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第一财经日报 |
发布时间： |
2009年06月05日 08:43 |
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[ 没有人怀疑，绿色已经成为一个时髦的词汇。几乎所有的公司都已经开始谈论环保的时候，我们关心的是谁才是其中真正的行动者 西门子是一个行动者，这个一出生就与电紧密联系在一起的公司，正从本业开始着手，熔炼着与自己同色的绿色基因 ]
如果这个世纪有颜色的话，那一定是绿色。
影响全球的气候变暖，是悬在所有人头上的达摩克利斯之剑：如何既不破坏业已十分脆弱的环境，又能确保经济稳定可持续的增长，已经成为全人类的共同课题。
这注定是一个不可能有唯一答案的课题，它需要全社会各方力量共同参与：它需要政府的导引，NGO的鼓与呼，民众的热情参与，但更重要的是，它需要来自这个社会最中坚的力量――商业力量的自觉并轨。
没有人怀疑，绿色已经成为一个时髦的词汇。几乎所有的公司都已经开始谈论环保的时候，我们关心的是谁才是其中真正的行动者。
西门子是一个行动者，这个一出生就与电紧密联系在一起的公司，正从本业开始着手，熔炼着与自己同色的绿色基因。
让电流“安心赶路”
一直受制于能源供应的中国，能以怎样的速度摆脱全球经济危机并实现持续快速发展，在一定程度上将取决于溪洛渡水电站这样的地方，以及即将在这里开工建设的高压输电线路。
中国是世界上水电开发规模最大的国家，但在巨量水电产能的另一面却是，中国的水电站大部分位于人迹罕至的崇山峻岭之间。“中国的大型火电、水电站，距离东部电力负荷中心，通常有800到3000公里的距离。”中国电力科学研究院总工程师印永华说。
如何将电能从中国西部尤其是西南地区潮湿深邃的峡谷中，以最小的损耗送到中国东部厂房里那些轰鸣的机器上，是一个困扰中国能源供应的难题。
5月20日这一天，试图解答这一难题的西门子公司公布了它的建议。西门子宣布与中方公司签订合同，将为金沙江溪洛渡水电站建造一条总管路长度达12.5公里的550千伏“气体绝缘高压输电线路”（GIL）。
GIL管路可以适用复杂的环境，像在这个工程里，规划的管路垂直落差近480米，相当于将用直线距离走过一个高度接近500米的垂直竖井。
如果换成人们常见的普通架空高压线路的话，工人们必须像修建环山公路一样，首先砍伐掉大量树木，以平整出一条安装高压线路的通道，然后再架起电线杆或钢架，最后再拉上高压线路――既费时费力，也对环境造成了损害。
而GIL线路可在任何地形条件下铺设，包括陡峭的斜坡或者垂直路径，从而有效避免对环境造成的负面影响。而且，GIL有较高的安全性，即使用手触碰也不会对人体造成任何伤害。
这是一种怎样的输电线路？
GIL与其他电缆最大的不同是，GIL输电线路的绝缘介质，是一种叫做六氟化硫的绝缘气体。六氟化硫是一种经过验证的常用绝缘气体，其化学安定性稳定，惰性堪比氮气，绝缘能力则是空气的2.5倍以上，而且，随着气体压力增大，六氟化硫的绝缘性能越发增高。
西门子正是利用了这一点，以大约7倍于普通大气压力的空气压力，将六氟化硫气体打入铝管，并密密实实地挤压在GIL管路中的导体周围，使得导体内部的电流可以安心赶路，再无泄漏之虞。
据悉，全社会电力系统中，因输配电而损耗的电量约占社会总发电量的7%。
不要小看了这7%，按2008年中国发电量34334亿千瓦时计算，当年中国仅输配电损耗的电量就达到2403亿千瓦时――足够北京这样一座超级城市维持三年零三个月的电力需求了。
如果使用GIL管路，输电损耗极低，最多也就万分之几。美国电气和电子工程师协会（IEEE）对GIL评论称，这种技术较之其前身GIS，成本降低了50%，使得长距离铺设GIL已经成为可能。金沙江溪洛渡水电站线路已经是西门子在华铺设的第二条线路，此前这种线路在全球已经有几十个成功的范例。
但GIL目前造价高昂，因此，虽性能优越，却只适用于地下隧道等短距离或极端地理环境下的敷设。
因此GIL并非西门子提供的唯一输电产品，这个自创立开始就与电紧密联系在一起的公司，为长距离输配电业务准备的产品中，有一款叫做高压直流输电（HVDC）的技术，能够实现以最小的能源损耗进行远距离的电力输送。
与交流输电相比，直流输电的损耗可以大幅降低。有人做过计算，对于一条2000公里的输电线路来说，800千伏直流输电线路的损耗大约为5%，而与之相近的765千伏的交流输电线路的损耗则要翻番，大约为10%。
目前，西门子在华的HVDC示范工程正在建设，这是一条长约1400公里的输电线路，被西门子员工亲切地称为“电力传输高速公路”，连接着云南省的数个水电厂和广东这个中国最大的能源消耗省。
西门子的统计称，这条线路的输电量高达5000兆瓦，电压为800千伏，是全球同类输电线路中的最高电压。预计明年底可通电运行。
把热留住
在源源不断的水电通过这些线路高效传输到东部的负荷中心的同时，一些人却在忙着为火电机组提高效率而殚精竭虑。这里面就包括西门子材料研究部门的首席工程师温纳?斯塔姆（Werner Stamm）。
哥伦比亚大学教授斯蒂芬?汉默(Stephen A. Hammer)在接受CBN记者专访时指出，在传统的火力发电机组中，有50%~60%的能量被无端浪费了，原因是，人们不得不先把煤炭中蕴含的能量变成热能，然后再由热能驱动发电机组产生电能，而大量的热能在这个过程中被浪费了。
而超过一半的能量流失，这可比输配电过程中损耗的7%可惜多了。为此，让斯塔姆殚精竭虑的是，如何在燃烧室内，把热能利用得更充分一些。
这对中国特别具有现实意义，虽然中国的水电之贵居全球第一，但中国的电力结构却有八成需要依赖效率并不太高、排放并不太清洁的火电厂。
即使按照最乐观的减排方案测算，在未来的40年里，中国仍需要往燃烧着的火电机组燃烧舱内填进去800亿吨标准煤，如果能让这些燃煤提高哪怕1%的生产效率，对于中国的能源供应都不啻为一个天大的好消息。
无怪乎国家能源局综合司司长周喜安表示：“能源企业一方面为社会提供能源，另一方面它又是能源消费大户。煤电油等行业都存在很大的节能空间，开源节流任务艰巨。”
如何为能源企业“开源节流”？
斯塔姆找到的钥匙是――铼，一种看起来有点像铂金，熔点却几乎是铂金两倍（高达3180℃）的高熔点金属。
经过多次试验，斯塔姆和他的同事们发现，将极少量的铼加入到钴、镊、铬、铝、钇等元素组成的混合物（即人们常说的MCrAlY涂层）中，可以大大提高MCrAlY涂层的性能。
“涂层能够防止底部材料被氧化。”斯塔姆说，如果失去涂层的保护，透平叶片的寿命将只有4000个小时，而加入了涂层后，寿命一下子提高了六倍多，达到25000小时。铼的加入，提高了保护膜的机械性能，同时也会防止保护膜中的铝元素扩散到基座材料当中。
假如燃烧室内温度约为1500℃，在陶瓷层、涂层和一个冷却叶片的特殊装置（从很窄的喷射孔不断地向叶片喷射冷空气）的共同作用下，叶片金属的表面温度可以从1200℃下降到950℃。而加入了铼的最新隔热涂层系统，甚至可以承受高达1350℃的陶瓷表面温度。
这意味着，在铼的帮助下，燃烧室内的温度可以提得更高，同时可以减少冷却透平叶片所需的冷空气。
高温会使透平叶片更加专注地工作，没有了冷空气的干扰，燃料的燃烧会更加充分，这些都可以提高燃烧轮机的使用效率。
目前，斯塔姆和他的同事们的这一发明，已经被应用到西门子制造的世界上最大的燃气轮机（34万千瓦）中。专家预测，该燃机与下游的一台蒸汽轮机结合，可使得这一全新的联合循环发电站实现60%的能源效率。
58%以上的效率目前只能在燃气联合循环电厂中实现，对燃煤电厂而言，斯塔姆及其同事正努力推进研发，以期达到50%以上的效率，如果成功，这将远远高于目前先进燃煤电厂大约45%的数字。
这将会是了不起的5%，效率哪怕提升1%，对于发电企业，都是非常有意义的。
对于地球，这也将是可观的5%，能源效率意味着二氧化碳的减排；5%的能源效率提升就意味着大约10%的二氧化碳减排。
楼宇节能
但可能会让斯塔姆伤心的是，发出来的电被白白浪费了，他与同事费尽心血研发出来的成果，也会显得有点滑稽。
以建筑楼宇为例，四年前，建设部的一份报告显示，即使按最乐观的估计，高耗能建筑在中国既有建筑中占95%以上，新建建筑也有九成属于高耗能建筑，在中国这个以制造闻名的国度，建筑耗能已经占全社会能耗的27.5%。
而在全球，根据世界可持续工商理事会4月最新公布的一份报告，建筑能耗已经超越工业能耗、交通能耗，成为全社会最大的能耗黑洞，达到全社会能耗的将近40%。
以至于住房和城乡建设部副部长仇保兴在接受CBN记者采访时动情地表示，在绿色建筑领域，“对于企业来讲，成立能源服务公司(ESCO)具有非常好的前景。”在中国，一位部级官员，出来为某一领域的公司出谋划策，十分罕见。
哥伦比亚大学教授汉默也对CBN记者表示，在他对中国与欧美发达市场进行了比较后发现，活跃在欧美能源市场上的能源服务公司，在中国却难觅芳踪。但他表示：“越来越多的国际公司已经发现了这一点，并正往中国来。”
西门子是较早洞察这一商机的国际企业之一，当许多国际公司刚刚来到中国熟悉市场环境的时候，西门子旗下的西门子楼宇科技公司已运行经年。
因此，当其他公司的销售经理苦于没有拿得出手的中国案例可以说服客户时，陈昕昕却完全不存在这个问题。不管是商业写字楼，还是政府办公楼，甚至是工业企业，他手里有着多张底牌。
陈昕昕是西门子楼宇科技（天津）有限公司节能业务发展总监，在中国开拓能源服务市场是她的主要职责之一。
陈昕昕所在的西门子北京总部办公大楼，便是她最好的底牌之一。
这是一座被媒体描述为“即使在有‘总部基地’之称的北京望京地区，也是一栋让人印象深刻的建筑。”
但外观显然不是这座环保建筑的卖点。西门子倾注了全部的楼宇高新技术，建设了这座自己的中国总部大楼，这座大楼的细节，几乎将所有顶级的节能设计一网打尽。
比如，新风系统的设计，充分考虑了室内气流组织的均匀分布，末端普遍使用诱导式活动式冷梁，不仅能最大限度地利用新风，而且能将Free-cooling (免费制冷)的适用时间最大限度延长。
智能楼宇自动化控制系统，为整个楼的高效管理和节能运行提供可靠保障：管理者不仅可以随时洞察设备的运行情况，还可以根据负荷、使用时间等不同因素作出及时调整。
智能灯光控制系统按照视觉舒适性提供恒照度的调光控制，而公共区域的照明又可感应人员移动，做到人到灯亮，人走灯灭；甚至，连大楼的内遮阳系统，都可以根据楼外光线的强弱自动升降。
无水卫生洁具的使用、雨水回收利用等措施节约了大量生活饮用水……
当然，陈昕昕手里的牌还有很多，上海市杨浦区政府大楼、西门子上海中心、北京望京大厦、中海油渤海基地等节能项目相关资料，均收藏在她的文件夹中。
“我们强调的是实时反馈，对于一个新情况，我们是在两个小时后反馈，还是在两分钟后反馈，这在节能效果方面，有着截然不同的结果。”陈昕昕一边解释着楼宇节能的核心理念，一边举例说，“比如一栋楼的空调设计，可能是按照1000人设计的，但实际上很少有机会1000人同时使用，如果空调一直按照1000人的设计工况满负荷运行，会造成很大的浪费，这就需要及时根据负荷变化进行调整。”
诸多的节能安排，帮助西门子北京总部比同类建筑每年能够节省能源约28%，按照陈昕昕的理论，这是个了不起的成绩，因为在一栋大楼生命周期的成本构成中，建造成本只占10%~20%，真正的大头是其后几十年的使用和维护，如果每年都可以省下28%的能源费用，“这是一笔非常值得的投资。”
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