西門子能源： 技術推動能源工業領域可持續發展
http://www.debgrams.com 2021-11-16 10:35 來源：西門子工業業務領域
針對零碳、低碳、綠色的產品、技術及工業應用領域上的創新研發，西門子能源在這條可持續發展道路上已經前行了十多年。
根據國際能源署數據，能源工業領域的能源使用約占全球用量的37%，二氧化碳的排放量也占據了不小的比例。隨著中國加速推進“雙碳”目標，在第四屆進博會期間，作為全球領先的能源技術公司之一，西門子能源帶來了諸多面向能源工業應用領域上的低碳、減碳解決方案及產品。
西門子能源有限公司執行副總裁、能源工業應用集團大中華區總經理張天貴表示，在碳中和背景之下，在西門子能源全球總部，能源工業應用集團已專門成立可持續發展部門，目標是讓能源體系變得更加可持續性。
在向低碳轉型的過程中，需要一系列成熟的和新興的技術。西門子能源通過提供功能強大的R-EAD_-- 動設備產品組合、全套服務以及電氣化、自動化和數字化解決方案，助力中國油氣與相關流程工業企業實現節能減排，轉向綠色發展。
進博會亮點
在今年進博會上，西門子能源加入首次設立的“能源低碳及環保技術專區”，通過增強虛擬現實的互動技術，圍繞五個主題：“面向未來的發電”、“環保的輸電”、“去碳化的能源工業應用”、“氫能，開啟無碳未來”和“風行未來”，全面呈現了完整能源產業價值鏈中低碳技術與產品。具體到能源工業應用領域，重點則在于要在油氣與流程工業企業關鍵工藝及其能源系統中，利用全新的節能減排產品和技術及新能源。
西門子能源工業應用領域包括兩大內容，一是以轉動設備為主的產品，二是工業應用領域的整體解決方案。其中，產品端以中小型燃氣輪機、壓縮機組為主，面向石油化工煉化、船舶、造紙及海上油氣開采平臺等。工業應用領域的整體解決方案則是完整覆蓋了石油、天然氣等行業的上游、中游及下游全產業鏈。
張天貴介紹稱，在油氣存儲和輸運管線行業，西門子能源能夠提供相應的解決方案，以幫助企業提高經濟效益、減少二氧化碳排放。“與清潔能源相關的，比如說，壓縮空氣儲能技術，可以結合風能和太陽能等可再生能源，利用壓縮空氣儲能的大功率電能存儲能力，克服可再生能源不穩定發電的缺點，實現可再生能源的穩定出力，更好的幫助電網調峰調頻，，是我們能源工業應用的亮點之一。”
在產品端，“我們在進博會上展出的轉動設備，在原有的壓縮機機型上進行了技術創新，以更好地提升能效、降低功率要求。能效的提升，意味著以后壓縮機驅動端的耗能就減少了，這從碳足跡的角度來說，就是實現了減碳的作用。”張天貴表示。
“比如說，我們的目標是要提升2~3個百分點的能效。舉個例子，通常一個中型的乙烯壓縮機組，一年耗電費用就會達到上億元，提高2~3個百分點的能效，就意味著節約上百萬的電費。”張天貴表示，這不僅能降低電費成本、提高經濟效益，也能節省能源，達到減排目的。
除了全新的轉動設備以外，現場還有一款名為BlueDrivePlus C的解決方案，即專門應用于船舶和海上工程船的直流電站電力推進系統，其最重要特點在于大大提高了海上船舶傳統柴油發電系統的綜合效率。這個全新產品能夠提高30%的用電效率，也就意味著減少了30%的柴油浪費，相當于減少了30%的二氧化碳排放。
對于在原油和天然氣應用過程中通常會遇到一些難點，張天貴表示，以煉化廠的火炬氣為例，火炬氣無論是在裝置開停車、事故等階段都需要燃燒，無法避免二氧化碳及氮氧化合物等排放，既污染環境也是一種能源浪費。
為此，西門子能源在探索一些全新的解決方案，比如，一方面，通過LNGo技術，在前端處理時將這些氣體液化成液化天然氣，而不再按傳統方式將氣體燃燒掉；另一方面，也可以把這些氣體作為燃料，輸送到西門子燃氣輪機裝置來燃燒發電，并進一步回收燃燒尾氣余熱形成聯合循環。此外，西門子研發了一個全新的Echogen解決方案，即利用超臨界二氧化碳循環回收燃燒排放出來的尾氣中的廢熱余熱，用它們發電，這對石化企業低碳減排而言，是一個全新的手段。
對于現有工業領域各種現有裝置的去碳化，西門子能源能夠通過對現有動設備進行新技術改造和升級來實現，例如，通過全新的轉動部件提高蒸汽輪機的能效，減少對一次能源尤其是燃煤需求。“‘R-EAD’是我們的一個重要技術路線，通過整體的電氣化自動化及數字化的整體解決方案，結合動設備一起改善能效，加強運營效率。”張天貴表示。
此外，新能源尤其是綠氫解決方案的應用也在加速落地，張天貴表示，“我們也和客戶在探討，如何將石油化工領域當前應用的灰氫向著藍氫等減排方向發展過渡，減少碳足跡的產生，西門子能源擁有高效的綠氫技術，未來我們肯定也會在綠氫解決方案上和油氣客戶展開合作應用。”
全球研發同步落地
在中國，西門子能源工業應用集團已落地兩個工廠，一個位于遼寧省葫蘆島市，以離心式壓縮機、往復式壓縮機和工業蒸汽輪機等轉動設備制造為主。一個位于江蘇常州，以電氣化自動化和數字化為主，主要為海上船舶、油氣平臺提供電氣解決方案。這兩個工廠為整個西門子能源工業應用集團在本地化過程中提供了全部支持。葫蘆島工廠的業務接下來也將延伸到工業應用各種系統集成。
“我們產品是全球化產品，新的產品、新的技術一經開發完成，在全球各地投放基本上是同步進行的。”張天貴說，比如與氫能相關的壓縮機，一旦有最新技術、產品投放到市場，中國市場上的產品將都由葫蘆島工廠生產、制造，“目前，葫蘆島工廠已經在生產全系列的壓縮機和工業汽輪機產品，與全球市場同步。”
據悉，西門子能源去年投入的研發費用達10億歐元。張天貴表示，在未來，西門子能源工業應用集團會不斷進行新產品、新解決方案的的研發，包括全新技術、全新解決方案的研發，只有這樣才能幫助油氣行業、船舶、造紙等工業客戶更好地進行“去碳化”。
未來，在能源工業應用領域，隨著新能源尤其是氫能的推廣使用，對涉及到的制氫設備和運輸管道都提出了更高要求。張天貴表示，制氫和運輸都離不開壓縮機，而含氫比例的高低、氫氣液態化、低溫壓縮等方面的技術要求，對現有的壓縮機產品和技術提出了新的挑戰。比如，現有往復式壓縮機只能做小規模應用，而適用于未來氫能應用要求的大氣量高壓比離心式壓縮機正在研發中，目標是在2025年左右投放市場。
在數字化上，西門子能源工業應用則是圍繞能源工業價值鏈上各種關鍵流程的數字化展開，例如，海上油氣開采、生產，運輸儲存等方面，開發了Topsides 4.0集成式解決方案，以數字化手段將油氣相關聯的壓縮機組與其他功能模塊比發電模塊有機高效的結合到一起，將生產端與操作端進行自動化和數字化集成。
“智能數字化，不僅意味著運營的智能化，也意味更加安全。因為諸如海上平臺通常是一個孤島，一般都在深海或者偏遠地區，通過數字化進行遠程操控和診斷，實現數字孿生，這樣能夠減少人員到場，不僅能夠減少人員的安全隱患，也能夠保證設備安全。”張天貴表示。
在雙碳背景下，一方面是要完成30·60目標，另一方面則是保證能源供應安全，“從過去以關注成本為主，到現在關注能效和環保，這對我們而言，是一個全新的機會。”張天貴表示。
就在今年4月，西門子能源與道達爾公司簽署了一項技術合作協議，研究液化天然氣（LNG）減排的可持續解決方案，重點關注液化天然氣設施和相關發電。雙方將把各自的技術和專業知識結合起來，提供工業階段的解決方案，如燃氣輪機燒氫發電、具有競爭力的全電力進行天然氣液化、將可再生能源整合到液化廠的電力系統并提高效率。
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