高效发电

    一名运动员要想将9.74秒的100 米世界记录提高2%，就必须以 9.55 秒的速度跑完这一距离。2％ 乍听起来少之又少，但却会带来一个激动人心的胜利。事实上，每缩短 0.1 秒就需要运动员付出巨大的努力。 

    建造大型发电厂也是如此。电厂燃料使用效率每提高一个百分点，都需要投入大量专业技术力量和巨额投资。然而，考虑到全球气候变化（相当让人忧心的现象）、化石燃料的存贮量有限以及资源价格不断飙升等问题，每 0.1％ 效率的提高都是非常值得的——尤其在全球能源需求未来几年肯定会增加的前提下，对像印度和中国这些正在崛起中的人口大国来说情况更是如此。 

联合循环发电厂 

    根据西门子公司的预测，全球电力需求量从 2000 年到 2020年会增加 70％，可再生能源（尤其是风能）的利用会大幅增加。然而，大部分新增的能源需求仍将由化石燃料补给，尤其是天然气，因为其燃烧时单位能量释放的二氧化碳是煤的一半。 

    利用这种相对环保的燃料的最好方法就是建造联合循环燃气轮机 (CCGT) 发电厂（。西门子发电集团 (PG) 是世界上第二大联合循环发电厂建造商。事实上，在这一领域，西门子保持着年均约 10％ 的增长率。2007 财政年度（截止到 9 月 30 号），西门子发电集团 (PG) 已实现 122 亿欧元的销售额，同时又收到近 180 亿欧元的新订单。联合循环发电厂是遏制气候变化的理想选择，因为其高水平的能源效率能够大幅减少二氧化碳的排放量。 

减少20%的二氧化碳排放量 

    提高蒸汽轮机发电厂的效率是“减少排放量，提升客户竞争力的重要途径”，位于埃尔兰根 （Erlangen） 的西门子发电集团 (PG) 能源技术总监Nicolas Vortmeyer 如是说。西门子 1981 年建造的蒸汽轮机发电厂能源效率不到 37.5％，2004 年这一数字已达到 47％。仅这一点就使二氧化碳排放量减少了 20％。将来，蒸汽轮机发电厂的能源效率会超过50％，同时其二氧化碳的排放量会比 1981 年减少 25％。 

    联合循环发电厂从天然气中提取能源的效率更高。性能卓越的联合循环发电厂不仅更高效地利用天然气，减少废气排放，降低对气候的影响，而且比以前运行灵活性更高，能在用电高峰期和腰荷时段向电网供电。另一个好处是煤的气化为天然气提供了理想替代品（左图）。1992 年，西门子在英格兰林肯郡 Killinghome 建设的联合循环发电厂实现了 50％ 的能源利用率，而 9 年后，在 2001 年建于 Mainz-Weisbaden 的406兆瓦的更小规模的发电厂中，这一数字已高达 58％，二氧化碳排放量减少 10％，创造了世界纪录。 

Irsching 联合循环发电厂实现了技术飞跃 

    位于巴伐利亚 (Bavaria) 的Irsching联合循环发电厂将于 2010 年投入运行，装机容量为 530 兆瓦，它将极有可能是世界上由最大的燃气轮机（重 444 吨）和蒸汽轮机组成的联合循环发电厂。现有发电厂的新组合将实现60％的发电效率 - Vortmeyer 称这是一个突破。这台大型燃气轮机的功率高达 340 兆瓦，超过了三架各拥有 4 台发动机的大型喷气式客机的功率总和，能满足与汉堡规模相当的城市的所有居民电力需求。与 Killinghome 的联合循环发电厂相比，Irsching发电厂排放的二氧化碳量减少了八分之一以上 (13.2%) 。另外，该电厂运行非常灵活：新厂每年发电 3000 到 7000 个小时, 平均每天 8 到 19 个小时。 

    正如我们前面提到的运动员一样，Irsching联合循环发电厂的运行效率比以前技术所能达到的效率高了2%。Nicolas Vortmeyer 认为巨资投入是十分值得的。“就天然气而言，因其价格高昂，所以其能量利用效率每提高0.1％都是至关重要的。”为此目的，燃烧气体在接触到透平前温度将从80或100摄氏 度提高到 1500摄氏 度。要做到这一点，透平叶片必须采用一种特殊的涂层，同时需要喷嘴不断地朝其喷射冷空气降温。此外，透平叶片必须足够坚固才能承受住约为其自身重量万倍的离心力。为抵抗如此极端的机械力和热力，叶片由单晶高温合金制成，外加一层陶瓷附膜。 

    西门子已研制出了一种燃机叶片合金，由钴、铬、镍、铝、钇和铼，一种极其稀有的材料制成。当遇到燃气轮机内的强热，这种特殊的合金可以抵抗燃气中富有氧化性的氧，并抵抗腐蚀。凭借这层仅0.3 毫米厚的铝氧保护膜，透平叶片可经受住 25万个小时的运行。否则，叶片只能经受住4000小时的运行。 

效率更高  

    尽管天然气对气候影响较小，在发电厂中使用是最好不过的，但煤在未来许多年内仍将是不可或缺的。事实上，Vortmeyer 深信煤的使用在中国和印度会增加更多。因此，提高燃煤发电厂的效率更为重要。西门子为上海一座发电厂的两台功率各为1000 兆瓦的蒸汽轮机和一台发电机提供关键部件，该电厂预计于 2009 年投入运行，目标是实现 45％ 的效率。西门子也正在为德国 Eon能源公司旗下的下一代发电厂研发部件，称为 “50＋”计划。这些发电厂的能源效率将突破 50％。 虽然蒸汽轮机不需要像燃气轮机一样，承受1500度高温（新式燃煤蒸汽轮机只需承受 720摄氏度的热汽），可是蒸汽轮机必须承受可高达 350 巴的巨大压力，相当于海平面大气压的 350 倍。 

    另一方面，燃气轮机只需承受 25 巴的压力，因此其重量相对较轻。而大型蒸汽轮机则不同， 其锻造旋转轴，直径可达 1 米，一些部件重达 20 吨。从技术角度而言，这需要从焊接技术、新测试程序及所需材料等多个方面进行慎重考虑。但考虑到令人担忧的全球气候和人们对减少燃料消耗的愿望，这些付出是必要而且值得的。根据联合国政府间气候专门委员会报告，如果我们想避免由气候变化造成的灾害性后果，就必须在 2050 年之前将二氧化碳的排放量降低至少 50％。 

• · 女子醉悬高楼惊动谈判专家 12楼窗外呆两个半小时 　|　 2009-08-13
• · 腾讯二季收益增八成 股价创新高 　|　 2009-08-13
• · 发改委征求反价格垄断意见 调控不公平高价行为 　|　 2009-08-13
• · 写字楼空置率已高企 广州“西塔”再携巨量入市 　|　 2009-08-13
• · 北京今夏高温天数将超过15天 打破近40年来纪录 　|　 2009-08-12