德國將取得進一步的突破。日前，Stadtwerke Düsseldorf就Lausward電廠與西門子簽訂了一份合同。其單軸機組的功率為59.5萬千瓦，凈效率超出61%，燃料轉換率高達85%。西門子將繼續(xù)在該領域進行研究，并計劃在2020年以前將聯合循環(huán)電廠的效率提高至62%以上。