德國西北部城市杜塞爾多夫的勞斯瓦德（Lausward）電廠最出名的是其“Fortuna”機(jī)組，這座機(jī)組在試運(yùn)行階段便創(chuàng)下多項(xiàng)世界紀(jì)錄，發(fā)電凈效率高達(dá)61.5%。未來，與勞斯瓦德電廠類似的燃?xì)怆姀S將更多，下一個(gè)勞斯瓦德電廠或許會(huì)產(chǎn)生在中國。而全球?qū)μ烊粴獍l(fā)電的需求，也將助推燃?xì)廨啓C(jī)市場的增長。
4月下旬，德國西北部的城市杜塞爾多夫還有些陰冷，白天太陽露面的時(shí)間不超過2個(gè)小時(shí)。位于萊茵河?xùn)|岸的老工業(yè)區(qū)，尤為冷清。
在這之中，勞斯瓦德（Lausward）電廠是一個(gè)異類。這座位于杜塞爾多夫市中心附近港口區(qū)的電廠，除了為杜塞爾多夫提供電力和熱力，還是喜愛從高處俯瞰城市的觀光客的必去之地。
秉承著去工業(yè)化的理念，電廠圍著光禿禿的煙囪打造了一個(gè)觀景平臺(tái)，這就是杜塞爾多夫的城市之窗（City Window）。乘坐電梯，游客即可到達(dá)距地面約148英尺的觀景臺(tái)，天氣好時(shí)可遠(yuǎn)眺南邊的城市科隆。
不過，這座運(yùn)營了70年的老電廠，在能源界最為出名的還是其“Fortuna”機(jī)組。以羅馬神話中幸運(yùn)女神命名的機(jī)組，由西門子SGT5-8000H燃?xì)廨啓C(jī)、SST5-5000蒸汽輪機(jī)等組成。
據(jù)西門子股份公司發(fā)電與天然氣集團(tuán)Fortuna機(jī)組項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Eva Windecker介紹，這座機(jī)組在驗(yàn)收之前的試運(yùn)行階段便創(chuàng)下多項(xiàng)世界紀(jì)錄。發(fā)電凈效率高達(dá)61.5%。
機(jī)組最大出力603.8MW，創(chuàng)下了同類單軸配置的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的新紀(jì)錄，同時(shí)還為杜塞爾多夫的區(qū)域供熱系統(tǒng)提供約300MW的熱力。
在熱啟動(dòng)的情況下，整個(gè)機(jī)組從啟動(dòng)至滿負(fù)荷僅需25分鐘，因此也可被用作應(yīng)對(duì)可再生能源發(fā)電波動(dòng)性的備用電廠。當(dāng)然，因?yàn)槌袚?dān)區(qū)域供熱任務(wù)，機(jī)組至今尚未被用于調(diào)峰。
燃料利用率高達(dá)85%
最初，勞斯瓦德電廠還是個(gè)燃煤電廠。為響應(yīng)杜塞爾多夫2050年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，杜塞爾多夫公共事業(yè)局決定在勞斯瓦德新建燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)電廠，2016年1月起開始商業(yè)運(yùn)營。
4月底，21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者來到勞斯瓦德電廠。一入電廠，便見兩棟風(fēng)格迥異的建筑并排而立。一棟建筑外墻被玻璃包裹，有著明顯的現(xiàn)代化風(fēng)格；另一棟墻體泛黃，留下了歲月的痕跡。
據(jù)“Fortuna”項(xiàng)目義務(wù)講解員、西門子退休員工Peter Pauls介紹，陳舊的那棟建筑是已被棄用的老廠房，因拆遷費(fèi)用問題仍留在原處。
廠區(qū)內(nèi)非常安靜，幾乎聽不到機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音，除非走到燃?xì)廨啓C(jī)等機(jī)器所在的廠房門口。Pauls說，工廠緊鄰醫(yī)院，病人需要非常安靜的環(huán)境，工廠噪音不到25分貝。
管理這樣一座電廠所需的運(yùn)營人員并不多。電廠的中控室每班安排19名員工，負(fù)責(zé)包括勞斯瓦德在內(nèi)的杜塞爾多夫的4個(gè)電廠的24小時(shí)管理，極大地節(jié)省了人力和運(yùn)營成本。
為何機(jī)組能如此高效地運(yùn)轉(zhuǎn)？這主要?dú)w功于組件設(shè)計(jì)、材料選用、機(jī)組整體構(gòu)造等方面持續(xù)不斷的改進(jìn)，以及電廠組件的完美配合。
機(jī)組外部兩個(gè)黑色金屬車間內(nèi)過濾和壓縮后的天然氣，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前就先加熱。Pauls表示，這一舉措可讓機(jī)組提高5%的效率。
走進(jìn)廠房，抬頭就可見兩側(cè)橫貫整個(gè)車間的重型龍門吊機(jī)。這是用來安裝燃?xì)廨啓C(jī)的，因?yàn)槿紮C(jī)重達(dá)445噸，相當(dāng)于1架加滿燃料的空客A380。從柏林的工廠運(yùn)輸?shù)蕉湃麪柖喾颍夹枰啡糠饴贰?br /> 壓縮后的天然氣在燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室里燃燒，推動(dòng)燃機(jī)葉片以3000轉(zhuǎn)/分的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，其離心力高達(dá)10000G。產(chǎn)生的電力經(jīng)由發(fā)電機(jī)傳輸至電纜上網(wǎng)，足以為一座240萬人口的城市供電。
超過1500攝氏度的點(diǎn)火溫度堪比鐵熔點(diǎn)，因而燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部溫度極高。從燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)出來的高溫氣體，將余熱鍋爐內(nèi)從萊茵河抽取的冷水加熱，變成水蒸氣，進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，產(chǎn)生的熱能通過地下供熱管道跨過萊茵河，輸送到杜塞爾多夫城市西部，為家庭等用戶供熱。
余熱鍋爐的管道400公里，受熱面積達(dá)54萬平方米。電廠內(nèi)容量為3.5萬立方米的水塔，能夠儲(chǔ)存兩天的供熱量，以備不時(shí)之需。
加上區(qū)域供熱，電廠的燃料利用率高達(dá)85%，生產(chǎn)每度電的二氧化碳排放量可降低為230克。Windecker表示，理論上講，相比于歐盟地區(qū)燃煤電廠的平均排放，這座電廠每年可減排大約250萬噸二氧化碳，相當(dāng)于每年平均行駛1.5萬公里的125萬輛乘用車一年的二氧化碳排放總量。
看好中國燃?xì)廨啓C(jī)市場
未來，與勞斯瓦德電廠類似的燃?xì)怆姀S將更多，下一個(gè)勞斯瓦德電廠或許會(huì)產(chǎn)生在中國。而全球?qū)μ烊粴獍l(fā)電的需求，也將助推燃?xì)廨啓C(jī)市場的增長。
西門子股份公司發(fā)電與天然氣集團(tuán)首席技術(shù)官趙作智稱，全球電力需求將以每年2.5%的漲幅，從2015年的24.1萬億度增至2030年的35.3萬億度。屆時(shí)，化石能源占比為63%，仍將占發(fā)電量的主導(dǎo)地位。
其中，天然氣發(fā)電量將接近9.2萬億度，占比26%，僅次于煤。而天然氣發(fā)電較煤更為清潔，將是最受青睞的化石燃料。具備低排放、高效率、發(fā)電靈活等優(yōu)點(diǎn)的燃?xì)怆姀S則將起到關(guān)鍵作用。
作為燃?xì)怆姀S的心臟，燃?xì)廨啓C(jī)無疑也將受益。以勞斯瓦德電廠使用的西門子SGT5-8000H燃?xì)廨啓C(jī)為例，它屬于西門子2010年向市場推出的SGT-8000H系列，目前是世界上最大的燃機(jī)。
截至今年3月，西門子已在歐洲、美洲、亞洲和非洲簽訂了82臺(tái)H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)供貨合同。其中28臺(tái)已正式投運(yùn)，該系列燃機(jī)運(yùn)行時(shí)間已超過35萬小時(shí)。
中國被視為未來幾年內(nèi)天然氣發(fā)電新興市場，“十三五”規(guī)劃明確了提高天然氣發(fā)電占比的目標(biāo)。到2020年，國家規(guī)劃天然氣發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1.1億千瓦以上，占全國發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康谋壤^5%。
西門子股份公司發(fā)電與天然氣集團(tuán)大型燃?xì)廨啓C(jī)和發(fā)電機(jī)業(yè)務(wù)首席執(zhí)行官馬斯（Theo Maas）曾表示，對(duì)中國重型燃?xì)廨啓C(jī)的市場潛力充滿信心。
為此，西門子還在推燃機(jī)技術(shù)本地化。今年3月底，西門子在宜興新建的燃?xì)廨啓C(jī)葉片廠開幕，這是西門子燃?xì)廨啓C(jī)部件制造在全球的第三個(gè)工廠。
但開拓中國市場并不容易，與已有2個(gè)訂單的日本和15個(gè)訂單的韓國相比，目前西門子H級(jí)燃機(jī)在大中華區(qū)僅有一個(gè)訂單。今年1月20日，西門子宣布獲得來自香港青山發(fā)電有限公司（CAPCO）的訂單。
其競爭對(duì)手GE則于3月15日向媒體公布，與哈爾濱電氣集團(tuán)公司正式簽署天津華電軍糧城六期650MW級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目，首臺(tái)在中國內(nèi)地安裝的H級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)計(jì)在2018年第三季度交付。
分析人士指出，中國天然氣價(jià)格較高，天然氣發(fā)電成本較高，因此推廣如此大功率的燃?xì)廨啓C(jī)難度頗高。