在杜塞尔多夫中心地带,一座透明的大厦拔地而起,但它并非写字楼,而是世界上*高效的燃气发电厂的组成部分。待其于2016年投入运行之时,这座电厂将刷新效率纪录——这,在一定程度上归功于庞大的集中供暖系统。
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在杜塞尔多夫港的Lausward地区,一座地标性建筑已初具雏形。负责该项目的建筑公司kadawittfeld建筑事务所的总经理Gerhard Wittfeld表示:“在这座城市里,从许多地方都能看到这栋建筑物,因此,其在设计上理应别具一格,形成鲜明特色。因此,我们产生了利用其钢结构框架以及框架之间的间隔赋予这栋建筑物某种韵律感的想法。”
或许听起来,这栋建筑物不过是大城市里那些千篇一律的著*写字楼之一,然而它不是。在这栋独一无二的建筑物里,没有铺就地毯的写字间或阁楼式公寓,落户于此的将是一座燃气蒸汽联合循环发电厂(CCGT)。更确切地说,这里将安装由西门子打造的世界上*高效、*环保的燃气蒸汽联合循环发电设备。
这座电厂的发电设备采用了玻璃外壳,将向市民开放。Wittfeld说:“我们希望这栋建筑物能让人们意识到为城市日常运转提供动力的电能来自哪里。”杜塞尔多夫市政公用局是这个项目的客户,它们希望利用这座电厂为城市提供可靠的电能供应,同时,考虑到其在杜塞尔多夫中心地带的突出地理位置,它们也希望藉此发表新的城市宣言。
杜塞尔多夫市政公用局首席项目经理Rainer Tröger表示:“与德国许多其他地区形成对比的是,这里的人口持续增长。加之区域经济的发展,未来对供电和供热的需求将与日俱增。这座新电厂正是答案。与此同时,我们也希望让燃料物尽其用。”
这座电厂在设计思路上完全体现了这个目标。计划于2016年开始发电供热,这座电厂将配备燃气轮机、蒸汽轮机以及额外的废热回收系统——它将试图一举打破三项世界纪录,包括:
- 这座电厂的核心将是西门子*新一代燃气轮机:SGT5-8000H。其输出功率相当于22台大型喷气式客机发动机的输出功率总和,其重量相当于一架空客A380满油情况下的重量。结合一台安装在下游位置的蒸汽轮机(西门子SST5-5000),杜塞尔多夫电厂的一套机组即可实现高达59.5万千瓦的发电量,这是世界*创。
- 另一项*创是电厂的发电效率将达到61%以上——这将打破西门子在巴伐利亚州伊士尔京镇建造的“Ulrich Hartmann”联合循环电厂创下的60.75%的发电效率纪录。
- 在一个附加工艺流程中,电厂的废热将被用于杜塞尔多夫市集中供暖。为此目的而采集的30万千瓦热能将创下燃气轮机发电设备所能回收的热能总量的世界纪录。
30分钟内达到满负荷发电量。并网发电后,这座被杜塞尔多夫市政公用局命名为“Block Fortuna(幸运大厦)”的电厂可以实现高达85%的总体天然气燃烧效率。因此,这座电厂的年二氧化碳排放量会低于全球发电厂平均二氧化碳排放量约70万吨。这相当于大约35万辆乘用车每年行驶1.5万公里所排放的二氧化碳总量。不论是经验丰富的工程师,还是外行人士,这样的特性都足以令人振奋。
这座新电厂将不仅仅是建筑*史*的一座丰碑,一台刷新效率纪录的西门子轮机也将落户于此。
然而,这些成就本身并不足以使电厂实现经济划算的运行。要以有利可图的方式供应电能,电厂必须满负荷运行。要理解个中原因,重要的是牢记一点:从技术角度而言,对于正在稳步增加利用可再生能源发电来满足其用电需求的经济体,像Block Fortuna这样的高效燃气发电厂是理想的技术,德国在朝着可持续发展的能源供应转型的过程中也打算这样做。要知道,必须迅速补偿风力变化或乌云蔽日导致的发电量波动,在这方面,Block Fortuna电厂堪称佼佼者。这座发电厂可在启动后的短短30分钟内达到满负荷发电量。
然而,不幸的是,在德国,受当前市场条件限制,联合循环电厂发电难以实现成本效益。事实上,目前,尽管德国计划提高环保电能的产量,但由于原材料成本低廉,二氧化碳排放权交易价格极低,现在*常用于发电的燃料是煤炭,而非天然气。西门子能源的欧洲电厂销售主管Olaf Kreyenberg负责Lausward项目的销售业务,他解释道:“因此,在德国,许多燃气发电厂的年运行时间仅为1000到2000小时。但要实现成本效益,通常至少需要每年运行3000小时。”
Lausward电厂怎样才能摆脱其他类似电厂的命运呢?Kreyenberg继续道:“目前,要在德国以有利可图的方式经营联合循环电厂,光发电是不够的,还需要稳定出售生产用热,以增加运行时间,达到规模经济。拥有德国规模*大的集中供暖系统之一的杜塞尔多夫正好具备这个条件。因此,这座电厂的年运行时间有望达到5000小时左右。”
Tröger补充道:“在这里,我们拥有得天独厚的条件。Lausward电厂建造在始建于20世纪50年代的发电厂原址上——因此,大部分基础设施已然存在,如集中供暖系统和可以直接将电厂并入杜塞尔多夫市政公用局的110千伏电网的系统。未来,在这个项目中,热能供应将继续发挥重要作用。”
关键在于集中供暖系统。尽管Block Fortuna电厂有望以其出色的经济效益取得成功,但对于整个德国联合循环发电市场而言,这座电厂的成功是难以复制的。Kreyenberg指出:“德国只有极少数地方能够建成这种既兼备稳定的热能和电能用户,又拥有现成的大型集中供暖系统的联合循环电厂。”
这座电厂的年二氧化碳排放量将减少70万吨,这相当于大约35万辆小轿车的排放总量。
尽管如此,Lausward电厂的例子表明,在特定条件下,哪怕是在当前的监管环境中,联合循环电厂的运营也能盈利。为了*保*Lausward电厂在尽可能长的时间内保持盈利及其破纪录的性能,西门子和杜塞尔多夫市政公用局已经决定在市政机构接管电厂之后继续保持合作。Kreyenberg说:“在今后的岁月里,我们希望帮助我们在杜塞尔多夫的合作伙伴充分挖掘电厂的潜力,譬如通过创新技术进一步提升其效率。”
因此,未来的Lausward电厂将能够灵活响应能源市场的需求。建筑师Gerhard Wittfeld及其公司反复强调的正是这一特性。他说:“不论人们从哪个角度观察这栋建筑物,都将感受到一股灵动的气息,体验到这座电厂的韵律感。”虽然电厂名曰“幸运”,但建筑公司、电厂运营商和西门子从未将电厂的成功寄托于幸运女神的眷顾。他们希望通过利用**尖技术,让这座电厂在方方面面皆成典范。