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1 未来之窗 / 2008 年总第二期 未来之窗 研究与创新杂志 2008 年总第二期 出版人 西门子股份公司 西门子股份公司公关部 (CC) 和西门子中央研究院 (CT) Wittelsbacherplatz 2, München 联系出版人 Ulrich Eberl 博士 (CC) Arthur F. Pease (CT) ulrich.eberl@siemens.com 电话 arthur.pease@siemens.com 电话 编辑部 Ulrich Eberl 博士 (ue) 主编 Arthur F. Pease (afp) 英文版责任编辑 Florian Martini (fm) 执行编辑 Sebastian Webel (sw) Ulrike Zechbauer (uz) 本期其他作者 Norbert Aschenbrenner 博士 (na) Bernhard Bartsch Andreas Beuthner Christian Buck Dagmar Braun 博士 Karen M. Dente 博士 Bernhard Gerl Ha rald Hassenmüller Andrea Hoferichter Ute Kehse Klaudia Kunze (kk) Michael Lang 博士 Katrin Nikolaus Stephanie Lackerschmid (sl) Bernd Müller Gitta Rohling Jeanne Rubner 博士 Eduard Rüsing Daniel Schwarzfischer (ds) Tim Schröder Rolf Sterbak Sylvia Trage 博士 Evdoxia Tsakiridou 博士 Thomas Veser Nikola Wohllaib 图片编辑 Judith Egelhof Irene Kern Jürgen Winzeck Publicis Munich 摄影 Kurt Bauer Daniel Gebhart Arto Liiti Rupert Oberhäuser Volker Steger Steffen Thalemann Jürgen Winzeck 互联网 ( Volkmar Dimpfl 历史资料 Frank Wittendorfer 博士 西门子公司历史档案室 地址数据库 Susan Süß Publicis Erlangen 版面设计 / 平版印刷 Rigo Ratschke Büro Seufferle Stuttgart 插图 Natascha Römer Weinstadt 图表 Rigo Ratschke Büro Seufferle Stuttgart 德英翻译 TransForm GmbH Cologne 英德翻译 Karin Hofmann Heiner Weidler Publicis Munich 个性化解决方案 个性化及产品生命周期数据的整合 未来之窗 (Pictures of the Future ) ACUSON REMIND MAGNETOM syngo及其它名称均为西门子股份公司的注册商标 阿斯匹林是 拜耳股份公司的注册商标 特富龙是 DuPont 的注册商标 Gore-Tex 是 W. L. Gore & Associates 的注册商标 本刊提及的其他产品和公司名称 可能是其相应公司的注册商标 本刊编辑的评论并不代表出版人看法 同时西门子不能保证本刊内前瞻 性陈述的准确性 未来之窗 每年出版两次 复印本刊文章的全部或部分内容需获得编辑部许可 同样 将本刊文 章的全部或部分内容存储于电子数据库 刊登在互联网上也需获得编 辑许可 本期 未来之窗 是 Picture of the Future, spring 2008 的中文翻译版本 2008 年西门子股份公司版权所有 服务于每个人的能源 / 个性化解决方案 / 数字化助手 图片版权 Osram (4, 53) Zolo Technologies (9) NASA (12/13) Sinopictures (14 r., 18 l.) Xinhua / Das Fotoarchiv (18 r.) M. Lüdecke (14 l.) Saurer / Bildagentur online (16 t.) private (17, 65, 72) R. Kaltschmidt / Lawrence Berkeley National Lab. (22/23 t., 24) California Energy Commission (26) Google (27) picture-alliance (40, 55) GFZ (42) Okapia (43 t.) FMC Technologies (43 b.r.) Norsk Hydro (45) C. Buck (58 b.) VW (64 c.b.l., 66 l.) AP (69 l.) Quintain Estates (70, 71) Molino Stucky (72 t.) BASF (73) T. Anema / laif (96 b.) N. Nordmann / PAN-images (100) Carnegie Mellon University (104). 其 它所有图片 版权均归西门子股份公司所有 数字化助手 服务于每个人的能源 智能系统如何帮助专家做决策 可持续能源供给方案

2 未来之窗 编者按 目录 超 声波仪器 阿司匹林片和表面镀有特 富龙的煎锅 这三者之间有什么共同 点 答案就是 这三样东西的发明人肯定 没有料到它们如今的应用范围会如此之 广 超声波最初的用途是为潜艇定位 随 后被用来检查生产材料 而如今 超声波 已经成为医学成像中最重要的诊断系统的 基础 阿司匹林中的活性成分水杨酸 不 仅能够用于缓解头痛 牙痛和关节痛等症 助听器这样的精密仪器 在本期的 未来之窗 中 你还会看到更 多非常有趣的 共性技术 的应用 比如 说自适应学习系统 该系统可以优化能源 工程和工业设备当中的资源使用情况并预 测价格动态 参见第 102 页 还有西门 子用于评估地铁和发电厂工程的风险分析 系统 参见第 100 页 状 还能帮助预防可引起中风和心脏病的 我们的实验室也同样具备多种用途 举例 动脉梗阻 聚四氟乙烯又被称作特富龙 来说 在我们的用户界面设计实验室 参 除了防止煎蛋粘在煎锅上 它还有其它更 见第 80 页 中 科研人员 客户及用户 重要的用途 特富龙表面光滑 摩擦力 一起工作 目的是优化手术室系统 火车 共性技术 Reinhold Achatz 西门子中央研究院技术院长 服务于每个人的能源 小 是十分理想的医用移植和医用修复材 驾驶舱以及发电厂控制中心的功效因素 料 除此之外 它还是制造 可以呼吸 如果出现了偏差 软件系统不仅能够显示 的 Gore-Tex 材料的主要成分 出现问题的区域 还能提供解决问题的 术 的典型代表 共性技术 是指应用 本期杂志用了整整一个栏目的篇幅来介绍 在众多不同领域的创新技术 在多种学科 数字化助手 参见第 页 你可以 16 之间的空白区域 不管是生物 化学和物 了解到具有不同用途的智能软件系统 有 理之间 还是材料科学和医学之间 动力 的能够帮助医生诊断病情并且搜索医疗数 工程和传感器学之间 交通和计算机科学 据库 有的则为工业设备和发电厂的运行 之间 许多这种有价值的技术被发现 在 提供帮助 例如 在一组传感器的帮助 像西门子这样的整合型技术组织结构里 下 计算机能够监测水泥磨机中安装的齿 共性技术 之间的协同尤为关键 因此 轮结构是否异常 还能在机器还没有出现 公司层面的研究活动具有高度重要性 故障之前发出预警警报 通过这样的预防 术和工艺 他们的努力使得西门子成为能 放并且对其进行有效处理 在规模较 大的工厂 参见第 46 页 这样的 设备每年可以减少 100 万吨二氧化碳 的排放 系统 客户就可以最大限度地减少停机 时间 源 工业 医疗领域中的领军者 上述各种 西门子中央研究院的科学家们正在研究设 技术和工艺的应用范围很广泛 从材料研 计带有启动器的无线自组织传感器制动器 究 传感器到通信软件技术 再到知识管 系统的解决方案 参见第 96 页 如果这 理 创新产品工艺等 可谓包罗万象 一系统研制成功 不仅可以用来远程控制 在 未来之窗 中 我们经常介绍一些成 用 能在很大程度上减少二氧化碳排 西门子中央研究院的研究人员改进了很多技 种压缩机通常和天然气提取设备连 10 方案 超声波 阿司匹林和特富龙是 共性技 封面 二氧化碳压缩机的回转轴 这 功的 共性技术 比如说 piezo 技术 这可是西门子研究人员的心血之作 它既 可以应用于通信技术领域 又能为汽车工 业和医疗工程所用 同时 piezo 技术还 输油管道以及石油平台 还能用于工业及 建筑自动化的过程控制 应用范围如此之 广 真不愧是名副其实的 共性技术 在陶瓷行业中大放异彩 主要用于制造涡 轮机表面覆层和 X 光射线探测器 该技术 53 还能服务于三维成像技术 主要用于三维 54 人脸识别 错误分析 轮机叶片以及耳内 56 2 未来之窗 目录 2020 图景 新世界 趋势 隧道尽头 希望之光 事实与预测 为什么需要可再生能源 可再生能源 服务于发展中国家的可再生能源 采访 Oberheitmann 教授 中国节能卓有成效 中国的燃煤发电厂 像奥运一样出色 无冷却水的燃煤发电厂 干 得其所的发电厂 加州的清洁技术 拯救地球 西门子学校竞赛 楼宇自动化 智能建筑物 涡轮机材料 应对 火热 的未来 二氧化碳分离技术 煤炭也干净 二氧化碳分离技术 囚禁 二氧化碳 深海石油与天然气 海底吸油 漂浮风力发电场 天然气和二氧化碳压缩机 征服 难驯 的气田 输电 明日电网-更智能 更安全 联合国证书 印度的新电灯 计算机和能源 低碳上网 信息技术与发电 个性化解决方案 图景 冰雪沙漠 趋势 你的心愿 我的追求 采访 Günther Schuh 教授 自我优化型工厂展望 大规模个性化生产方式 探索个性化产品之路 融资 让城市设施不再昂贵 西门子一体化 一站式 方案 采访 Thomas Dieckhoff 先生 大客户代言人 纽伦堡的无人驾驶地铁 未来铁路关键词 机车 灵活的机车家族 来去自如 变压器 万能 变压器 可用性 操作界面 IT 解决方案 个性化程序 专题报道 4 摘要 清晰 的木乃伊 / 超声波随时 待命 / 随处得净水/指日可待 / 欧 司朗获得 未来 / 2007 年的两 位创新者 数字化助手 图景 我 机器人 188 趋势 收获永无止境 192 医疗 数字化决策支持 195 自动化意义提取 读 图 时代 196 安全 隐形的密探 199 事实与预测 安全的价值 100 金融领域 追踪交易 102 网络 优化供能供水网络 104 采访宾夕法尼亚州匹兹堡市卡内基 梅隆大学机器学习部 Tom M. Mitchell 教授 主题是 期待能够分析文本内 容的计算机 7 西门子在全世界 波兰炼钢厂一路春风 9 西门子投资 燃烧室处理方案 58 科研伙伴 未来的楼宇管理 184 实验室报告 三维硅超声探测 106 征订单 / 先睹为快 3

3 未来之窗 摘要 欧司朗 获得 未来 随处得净水 欧 司朗的研究员们研发出了能制造极其 是偏远地区也能用上干净卫生 节能的长效发光二极管 (LEDs) 的新 的饮用水了 这种便携式净水 工艺,从而荣获 2007 年德国未来奖 德国 系统名为 SkyHydrant 通过大 总统 Horst Köhler 亲自为从事 水晶之 光 ("Light from Crystals") 项目的获奖研 究员们颁奖 这是这个奖项设立 11 年以 来 西门子第三次获奖 这个奖项价值 250,000 欧元 获奖研发团队的成员都是 薄膜技术领域的先锋式人物 有来自欧司 朗的 Stefan Illek 博士和 Klaus Streubel 博 士 还有来自弗朗霍夫 (Fraunhofer) 研究 清晰 的木乃伊 多 亏有了西门子的便携式 净水系统 现在 就算 约 20,000 根超细纤维把水抽 现场诊断的理想工具 西门子推出的 Acuson P10 所有直径在 0.1 毫米以上的病 超声波 随时待命 原体 经过这套系统净化的饮 用水 质量指标超过了世界卫 生组织所定标准 这种净水系 统不需要电力驱动 也不需要 有 Acuson P10 医生需要做出迅速判 断以便做进一步处理时 就可以在任何地 木 乃伊的躯体内部情况用磁共振成像 (MRI) 技术才得以让人一窥究竟 一组 点对病人做初步诊断 超声仪Acuson P10 瑞士苏黎世大学的研究员目睹了从秘鲁发现的千年木乃伊的内部真容 在 小巧玲珑 装在实验室专用的外衣口袋里 此之前 科学家们使用计算机断层扫描技术 也就是X射线来完成这类工作 而 绰绰有余 单手便可盈握 这款超声仪是 用磁共振成像 (MRI) 断层扫描技术捕获古代木乃伊的内部图像的做法被看作是不 为医生在紧急状况现场 救护车上 救生 可完成的任务 但西门子医疗的研究员用他们新研发的超短回声时间 直升飞机上和加护病房里量身定做的 超 (Ultrashort Echo Time, UTE) 技术在此领域取得了突破 核磁共振设备 (MRI) 采 声仪也可用来探测前面提到的无创性检查 用了强大的磁场和电脉冲来确定氢核的位置 氢核在水和脂肪里面含量丰富 的情况 超声仪 Acuson P10 可以用大拇指 间相对更短促 这些氢核所发出的信号能被分析到 多亏了超短回声程序极快 的信号检测能力 这样 研究员就可以看到木乃伊的椎间盘 脑膜 血管和防 操作 锂离子电池提供的电力可以支持多 传导测量针检查发光二极管 (LED) 薄膜芯片的电气 特性 达一个小时的扫描时长 一名外科医生可 以在超声仪内藏的存储卡上保存扫描下来 起该净水系统 SkyHyrant 净水系统造福了肯尼亚的 Gona Dam 坝河平原地区 那里的水泵组是由一座小型的风车驱动的 先前 附近村庄的居民们从水坝的 蓄水库汲取生活用水 这造成了痢疾 霍乱和斑疹伤寒的暴发 如今 广大居 民可以轻而易举地从 安全水站 汲取饮用水了 在澳大利亚的水处理技术集 团的销售负责人 Rhett Butler 和他的团队成员因对 安全水站 的发展所作的贡 献 获得了西门子 2007 年企业社会责任奖 门子中央研究院 (CT) 和 西 慕尼黑理工大学 (TU) 的 所 位于德国耶拿 研究实用光学精密工 的图片 这样可以很轻易地将图片传输到 也能帮上大忙 这种技术可以显示出以前在核磁共振设备 (MRI) 中难以观测到的 程的 Andreas Bräuer 博士 该研发团队研 任何一台可运行 Acuson P10 看图软件的电 的量子计算机上试运行了世界 组织 可以观测到心脏内新陈代谢的过程 帮助确认身体新陈代谢系统的异常 究出来的极为省电的发光二极管 (LED) 可 脑上 比如医院内电脑 西门子医疗的 上一个神经网络系统 这意味 na/ds 以用于迷你投影仪 背投电视 车内的夜 研究者们不仅想方设法让所有系统部件都 着量子计算机向早日实现日常 视设备 这里列举的仅是 LED 广阔用途的 能够符合这台微型仪器 而且也致力于提 应用又近了一步 量子计算机 冰山一角 LED 的光源相当强有力 所以 高这款仪器的显示屏的品质 超声仪的黑 可以极大提高模式识别的处理 足以满足一般的照明需要 当然也可用作 白显示屏长 10 厘米 算上换能器 整个仪 速度 对识别计算机病毒 分 交通工具的大灯 Ostar 就是一个很好的例 器的重量不过 700 克左右 na/ds 析基因序列和识别手写文字非 50 瓦的卤素灯还亮 比如 LED 可从离桌 子 2 米高的地方为桌面照明 小巧的造型 使多款全新设计的新灯型变成可能 LED 由半导体晶体组成 当有电流通过的时 候 晶体就会发光 之前西门子研究员曾7 次被德国未来奖提名 且于 2004 年和 使用新的快速回声核磁共振技术 甚至可以看到秘鲁的千年木乃伊 一位夭折的15岁男孩 的血 2005 年获奖 2004 年迷你医疗诊断实验 室获此殊荣 2005 年 用于机动车的压电 管和臂关节 喷射技术再获殊荣 4 sl 量子飞跃 腐液残渣 这种新技术不仅对木乃伊的研究大有裨益 而且对病人的活体检查 子 它的光通量超过 1,000 流明 比一个 的饮用水 只需要花费不到 0.2 欧元的费用 所以 即使在发展中国家最贫困的地区都用得 研究者已经成功地在一台普通 变化 或者确认阿尔茨海默症 老年痴呆症 病人是否发生异变 西门子的 SkyHydrant 净水器为孟加拉国提供清洁卫生 添加水处理化学剂 每人每年 了这款世界上首台袖珍超声仪 要扫描类似木乃伊这样的干枯组织相对要困难得多 因为氢核所发出信号的时 上来 这一步骤可以除去水中 是世界上首台袖珍超声仪 常有帮助 和传统的比特 (bit) 概念不同 量子比特 (qubit) 是 氢原子和碳原子代表量子比特 量子级的计算概念 符合量子物理定律 同时假设不同阶段并彼此影响 西门 子中央研究院 (CT) 的科学家开发出了一种算法 这种算法可以预测神经网络中 的一台实有量子计算机在模式识别过程中是如何运行的 慕尼黑理工大学的科 学家们已经成功地测试了西门子研究人员做的一个模拟 这个模拟是在一个代 表量子比特的含有氢原子和碳原子的系统里模拟磁共振波谱仪 专家们旨在实 现一种混合处理器 在这里 大多数操作都要靠传统芯片来运行 但某些特定 sw 任务还是应该交由量子处理器处理 na/ds 5

4 未来之窗 摘要 地区 炼钢 安赛乐米塔尔集团在波兰 Kraków 市的钢厂采用西 门子的技术 可以用既高效又节能的方法年产钢铁 240 万吨 二氧化碳排放量再少一点 Han西门子工程师Frank nemann 对整体煤气化 联合循环 (IGCC) 工艺作了进 一步研发 目的是降低火力 发电产生的二氧化碳排放 量 同时提高电厂的发电效 率 在整体煤气化联合循环 (IGCC) 工艺中 化石燃料不 会被直接燃烧 而是转化为 氢气和一氧化碳的混合气 参见第 36 页 混合气体 被净化 一氧化碳被氧化为 二氧化碳后 再把二氧化碳 Frank Hannemann: 低二氧化碳排放发电厂的新工艺 分离出来 这样一来 所有 的剩余物就是纯粹的氢气 氢气的燃烧过程不会产生任何有害物质 在以往的工 艺中 很多化学能在转换的过程中流失 效率也有所降低 但在 Hannemann 研 发的工艺中 燃气轮机内的混合气体并不是在空气下燃烧的 而是在被二氧化碳 冲淡了的氧气下燃烧的 燃烧后排出的废气只包含蒸汽和二氧化碳 蒸汽被压缩 成水后 和一部分二氧化碳气体一起重新返送回燃气轮机 余下的二氧化碳再重 复上述压缩 分离步骤 这种工艺的优点是所有混合气体的能量都用在了燃气轮 机内 这样能够提高整体效率 sw 波兰炼钢厂 一路春风 应用了由西门子奥钢联制造的欧 洲最现代化的热轧卷取机 世界 领先的安赛乐米塔尔钢铁公司已 经提高了波兰 Kraków 钢厂的产 量 而且可以生产更加坚硬 更 加耐久的多等级钢铁 经济的成像技术 坚敏博士 (Dr. Jianmin Wang) 成功地简化了 磁共振成像 (MRI) 技术 设 计出一款更经济的 MAGNETOM ESSENZA 1.5T MRI 系 统 以满足客户对高性价比 的 MRI 系统的需求 较之同 类传统型系统 该系统能节 省几十万欧元的运行成本 磁共振成像主要采用射频技 术以实现信号的发射与接 收 最基本的射频技术仅限 于接收线圈 只能扫描身体 汪坚敏 (Jianmin Wang) 致力于开发更经济的MRI 某个特定部位 比如头部 技术 汪博士的目标是将全景成像矩阵 (Tim) 技术应用于 MAGNETOM ESSENZA 实现对患者从头到脚的全身扫描 为此 汪博士领导的研究小组发明了整合 于病床上的 Swith Box 转换技术 可以任意切换接收通道 灵活组合不同的 线圈单元 实现动态 16 通道成像 这种现代化的成像技术不仅保证 MAGNETOM ESSENZA 满足所有临床诊断的需求 而且能够大大节省系统运 sw 行成本 这款新产品已于 2008 年 4 月正式推向中国市场 汪 世纪 40 年代末 设计和建造 Nowa 来到宏伟的生产车间 参观者会看到滚烫 机生产技术符合所有欧盟的环保标准 该 在一个交钥匙工程里 工程包含所有的热 Huta 区 位于波兰 Kraków 市东郊 的钢锭从温度高达 1,200 摄氏度的熔炉里 技术能够脱颖而出还多亏了生产过程中低 轧卷取机设备和所有的电气和自动化系 的建筑师 在很大程度上借鉴了 Kraków 市 出来 这样的产钢场面实在令人印象深 噪音的排放和节能技术 另外 虽然热轧 统 奥钢联也建造生产区间 (production 老街区的历史建筑风格 这就是为什么现 刻 熔炉每三分钟开启一次 并吐出一根 卷取机体积庞大 但它还有成长的空间 bay) 轧辊间和其他设备 包括一个水处 代化的 Nowa Huta 主大道道边的一行行公 钢锭 这些冒着热汽 吐着嘶嘶火舌的粗 热轧卷取机的基础结构可以使每年钢产量 理设施 西门子是世界上仅有的一家可以 寓包括许多其他建筑都用有文艺复兴风格 钢 长度从 6 到 12 米 宽度从 70 到 210 从 240 万吨增长到 480 万吨 从一源式技术包里提供整套的冶金轧机和 的拱廊做装饰 厘米 厚度从 22 到 25 厘米 规格不等 在 Kraków 市的第十八区的中心 是以前 的 Huta T. Sendzimira 钢铁集团所在地 占地 1,000 公顷 这家钢铁集团的对面是 刚从熔炉吐出的钢锭 会被强有力的轧钢 机挤压塑形 这项工序以长达 1 公里的钢 条被卷成线圈为结束 3 年前 安赛乐米塔尔集团决定放弃将原 有的传统热轧卷取机现代化的初衷 取而 代之的是 为了大大提高集团的产钢能力 和钢产品品质 集团选择建造一个全新的 一幢有着意大利风格的行政大楼 当地人 安赛乐米塔尔集团以在波兰每年大约 800 设备 之所以做出这个决定 是因为安赛 亲切地称它为 总督府 从 2005 年 万吨的产钢成绩 成为该国最大的钢铁生 乐米塔尔集团预期在今后几年 尤其是在 起 安赛乐米塔尔集团这一钢铁制造商就 产商 迄今为止 安赛乐米塔尔集团总共 12 个欧盟东部的成员国 钢的需求量会上 进驻于此 已经在 Kraków 钢厂为热轧卷取机投资逾 升 因为类似汽车制造这样的工业领域 3.8 亿美元 这是近十年来欧洲钢铁领域投 对高强度钢的需求是持续增长的 安赛乐米塔尔集团是世界领先的钢铁企 业 从 2007 年夏天开始 该企业便开始 资力度最大的项目 连轧机设备的企业 这个一源式技术包包 括培训 生产监控服务 组装和调试 这 就是为什么西门子也为Kraków钢厂的热轧 卷取机做调试 也是为什么直到现在仍在 为该钢厂培训操作和维护人员 2007 年夏 天 仅在合同签署的 23 个月后 且比预期 提前4周 西门子便完满交出了占地 73,000 平方米的交钥匙炼钢设备 钢铁是非常敏感的材料 这就是为什么需 要很多协调性强的 单独的炼钢步骤来使 敏感的钢铁 作为全球领先的工程和为冶 在此地开动欧洲最现代化的热轧卷取机进 Kraków 钢厂现有 4,750 名员工 其热轧卷 金工业安装设备的企业 西门子奥钢联 行生产 该设备有着将近 400 米长的钢带 取机生产技术已经使该厂成为欧洲最重要 现在是西门子冶金技术集团的一部分 轧制线 坐落在一条 580 米长的过道里 的钢铁制造基地之一 而且 其热轧卷取 在 Kraków 钢厂建造了全轧机 全轧机包含 之在轧机里正确成型 裂缝可在独立的炼 钢步骤中的温度不十分正确等情况下产 生 对不希望出现的温度变化 奥钢联也 7

5 地区 炼钢 Zolo 科技公司 Zolo 的技术人员正在一间无尘室测试光学部件 一项激光测量技术可以显著提高燃煤发电厂的燃烧 效率 有规避对策 比如在进行轧机工序前 把 700 摄氏度 以达到所要求的物料性质 传动条移动到一个叫做 隔离隧道 的地 方 在这条隔离隧道里面 温度的流失被 控制在一个较低的范围内 这样就实现了 同源温度分布 比如 西门子奥钢联为了防止钢铁冷却过 快而研发了 Encopanel 隧道 Kraków 钢厂 热轧卷取机的副主管 Adam Dziedzic 说 检查质量 热轧卷取机的好处多多 其所 生产的钢材在汽车制造业里与变形部件合 生产汽车的钢铁是否够柔软灵活 或用于 建筑工程的钢铁取决于钢铁冷却的速度和 用 也可在马口铁 接受最后的镀铬或锡 步骤的低碳钢 的外部作冲压部件 在某个特定温度值上保温有多久 Staniewski 还说 我们生产硬度和耐力 可控制的冷却工序 直接冷却通过复杂的 都极高的钢材 保证高度安全 这对于天 控制系统得以实现 该系统将水从上到下 然气管道 船舶和汽车等都非常重要 按照操作规程浇在钢条上 用作冷却的水 仅仅几分钟 巨型的钢锭就可以变形为 1 英里多长的 钢条 该设施的先进工艺使得其能够生产在欧洲 范围内最宽的钢条 为 2.10 米 这一点非 激光 如何使煤 更好地燃烧 常重要 因为它打开了宽且硬的造船用和 管道用钢条这个关键市场的大门 毕竟 钢铁宽度越大 所需焊缝和铆钉越少 在进行轧制工序前将钢铁放到这样的隧 被存储在一个 900 立方米容积的水箱里 道 可以让我们更有效率地轧制钢铁 并 水箱位于被分为几个区域的冷却系统的上 Staniewski 还说多亏了广泛地使用计算机 且更加节能, 之所以间接地节省了能源 是 方 因为高度上的落差 冷却水才能以一 控制系统 新的热轧卷取机方实现了优于 因为钢锭不再需要在开始进入轧制工序前 个恒定的压力冲向钢条 西门子研发的这 以前的质量保证 所有的生产参数从头到 被加到很高的温度了 套冷却系统叫做 QuickSwitch 尾都保持透明可见 并可以通过操控计算 在下一个工序中 处理过的钢带被送往炼 安赛乐米塔尔集团热轧卷取机 (Hot Strip 说 尽管如此 管理好类似这样的尖端 钢设施的心脏部位 即精轧机 在这里 Mills) 的副主管 Jan Staniewski 对这套冷却 设备仍是项要求很高的任务 美国的新创公司 Zolo 科技公司 正在与西门子密切合作 致力于 优化燃煤发电厂的燃烧过程以使 这类的燃煤设施更加节能环保 机来持续地优化生产过程 St aniewski 国的拉斯维加斯 时值 2005 年 12 Zolo 的实时测量技术是靠穿过锅炉的激光 为我们能与西门子这样的为发电厂提供整 美 月 在美国新奥尔良国际电力展 束实现的 根据周边环境条件的不同 气 体解决方案的公司结为商业伙伴 所以这 (Power-Gen) 上 西门子发电厂技术技术总 体会吸收特定波长的激光 气体浓度和温 项投资对我们来说至关重要 监 Rainer Speh 博士 首次遇见了 Henrik 度是可以被确定的 因为吸收激光的水平 Hofvander 先生 Hofvander 是 Zolo 科技 是随着分子的个数而增加的 Zolo 系统的 公司 美国科罗拉多州 Boulder 市新成立 机动测量头使用法兰装配 安装在锅炉内 的一家公司 的运营总监 他在展会上演 壁不同高度上 这些测量头自动引导激光 示了新智能激光测量技术 该技术已经在 射向锅炉内部 当加热锅炉的时候 激光 美国多家燃煤发电厂安装 可以延伸至 1 米 激光轨迹引导是非常重 这种全新的测量技术已应用于高 100 米 直径约 10 米的大型锅炉 该锅炉仅 水以恒定压力从高至低冲向钢条 参见左图 让 钢铁的温度可以从先前的 1,000 多摄氏度 最终轧制温度和物料性质可以按需要加以调节 降到 875 摄氏度 精轧机的支架重达 200 这样 我们就很容易理解为什么安赛乐米 塔尔集团要在 Nowa Huta 区寻求合适又 在 15 秒内就能以高达 1,400 摄氏度的温 度燃烧一吨煤粉 如果锅炉内的空气和煤 系统非常自豪 无论你寻求的机械特性 合格的员工了 Nowa Huta 区人口为 的电机驱动 这 6 个工作轧辊挤压移动中 是什么 无论钢铁的抗拉强度 硬度 韧 250,000 这里一直吸引着全国各地的优秀 的钢锭 根据钢铁的应用要求不同 钢锭 度和构造如何 这套冷却系统都能够极为 技工 所以在未来这里仍会是波兰钢铁生 的最终厚度会在 1.2 到 25.4 毫米之间 生 精确地采取相应的 明智的冷却策略 产中心 Kraków市作为欧洲最古老的大学 产大型家用电器和汽车制造上的钢条很 这就意味着除了制造汽车所用的钢铁之 发源地之一也是不容忽视的优势 这里有 薄 这是安赛乐米塔尔集团在波兰的两大 外 Kraków 钢厂还可按照用户所需的特定 世界闻名的 Akademia Górniczo-Hutnica 重要市场 另一方面 25 毫米的钢条在建 规格 制造出理想的特殊质量等级的钢 (AGH) 大学 从 1919 年建校以来 该校已 Speh 迅速意识到了这家新公司的技术会有 筑业和造船业等领域也被广为采用 铁 这包括制造要承受极高压力的集装箱 经成为波兰最令人尊敬 最负盛名的教育 提供给西门子的潜力 他说 Zolo 科技 专用钢铁 或者是在温度变化非常极端的 和培训冶金人才的中心 公司的测量技术已经使在线准确分析燃烧 公里 宽达 2.10 米的钢条仅仅需要数分 钟 而后 辊子把钢条转至一个 40 米长的 地区 比如西伯利亚 铺设的石油和天然 气输送管道所需的耐力极好的钢产品 冷却区 在那里 直接用水冷却的方法使 数字化质量保证 在轧制生产线的末端 钢条温度骤降 直到最终的轧制温度达到 钢条被卷成线圈并送入测量和采样综合站 8 Thomas Veser 碳排放量 7,500 万吨 操作人员更多的工具而使效率提高 因为 燃烧的煤更少也可以降低因剩余煤过多而 学测量仪器所在地 产生的煤灰堆放成本 此外 更准确的测 立于 2000 年 其理念是提供采用光学通 技术之前 传统测量系统只能测量远离燃 讯网络的系统 Hofvander 解释道 但 烧区的废气 因此无法确定实际的气和粉 是在 2003 年 我们定义了一个新的应用 混合情况 领域 整合了我们已经得到的知识 这些 和煤的流动 以优化燃烧过程 燃煤3,000 万吨 每年也可以减少二氧化 的电子室中被加以分析 这个电子室是光 排放 在 Zolo 科技公司没有发明这种新 等 可以使发电厂控制系统自动调节空气 这样的增长率的话 那么就可以每年减少 Speh 说 不过 这不仅是因为给发电厂 更低的二氧化碳排放量 Zolo 科技公司成 氧气 水 一氧化碳 二氧化碳和氨气 厂 3% 的发电效率 仅在美国如果可以有 量 测量数据在通过光纤波导联结至锅炉 而降低发电效率 增加氧化氮等污染物的 过程成为现实 这是因为准确测量诸如 后得到的优化燃烧结果可以增加燃煤发电 可遵循的轨迹 这样便可以实现实时测 达不到优化分布 就会导致紊流燃烧 从 吨 每根支架所支撑的工作轧辊用 8 兆瓦 曾是大块头的金属变形为纤薄的长达 1.7 要的 因为它保证激光束在射入锅炉时有 Hofvander 相信他的公司的测量技术和最 知识来自于在斯坦福大学的一项重要研究 成果 即在高温下的激光测量技术 在 2007 年 1 月 西门子和 Zolo 科技公司签 量意味着设备临时停机以检查锅炉的次数 更少 Speh 又说道 还有 我们的系统 可以让新建的电厂节约大量资金 他还 相信在线燃烧分析可以大大减少用来优化 发电厂运行的时间 其他工业领域也可以 从 Zolo 的技术中受益 Speh 说 我们 也可以将我们智能的测量工艺用在燃气轮 机 精炼厂和水泥工业等领域 Nikola Wohllaib 署了一项协定 包括向西门子创业投资有 限公司 (SVC) 和 El Dorado投资公司筹资 这项协定约定建立一个试验装置 用来为 Zolo 的测量技术与西门子的控制系统技术 的结合作参考项目 Hofvander 说 因 9

6 服务于每个人的能源 2020 图景 精彩导读 18 像奥运一样出色 中国拥有一座世界上最高效的燃 煤发电厂 澳大利亚沙漠建有一 座几乎完全不需冷却水便可运行 的发电厂 上述两个项目都是西 门子公司的创新成果 22 拯救地球 加利福尼亚州在清洁技术领域处 于领先地位 该州的风险资本 家 高等学府及受到鼓舞的领导 者们组成的生态系统正引领着一 股投资热潮 拯救地球的解决方 案也应运而生 29 智能建筑物 自动化和创新技术的进步为大型 建筑物的业主节省了大量的能源 和资金 32 应对 火热 的未来 为实现更高的效率 未来燃煤发 电厂的运行温度必须达到 700 摄 氏度 承受上述高温的材料正在 开发之中 36 煤炭也干净 研究人员正在开发燃煤发电厂产 生的二氧化碳的地下存储技术 54 低碳上网 新技术可以大幅减少计算机 服 务器和数据中心的能耗 让人们 自由享受上网也环保的乐趣 2020 养老金领取者杨军 音译 听他外甥解释着中 国对能源的巨大需求 整体煤气化联合循环发 新世界 电厂 (IGCC) 怎样用煤来生产环保型能源 如何 将由此产生的二氧化碳存储于地下 风力发电 机怎样为智能化网络供电 自动楼宇管理系统 如何与天气预报系统相连 人们都开着太阳能 驱动的混合动力汽车去上班 2020年 中国 养老金领取人杨军应他外甥的邀请去参观新 建成的中国能源部 杨军生活的小村庄在几年前才被纳入电 网之中 因此他想知道改变他生活的能源来自何方 他在写 给一位姓万的老朋友的信中讲述了他的所见所闻 10 老 万 我的老朋友 你还记得我们几年 前的生活吗 那时咱们村还是全国 为数不多的几个没有连接电网的地方 你 还记得那些日子吗 相信你和我一样 都 觉得那些日子会让我们之间的距离更近 但是毕竟那还是彻底的 黑暗岁月 那 时你小屋里有盏光线昏暗的煤油灯 太阳 一下山就没法打麻将了 不过 我相信你 根本也不在乎 因为你老是输得很惨 这 很可能也是一通上电你就买了台电视机的 原因吧 打那以后 我们就再也不玩麻将 了 你整晚对着那台电视机 睁大眼睛看 着一个你并不熟悉的世界 11

7 趋势 服务于每个人的能源 2020 图景 从太空中看到的一片灯火提醒了我们地球对能源的 巨大需求 预计到 2030 年 会增加 55% 地球人 口到 2020 年将突破 80 亿 而我呢 我特别想弄明白是什么彻底地改 接着 他指着出现在窗户上的一条信息 变了我们的村庄 你一定还记得我的外甥 那信息就像是由神仙写出来的一样 刚 李明吧 他在能源部上班 挺专业的 他 刚预报这个地区有强风暴 预警系统建议 也挺赶时髦 还送给我老伴各种家用电 我们关掉所有会受影响的设施 保证电网 器 打那之后 我老伴就有了更多的空闲 不会超载 不一会的功夫 房间里忽然 时间 而我的生活却更复杂了 我似乎跑 变得温暖明亮 老万 那感觉就像是在你 题了 请原谅 告诉你啊 明明邀请我去 屋里喝了梅子酒一样舒服 明明告诉我这 参观能源部新建的办公楼 他觉得我到时 是楼宇管理系统的功劳 这种系统也与天 候肯定会大开眼界的 我答应了 老朋 气预报系统相连 可以相应地自动调节房 友 我确实是大开眼界了啊 真不知道还 间温度和亮度 而且整栋楼都没有安装我 有什么是不可能的了 们平时用的那种普通灯泡 全部安装了高 一切都开始于今天早上在火车站的所见所 闻 明明说他会派车来接我 汽车没多久 就到了 可是直到车开到我跟前 我都没 效发光二极管 他说 所有这些措施都节 省了大量的能源 减少了二氧化碳的排 放量 听到发动机的声响 我问司机发动机是不 当得知咱们村里用的旧式燃煤炉排放的二 是出了问题 他觉得有点好笑 他和我解 氧化碳量比大楼附近的巨型燃煤发电厂还 释说 这辆混合动力汽车几乎完全由电力 多时 我感到非常惊讶 驱动 汽车配有一个小型内燃机 当锂离 子蓄电池没电时就会启动 而且只要把电 池插入墙上的插座就可以充电 到达能源 部以后 司机把汽车停在太阳能集热器蓬 下的停车场里 车子自动连接到插接站电 源插头 停车场里已经停放了很多正在利 用太阳能充电的混合动力汽车 司机告诉 我这样做不会有任何排放物 明明解释说 这种新型的发电厂就是他们 所称的整体煤气化联合循环发电厂 这种 电厂不直接燃烧煤 而是将煤转化为含氢 气的混合气体之后再驱动涡轮机 在这个 过程中 二氧化碳被分离出来 下面的事 更是让我非常吃惊 混合气体通过管道进 行收集转移 并最终由水泵将其导入地下 深处 明明说那里有一个地下贮存库 原 新建成的办公楼高耸入云 大厅真是宽敞 来是一个天然气贮存库 天然气可以在里 啊 我站在那都有点不知所措了 一名友 面存放千万年都不会通向地表 善的服务员带我进了一个玻璃电梯 她说 明明正在 40 层等我 然后就按了下电梯按 钮 就在那一刻 我一下子被电梯带起来 了 但是感觉心还留在大厅里 地面瞬间 变小 我赶紧闭上了眼睛 电梯门再次打 开时 我看到明明笑容满面的站在我面 前 舅舅 欢迎来到我们能源管理总 部 说着他把我领进一个有大窗户的大 房间里 那时我还有点站不稳呢 他说 从这里 我们随时可以欣赏到我 国能源供应的全貌 您一定知道 大 约十年前 咱们国家已经超过美国成为世 界上最大的二氧化碳排放国了 这也就是 为什么我们要加大力度保护环境的原因所 在 现在 我们生产的能源大部分是环保 明明发现了我不相信这一切 于是他把手 隧道尽头 希望之光 随着人口的增长 世界对能 国 际空间站的宇航员们在绕地球轨道 为祸根 国际能源总署 (IEA) 指出 不 有效 最快捷和最经济的解决方案 能源 的有效利用 飞行时欣赏到了壮丽的景色 地球 过 我们做的还远远不够 如果当前的趋 每公转一次就进入黑夜 此时星空下 390 势持续下去 情况不会出现任何好转 他 源被越来越多地用于满足这 公里的地方 数十亿的灯光像蜘蛛网一样 们预测 如果现行的环境政策框架保持不 变 参见第15页 那么全球初级能源消 海上风轮机来发电的设备 这听上去真 一需求 对新兴市场而言尤 穿越各个大陆板块 形成一片光彩夺目的 网络 事实上 这片灯光 至少从太空中 是不可思议啊 光是你看看电视 我老伴 其如此 与此同时 新的解 耗将在 2005 年至 2030 年间增长 55% 来看 是我们这个星球上唯一可见的文明 消耗量会因此从 2005 年的 114 亿吨的石 用用洗衣机就要付出这么多 决方案也即将出炉 排放物 之光 油当量增至每年 180 亿吨的石油当量 再告诉你一件事 走的时候 明明给了我 清洁化 二氧化碳可以封 随着地球人口的增长 灯火的海洋在持续 国际能源总署 (IEA) 的研究表明 初级能源 消耗的总体增长中 发展中国家的比例将 戏 他说 有了这个游戏 我一个人就可 存 有效利用能源可以提高 蔓延 据联合国统计 2020 年地球人口将 突破 80 亿 随着财富的增长 人们会寻求 占 74% 其中仅中国和印度这两个国家就 以打麻将了 可惜 我没有电脑 但是他 能源供给 减少污染 此 更高的生活水平 从而开始购买更多的电 占了 45% 此外 两国会利用煤来满足其 器 汽车及其它产品 这就需要建设新的 大部分能源需求 因为同其它原材料相 工厂和办公场所 最重要的是 所有这些 比 煤储量更为丰富且比其它可再生能源 都将需要大量的能源 便宜 中国的煤需求量很大 仅在 2006 放在我的胳膊上安慰我说 这确实是真 源的需求不断增加 煤炭资 的 我们目前也在建造根本无需煤的发电 厂 比如仅通过海浪 或者通过公海上的 一个非同一般的礼物 电脑上玩的麻将游 说这个游戏在电视机上也能玩 老伙计 下周日晚上你有空吗 Florian Martini 外 新型可再生能源技术也 正显露头角 型能源 明明指着地平线上的许多风力 德国乌帕塔尔气候 环境与能源研究所前 发电机自豪地说道 而且 所有的风力 所长 Peter Hennicke 教授称 能源是生 发电机都是通过互联网和当地不断更新的 活必需品 他还表示 但是如果从气 天气预报相连的 这样我们就能够有效地 候变化 资源枯竭及无法对能源进行有效 预测发电量 经济地利用生产的角度而言 它也可能成 12 年一年 中国就有 174 座燃煤发电厂入 网 即平均每两天一座 Hennicke 表示 这是环境变化的噩梦 尤其是考虑到如今 新建的设施会持续运行 30 年 为遏制其 对环境产生相关的风险 我们必须探寻最 中国已经意识到了这个问题 从而在 十一五规划中严格规定减少环境污染 提 升能源效率 西门子的新技术为实现上述 目标指出了一条明路 以中国目前最先进的发电厂华能玉环电厂 的燃煤设备为例 参见第 18 页 2007 年 11 月 西门子的超超临界蒸汽轮机组及 发电机使华能玉环电厂实现了 45% 的发电 效率 该效率比全球硬煤发电厂的平均水 平高 15% 比欧洲平均水平高 7% 这一点 意义非凡 因为效率每提高 1% 就可以使 中等规模的发电厂每年少产生 10 万吨的二 氧化碳 中国华能集团运营副总监胡石海 表示 如果我们将这一技术运用到未来 的项目中 将会对中国电力行业提升能源 效率和环境保护做出巨大的贡献 位于德国米尔海姆市的西门子能源的科学 13

8 事实与预测 服务于每个人的能源 趋势 家们正在致力于研究所谓的 700 度技术 在德国小镇 柏林附近 Ketzin 德国地球 (IEA) 统计 楼宇建筑约占全球能源消费的 40% 二氧化碳排放量的 21% 页 的科学家们正在进行对二氧化碳地 正试着使涡轮机承受极高的蒸汽温度 因 下封存的研究 目前是世界上最全面的研 为温度越高 系统效率就越高 科学家们 究 他们计划在未来两年内将 6 万吨的二 正在研究新材料和新制造技术以实现 700 氧化碳封存在地下 700 米处的特殊岩层 度的高温和 350 巴的气压 比今天发电 中 由欧盟负责的著名的 CO2SINK 项目将 厂的标准分别高了 100 度和 65 巴 只有 检测二氧化碳注入地下后的反应 并确认 达到上述新水平 才能实现 50% 的发电 其是否能回到地表带来威胁 效率 分离与封存 开发工程师们也正在寻求其 它更环保的燃煤发电厂理念 其中一个方 法是将燃煤过程中产生的二氧化碳分离 网持续运行的约 3,000 万台服务器 根据 斯坦福大学的研究 运行这些计算机需要 14 座发电量为 1,000 兆瓦的发电厂产生 的能源 削减该领域的能耗也会产生引人 注目的成果 参见第 54 页 负责西门 子IT解决方案与服务集团 绿色IT 项目 我们必须探寻最有效 最经济的解决方案 能源的 有效利用 的 David Murphy 指出 计算机中心如 果采用更高效的技术 可以减少超过 1/3 的电耗 随着能源价格的增长和二氧化 碳排放量的增加 上述项目的实施将越来 越重要 虽然针对二氧化碳有各种负面宣传 但它 却有一个积极的特性 它引发了能效和环 保技术领域巨大的创新高潮 其中有一个 全球初级能源消耗增长的 74% 将集中在新兴市场 典型的例子 加利福尼亚州的高等学府 严格的环境法规及风险资本家们 使得生 然后将其存储在地下 阻止其释放到大气 地质学家们认为二氧化碳可以封存成千上万 为什么需要可再生能源 同时还需能源供应的是全球范围内使互联 产洁净技术的公司 包括西门子在内 变 中 这种发电方法产生的二氧化碳几乎为 年 甚至可能是数百万年 这就意味着商业 零 参见第 36 页 整体煤气化联合循环 得更加强大 参见第 22 页 环保技术是 性的二氧化碳封存和环保型燃煤发电厂可以 (IGCC) 是一个前景广阔的技术 它将煤和 目前风险资本投资中增长最快的领域 占 成为现实 可是 要使这些设备实现低价 美国 2007 年所有此类投资的 1/3 全球初级能源需求 能源载体燃烧 实际数据与预计数据 产生的二氧化碳排放量 可再生能源 核能 天然气 煤 石油 17,700 15,000 百万吨 (Mtoe) 10,000 30,000 10,000 6,000 4,000 10,000 2, 许 发展中市场和新兴市场占了 150 亿美元 资源 将来 可再生能源的利用会有所增加 尤其在中 实现环保式发电的另外一种方法所需的技术是有效 国 印度和巴西等国 2007 德国技术公司 TERNA 地分离二氧化碳 这包括煤气化 纯氧燃烧及将二 国家研究报告表明 中国足足有 80% 的电力是由火 氧化碳从废气中分离 尽管包含上述技术的诸多试 力发电厂生产的 而其中大部分利用的是硬煤 水 点项目已经问世 第 页 实现这些技术 力发电占 15% 到 18% 核能发电约占 1% 而风力 的规范应用仍然有一定的差距 根据联合国政府间 发电则更少 气候变化专门委员会 (IPCC) 2005 年做出的预计 望 2007 中 国际能源总署 (IEA) 预计 如果现 行政策保持不变的话 全球能耗到 2030 年会超过 50% 以上 仅中国和印度两国就会占到总增长量 环 位于德国 Freiberg 的西门子燃料气 源 就可以从现在至 2050 年间 使二氧化 美国能进一步开发其可再生能源的潜力 化技术公司的 Christiane Schmid 博士称 碳的排放量减少 70% 那么我们就会看到一股巨大的创新波 这 根据以上对能源增长的预计 二氧化碳排放量到 将使我们向实现持续性地向数十亿人提供 2030 年将是 1990 年的两倍 参见上图及 未来 做的主要目的是通过使用上述方法产生的 气压来增加天然气和石油产量 14 要的是 煤耗量会经历一个高峰期 如今 中国 和印度占全球煤耗量的 45% 到 2030 年 这一 数字可能超过 80% 之窗 2007 春季刊 第 83 页 为确保实现上 述发展的同时降低温室气体排放量 2007 年 12 理系统 游泳池目前的温室气体年排放量 气候保护新协议中的主要条款达成了一致意见 该 比过去少了 600 吨 西门子公司的设备不 协议应准备于 2009 年底在哥本哈根大会上进行签 第 29 页 二氧化碳注入到其原来所在的洞穴 这样 占 2005 年至 2030 年间能耗增长量的 84% 最主 月 187 个国家在巴厘岛举行的世界气候大会上就 年节省了 20 万欧元的采暖费和水费 参见 今 一批石油天然气公司将回流到地表的 的一半 化石燃料依然是主要的初级能源资源 于采用了西门子公司的节能模式和楼宇管 化碳存放地仍未经确认 也未经检测 如 咨询公司的调查分析员 Linda 指出 到 2013 年 义 此外 他进一步指出 如果 化碳有效封存的合法框架还未明确 二氧 09 光电很可能超过风力发电成为中国发展最快的能源 只需额外增加极少的成本 更有效地利用能 仅有益于环境 同时也为泳池管理人员每 08 额为 710 亿美元 比 2005 年增加了 43% 其中 时开工建设一座大型整体煤气化联合循 但是建厂前必须克服诸多困难 包括二氧 07 作公司 (GTZ) 统计 2006 年可再生能源领域的投资 源 Hennicke 表示 像日本这样的国家 电厂 (IGCC) 投入运行 06 全球能源的需求快速增加 在 世界能源展 来 只剩下纯氢气 我们已做好准备随 装有西门子技术的整体煤气化联合循环发 05 多新兴市场的经济发展及人口的增长 使得 在研发中的解决方案都具有开拓性的意 之久 以西班牙和荷兰为例 两国已将 年的 3 倍 源时 我们也应该尽力更有效地使用能 Florian Martini 03 的清洁措施减少二氧化碳排放量 依靠太阳能充电的混合动力汽车 这些正 高效地能源利用中已获得可观的利益 由 年 仅在欧洲的可再生能源销售额就有可能达到近 180 亿美元 约为 Hennicke 称 从极高效的计算机芯片到 优化开发整体煤气化联合循环理念达数年 0 数据来源于国家能源总署的 排放轨迹 模拟 有必要采取政治性和技术性 运行仍需要一段时间 Hennicke 警告 能源的目标迈进一大步 8,000 20,688 20,000 5,000 14,000 12,000 这就是为什么在关注如何更有效地生产能 奥地利维也纳室内游泳池的工作人员从更 16,000 41,900 8,755 平均增长率 ( ) 年均增长 10% - 13% 销售额 百万美元 18,000 40,000 百万吨 驱动涡轮机 该气体是氢气和一氧化碳混 毕竟 迄今为止 西门子公司已致力于 20,000 天然气 煤 石油 石油及沥青等其它燃料转化为混合气体来 合物 二氧化碳可从中相对容易地分离出 欧洲可再生能源的需求 预计能源需求及二氧化碳排放量 根据中国十一五规划 上述情况会做出以下调整 到 2010 年 天然气 水能 风能及核能发电共占 所有采用二氧化碳捕获与封存技术的电厂生产的能 源 至 2020 年依然达不到全球能源产量的 3% 全国能源生产的 38% 到 2020 年 仅水力发电就 二氧化碳捕获与封存技术 (CCS) 系统的成本 预计 占 20% 约 2900 亿瓦 而如今这一数字为 1280 从 2000 年的每吨二氧化碳 美元降至 2030 亿瓦 中国 6760 亿瓦的水电潜力高于世界上任何 年的 美元 鉴于此 国际能源总署认为 采 一个国家 用二氧化碳捕获与封存技术的发电厂比率会从 2030 风力发电同样具有巨大的潜力 预计到 2020 年会从 署 并于 2012 年 京都议定书 到期后正式生 2005 年的 10 亿瓦增至 300 亿瓦 光电市场也在增 效 在京都会议上 各工业国承诺到 2012 年 其 长 2006 年底已突破 65 兆瓦 其中约有一半是提 温室气体排放量会比 1990 年平均减少 5% 新协议 供偏远地区的家庭用电 截至 2020 年 预计约有 则规定到 2020 年减少 25%-40% 为实现这一目 18 亿瓦是通过光电发电机实现的 Frost & Sullivan 西门子公司已在全球实施了近 2,000 个上 标 各工业国将向发展中国家提供更为环保节能的 咨询公司预计 可再生能源市场的销售额将从 2006 述项目 其巨大的节能潜力对公司和环境 技术 年的 69 亿美元增至 2013 年的 179 亿美元 除了减 而言都是一个双赢局面 据国际能源总署 环境工程在持续增加 据德国发展组织德国技术合 年的 20% 增至 2050 年的 37% 这样一来 全球发 电产生的二氧化碳排放量至 2050 年会减少 180 亿 吨 为实现巴厘岛目标做出了重大的贡献 Sylvia Trage 免税收及资金支助外 北京还实施了其它的经济激 励措施来促进可再生能源的开发 Frost & Sullivan 15 来源 Frost & Sullivan, 2005 科学研究中心 位于波茨坦 参见第 40 来源 国家能源总署 百万吨= 1 百万吨石油当量= 千万亿焦耳 (petajoule) 参见第 32 页 用以提高需求仍然很 大的燃煤发电厂的效率 在这里 专家们

9 服务于每个人的能源 可再生能源 正如这张卫星图像所示 非洲电力供应依然十分短 访谈 缺 小型太阳能发电装置及环保型植物油炉 如下 所示 有助于缓解贫穷带来的影响 从 太空中俯视地球 非洲大陆漆黑一 片 至少在晚上同欧洲和北美洲相比 是这样的 出现上述情况的原因有两个 第一 非洲人口稀少 电力供应不足 撒 哈拉以南的非洲地区约有 5 亿人过着没电 中国的能源需求量有多大 确实是主要由工业国产生的 其中美国占 Oberheitmann 中国目前的初级能源消 了约 27% 中国仅占 8% 可是中国的二氧 耗量是 24 亿吨煤当量 相当于全球总消耗 化碳排放量在将来会占大部分比例 量的 16% 这使得中国的能耗总量仅次于 的生活 在仍然靠木材取暖 使用煤油灯 照明的 16 亿人中 这一数字约占了 1/3 美国 并且根据其国内生产总值的发展状 中国的能源政策似乎不太一致 中国政府 况 中国到 2020 年将消耗 68 亿吨至 117 一边在解决环境问题 而一边却每隔几天 第二 发电厂和输电线路造价昂贵 在地 亿吨的煤当量 就有一座新的燃煤发电厂投入运行 域广袤而生活贫困的亚非大陆情况更是如 Oberheitmann 经济发展离不开能源 此 事实上 国际能源总署 (IEA) 预计 在 那将是中国目前能源消耗量的 3-5 倍 真 为实现经济的发展 中国每年必须新增 未来十年内 要将电气化发展至使全球贫 是一个惊人的增长速度 那么人均能耗的 600 亿瓦到 1,000 亿瓦的装机容量 这一 情况将会如何 数字几乎是现在德国的发电装机总量 中 困人口减半的程度 每年约需花费 160 亿 美元 上述减贫目标是联合国于世纪之交 国新建的设施中有超过 70% 是燃煤发电 制定的 千禧年目标 之一 目前该目标 厂 自然会排放二氧化碳 中国政府意识 远未实现 而大幅上涨的燃料价格更是雪 上加霜 中国节能卓有成效 到了这一点 因此在其此次五年计划中制 定了一系列宏伟目标 包括从现在到 2010 年间 将具体的单位 GDP 能耗减少 尽管如此 实现这个目标还是有希望的 因为技术进步使 生态电 价格变得更加 Andreas Oberheitmann 低廉 举例来说 坦桑尼亚的一个发电厂 教授 著名经济学家 Oberheitmann 我们的能源消费模型显 20% 中国既有必要也有意愿节约能源 示 到 2020 年中国人均能耗量将相当于 中国目前的经济年增长率为 10% 显然 德国现在的水平 约 6.4 吨硬煤 按购买 其能耗增长达不到相同的速度 作为回 及中国问题专家 今 力平价计算 中国到 2020 年或 2030 年在 应 中国正在推出会改善能源安全的措 年 43 岁 现任国际 人均国内生产总值方面可能会超过德国 施 如今也已有所成效 举例来说 华能 然而 我们认为中国要想达到目前德国此 玉环集团生产的发电量为 40 亿瓦的发电 环境政策研究中心 类国家的能效水平仍然需要很多年 比 设备的发电效率达到了 45% 这是一座蒸 服务于 发展中国家的可再生能源 (RCIEP) 负责人 北京 如 中国目前创造 1 欧元 的国内生产总值 汽发电厂的最高值 中国还在建设世界上 所需的能源是全球平均水平的 3.5 倍多 装机容量最高的直流输电线路 可以实现 然而目前人民币的估值偏低 所以差异并 5000 兆瓦的电力供应 另外 中国计划 不会像以购买力平价法来计算时那么大 将其大城市中新的住宅建设楼所需的能源 在国际环境政策研究 如此 中国预计在未来两年内会超过美 中国是否能更充分地利用太阳能电池及风 环保的可再生能源的兴盛使发展中国家获益匪浅 特别是对于未接上电网的偏远地区 同时 国 成为最大的二氧化碳排放国 中国目 力涡轮机等分布式能源呢 中心的工作主要着眼 前的二氧化碳年排放量已达到 61 亿吨 Oberheitmann 上述方法对未连上电网 这也使印度 中国等新兴大市场开始关注环境规划 于由德国技术合作公 这一数字到 2020 年将飙升至 100 亿吨 的偏远地区而言大有裨益 比如 西藏利 如果不采取有效措施 中国将在增加全球 用了很多水力发电和太阳能供热设施 尽 正在支助的一个项目每天可以将 5,000 吨 司赞助的一个项目 二氧化碳排放量的过程中发挥着关键性的 管光电系统向来价格不菲 但中国是全球 牛粪转化成沼气 世界银行每年在能源项 旨在开发有关发展中 作用 主要的太阳能电池制造商 在偏远地区 目前正利用一台混合设备发电 该设备包 括一台由太阳能电池和当地麻枫树丛制成 的油来驱动的发动机 从而排除了对柴油 的需求 在中国北部 德国技术合作公司 目上投资达 36 亿美元 其中半数用于开发 可再生能源 提高能源的有效利用率 最近 世界银行与诸多合作伙伴共同启动 了 照亮非洲 行动 这项行动的宗旨是 到 2030 年 通过分布式电力系统 节能 灯和 LED 向撒哈拉以南非洲地区的 2.5 亿 居民提供电力照明 电力短缺是非洲数 百万儿童无法在夜晚学习的原因之一 鉴 清华大学客座教授 Oberheitmann 原就 职于位于埃森的德国 RWI 经济研究所 他 国家气候保护问题的 解决方案 限定在少于现行标准的 65% 同时也在投 这对气候来说可不是什么好事 资区域供热系统 Oberheitmann 不幸的是 事实确实 尽管光电系统也为小型柴油发电机提供动 中国需要经历众所周知的发生在西方各国 力 但其主要用途是作为生物质的替代 的工业革命进程吗 难道不能现在就使用 品 通常情况下 光能发电无法进入公共 环保型能源吗 电网 如果石油价格大幅增长的话 太阳 Oberheitmann 能 也不能 历史正在 能发电的情形在长期内当然会有所改观 重演 只是跳过了某些阶段 并且速度更 采访人 Jeanne Rubner 快 这就是让中国加入环保协议的争论之 所在 迄今为止 大气中积存的二氧化碳 于此 西门子公司旗下的子公司欧司朗成 16 17

10 中国的燃煤发电厂 服务于每个人的能源 可再生能源 中国最先进的玉环燃煤发电厂发电效率破纪录 的达到了 45% 这得益于西门子公司提供的超 超临界蒸汽轮机 参见小图 政府建立了一个新的可再生能源部 目前 保及可持续发展是中国电业发展的必需 数百万个电灯泡的照明系统制造商 根据 印度计划到 2012 年利用替代能源满足其 要素 中国政府明确指出经济的发展 京都议定书 该公司将被授予二氧 10% 的电力需求 印度的风电装机容量已 不能以环境的破坏为代价 中国华能 化碳证书 为该项目提供资助 参见第 位居世界第五 集团运营副总监胡石海称 这就是为 为世界上首个用节能灯替换了亚洲和非洲 53 页 何十一五规划在减少污染及改善能效方 风能设备在已安装电网的地区意义重大 面制定了非常严格的目标 世界银行总结道 没有一种简单的方法 世界银行称 2015 年每千瓦时的风电成本 给非洲带来电力 面临的其中一个问题 约为 5 美分 相当于当前一个现代化燃气 能源需求 要想继续保持经济的发展 中 是超过半数的非洲人口生活在乡村 远离 发电厂的发电成本 只有燃煤发电厂的电 国需要应对诸多巨大的挑战 官方数据显 电线 为解决这一问题 世界银行计划安 价会更便宜 不过前提是不包括气候变化 示 中国的能源需求自 20 世纪 80 年代改 装发电量为 1,000 瓦的小型高效水力发电 带来的成本代价 革开放政策实施以来 年均增长率为 机 到 2015 年 这些小型电厂的估计电 价将为每千瓦时 15 美分 位居未来最便宜 的电价之列 至少在水资源丰富而人口分 5.6% 去年则跃至 20% 中国政府的目标是到 2020 年将可再生能 源的比例从目前的 8% 提升至 15% 世 2003年 中国的发电装机总量突破 4,000 亿瓦 此后 该数字曾一度跃至 7,200 亿 瓦 预计到 2011 年会突破 10,000 亿瓦 仅在去年一年 中国就有 174 座发电量为 500 兆瓦的燃煤发电厂投入运行 换句话 说 平均每两天就有一座燃煤发电厂投入 使用 拉动中国经济增长的除了工业以外 还有个人消费 目前大多数中国家庭都拥 有一台电冰箱和一台电视机 而现在很多 家庭还购买了洗衣机和空调 然而 国际 能源机构 (IEA) 的一项研究表明 按国际标 中国是化石燃料的主要消耗国 大部分电力是由价格低廉的煤炭产生的 布稀少的地区是这样 世界银行还预计 界银行能源专家 Amil Cabraal 指出 北 在未来 10 年内利用小型风车和太阳能电池 京目前正在采取一个经过深思熟虑的措 发电的成本将降低约 10 美分 达到每千瓦 施 重在推动那些可以与煤相媲美的能源 时 35 美分 的开发 可再生能源部门 高端技术自身并不足以 中国已拥有一个类似于德国的体系 即要 装机容量一直被认为是中国走向繁荣的关键 借助西门子公司的新技术 中国的发电正变 将问题完满解决 过去 人们常常忘记维 求能源供应商以固定价格购买生态电 护太阳能设备 从而使许多昂贵的太阳能 Cabraal 表示 新兴市场正受到欧洲在可 得日益高效 环保 且更具有可持续性 装备无所适用 德国技术合作公司能源部 再生能源领域的大规模投资及欧盟到 门负责人 Stefan Opitz 称 我们目前正 2020 年利用环保型热电满足其 20% 电力 在采用综合解决方案 比如 一笔小额 需求计划的鼓舞 然而 Cabraal 也警告 贷款就可以帮助孟加拉国偏远乡村的一名 道 绿色能源革命将需要大量的专业技术 商人购买并维护一台太阳能发电设备 向 知识和规划 居民提供用于照明 收音机和手机的电 力 然而 这种地方性设备是否能实现全 面性电气化的目标仍然值得商榷 Opitz 称 理论上来讲是很好的 但实际运 行中 数个微型网络的操作维修比一个大 型网络更复杂 就 中国而言 2008 年是一连串盛大年 位于上海南部 拥有中国最先进的发电 车轮胎的压力约为 3.3 巴 发电机也是西 准来看 中国的人均电耗依然很低 2005 份中最近的一年 有关今年北京举办 厂 玉环燃煤发电厂由 4 个发电量为 门子公司的产品 西门子公司旗下的蒸汽 年仅为约 1,780 千瓦时 大大低于德国 夏季奥运会的海报充斥在全国各省份中 1,000 兆瓦的发电机组组成 其中 3 号和 4 发电厂业务副总裁 Lothar Balling 表示 7,100 千瓦时 或美国 13,640 千瓦 中国将此次奥运会不仅视为一次体育盛 号两个最新的机组于去年 11 月份投入运 近 25 年来 我曾见过各种各样的发电 时 另一方面 将该数字与经济总量相 这是一个巨大的挑战 错误也在所难免 会 更将其作为展示中国近年来所取得的 行 该设备的发电效率高达 45% 即使以 厂 玉环电厂的设计和性能确实出类拔 比的话 中国绝对是节约不够 浪费有 比如凯捷咨询公司认为 北京在 2006 年 成就的黄金机会 尽管中国的国内生产总 国际标准来衡量 也是该领域的佼佼者 萃 发电厂运营商对上述说法表示赞同 余 因为中国单位 GDP 所消耗的能源是世 到 2020 年间增加 9,500 亿瓦发电量 或 值自 1990 年后实现了 13% 的年均增长 中国发电厂的平均发电效率为 30% 同美 我们一直都知道西门子公司提供最先进 界平均水平的 3.5 倍 者 1,000 座发电厂 的计划将造成 30% 的 率 但中国仍然要向世界展示他在这方面 国的水平相当 即使在相当重视环保的欧 的技术和高水平的系统 华能国际电力 缺口 而且 很明显全球气候问题也不是 还有很大的潜力 洲这一数字也不过只有 38% 股份有限公司副总经理范夏夏指出 作 仅仅通过微型发电厂或分布式太阳能电池 有部分国家在这方面已经取得了进步 以 设备就能得以解决的 Opitz 称 全球停 印度为例 尽管 1/3 的印度人过着无电的 止使用大型发电厂尚需时日 生活 但有很多人知道关于替代能源的情 况 他们之所以会有这种意识是因为 20 世 纪 70 年代的石油危机造成的能源短缺迫使 18 像奥运一样出色 Jeanne Rubner 为一家电力公司 华能的壮大需要这种先 中国使用煤炭发电的发电量高达 73% 煤 炭是中国仅有的 储量如此丰富的能源 在中国现代化进程中 目前最时髦的流行 华能国际电力公司采用的玉环设备的高发 词语是 效率 环保和可持续发展 中 电效率并不是通过任何人工操作实现的 国打算在这些领域表现得如今年的北京夏 而是得益于西门子公司制造的名为超超临 另一方面 华能集团并不担心玉环电厂 的点滴提升都会对中国的资源消耗 燃料 季奥运会一样出色 整个中国政府为实现 界蒸汽轮机的使用 参见第 32 页 该 的发电效率方面会在短期内被超越 事 成本及温室气体排放产生巨大的影响 事 这些目标作出了承诺 最近一个能体现这 设备可以使主蒸汽管道的温度达到 600 摄 实上 人们坚信该发电厂会给中国其它 实上 能效每提高 1% 就会使燃料成本 项承诺的项目目前已亮相浙江省 浙江省 氏度 气压达到 巴 相比之下 汽 电厂起到带头作用 这是因为高效 环 降低 2.5% 对于一座装机容量为 700 兆 进技术 因此无需花高价进口 2007 年 中国发电 厂约消耗了 15 亿吨煤炭 因此 能效方面 19

11 燃煤发电厂的用水要求 服务于每个人的能源 世界上最大的冷凝器 参见左图 确保澳大利 亚的这座发电厂运行时所需的水比同类系统少 90% 于巨型散热器的大型热交换器 直径 9 米 的大型风扇从下方将冷气吹到金属板上 使蒸汽发生冷凝 每秒钟冷凝的水可达 500 升 冷凝水先是流入冷却器下方的收 集器 然后流入水箱 水箱中的水通过泵 被再次输送至电厂 并在锅炉中再次加热 至 540 摄氏度 瓦 每年运行 7,000 小时的中型发电厂而 言 这会使二氧化碳的年排放量减少 100,000 吨 高效环保的发电技术对于二氧化碳排放 量的减少发挥着重大作用 Balling 如是 说 我们的目标是在全球范围内实现上 述潜力 这一方法完全适合中国的政治 干燥气候下的充足电力 位于德国波鸿的 GEA 集团制造的巨型冷凝器并非首创 却 是世界上规模最大的发电厂 该发电厂不 仅是澳大利亚效率最高的 其 750 兆瓦的 发电量也是该国最大的 毫无疑问 历史 在此得以重写 西门子公司和日立公司希 望其它发电厂能够效仿 Kogan Creek 西门 子公司供应涡轮机 发电机 变压器和控 制系统 而日立公司则负责提供锅炉 蒸 汽管道和烟气处理设备 策略 中国去年很可能已超过美国成为世 界上最大的温室气体排放国 并且意识到 其应承担的相应责任 在针对 京都议定 书 的后续工作所进行的初步磋商中 中 国的表现证明其非常认真地看待全球变暖 带来的威胁 发电记录 去年 6 月 北京就如何减少温 室气体排放制定出了计划 目标是到 2010 年将能效在 2005 年的基础上增加 20% 干 得其所的 发电厂 澳大利亚日益干燥的气候目前对发电厂的 建筑人员造成了影响 Tarong 发电站是位 于 Kogan Creek 东北部约 100 公里的一座 燃煤发电厂 它的 4 个发电机组中有 3 个 因干燥而不时被迫关闭 在那里 通过长 度为 96 公里和 78 公里的两个管道从贮水 坝中获得冷却水 冷却塔每秒蒸发约 600 升的冷却水 国发电效率最高 最为环保的燃煤发电 在澳大利亚的 Kogan Creek 西门子公司建立了一座几 厂 胡表示 如果我们在将来的项目 乎无需使用冷却水的燃煤发电厂 这也成为了干旱地区的 年能源需求增加的预测赋予了 Kogan Creek 新生的机会 之所以将电厂选择建于该地 是因为这里地下煤储量丰富 而且距离此 地 28 公里的地方有一条高压输电主线路 事实上 该线路是昆士兰和新南威尔士两 州首府间输电的主线 线路中的能源为位 于东海岸的主要大城市供电 包括布里斯 班和悉尼 约占澳大利亚总人口的一半 尽管存在着冷却方面的问题 火力发电凭 借其极其低廉的价格依然是澳大利亚发电 的支柱 原因从距 Kogan Creek 发电厂 4 公里的地方可见一斑 那里硬煤储量丰 富 裸露于地表 为红壤和枯草所覆盖 开凿机每小时铲出 1,100 吨的煤 每年 280 万吨 并通过传送带直接送至锅 炉 每小时有 75 吨灰和水混合形成泥 浆 流入此处后面的沟槽 在那里硬化 另外 通过建造发电效率更高的燃煤发电 厂 中国政府计划同期将二氧化碳排放量 降低 2 亿吨 就中国目前新建的发电厂 数量来看 很明显中国早已不再是发展中 国家 西门子 中国 发电集团总裁 Lutz Kahlbau 指出 事实上 中国最先 进的发电厂在全球范围内都是佼佼者 发 电效率高且二氧化碳排放量相对较低 处于领先地位的是玉环发电厂 它是全 中采用相同的技术 将会对中国电力行业 的效率和环境产生巨大的影响 西门子已经为未来的发电厂设定了新记 录 下一代燃煤发电厂运行时的蒸汽温 度将达到 700 摄氏度 气压超过 300 巴 Balling 解释道 这样一来 我们 就能打破不可超越的 50% 发电效率的神 话 从而在现有水平之上大幅减少二氧化 碳的排放 中国拥有巨大的发展潜力 2008 年后一定更加繁荣 Bernhard Bartsch 理想选择 前直行 200 公里 导航系统 指示道 布里斯班的地平线消 失在后视镜之中 一条几乎漫无边际的道 路一直延伸在澳大利亚东海岸这个干燥落 后的地区 前行 250 公里之后 一条巨大 的电线才让人看到即将到达目的地的希 望 再次前行了 30 公里后 在 Chinchilla 小镇旁看到一个烟囱 这里就是 Kogan Creek 发电厂的所在地 在一个波形钢材建 造的小屋前 迎接来访者的是红色的尘 埃 成群的苍蝇和 Thomas Scherer, 他六年 来一直代表西门子公司指导发电厂的建设 工作 往 Scherer 指出 这一项目的最初想法始于 90 年代早期 首份合同签署于 1999 年 但此后由于能源市场供过于求的局 面 该项目被昆士兰州政府中止 该州拥 有发电厂运营商 CS 能源有限公司 在用 Scherer 的越野车进行观光的时候 我们很快就发现了使该发电厂如此与众不 同的其它因素 首先是 Kogan Creek 它同 澳大利亚的大多数地区一样气候干燥 此 外 在没水的地区冷却塔也没有存在的意 义 这是燃煤发电厂以及锅炉和涡轮机都 有的特性 吸引人眼球的不是宏伟壮观的冷却塔 而 是大小如同一个足球场 由 15 米的高柱支 撑的冷却塔顶盖 看上去没什么明显的功 能 既不是用于避雨 从不下雨 也不是 为下面的设备遮阴 Scherer 沿钢楼梯爬上 去 为我们揭开了谜底 在波纹钢板顶盖 的下面是两个喷出 60 至 80 摄氏度蒸汽的 低压轮机 每秒约有半吨的气体通过相当 在三年的时间里 灰将在现在挖掘煤的地 方堆积 Kogan Creek 发电厂无法在完全缺水的状 态下运行 从深井抽取的淡水可以用于饮 水和灭火 这些水还可以补充轮机蒸汽循 环产生的损耗 同时可作为电气设备的冷 却水 因为这些电气设备不能只靠空气 冷却 无论如何 其用水量之低足以打破记录 和类似的发电厂相比 空气冷却器使水资 源消耗减少了 90% 在水冷却电厂被迫压 缩发电量的极度干焊时期 采用这种解决 方 案 的 电 厂 可 维 持 先 前 发 电 量 Ko g a n Creek 还通过向冷凝器的下表面喷水 实现 进一步冷却 这使得电厂运营商在 40 摄氏 度以上高温条件下 也能满负荷生产 750 兆瓦 或者在电网出现瓶颈的情况下 也生产数兆瓦的电量 Kogan Creek 发电厂试运行仪式于 2007 年 11 月 28 日举行 西门子 澳大利亚和 新西兰 有限公司运营总监 Albert Goller 指出 该发电厂是 澳大利亚效率最高的 燃煤发电厂 该发电厂旨在实现可比较 的水冷设备 45% 的发电效率 尽管澳大 利亚的不利气候条件使发电效率降低了几 个百分点 但这一效率在世界范围内也是 首屈一指的 政策制定者对此也表示满 意 昆士兰州州长 Anna Bligh 评论说 Kogan Creek 发电厂将为燃煤发电厂在 环境保护方面设立新的标准 Bernd Muller 尊重土著文化 根据澳大利亚土著居民的传统 人们没有土地拥有权 只有使用权 这一情况也适用于西 门子公司建造的 Kogan Creek 发电厂所在地 根据澳大利亚法律规定 建造商必须考虑到 拥有土地使用权的土著居民的利益 Kogan Creek 有 5 个这样的部落 2003 年 8 月 发 电厂运营商和部落代表徒步查看了整个地区收集或记录早期土地使用的考古证据 包括储 水沟 石凳及刻在树上的标记 发掘过程中一直有一个土著居民在场 收集到了近 22,000 件人工制品 物品无法移动时 就改变发电厂的布局 比如 在厂址的中心有一 座种着带有标记的树的岛屿及水坑 Thomas Scherer 回忆说 有时对这个问题的讨论是 非常情绪化的 但是对这些文化遗产表现出的尊重是值得的 只有首先得到双方的认可 才可以实现发电厂的建设 21

12 服务于每个人的能源 加州的清洁技术 伯克利市 位于加州西部 是加利福尼亚州最炙手可热的清洁 技术开发地之一 这个城市容纳了数百家新兴公司 如 Cyclos 半导体公司 参见左图 上图及中图所示 前进制冷公司 参见底图所示 这两家公司的研发资金都由西门子提供 建筑物能源使用及各组成部分 建筑物 21% 家庭用电 工业用电 计算机 1% 厨房 5% 电子设备 5% 洗涤设备 5% 冷藏设备 9% 制冷设备 10% 照明设备 12% 热水器 13% 其他 4% 33% 39% 28% 18% 商业用电 暖气 32% 厨房 2% 计算机 3% 冷藏设备 4% 办公设备 7% 通风设备 7% 热水器 7% 制冷设备 13% 暖气 16% 照明设备 28% 其他 10% 来源 高性能建筑物 技术路线图 美国能源部 美国GBC 美国能源信息署 商业建筑能耗普查数据库 交通运输 在美国 各类建筑物所消耗的能量占全国能量总产量的 39% 其中 电量消费占 71% 天然气 消费占 54% 2003 年 建筑物的能源消费总量市值为 1070 亿美元 西门子的 高性能建筑 物 计划将会为上述大部分建筑物提供能源方案 拯救地球 在未来 人类将会面临很 多技术挑战 而其中最大 的挑战则来自于气候变 化 当前 美国加利福尼 亚州在应对这一挑战方面 所取得的成绩处于世界领 先地位 加州有着无可比 拟的生态系统 优秀的风 险投资家 一流的高等学 府 有环保意识的领导人 以及严阵以待的理念 加 州正在研究开发清洁技术 解决方案 其研究成果或 许能拯救这个地球 22 太 阳能和风能制造了无穷电力 员工 停车站停放的可外接充电式混合动 力汽车 在白天可以作为分散的存储器来 储存额外的风能或太阳能 高楼大厦也具 有这样的能力 既可以自行发电 还能把 多余的电力转输至城市电网之中 电子元 件所消耗的能量与现在相比减少了 75 上述这些设想的实现之日比预想 的要快的多 频频发生的气候变化灾害 使得政治家 公司企业 高等学府 科学团体 投资集 团以及社会大众都自发地将更多的精力和 资源投入到 清洁技术 (clean tech) 领域 当中 这一领域所包含的内容十分广泛 从能源生产 能源储存 能源利用率 交 通运输 楼宇 电子 制造业 高级材料 到空气和水的净化等都有所涉及 总的来 说 从该领域目前的发展状况来看 到 2050 年有望实现从碳排放经济型社会向可 再生能源环保型社会的转变 与过去相比 如今的环保行动已经取得了 突破性进展 Ira Ehrenpreis 是 2008 年清 洁技术投资者峰会的主席 也是位于加州 帕洛阿尔托市的风险投资基金公司 Technology Partners 的合伙人 Technology Partners 风险投资公司所管理的投资金额 约为 7.5 亿美元 KPCB (Kleiner Perkins Caufield & Byers)是 美国硅谷首屈一指的风险投资公司 公司 的合伙人 Ajit Nazre 日前才将美国前总统阿 尔 戈尔纳入到公司的合伙人名单 Ajit Nazre 表示 美国 2007 年在清洁技术方 面的投资总额大约是 20 亿美元 相当于全 美该年风险投资总额的三分之一 之前最 能吸引投资的莫过于 IT 信息技术 市 场 可如今 清洁技术市场投资总额以万 亿计算 而 IT 市场仅以十亿计算 显然 清洁技术市场已经把昔日的巨人变成了小 矮人 实际上 全美的燃料部门和交通部 门是潜在的清洁技术市场 它们占了高达 14 万亿美元国内生产总值中的 16 换 言之 它们价值 2.2 万亿美元 与计算机 通讯等行业以往的淘金热相 比 发生在清洁技术领域的淘金热需要承 担比以往更高的风险 因为这项产业的风 险系数很高 失败就意味着毁掉未来 谁 都不希望由自己的子孙来承担这样的后 果 朱棣文 (Steven Chu) 博士是位于加利 福尼亚大学伯克利分校内的美国劳伦斯伯 克利国家实验室 (LBNL) 的负责人 他是 1997 年诺贝尔物理学奖得主 也是国际科 学院委员会 (InterAcademy Council) 的联合 主席 该委员会有个名为 照亮前行之 路 面向一个可持续发展的能源未来 的 报告 参见第 24 页的采访 他说 如 果真的有一天 深埋于西伯利亚冻土和加 拿大境内的二氧化碳和甲烷被释放出来 世界将会完全变成另外一番模样 二氧化碳排放路线图 为了避免看到惨淡 的未来 从政府部门到高等学府 再到州 内世界一流的新兴社区 各方应全心全意 集中精力投入到清洁技术事业当中 举例 来说 加州已为温室气体的排放目标 到 2020 年实现温室气体排放量在 1990 年的 基础上减少 20 立法 这一做法可与欧 盟的相关行动媲美 为表示对此行动的支 持 加州公共事业委员会 (PUC) 已经提议 成立加州气候解决方案研究院 (CICS) 如 果加州市民同意实现这一提议并且愿意每 月多缴纳少许费用 那么加州气候解决方 案研究院将会与加州所有大学成立一个联 盟 旨在开发以改善气候变化为目标的 二氧化碳排放路线图 (carbon roadmap) 如获通过 加州气候解决方案 研究院每年将会拥有大约 6 亿美元的经费 预算 届时该院将设立奖项 对那些为 二氧化碳排放路线图 提供解决方案的 公司给予奖励 Shankar Sastry 是加州大学 伯克利分校工学院院长 也是气候解决方 案研究院 (CICS) 的首席科学家 他解释 说 我们提出的路线图和七十年代半导 体工业所开发的路线图大同小异 那次所 谓的 硅谷路线图 之所以引发了摩尔定 律的问世 主要是因为它将整个行业的注 意力都集中在了一个目标上 我们希望在 减少二氧化碳的领域也会出现同样的结 果 Sastry 希望气候解决方案研究院能 够促成新公司以及新技术的涌现 他说 这就是我们硅谷文化的写照 即将风险 资金和大公司集中起来 一起为前景光明 的创业公司进行投资 在 Sastr y 为气候解决方案研究院所列的 必做 清单上 排在前面的都是能够提 高建筑物能源使用效率的技术方案 关于 这一点 Sastry 和他的同事们正在和美国 劳伦斯伯克利国家实验室的朱棣文博士以 及位于科罗拉多州 Golden 市的美国国家可 再生能源实验室紧密合作 希望开发出 智能楼宇 技术 朱棣文博士表示 建筑物的能源利用率最容易体现出二氧 化碳减排的效果 他还说 建筑物所 消耗的能源大约占全美能源消耗总量的 40 一旦新技术研发成功 要在此基础 上将建筑物能源利用率提高 50 就变得轻 而易举 特别是针对照明和办公设备 给计算机降温 刚从朱棣文博士的山顶办 公室离开几分钟 Alexander Ishii 博士和 Marios Papaefthymiou 教授就展开了研 究 课题是 Sastry 和朱棣文正在思考的问 题 即如何减少计算机和办公设备所需的 能量 在位于伯克利的西门子技术转化中 心 (TTB) 的财政支持下 这两位企业家联 合创立了 Cyclos 半导体公司 这家新公司 将致力于开发一种新型芯片设计技术 由 Papaefthymiou 领导的位于密歇根大学的 实验室研制 这种新技术的适用范围很 广 无论手机还是服务器都能使用 其原 理是通过从处理器时钟及其逻辑电路中获 取能量 从而将处理器所需能量及相关热 能降低 30 至 75% Ishii 表示 能量 可以循环利用的核心理念是我们的研究得 以进行的基础 我们的设计技术可以应用 于任何类型的芯片设计 运用此技术设计 出来的芯片就如同混合动力汽车 无论何 时何地 只要踩刹车就能将能量返还给汽 23

13 服务于每个人的能源 加州的清洁技术 明 以证明该房屋内的天然气设备以及电 力设施在过去一年以内一直在使用 通过 这样做来让买主和租户对不同建筑的能源 需求进行比对 猜猜会发生什么事情 业 主在出售或者出租房屋之前一定会花上至 少一整年的时间来对房屋内部的漏洞进行 修补 使其绝缘性能更好 最好再安装上 更为节能的暖气 空调等设施 另外 新 房子的房主以及房屋建设者在装修阶段也 会选取更加节能的方式 因为节能的房子 对潜在买房人更有吸引力 做这些需要花 费什么吗 几乎什么都不需要 公用事业 24 泡在海水中 我们的基于冰河流域存储系 统的经济基础也将受到严重威胁 更多的 物种也将从世界上消失 甚至还会发生更 多我们目前无法预测的损失 比方说 我 们现在无从知晓究竟到哪一天长埋在西伯 利亚以及加拿大冻土层之下的二氧化碳将 会全部倾巢而出 这事实上是一个生物问 题 因为冻土层中有很多细菌 而这些细 菌会在一定的温度条件下变得活跃起来 可是我们还不知道确切的温度值 当这个 温度出现的时候 大量细菌会复苏 它们 释放出来的甲烷和二氧化碳的数量大的惊 人 目前人类正在排放的温室气体数量与 之相比也只能算是小巫见大巫 我们能够采取怎样的措施制止全球继续 变暖 朱棣文:我认为我们可以做的唯一一件最重 要的事情就是给二氧化碳定价 这种措施 可以称之为总量管制与交易制度 (cap and trade) 税收机制或者其它合适的名字 但 是这一措施必须掷地有声 必须坚定不移 地执行 不能有任何疏漏 如果下任美国 总统能够把能源问题和气候变化问题作为 首要任务来抓 就像当年的肯尼迪总统把 登月计划作为头等大事那样 要解决那些 问题的确还有很长的路要走 我们还应该要采取其它什么措施呢 朱棣文:首先 我们应该对类似于电脑或 者其它家电的能源利用率做出硬性规定 其次 在房屋出售或者出租之前 业主必 须出示由能源类公用事业机构提供的声 控制技术方面取得骄人成绩的基础上 社 会发展信息科技研究中心开始与加州公用 事业管理委员会以及加州能源管理委员会 携手合作 旨在减少电力需求高峰 Paul K. Wright 教授任职于加州大学伯克利分校 机械工程系 同时担任社会发展信息科技 研究中心的代理理事 他表示 我们计 划把 1,100 万加州家庭里的电表和温度调 节装置换成无线设备 可以接收到当地实 时能源价格信息以及天气预报信息 且能 源价格因地而异 在关于微型传感器 智能材料以及先进的 社会发展信息科技研究中心还计划进一步 优化其微型传感器的设计 使其更加贴近 用户 使用公用能源和服务 的主要家 电 新研发的传感器安装有发光二极管 并且依靠周围环境的震动来提供能量 当 加州大学伯克利分校校园内一个公私合作机构居然带动了 500 多家相关企业的诞生 拯救地球任重道远 2004 年开始 朱棣 文 (Steven Chu) 博 士就一直担任美国加 州大学伯克利分校劳 伦斯伯克利国家实验 室主任一职 他同时 还是加州大学伯克利 分校的物理学 分子 学以及生物细胞学教 授 在斯坦福大学任 职期间 他凭借其出 色的研究成果获得了 1997 年的诺贝尔物 理学奖 朱棣文博士 在研究能源问题方面 非常积极 他同时还 是国际科学院委员会 (InterAcademy Council) 的联合主席 该 委员会有个报告名为 照亮前行之路 面 向一个可持续发展的 能源未来 与此同时 仅在几立方米开外 西门子技 术转化中心新成立的 Progressive Cooling 公司负责人 Ahmed Shuja 博士说他的公司 或许能够研究出服务器群对电能的迫切需 求的解决方案 由于互联网的利用率迅速 增长 数据中心的市场规模也以每年 10 个 百分点的速度增长 而平均每个数据中心 就要使用 500 台服务器 从总体上来说 因为加州整个的环保气氛 一批相关的组 织应运而生 比如说社会发展信息科技研 究中心 简称 CITRIS 网址 这是一个公私合作的组织 总 部设在加州大学伯克利分校的校园里 目 前这个组织已经衍生出了 500 多家相关公 司 该中心广纳人才 目前已经拥有来自 加州大学四个校区数千名学生 300 多名 教员以及来自 60 多家企业的工业领域研究 人员 这些企业中也包括身为该中心企业 会员的西门子公司 公司已经将各家各户的电力及天然气使用 情况记录在案 因此 把这样的信息提供 给业主 建立一个反馈机制 何乐而不 为呢 什么样的技术最有可能为将来的可持续能 源发展做出贡献 朱棣文: 我认为我们应该从崭新的角度来看 待地热能 从地域角度来看 我们可以采 用一些设计更加科学的热力泵 从公用发 电的角度来考虑 通过使用类似于水或者 二氧化碳作为热传导液来提高地热能的利 用率 我之所以这么说是因为无论你走到 地球上的哪个角落 只要你挖的够深就一 定能够找到热量 甚至就算只是掘地数 米 都可以感受到一定的温度 地球可谓 是冬暖夏凉 所以 热力泵的效用就是在 冬日送暖 夏日送凉 另外 我认为光电能 太阳能热量以及生 物燃料也可以绽放异彩 目前已经能够通 过人工光合作用来获取电能 阳光或者是 制造生物燃料 从长远来看 人工光合作 用将承担起全世界运输用燃料的需求 我 们不久就会着手开发用于为可外接充电式 混合动力汽车以及全电动交通工具供电的 电池 如果这一步进行得顺利 火车和卡 车也可以受惠于这一新型科技 因此 在 可预知的未来 我们需要使用通过人工光 合作用系统生产的高能源密度的运输用燃 料 与使用植物或者藻类制造燃料的方式 相比 人工光合作用所需要的水资源要少 的多 因此 这种技术我们一定要掌握 采访人 Arthur F. Pease 这些数据中心所耗费的电能占全美总电量 需求的 2.5 这一数字在未来三到四年 中还有望翻一番 Shuja 说道 加利福尼亚 创新性发电厂 他的解决方案是什么 一个环状的 芯 利用毛细作用的动力来抽出处理 器高温部分及显卡的热量 目前主要用于 冷却处理器的热管都是圆形的 其制造原 料主要是铜或者氧化镍 Shuja 研发的热管 则与之截然不同 他研发的热管是平的 材质是硅 可以覆盖 甚至最终有可能演 变成为处理器保护壳 此外 Shuja 的另一 项专利 即化学蚀刻技术能够在每一平方 厘米打出数百万个形状统一的密集小孔 运用这一技术之后 散热效率会高出许 多 风扇体积也可变小 继而降低计算机 能耗以及噪音 总之 Shuja 说道 这 项新技术将会提高数据中心的能源利用 率 并且为以同等的电力运行而计算能力 更高的计算机提供了可能 尽管对清洁技术的日益关注已 传感器与节能 西门子旗下的清洁技术新 兴公司已经投入到了更广阔的天地 即开 发适用于多种设备以及建筑物的节能技 术 与此同时 加州的政府部门 学术 界 公共事业单位以及所有私营机构都齐 心协力来寻求减少二氧化碳排放的解决方 案 加州能源委员会 (CEC) 的负责人 Jackalyne Pfannenstiel 表示 与美国其 它州相比 加州交通工具的排放标准 不 断更新的投资标准 各类设备以及建筑物 的使用标准等都更加严格 她还补充 说 除了上述各项标准 加州还有很多 其它相应规定 清洁汽车法案 应对全球 变暖法案 州长气候变化宣言 低碳燃料 标准 绿色建筑物标准 生物能源管理条 例以及已被采纳的新型长期电力合同中碳 含量的限制规定等 这些也都是前无古人 的创举 参见第 26 页采访 入了位于加州南部的四家公 美国绿色环保技术专利分配 经成为一种全球现象 然而没 有一个国家在此领域的风险资 燃料电池 复合动力系统 电池类型 风能 太阳能 金投资能够和美国硅谷相提并 45% 论 以太阳能为例 太阳能技 术是世界上最大的独立清洁技 40% 术能源分支 安永会计事务所 35% 最近所做的一项调查表明 仅 30% 在 2007 年 美国的风险投资 25% 家就为清洁技术领域的 25 家 15% 资金 投资于其中 15 家公司 的资金总数为 5.17 亿美元 10% 而这些公司全部位于旧金山湾 5% 区 另外还有 9400 万美元注 司 相比之下 作为风险资金 用于太阳能技术开发排名居世 界第二的德国 2007 年的投 资总额仅为 7000 万欧元 该 领域之内其它一些主要的国 家 如英国和法国的资金总数 仅分别为 1200 万欧元和 960 万欧元 加州的注册专利数量 也能充分证明创新技术的蓬勃 发展 根据加州绿色革新指 数 在太阳能技术和风力技术 两方面 加州 2006 年的专利 数量分别占全美总数的 44 和 37 绿色环保技术专利 加州在全美绿色环保技术专利中所 占的份额 20% 创业公司注入了 8.59 亿美元 来源 加州绿色革新指数 2008 美国专利和 商标局 1790 分析报告 清洁技术网 LLC 我们已经处在气候危机的边缘了吗 朱棣文 从长远来看 气候变化的确是很 大的威胁 其中的问题就在于 如果全球 气温升高 2 摄氏度 4 摄氏度 6 摄氏度乃 至更高的温度 会发生什么事情 地球平 均气温降低 6 摄氏度的区别 就如同当前 地球气温与冰河世纪时地球气温的差别 从 积极 的一面来看 6 摄氏度就能使 地球气候现状大为改观 格陵兰岛上的冰 川就有机会全部融化掉 部分南极洲也会 消融不见 如果这一切真发生了 那么海 平面将会升高 7-10 米 半个孟加拉国将会 车电池 他还说 目前市场上尚未出 现同类型产品 我们的专利技术已经基本 具备投入市场的能力 目前 我们正在和 西门子合作进行初期市场部署 0% 清洁技术投资各个部分 交通运输 再利用和废料 13% 9% 53% 7% 7% 4% 3% 4% 能源生产 其它 材料 加利福尼亚州投资与清洁技术的 风险资金 清洁技术 Segment Q1 Q 农业 能源基础设施 能源储备 25

14 服务于每个人的能源 加州的清洁技术 您通过什么方式来减少交通运输部门的二 氧化碳排放量呢 Pfannenstiel: 根据加州清洁汽车法案的规 定 到 2016 年 所有在加州境内售出的交 通工具所排放的温室气体总量要在现在的 平均基础上减少 30 至于能源方面 施 瓦辛格州长已经制定了一份在加州境内执 行的低碳燃料标准 (LCFS) 目标是将燃料 中的二氧化碳含量减少 10 因为目前还 没有确定以什么作为基线 我们计划将 2006 年的各项指标作为比对标准 这一提 议已经上呈加州空气资源委员会审批 出行美梦 只需接受 8 小时光照 一辆可外接充 电式混合动力汽车就可行驶 60 公里 包括谷歌 参见下图 在内的部分企业已经开始在此领域进 投资 计划制定什么法规来提高建筑物的能源利 用率了吗 Pfannenstiel: 我们最新修订的建筑物标 准有望在 2009 年中期开始生效 之后将 州内新建房屋以及建筑物的能源消耗降低 7 15 关于房屋内各类设施的能源标 准 我们已经提交能源委员会 目标是在 2007 年的基础上 将州内家用照明设备平 均能源消耗降低 50 非家用照明设备则 要降低 25 美国加州州长阿诺 德 施瓦辛格任命 Jackalyne Pfannenstiel 加入加州能源委 员会 (CEC) 并于 2006 年 6 月任命她 为该委员会主席 2001 年到 2004 年 她担任加州能源委员 会的独立能源政策和 策略顾问 在此之 前 她曾担任太平洋 天 然 气 电 力 公 司 (PG&E) 计划与策略副 什么样的清洁技术能够为交通运输部门提 供解决方案 Pfannenstiel: 从短期效应来考虑 价格 低廉的生物燃料是不错的选择 因为生物 燃料不仅来源渠道广泛 还能在很大程度 上减少汽油的使用以及温室气体的排放 混合动力技术的应用将会越来越广 特别 是可外接充电式混合动力汽车的前景一片 光明 它们将会在减少汽油使用这方面发 挥巨大作用 我们对此感到十分高兴 加 州替代燃料计划 (The State Alternative Fuels Plan) 建议到 2012 年 加州境内 9 的燃料要从电能 生物燃料 天然气 氢 气以及其它一些物质中获取 到 2017 年 这一比率要增加到 11 到 2022 年 则要达到 26 我们还针对能够减少交通 运输部门二氧化碳排放量的技术做了大量 研究 比方说建立一个可外接充电式混合 动力研究中心 (Plug-In Hybrid Research Center) 今年开始在加州境内实施的一项 法令为减少二氧化碳排放做出了重要贡 献 即投入巨额项目资金来鼓励人们在州 内开发和利用替代燃料 总裁 1978 年到 1980 年 担任加州公 用事业管理委员会的 高级经济学家 26 生物燃料的发展会不会破坏森林资源 并 导致食品价格的上涨 Pfannenstiel: 生产纤维素乙醇的技术已 经相对发展成熟 其生产成本和传统燃料 也相差无几 我们希望近期能够在州内建 起一座 概念验证 性的纤维素乙醇制造 厂 纤维素乙醇的生产不会导致食品价格 上涨 其生产原料能够从多方获得 因此 也不会对森林造成破坏 如果美国境内的可外接充电式混合动力汽车在交通工具中所占 比率达到 20 就能够在很大程度上帮助发电厂减轻压力 需求的基础上 我们希望通过这项技术能 够使加州在未来十年之内少建 5-10 座发 电厂 加州是如何做到的 2004 年 4 月 20 日 电力短缺时 传感器能够马上做出反应 其他一些还在检测当中的传感器将能够通 过空气流动以及湿度的变化来探测其周围 是否有人出现 并据此对照明设备和室内 温度控制系统进行无线调控 这类传感器 还将通过学习算法 (learning algorithms) 进行优化 Wright 表示 通过让消费者 时时了解电力价格的方式,可以优化各家各 户的电力使用情况 在保证满足人民电力 您最看好哪一种技术 Pfannenstiel: 对加州而言 太阳能极具 发展前景 分布式光电系统对传输以及占 地没有任何要求 该系统还能够为当地电 网提供支持 可谓前途无量 加州已经计 划到 2016 年要开发出功率达 3,000 兆瓦 的太阳能发电设施 位于沙漠地区的大型 太阳能热电设施虽然需要传输设备的支 持 但它能够将电能存储起来 并解决我 们大部分的电力需求 因此还是有很好的 发展前景 最近一段时间 加州境内掀起 了一股沙漠太阳能资源开发的热潮 加州 政府已经同联邦政府签订了逾 30,000 兆瓦 的发电量合同 美国西部地区的风力资源 也同样具有光明的前景 之所以到目前尚 未得到开发 主要是因为需要可观的资金 来建设输电设施 把风力发电厂生产的电 能输送到需要的地方 研究出更好的能源 存储技术是开发太阳能和风能的关键一 环 与我们志同道合的研究团队们正集中 精力研究可再生能源以及提高能源利用率 的技术 而我们则相信在二氧化碳捕获和 存储技术领域依然大有文章可做 继续研 究这项技术十分重要 因为我们目前使用 的绝大多数发电厂还是使用天然气或者煤 作为燃料 这种情况在未来还要持续较长 的一段时间 所以 我们需要对这些发电 厂进行技术革新 最大程度地捕获并隔离 它们所释放的二氧化碳 采访人 Arthur F. Pease 阳光满箱 正当社会发展信息科技研究中 心站在全球的高度来研究如何减少家庭用 电量的时候 Andrew Frank 教授所领导的 混合动力汽车研究中心 位于加州大学 Davis 分校 也已经为运输事业研究出了一 全球性的技术 这项技术名为 可外接充 电式混合动力汽车 简称 PHEV 原理很 简单 它就是一辆带有延长线的可外接充 电式混合动力汽车 可外接充电式混合动 力汽车靠能够存贮 10 千瓦时电量的锂离子 电池供电 目前市面上的油电混合动力汽 车仅仅增加了一个天然气油箱 而可外接 充电式混合动力汽车则完全不同 它仅用 一 箱 电能就可以行驶 40 公里 目前已 经有重量级的汽车制造商计划将其投产 在美国的实际生活中 40 公里这个数字很 重要 因为这是汽车每天平均行驶的距 离 如果超过了 40 公里 那么就需要求助 于传统的汽油或者经由非食品 包括多种 有机产品 工业产品以及家庭生活垃圾 等 原料生产的纤维素乙醇了 Frank 曾经在美国国会面前对他的设计进 行测试 他也被国际公认为 可外接充电 式混合动力 之父 然而 他的设计出奇 地简单 令人十分惊叹 他解释说 在 加州 1千瓦时的电价是 10 美分 这些电 量足以支持一辆装有可外接充电式混合动 力汽车动力传动系统的普通美国轿车行驶 4 公里 所以 花 1 美元购买 10 千瓦时 的电就能够让你的车奔驰 40 公里 行驶 40 公里就可如果使用汽油作为燃料 要消 耗两加仑汽油 价值 7 美元 另外 Frank 预测随着时间的推移 汽油 柴油 以及电能之间的价格差距会越来越大 用不了几年 其差距会大于 10:1 可外接充电式混合动力汽车能够解决多方 面的问题 目前 仅仅采用市场占有率 为 20 的可外接充电式混合动力汽车 就 能够在很大程度上减轻发电厂的压力 使 得整个电力生产基础设施更加高效 同时 也降低了电力生产成本 Frank 解释道 美国太平洋国家实验室 (Pacific National Laboratory) 于 2007 年 1 月所做的一项研 究表明 如果美国境内的车辆全部换成可 外接充电式混合动力汽车 那就不需要再 多建发电厂了 美国目前的电网就完全有 能力担负这些车辆中的四分之三的夜间充 电负荷 可外接充电式混合动力汽车还为个人能源 的独立打开了大门 Frank 表示 通过不 到 10 平米的太阳能电池板 在 8 个小时以 内就可获得一满箱的能量 对于那些有志 于减少交通费用 并且注重环保的企业而 言是一项可行的提议 进而鼓励其员工使 用可外接充电式混合动力汽车 对于太阳 能 风力发电厂等生产的巨大但无定数的 能量 可外接充电式混合动力也提供了一 个潜在的存储平台 最终 在全部联网的 电力基础设施当中 可外接充电式混合动 力汽车只要安装双向电表 它们就能够购 买并且存储能源 在电力需求处于高峰的 时候 它们还可以将自己存储的电能借给 当地电网 作为一名机械工程师以及航空学工程师 Frank 拥有 27 项专利以及很多正在研究的 项目 他同时还是 Efficient Drivetrains 有 限公司的创建人之一兼首席技术官 Efficient Drivetrains 是硅谷的一家新型公 司 其独创技术在第三世界商机无限 在 第三世界国家中 两轮的及三轮的可外接 充电式混合动力汽车不仅能减少空气污染 以及噪音污染 更能保证其灵活性 来自美国 KPCB 风险投资公司的风险投资家 Nazre 对此表示赞同 他说 我认为可 外接充电式混合动力技术正是发展中国家 所需要的 另外 如果我们能够把可外接 充电式混合动力汽车技术以及先进的太阳 能配送技术相结合 那么我们将会看到其 显著的成果 我们这么做肯定会赚一 笔 他又补充说 尽管如此 最重要 的一点还是我们的所作所为要有利于我们 所居住的地球 Arthur F. Pease 伯克利的 孵化器 如果你见过为早产婴儿保暖并且供给营养的早产儿保育器 那么就不难联想到 孵化器 这 个词很适合用来比喻西门子位于旧金山附近的西门子技术转化中心 (TTB) 西门子技术转化 中心距离加州大学伯克利分校仅数尺之遥 位于世界上最活跃的风险资金市场的中心地带 该中心为众多创业企业提供了优越的发展环境 担任西门子技术转化中心总裁以及首席执行 官的 Stefan Heuser 博士表示 我们目前拥有 25 家生产科技产品的企业 10 家都与清洁 技术相关 其中有 14 家企业都是在近 3 年才成立的 时至今日 西门子技术转化中心的 风险技术专家依然穿梭于各大学 实验室 创业公司 各种研讨会以及其它任何可能的地方 寻找新技术的踪迹 Heuser 说 我们搜寻的是能够和西门子的业务完美契合的技术 作 为西门子全球研发组织的一个分支 西门子技术转化中心聘请并且帮助各类发明家 为创业 公司进行早期投资 允许其使用西门子的 IP,并且帮助这些创业公司验证其研发的技术 解决 各类商务案例 这些举措不仅为产品的开发奠定了很好的基础 而且还为将这些由风险资金 支持创办的企业早日转化为西门子的合作者铺平了道路 欲知详情 请登陆 siemens.com / 27

15 楼宇自动化 服务于每个人的能源 学校竞赛 奥地利 Feldkirch 医院及位于比利时 Aalst 的一家 诊所采用一系列节能措施保证了二氧化碳的最低排 放量 为科学激动 每年 数学 自然科学和技术领域的开拓性观点在美国和德国的西门子学校竞赛中都会受到 重视 今年在德国举行的竞赛主题是 气候变化 2008 年在德国举行的竞 赛主题是气候变化 一 海 洋不仅是诗人和思想家的灵感之源 等奖获得者 如右上 同时也为关注可持续发展的年轻发明 图 探讨了如何利用太 家们提供了灵感 以 Aaron Goldin 为例 Christa Mühlbauer 解释道 独树一帜的研 究方法受到了大力支持 因为 竞赛的广 阳能减少二氧化碳排放 告中写明了要让学生尽情发挥其想象力 他来自加利福尼亚州 毕业于哈佛大学 量 二等奖获得者来自 此次比赛中 独立专家评审团的任务是选 开发了一种漂浮型海浪发电厂 通过一种 美国 出有关气候保护的精品之作 来自西门子 回旋装置将海浪能转换为电能 该电厂有 合作伙伴慕尼黑工业大学 柏林工业大学 以下几点优势 系统防水 可移动 不包 和亚琛大学的 10 位知名科学家参与了获奖 含对环境有害的液体 三年前 17 岁的 项目的评定 Aaron 凭借此项发明在西门子少年科学奖 人数短缺的现实表明了采取此行动的必要 中荣获个人最高奖 并获得了 100,000 美 获奖者于 2008 年 4 月选出 他们是来自 性 西门子认为对该问题的解决是一个社 元的奖金 北莱茵-威斯特法伦 Hollenberg 高中的 会性挑战 RosaMeyer 和 Christine Mauelshagen 他 去年的竞赛冠军是 17 岁的 Ayon Sen 他 以一项气候保护项目拔得头筹 他运用数 学方法调查了对气候有重大影响的海流边 界面现象 两年前 田纳西州的获奖团队 凭借一项生物乙醇低成本生产的信息技术 引起了轰动 智能建筑 建筑物的高能耗是一种浪费 也相对容易克服 西门子的楼宇自动化系统有助于实现新建办 公大楼 游泳池和学校等建筑物能源的节约 们研究了如何使用太阳能减少二氧化碳在 气候变化 同美国的竞赛相比 德国 11 年 当地的排放量 获奖研究项目为他们赢得 了 30,000 欧元的奖金 相 信大家以前都听说过有的老板为了省 (SBT) 成为克林顿气候行动 (CCI) 的一名成 Cuyahoga 都会房屋管理局 (CMHA) 旗下 钱关掉暖气和电灯的事情 但是 如 员 该行动方案中的建筑能源效率翻新计 200 多座公寓大楼 窗户的更换 固定设 题 Mühlbauer 称 每一届比赛的主题 Mühlbauer 表示 我们的总奖金额为 今能源节约已经不仅仅是省钱的问题 鉴 划旨在使私人和公共建筑物业主更清楚地 备和照明系统的安装及楼宇自动化系统的 都应该与时俱进并且与社会紧密联系 但 111,000 欧元 其中部分将奖励给指导教 于气候变化如此之大 节能已经迫在眉 意识到实现楼宇系统现代化的必要性 负 使用将在未来 12 年内为 Cuyahoga 都会房 级到 13 年级的学生有一个预设的研究主 同时也应该与公司有关 今年的主题 师所在部门 获奖学生可以凭借此奖项 睫 更重要的是 节能在财务效益方面也 责美国西门子楼宇科技集团 (SBT) 全球能 屋管理局 (CMHA) 节约近 5,000 万美元 西门子少年科学奖将在美国进行 10 周年庆 气候变化 是一个巨大的成功 完成自己的学业 甚至在进入大学前就已 发挥着举足轻重的作用 近 30 年来 大多 源和环境项目的集团副总裁 Bob Dixon 指 相关的能源节约相当于近 8,400 吨二氧化 典 它被媒体称为研究型竞赛活动的泰 Mühlbauer 表示 反响远远超出了我们 扬名科学界 数大型建筑物都装备了自动化系统 监 出 西门子公司拥有广阔的全球市场网 碳和 250,000 桶原油 斗 各奖项参赛人数都有所增加 去年有 的预料之外 约有 800 名学生以个人或 控 调整各种精密设备 包括采暖设施 络 环保型楼宇系统技术范围广 专业技 1,600 多名学生报名 美国州长和参议员 小团体的方式报名参赛 总共提出了约 火警和电梯等 术知识覆盖面大 因此是克林顿气候行动 常向获奖者表示敬意 甚至连美国第一夫 400 个课题 尤其值得一提的是 许多学 人劳拉最近也在白宫向此次获奖者颁奖 生的研究课题涉及了氢能技术 沼气 太 2007 年 该成功理念也在德国西门子公 阳能和二氧化碳存贮等研究领域 司付诸实践 来自西门子企业公民团队的 提交的参赛项目中涉及了不少常见话题 窗 2007 年春季刊 第 83页 由此 竞赛项目经理 Christa Mühlbauer 指出 比如 有一个项目研究了人行道上数十亿 看来 欧盟发布控制建筑总能效的指令也 我们的目标是激发年轻人对科技的兴 行人产生的能量通过压电发电机进行利用 就不足为奇了 参见第 30 页 节能之 趣 尽早开发 培养人才 德国工程师 的可能性 波也冲击到了美国 西门子楼宇科技集团 28 如无意外 获奖者及其发明项目将在行业 内引发一场热潮 然后证明其应用于实际 楼宇能耗占总能耗量的 40% 温室气体排 气候保护的潜力 Andrea Hoferichter (CCI) 赞助者的最佳选择 放量占全球温室气体排放量的 21% 因此 该领域的节约潜力巨大 参见 未来之 尽管各项法律法规常为节能创造条件 但 不断上升的能源价格才是最根本的导火 索 轻而易举即可将能源和运营成本减少 多达 20% 的事实令如今的房屋管理者惊叹 小改善 大节约 近年来 西门子楼宇科 不已 技集团 (SBT) 已为美国约 1,500 幢建筑物 西门子楼宇科技集团旗下的能源优化服务 实现了自动化系统现代化 比如 在俄亥 部门负责人 Thomas Baum 指出 楼宇运 俄州克利夫兰 西门子公司翻新了 营商基本上都没意识到其能源浪费有多 29

16 服务于每个人的能源 楼宇自动化 维也纳的 Brigittenau 泳池是欧洲最节能的泳池之一 楼宇管理系统监控该泳池从桑拿到水质的所有技术问题 参见下图 大 因此需要向他们提供对比性数据才能 气候友好型诊所 Hass 表示 一直以来 Demeyer 对诊所的三个楼层和地下室的一 30% 的能耗 二氧化碳年排放量减少 920 让他们明白 西门子公司通过一个网址 大楼移交给建筑商后 他们就很少关注系 个朝北和一个朝南的房间进行了分析 时 多吨 另外 在无需新增任何设备的情况 和相似楼宇的公共数据提供该信息 利用 统是否具有很好的调节性能 通常情况 间跨越四季昼夜 他的测量显示 房间春 下 不到一年的时间里摊销了能源分析和 一个网上能源管理项目对不同位置和不同 下 建筑商不会将此类工作纳入其预算 秋季早晨温度升高 而到正午时分许多房 定制系统编程所需的成本费用 年份的数据进行加工对比 比如 通过 中 如今 Hass 称 大楼的 二期工 间的温度已降低 Demeyer 还测量了医疗 这一途径可以显示出 位于科隆的百货商 程 能实现巨大的节约 西门子公司以能 器材对房间温度的影响 并且列出了气候 店分店所耗能源大大多于慕尼黑的此类商 源优化服务包的形式在全球范围内提供上 控制系统的算法以确保其根据给定房间的 店 然后 在西门子公司能源专家的辅助 述二期工程的服务 使用和朝向调节气候 Demeyer 还在西弗 下对此进行分析 确认差异产生的原 因 Baum 做出如上解释 不论建造时间的长短 许多建筑所采用的 系统未实现优化装备 彼此间根本不相协 调 西门子楼宇科技集团发展和创新项目 负责人 Wolfgang Hass 称 考虑到楼宇 总部位于比利时的西门子楼宇科技集团的 能源专家 Frederiek Demeyer 以比利时 兰德斯大学教授能源管理与自动化课程 他说 对此我们当然不能采用单一的标 比利时 Aalst 诊所的能耗减少了 30% 不到一年的时间里 摊销了成本 自付投资 然而 二期工程并不足以解决 老楼房存在的问题 这是因为这些楼房中 的设备效率低 不能进行经济型操作 更 换设备需要巨额初期投资 可是该项目通 过合同能源管理自筹资金 其中所需成 本费用比实现的节约资金还高 举例来 说 一名客户一年的能源费用为 200,000 欧元 而西门子能保证实现 25% 的节 约 即每年节省 50,000 欧元 在 10 年 的合同期内 可以节省 500,000 欧元 投 竣工后单个房间的使用方式常与最初规划 Aalst 市 2000 年创办的一家综合医院的诊所为 准程序 而是不得不予以调整使其适用于 资于优化措施和相应的能源服务 无需客 有出入 上述情况的发生也就不足为奇 例 解释了该系统理想状态下的运行情况 大楼及其设备 另外 Demeyer 重新校 户支付分毫 西门子已对全球 6,500 多幢 了 供热 通风和空调系统也未作出相应 供暖系统看上去安装到位 Demeyer 这样 准了空调机组控制系统 以前该系统运行 楼房履行了近 2,000 份此类合同 还因此 的调整 来描述其第一印象 尽管如此 诊所技术主 时采用的是一个不考虑外部温度的预设水 赢得了数个奖项 比如 欧洲能源服务行 管称 医院员工和病人常抱怨房间太热或太 温装置 现在该系统与外部温度传感器相 动方案授予奥地利维也纳 Brigittenau 室 冷 而医院管理层则认为运行成本太高 连 以前 空调系统为实现冷却目的而使 内泳池中的现代化建设项目 2007 年度 动化系统 然而 事实是通常情况下 实现楼宇系统自动化比将建筑外墙绝缘速度更快 花 用的水始终保持 6 摄氏度的温度 但天气 欧洲最佳能源服务项目 称号 费更低 此外 自动化还能节约相当多的能源 恶劣时这是不必要的 比方说 现在天气 高效楼宇自动化 2008 年 1 月 欧盟正式承诺 到 2020 年将二氧化碳排放量在 1990 年的基础上至少减少 20% 法国 瑞典及德国等欧洲数国已通过相关法规 规定了更高的减排量 欧盟颁布的 建筑能效指令 (EPBD) 于 2002 年正式生效 该指令中一重要规定要求制定一个计算建筑 总能效的标准体系 为此 欧盟授权欧洲标准委员会 (CEN) 制定上述计算标准 西门子楼宇 科技集团的专家成功地说服欧洲标准委员会 (CEN) 将建筑自动化和管理系统的效果列为规定 详尽的标准之一 起初 大家考虑的是建筑外壳和照明 通风及供暖等独立的技术系 统 西门子楼宇科技的 Ulrich Wirth 如是说 他负责主持 CEN/TC247 技术委员会的楼宇自 寒冷时 冷却水的温度自动设置在 10 摄氏 2007 年 7 月 为评估建筑物能效 TC247 委员会推出了一项评估标准 就自动化系统规定 了四级分类 D 级指不节能系统 C 级相当于标准级别 B 级指更为现代化的系统 A 级指高 度节能系统 四种能效级别的热电能效因素取决于办公室 旅馆 学校 餐厅和医院等不同 建筑物的标准化用户特征 这一程序的节约潜力十分可观 比如 在建筑或翻新规划阶段 承包商可以迅速准确地决定哪种自动化功能可以使其建筑纳入更高的能效级别 举例来说 如果某建筑物有诸多不同用户 其空调系统不根据需求进行调整 那么楼宇自动化系统中的 二氧化碳排放量达不到 A 级能效水平 指令根据一个标准化欧洲证书系统而生效 诸如单个 房间控制器等一号产品已经证明合格 并标有确认其高能效的标识 度 Demeyer 说 每降低一度我们可以 节省 3% 的能源 碳年排放量减少了约 600 吨 分别节省了 45% 和 60% 所有这些都需要更换设备 包括水处理设备 通风系统 固定设备和 作用 因为所有的用户过去都能进行手工 照明系统 西门子还安装了新的楼宇管理 操作 将任何一个房间中的温度调高或调 系统来对所有的设施设备进行监控 低 3 摄氏度 Demeyer 解释道 之后温 度装置就会一直保持这一温度 直到再被 另一个人变动 他将变动范围减少了一 半 1.5 摄氏度 但没有改变控制器上的 程 重新设置午夜时分的平均温度 其结 果是每个人感觉都更舒适 抱怨比以前也 少了 最终 上述所有测量分析减少了 200,000 多欧元的采暖供水成本 二氧化 Aalst 项目中的 人为因素 也发挥着巨大 刻度信息 他还将所有的控制器进行编 30 Brigittenar 建于 1983 年 目前每年节约 水纯度的传感器 过滤程序及相关数据管 合同能源管理是解决急需投资的一种方 理都能自动完成 水温和气温及通风过 式 尤其是在公共部门 迄今为止 西 程一直在监控中 另外 可以使用新太阳 门子公司已在该合同框架内实现了欧洲 24 能发电装置对所需的泳池或淋浴水加热 个泳池的现代化 参见第 69 页 Böck 称 维也纳所有泳池的基本温度是 通过区域供暖实现的 结果节省了 66% 的供暖及 45% 的水资源消耗 楼宇是当今生产过程中的关键因素 Hass 表示 同任何其它生产因素一样 他们也需要实现生产率最大化 鉴于 此 Hass 相信楼宇技术和能源服务领域的 来自维也纳的西门子楼宇科技集团的 Oskar 超额节省 Brigittenau 的合同能源管理有 Böck 称 我们已大幅降低了供暖损失 效期为 10 年 140 万欧元的相关投资通过 用水量减少了将近一半 该设施的楼宇 每年确保节省的 200,000 欧元来支付 管理系统对所有程序进行监督以避免浪 我们实现的节省金额事实上已超过了保 费 以前 泳池管理人员根据自己的感 证金额 目前我们正同维也纳公共泳池技 觉对水进行过滤 然后判断泳池是否足够 术主管商讨如何将额外资金投资于更多的 干净 Böck 解释说 现在安装了测量 节能设备和系统 Böck 指出 因此 额外投资将很快成为所有大型公共和私人 建筑的标准 Katrin Nikolaus 31

17 服务于每个人的能源 涡轮机材料 位于米尔海姆市的一家西门子工厂中 科学家们在 研制应对超高温的涡轮机材料 如左图 有朝一 日 巨型蒸汽轮机将要承受 700 多摄氏度的高温 德国米尔海姆市西门子火力发电集团 设计者决意将温度从 600 摄氏度提升至 的一个材料实验室中 金属材料在缓 700 摄氏度 将压强从 285 巴升至 350 巴 慢逝去 新合金制成的金属棒不停地承受 是有很多充分的实际理由的 无论如 着重压 材料以一定的速度被不断的磨损 何 只要超过 600 度我们就得采用新材 侵蚀着 材料专家 Hans Hanswille-menke 料 传统金属根本不能承受这一高 指向有机玻璃板后的一项测试 在那里有 温 Pfitzinger 称 而且我们想要尽可 一个两端固定的细金属棒正发出暗红色的 能多的使用这些材料 所以我们会将温度 光芒 他说 不出几天金属棒就会折 提高至 700 度 高压是优化效率的必要 断 试验会无休止的进行下去 也理应 条件 我们的目标是 在温度为 600 摄氏 如此 无论如何 与被铸成直径 1 米多的 度时的气压的基础上 减少四个百分点来 蒸汽轮机片承受的巨大离心力和 700 摄氏 增加效率 减少 6% - 7% 的煤耗 从而减 度的高温相比 金属不适合在实验室中进 少二氧化碳排放量 在 应对 火热 的未来 行测试会更好 奇异组合 Pfitzinger 所说的新材料指的是 为实现 50% 的发电效率及减少对环境的影响 未来的燃煤 金属做出如此大的牺牲 是在帮助工程师 镍合金 一种由镍 铬和微量铁组成的高 们建造未来的燃煤发电厂做准备 未来的 强度精密金属混合物 这种合金价格昂 发电厂将使用温度更高的蒸汽 为实现这一宏伟目标 涡轮 燃煤发电厂发电效率应该大大提高 使用 贵 经过一个复杂的加工过程后 合金成 机材料必须能够承受住超乎寻常的强压 以超高温度和超强 尽可能少的燃料 使二氧化碳排放量保持 本价是如今使用的铬钢价格的 5-10 倍 在 在最低水平 行动迫在眉睫 一般而言 需要大约 200 吨金属合金的一个涡轮机 离心力来测验涡轮机材料则是其题中应有之义 全球燃煤发电厂每生产 1 千瓦时的电力 中 这未必是一个小数目 需要耗费 480 克煤 同时 发电厂会向空 电机的高标准 他们的目标是到 2015 年 转化为转动能 之后被送入发电机 因 为减少材料的制造成本 涡轮机不一定要 气中释放 1,200 克二氧化碳 一年的二氧 实现 50% 的发电效率 如此高发电效率的 此 蒸汽温度需要从目前所知的最先进的 完全采用镍合金制造 而是可以根据不同 化碳排放量约为 80 亿吨 中国上海外高 燃煤发电厂每千瓦时发电量仅耗费 288 克 发电厂水平 约 600 摄氏度 增至 700 摄 地区的温度状况来决定使用不同的合金组 桥第三发电厂是世界上效率最高的燃煤发 煤 因此仅产生 669 克二氧化碳 这一提 氏度 这也正是海姆实验室中金属材料正 成 比如 通过一层冷却器中的蒸汽将内 电厂之一 西门子向其提供的两台发电量 高意义重大 因为发电效率每提高 1% 每 在测试的温度 只有这样才有可能实现 外罩热分离 这样一来 普通钢板就足以 平均为 1,000 兆瓦的涡轮机每千瓦时仅耗 年就可以减少 2.6 亿吨二氧化碳排放量 50% 的发电效率 负责海姆实验室 700 度 用作外罩材料 承受住 550 度的温度 此 涡轮机开发的项目经理 Ernst-Wilhelm 外 成米厚的轴可以由数片金属铸成 只 Pfitzinger 指出 温度是关键性的因 需要在温度最高的地方使用镍合金 煤 320 克 因此 其二氧化碳排放量仅为 761 克 32 火的历练 为实现这一宏伟目标 涡轮机 材料必须能够承受住超乎寻常的强压 随 在由 Trianel 燃煤发电厂负责的一个项目 意翻开任意一本物理书就可以了解到热力 中 西门子正在为一个联盟 由 27 家城市 机原理 这也正是燃煤发电厂的真实写 公共事业组成 在德国北部 Lünen 市某处 照 结果证明 此类发电厂生产出的有利 建造一座类似的燃煤发电厂 该发电厂预 用价值的能源 取决于源头和出口之间温 计于 2012 年投入运行 然而 这座发电 度的差异 换句话说 进入涡轮机的蒸汽 效率约为 46% 的燃煤发电厂并没有完全达 应尽可能的热 而出来时应尽可能的凉 到西门子火力发电集团及其燃煤发电厂发 接着 涡轮机叶片将尽可能多的将可用能 素 然而 蒸汽轮机生产线管理负责人 Werner-Holger Heine 非常清楚形势的复杂 性 他说 客户要求蒸汽轮机的工作时间 至少为 200,000 小时 这就相当于超过 25 年的使用寿命 他表示 我们相信 700 度的高温可以实现这一目标 但是 我们 仍然需要证明这一点 但即使是这种理念也带来了新的挑战 包括 如何处理各种材料不同的热膨胀系数 另 外 制造及加工耐热材料所需的铸造 锻 造 研磨和测试方法还未开发出来 至少对 数吨重的蒸汽轮机元件而言是这样的 燃气轮机的生产过程在这一点上并不适 33

18 服务于每个人的能源 涡轮机材料 西门子米尔海姆工厂正在制造的蒸汽轮机转 子是空客 A380 涡轮机的两倍 是世界上最 大 最重的涡轮机 用 在这个过程中 镍合金的使用已经达 个元件的影响 通过测试区后 蒸汽冷却 可是 700 度发电厂还不是一个非常经济的 名时 名字不仅要听起来唬人 还需要某 到标准化 Pfitzinger 称 我们不能简单 至 520 摄氏度以避免潜在的损害 西门子 理念 如今 一座 600 摄氏度/发电量为 种思维技巧 地复制这一过程 燃气轮机和燃煤轮机 涡轮机专家 HolgerKirchner 博士称 对 800 兆瓦的发电厂 每发电 1 千瓦时的成 相比更为精密 可以采用完全不同的制造 阀门的最新一次审查结果非常令人满 本超过 1,700 欧元 50+ 将耗费 10 亿欧 技术 更重要的是 尽管燃气轮机温度高 意 测试预计会一直持续到 2009 年 元 使发电 1 千瓦时的成本增至 2,000 欧 当温度达 摄氏度时 工程师们称 之为 超超临界 700 度的还没有命 名 更高温度的就更不用说了 Heine 对 达 1,400 摄氏度 气压却相对较低 只有 以后有 hyper ultra 或 super 首座 700 度发电厂将耗费约 10 亿欧元 但会大大降低 二氧化碳排放量 约 20 巴 从 600 摄氏度升至 700 摄氏度绝对是个不 等词的名字组合并不感兴趣 他表示 目前 760 摄氏度或甚至 800 摄氏度的 小的成就 事实上 没有任何一个独立的 发电厂还存在于幻想之中 制造商有能力单独完成这一任务 这也就 NRWPP700 项目 北莱茵-威斯特法伦 元 因此 50+ 的设计本来是作为未来系 是为什么生产商 发电厂制造商及能源供 700度发电厂 是由欧洲 10 家能源供应商 列生产发电站的示范电厂 Heine 说 应商组成了许多联盟共同开发 700 度技术 进行的工程前研究项目 该厂中未进行任 如果不能实现经济生产 客户就不会再 的原因 其中包括 何建设或测试 相反 它关注的是一座 对此感兴趣 然而 考虑到不断增加的 500 兆瓦发电厂中的锅炉 管道运行和其 原材料成本和二氧化碳税收 发电厂效率 COMTES700 项目 700 摄氏度发电 Bernd Müller 的提升可以使能源节约成为可能 甚至允 许一座 700 度发电厂的成本增加 10%15% 燃煤发电厂二氧化碳排放量 单位二氧化碳排放量 [克 二氧化碳/千瓦时]* 1,200 单位煤耗量 [克 煤/千瓦时]* 500 1,115 克二氧化碳/千瓦时 燃煤发电厂平均数据 来源 德国技术委员会) *相比于 25 兆瓦/千瓦时的中等热值 **Lünen 燃煤发电厂 480 克煤/千瓦时 1, 克二氧化碳/千瓦时 313 克煤/千瓦时 400 全球 平均水平 欧盟 平均水平 现有技术 400 着组装 旁边是一个巨轮 看上去像一个飞 采用 700 度技 术的蒸汽发电厂 Lothar Balling 表示 如今 通过现代化 机发动机的压缩机叶片 但是却非常的 的燃气轮机 我们可以实现高达 46% 的发 大 轮机叶片占地 30 平方米 直径为 % 随着效率的提升 煤耗量降低 二氧化碳排放量减少 厂部件测试设施 项目是由欧盟资助的 它元件的技术设计理念 同时 他们正在 欧洲热电协会 德国技术委员会电力技术 对运行发电量为 1,000 兆瓦的商业煤和褐 分会 正在协调包括西门子在内的 12 家国 煤发电厂的可行性进行评估 尔森基兴 E.ON 公司旗下的 Scholven 燃煤 发电厂中 有 30 年历史的 F 厂运行时 德 国一直在使用一些迟早可以适用于一座 700 度发电厂的元件 这些元件包括一个 试验锅炉 主蒸汽管道和其它目前在 700 度高温下运行的元件 比如 西门子制造 的镍合金轮机阀 旧轮机不受其中任何一 34 机厂中 你却几乎看不到这种大型的 A380 发动机 比它大两倍的蒸汽轮机室正在此等 0 际项目合作伙伴 自 2005 年后 位于盖 在西门子位于米尔海姆市的蒸汽轮机和发电 发电厂和新建电厂解决方案组负责人 %** 为 4.5 米 是世界上最大的发动机 然而 蒸汽涡轮机发电厂 参见 未来之窗 288 克煤/千瓦时 669 克二氧化碳/千瓦时 (2014) 38 % 以其发动机为例 转子直径近 3 米 长度 尔兰根的西门子火力发电集团旗下的蒸汽 净效率 30 % 你可能以为新的空客 A380 已经很大了 发电厂 (IGCC) 中 煤及诸如石油和沥青等 2007 年春季刊 第 91 页 总部位于爱 727 克二氧化碳/千瓦时 600 技术一争高下 比如整体煤气化联合循环 其它燃料转化为合成气 进入一座燃气和 379 克煤/千瓦时 800 巨无霸 涡轮机 竞争理念 最新的 700 度技术可以和其它 电效率 到 2020 年 我们取得的进步可 米 整个转子总重 320 吨 是目前世界上 以使发电效率达到 51% 同时无需将二氧 最大最重的 如本页上图 该已建蒸汽轮 化碳从 H 级燃气轮机中分离 机装置是为位于芬兰 Olkiluoto 的 Areva NP 公司正在建设中的欧洲压水堆 (EPR) 发电厂 已经有数个 IGCC 电厂在运行中生产用于化 建造的 西门子拥有该公司 34% 的小额股 学工序的富含氢的合成气 其中包括精炼 份 西门子火力发电集团 针对传统电厂 厂中的煤气化电厂 从经济角度而言 西 元件 也属于该项目集团 整套蒸汽轮机装 门子开发的用于发电的 IGCC 电厂与传统的 置超过 5,000 吨 发电量为 1,600 兆瓦 燃煤发电厂相比仍处于劣势状态 但是 创世界记录 但是其耐热要求却没有 600 如果将二氧化碳作为经济因素考虑在内的 度或 700 度电厂那么高 这是因为温度低于 300 摄氏度时 欧洲压水堆中的饱和水蒸气比 话 IGCC 电厂十分有竞争力 比如 通过 间的一场激动人心的竞赛 无论如何 西 燃煤发电厂中的水蒸气凉得多 而在 70 巴时 压强也低得多 然而 在 340 千克的叶片处 引进二氧化碳税收或使用旧油田中的天然 门子会是其中不可或缺的一员 的离心力却高达约每分钟 1,500 转时 1,500 吨 联合循环发电厂中 燃气轮机中的废热为 气来进行进一步的改善 从气化装置下游 未来是什么样子的呢? 这不仅取决于技术 50+ 在初步设计成果的基础上 E.ON 的合成气中将二氧化碳分离的技术已经面 的进步 还取决于政策和法规的实 计划于 2014 年在威廉港市将首座 真正 世 并应用于石化业 该技术的应用使得 行 Balling 表示 这是因为发展和创 的 700 度发电厂投入运行 为实现最低 二氧化碳排放量减少了超过 85% 每发电 新型二氧化碳理念的实现需要支持 50% 的效率 E.ON 打算预热助燃空气 使 1 千瓦时 产生的二氧化碳不到 100 克 用冷却效率更高的海水实施冷却 因此厂 西门子还同 E.ON 公司联合开发了传统发电 址选择在了沿海城市 发电量为 500 兆瓦 厂下游二氧化碳分离技术 将来 该技术 的电厂预计于 2010 年动工 可以适用于已建及新建发电厂 高效燃煤 发电厂的开发可能因此会成为不同理念之 其它数个涡轮机提供蒸汽 目前西门子正在上巴伐利亚的 Irsching 建造世界上最大的联合 循环发电厂 该电厂发电效率超过 60% 居世界首位 参见 未来之窗 2007 年秋季 刊 第 54 页 电厂低压涡轮机中的蒸汽降至 30 摄氏度以下 这样做有时会占据很大的 容积 从而使最后两排钛制作的叶片分别需要 16 平方米的横截面积 同样 这也创了所谓 的高速蒸汽轮机组的世界记录 其转速惊人 达到 3,000 转/分 为这些电厂命名显然比开发其使用的技术 要容易的多 由于水在 221 巴以上的气压 中将直接转化为蒸汽 设计者们根据这一 物理现象称现代发电厂为 超临界 命 35

19 服务于每个人的能源 二氧化碳分离技术 位于德国 Freiberg 的公司测试工厂里 西门子专家 正在开发气化煤的设备 右图 并研究不同类型 的煤在气化过程中的不同反应 煤 炭行业风头正盛 其中的原因不言而 喻 世界人口不断增长 人类对能源 的需求不断增加 此外 很多国家都有很 大的煤炭储量 因此 它们除了煤炭之外 也不会使用其它类型的能源 除此之外 煤炭市场另一个重要的特点就 是其价格结构非常稳定 过去三年之中 原油和天然气的价格翻了一番 而硬煤价 格的上涨幅度仅为 20% 可是 这一发展 趋势的缺陷也显而易见 每生产 1,000 瓦 时的电力 燃煤发电厂排放的二氧化碳总 量 比天然气联合循环发电厂大约要多出 一倍 可是眼下 如果停止使用煤炭供电 全球 经济将会陷于瘫痪 目前世界上大约有 40 的电能依靠燃煤发电厂供给 而在中 国这一比例更是高达 70 仅在 2006 年 中国的电力网络中就有 174 家发电量 达到 500 兆瓦的燃煤发电厂 根据国际能 释放的气体的主要方式有三种 第一个以煤为燃料的使用集成二氧化碳分离技术的整体煤气 ¼在煤燃烧以前 先通过整体煤气化联合 循环技术将煤进行气化 然后分离出其中 的二氧化碳 燃烧前捕获 化联合循环发电厂预计将在 2012 年投入使用 ¼在传统的蒸汽发电厂进行二氧化碳的分 离工序 燃烧后捕获 ¼最后一种方法是专供蒸汽发电厂使用的 氧燃料工艺 传统的蒸汽发电厂使用空气助燃 而氧燃 料的概念则是使用纯氧来对煤或者天然气 进行助燃 用纯氧取代空气可以避免大量 氮气参与燃烧过程 因为氮气在空气中的 比重为四分之三 可是它对燃烧过程没有 任何帮助 如果其参与燃烧还会产生大量 的氧化氮 燃烧之后的废气成分主要是二 氧化碳和水汽 通过简单的冷凝水过程 投入二氧化碳捕获和存储技术理念的研发 当中 早在 20 世纪 90 年代 西班牙的 Puertollano 和荷兰的 Buggenum 就已经出现了使 用二氧化碳捕获和存储技术的发电厂 而 这些发电厂的设备就是由西门子公司制造 的 整个发电厂的组合也是在西门子的帮 助下完成的 与之相同 坐落于美国佛罗 里达州 Tampa 和印第安纳州 Wabash 的使 用同样技术的发电厂设备也都出自西门子 之手 这些发电厂都充分地体现了二氧 化碳捕获和存储理念的可行性 当时 二 氧化碳分离这一说法甚至都没有被提上日 程 Schmid 补充说 投入使用 公司已经为该厂的建设预算出 了大约 10 亿欧元的经费 将来 大约会有 230 万吨二氧化碳通过这个发电厂内的空 置天然气田或者蓄水层进行分离处理 在 美国 德国发电厂运营商 E.ON 电力公司参 与了 未来发电 计划 (FutureGen Initiative) 它是此项计划在全球范围内的 12 个 成员之一 该计划目前要实现的目标是在 2012 年建成一座功率达 275 兆瓦的发电 厂 希望该厂每年能够在其深部咸水含水 层中存贮至少 100 万吨二氧化碳 E.ON 英 国也正在考虑建设一座类似的集二氧化碳 捕获和存储技术以及二氧化碳分离技术于 一体的发电厂 电厂的位置可能会靠近海 边 厂址选择在海边就可以实现将分离的 煤炭也干净 在未来数十年内 煤将继续保持其在世界能源市场的基础地位 研究人员正在开发新技术 用于处理发电厂废气当中的二氧化碳 这些技术将在很大程度上减少这种地球上储量最丰富 的化石燃料对环境的负面影响 源总署的预测 如果整个世界的情况不发 生改变 那么从 年之间 全 球煤炭消费总量将会上升 73% 这就意味着无论对煤炭使用而言 还是专 门建设发电站的企业来说 现在都到了最 关键的时刻 这些企业必须以最有利于环 保的方式设计并建造燃煤发电厂 Christiane Schmid 博士任职于位于德国 Freiberg 的西门子燃料气化技术有限公司 该公 司隶属于西门子火力发电集团 他表 示 为了减少二氧化碳的排放 必须 从两方面下手 一是提高现有的和将要 新建的发电厂的效率 二是把发电厂排 放物当中的二氧化碳分离出来并且对其 进行有效处理 多年以来 为了实现 二氧化碳捕获和储 存 技术 (CCS) 参见第 40 页 全世界 可谓是不遗余力 根据不同的发电厂类型 来划分 分离二氧化碳以及其它因燃煤而 36 二氧化碳就能从中分离出来 为了进一步 精简这一过程 发电厂运营商 E.ON 电力公 司已经在英格兰的 Ratcliff 建造了一座氧燃 料发电厂试点 而在今年晚些时候 另一 发电厂运营商瑞典国有电力公司 Vattenfall 也将在德国 Dresden 市附近进行同样的一 个试点工程 久经考验的技术 在技术开发过程中 西 门子着重于前两种方案 即燃烧前捕获技 术和燃烧后捕获技术 这三种方案的技 术层次还有很大的差距 现在只有二氧化 碳捕获和存储技术已经通过了大量检测 在天然气加工行业 已经开发出了一大批 用于分离混合气体中的二氧化碳的设 备 Schmid 解释道 他还表示 我们 现在可以立即着手建设一座功能齐全的发 电厂 在厂内就能进行二氧化碳的分离工 序 因为毕竟西门子从多年前就已经开始 为何世界上至今还没有一座大规模的二氧 化碳低排放发电厂 其中的原因有很多 变数也很大 Guido Schuld 是西门子燃料 气化技术有限公司的运营总监 他指出 目前还没有正式的法律或政府部门对此 进行管理 特别是在二氧化碳的回收处理 这一领域更是如此 另一方面 对于客户 而言 成本方面还不是很明朗 因为目前 还没有办法做出关于二氧化碳捕获和存储 技术以及二氧化碳分离工艺的精确财政预 算 鉴于以上诸多的不确定性 我们似 乎可以断定 第一座将二氧化碳捕获和存 储技术以及二氧化碳分离工艺融于一体的 发电厂至少还要几年才能诞生 很多德国 公司都跃跃欲试 希望成为该领域的领军 企业 德国发电厂运营商 RWE 电力公司正计划于 2014 年将一座功率为 360 兆瓦的发电厂 二氧化碳存储在北海原油层当中 这种做 法还会有助于提取石油 Schuld 表示 如果发电厂的二氧化碳捕 获和存储技术不与二氧化碳分离技术绑定 在一起 其生产效率将会超过 40 可是 一旦将两种技术合用 生产效率通常都会 降低 对于客户而言 出于成本的考虑 高水准的工厂效能也是至关重要的 这就 是为什么我们要在新技术正式投放市场以 前对其进行扩展检测的原因 Schuld 称气化炉和燃气涡轮是二氧化碳捕 获和存储的关键技术 这两项技术也含在 西门子技术组合中 气化炉技术是在 2006 年中期加入西门子技术组合的 根 据 Schuld 所述 西门子当时获得了一个 至宝 这个 至宝 其实就是如今的 西门子燃料气化技术有限公司 公司总部 37

20 服务于每个人的能源 二氧化碳分离技术 在一个位于法兰克福的二氧化碳检测实验室中 西 门子的专家们在此研究如何将二氧化碳从废气中分 离出来 二氧化碳被放置于一个吸收器 右图所示 之中 通过特殊的洗涤剂处理之后再释放出来 设在德国的 Freiberg 靠近 Dresden 而 在 1990 年以前 该公司隶属于德国燃料 协会 20 世纪 70 年代初 为了能够使用褐煤 东德意志政府投资开发气化技术 在当 时 这一技术称为 干供给系统 最开 始是作为理想方案研发出来的 如今事实 证明 该技术具有决定性的竞争优势 为 什么 因为有了这一技术 不管什么煤种 都可以进行气化 把煤进行气化有不同的 途径 其中一种是把煤以松软的液态注入 气化炉 这就表示首先要把煤和水充分混 合在一起 Schuld 解释道 这一技术主 要适用于昂贵的无烟煤和硬煤 褐煤和其 它低热值的煤根本不适合这种方 式 但事实是 这些品级较低的煤在 诸如中国和印度等新兴工业国家的储量很 大 美国和澳大利亚的情况也是如此 那 么 这些国家的客户对西门子气化炉技术 的需求之大也就不言而喻了 兼容并包的发电厂 二氧化碳捕获和存储 技术的竞争优势到底有多大 看看使用该 技术的发电厂的使用寿命有多长就知道 了 Schuld 指出 一旦客户决定建设一 座气化厂 他就得要计算出长达 年 的预期操作成本 可是 价格固定的购煤 合约有效期只有几年 之后 煤从哪里 来 是什么类型 成本又是多少 这些问 题的答案无人可以预知 因为全世界的煤 价都是根据实时有效价格来决定 随用随 买 然而 有了二氧化碳捕获和存储技 术 客户在发电厂的整个使用寿命里都能 高枕无忧了 在位于 Freiberg 的西门子燃料气化技术有 限公司 专家们目前正在检测不同类型的 瓦的气化厂将在中国落成并投入使用 燃料气化的过程在一个圆柱 度比煤灰燃烧之时的温度还 燃料 氧气 蒸汽 火炉 要高 研磨成微粒的煤和氧 气混合之后投入位于反应室 前部的火炉之中 如果有必 压力出水口 要还会对其进行蒸汽加热 数秒之后 煤微粒和氧气就 转化成为原料合成气 成分 外围冷却套管 冷凝壁 压力进水口 主要包括一氧化碳 氢气 二氧化碳和水 在位于反应 室下方的骤冷室当中 合成 气和剩余的液体炉渣通过注 冷却水 水方式冷却下来 冷却之后 的炉渣再经由位于骤冷室底 燃气输出口 部的原料进出闸转移出去 水溢出 渣块微粒 38 除了与二氧化碳捕获与存储技术一同应 2009 年 世界上最大的气化厂之一 一座功率高达 25 亿 气化炉反应室的工作流程 体反应室中进行 室内的温 煤在气化炉当中的反应 他们对反应室中 的煤渣构型进行检测并且研究如何保护气 化炉在高温燃烧的情况下不受损害 Schuld 表示 通过自己的实验厂 我们 获得了特殊便利 它可以帮助我们在为客 户正式建设发电厂之前先与客户之间建立 经济的框架 不过 在 Freiberg 参与检 测的不仅仅是煤 气化炉本身也在检测之 列 目的是确保气化炉技术能够更好的符 合未来市场的需求 用于发电厂 气化技术在化学工业中也能 大放异彩 Schuld 说道 他还表示 混合气体可以用来制造化学产品 例如 氨 甲醇 二甲醚等 还可以用于制造柴 油 合成天然气等燃料 目前 因石油 天然气等原材料价格上涨而头疼的不仅仅 是电力生产商 这就是为什么类似煤乃至 是生物质燃料等替代燃料在全世界都受到 如此密切的关注的原因 在化学领域 位于 Freiberg 的西门子燃料 气化技术有限公司旗下的 70 名员工人人都 对公司自 1984 年开始运营之后所取得的一 项工业化技术成就津津乐道 即位于德国 Bran denburg 州 Schwarze Pumpe 的产量 达 200 兆瓦的 热输出 厂 该厂最初用 作褐煤的气化炉 最近 该厂又被用来将 工业废弃物转化为甲醇 Christiane Schmid 表示 我们现在的目标是把该厂建设成 为一个发电量达 500 兆瓦级别的参考项 目 如此一来客户对新技术就更有信心 也就会与西门子合作 我们所期望的新一 代气化发电厂离实现之日就不远了 西 门子计划从 2009 年起 将五台 500 兆瓦 气化炉正式投入该厂进行运行 这些设备 将用于从煤里提炼出聚丙烯 客户是中国 宁夏回族自治区的神华宁夏煤业集团 该 工厂是世界上同类厂家中规模最大的 工 厂内每个气化炉日处理煤量达 2,000 吨 现有的洗涤设施 在使用二氧化碳捕获与 存储技术的诸多方案中 燃烧前捕获非常 适合新型发电厂 而第三类技术方案 即 燃烧后捕获则可应用于现有的发电厂 在 操作过程中 二氧化碳在燃烧后的废气中 进行分离 Rüdiger Schneider 博士是化学 处理工程师 也是西门子火力发电集团下 的发电厂化学处理部门的经理 他解释 说 在目前这样一个中间阶段 现有发 电厂中用于处理二氧化碳的洗涤设备是唯 一能够进行技术创新的组件 通过低温二氧化碳洗涤过程 废气中 90 的二氧化碳都可以被集中在一个吸收器之 内 随后经过二氧化碳洗涤媒介 即一种 特殊的液体的处理 二氧化碳就实现了碳 脱离 然后我们将装满二氧化碳的吸收 器放进一个解吸附器当中 再次把洗涤剂 注入其中 通过加温先将其中的二氧化碳 处理掉 这样 此过程会再次开始循 环 Schneider 解释说 他起初在德国汉 高公司参与研发废气洗涤技术 随后在德 国赫斯特公司做同样的工作 最后他选择 了隶属于西门子的 Axiva 公司 在位于法兰克福 Hoechst 工业园中的实验室 里 Schneider 和他的项目组成员在过去三 年里一直集中研究二氧化碳的洗涤剂 目的 是找到一 种既能很好地与二氧化碳结合 又能随着温度升高立时与之分离 并且在废 气中能始终保持自身稳定的洗涤剂 我们 把各种类型的气体都进行了成功的混合 现 在已经能够在不受发电厂操作的影响下完全 控制情况的变化 这意味着什么呢 举个例 子来说 我们可以精确检验二氧化碳洗涤过 程中二氧化硫和氧气对整个过程的影 响 Schneider 说道 他还表示 多亏 实验室的先进设备 我们才能够对二氧化碳 洗涤过程中的方方面面进行彻底地分析 分 析结果表明 我们的新型化学二氧化碳洗涤 工艺在废气中残留的洗涤剂很少 与传统工 艺相比而言 洗涤过程所需要的能量也更 少 此外 经过西门子位于爱尔兰根的发电 厂设计师们的努力 我们的新技术已经在优 化的组合工艺作用下被纳入到发电厂的整体 设计当中 走向商业化 西门子与 E.ON 电力公司并肩 合作 计划通过此项新工艺同时推进火力 发电厂的设计 使其在最短的时间里能变 得更加环保 西门子首先会把精力集中于燃烧硬煤和褐 煤的发电厂 至于燃烧天然气的发电厂 西门子目前正在修订相关计划以便日后操 作 要想在实际情况下检验新工艺 估计 最早也要等到 2010 年 届时将会在 E.ON 电力公司的燃煤发电厂中添加首个新型设 备 Schneider 指出 我们目前面临的一 大挑战就是如何在维持高效率的同时 阻 止有害洗涤剂在废气中释放而对环境造成 负面影响 我们的目标是进一步发展新型 二氧化碳分离技术 使其能够在 2020 年 实现真正意义上的商业化 因此 在接下来的十年之中 因为有了氧 气燃料 燃烧前捕获和燃烧后捕获技术 我们就可以放心烧煤 再也不用担心会造 成环境污染了 撰稿人 Ulrike Zechbauer 整体煤气化联合循环发电厂里的 二氧化碳分离的工作原理 空气 空气二氧化 碳分离 氮气 氧气 煤 气化 一氧化 碳转化 原始燃气 一氧化 碳 氢气等 清洁 二氧化碳 分离 硫磺 二氧化碳 压缩 一氧化碳+水 二氧化碳+氢气 混合功率循环发 电厂 电能 二氧化碳存储 在整体煤气化联合循环发电过程中 从煤到电能的转化过程可以与该过程相逆的二氧化碳分 离过程结合起来 首先 煤在气化炉当中初步转化成为可燃烧气体 在有压力的情况下 气 化炉内的温度约为 摄氏度 煤转化而成的可燃气体主要成分是一氧化碳和氢 气 经过粗略的清洁之后 在水汽的作用下 一氧化碳在所谓的 移动反应室 中转化成为 二氧化碳和氢气 接下来 通过化学或者物理的清洁工艺 硫化物和二氧化碳被分离出来 随后 二氧化碳将被压缩并输送到截存区域 二氧化碳的预期分离率高达 95 剩余的氢气 随后与空气中的氮气混合在一起 然后注入燃气轮机中进行燃烧 燃气轮机和发电机是连接 在一起的 可燃气体中富含氢气 因此需要特殊设计的火炉来保证其在稳定的 低氧化氮的 状态下进行燃烧 在富含氢气的可燃气体燃烧方面 西门子已经通过营利性发电厂获得了累 计超过 400,000 小时的相关经验 高温废气 首先是大气中的氮气和水汽 也会用于气化过 程 如同传统的联合循环动力发电厂一样 蒸汽将用来发动蒸汽轮机和另一台发电机 39