孫延嘉:顏巴赫內燃機在分布式能源中的應用

編者按：在“雙碳”背景下分布式能源領(lǐng)域貫徹新發(fā)展理念，以“雙碳背景下能源安全新思維——新型分布式綜合能源保障”為主題的“第十八屆中國分布式能源國際論壇”于2022年12月8日在北京采用線(xiàn)上的形式召開(kāi)，本次大會(huì )由中國能源研究會(huì )與中國能源網(wǎng)聯(lián)合主辦。會(huì )上，顏巴赫中國區市場(chǎng)總監孫延嘉做了主題為《顏巴赫內燃機在分布式能源中的應用》的報告。

以下內容根據論壇演講實(shí)錄進(jìn)行整理。

孫延嘉：大家好，我是來(lái)自顏巴赫的孫延嘉，今天我非常高興以這種特殊的方式開(kāi)始我的演講。為了在有限的時(shí)間內給您帶來(lái)更多的信息，今天我使用了網(wǎng)絡(luò )上流行的云息語(yǔ)音，希望這一特別的嗓音會(huì )像顏巴赫勇于創(chuàng )新的精神一樣，能給您留下深刻而美好的印象。

首先非常感謝中國能源研究會(huì )分布式能源專(zhuān)業(yè)委員會(huì )和中國能源網(wǎng)為大家提供了本次交流與對話(huà)平臺，作為論壇的老朋友，在座的很多嘉賓對顏巴赫的公司業(yè)務(wù)都有一定的了解。當然今天有很多新朋友與會(huì )，下面我簡(jiǎn)要介紹一下顏巴赫的業(yè)務(wù)，并重點(diǎn)分享在過(guò)去一年多的時(shí)間里顏巴赫在分布式能源領(lǐng)域的一些新進(jìn)展。

我們的公司名字叫作INNIO，象征著(zhù)創(chuàng )新，激勵的精神和融合我們旗下的兩大品牌顏巴赫和瓦克夏，我們是全球領(lǐng)先的基于可再生燃氣，天然氣和氫氣解決方案及服務(wù)供應商，致力于在客戶(hù)端或者就近提供發(fā)電和壓縮應用級相關(guān)服務(wù)。如照片所示，我們的照片位于奧地利阿爾卑斯山腳下的顏巴赫小鎮，今天我們重點(diǎn)介紹的是廣泛用于燃氣發(fā)電領(lǐng)域的顏巴赫產(chǎn)品。

眾所周知，顏巴赫高效綠色的燃氣發(fā)電方案能夠幫助我們的客戶(hù)實(shí)現能源轉型，并減少碳足跡。與此同時(shí)，我們也始終致力于企業(yè)自身運營(yíng)的可持續發(fā)展，也就是說(shuō)我們不只向世界提供環(huán)保的解決方案，顏巴赫自身不斷引領(lǐng)著(zhù)世界企業(yè)邁向更加綠色的明天。2022年，我們獲得2022全球可持續發(fā)展鉑金評級，這是INNIO在評估的所有企業(yè)中排名躋身前1%，它反映了過(guò)去一年中INNIO在可持續發(fā)展領(lǐng)域的改進(jìn)與貢獻，特別體現在環(huán)境和可持續采購方面。比如我們與奧地利當地的可再生能源提供商達成合作，將為顏巴赫工廠(chǎng)提供基于可再生能源的綠氫，我們將使用顏巴赫氫能機組，將其轉化成工廠(chǎng)運營(yíng)所需的電能或熱能，并供給社區。

此外，除了自身減碳，我們也要求直接或者間接的供應商承諾到2050年實(shí)現凈零排放，承諾到2030年將制造生產(chǎn)和供應鏈的溫室氣體排放量降低50%。顏巴赫始終專(zhuān)注于發(fā)電方案和相關(guān)服務(wù)，擁有超過(guò)65年的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗，在全球我們已積累交付24000多臺顏巴赫燃氣發(fā)電機組，總裝機容量達到35GW以上，這相當于能夠滿(mǎn)足約5700萬(wàn)歐洲家庭的用電。同時(shí)超過(guò)60%及1萬(wàn)多臺顏巴赫機組已經(jīng)連接了我們的遠程設備性能管理系統，顏巴赫燃氣發(fā)電機組的功率輸出范圍介于300千瓦-10兆瓦之間，燃料靈活，可使用天然氣，也可使用生物沼氣，污水沼氣，垃圾填埋氣，石油伴生氣，煤層氣，多種冶金尾氣，熱解氣以及氫氣?；谖覀兊臋C組用戶(hù)可以根據需要輕松構建發(fā)電系統，熱電聯(lián)供或者冷熱電三聯(lián)供系統。

同時(shí)我們的產(chǎn)品堅固耐用，靈活高效。顏巴赫擁有業(yè)界領(lǐng)先的交付數量和裝機規模，這都說(shuō)明了廣大用戶(hù)對我們的充分認可。顏巴赫擁有豐富的產(chǎn)品組合，全息產(chǎn)品分為2、3、4、6、9五大系列，單機功率大概300千瓦-10兆瓦，不同系列中包含多種型號和版本，能夠輕松滿(mǎn)足不同類(lèi)型客戶(hù)的方案需求?；陬伆秃瞻l(fā)電機組的天然氣熱電聯(lián)供或冷熱電三聯(lián)供能源解決方案已廣泛應用于各類(lèi)工商業(yè)用戶(hù)，如醫院、機場(chǎng)、酒店、主題樂(lè )園、商業(yè)綜合體、會(huì )展中心、數據中心和產(chǎn)業(yè)園區等。

同時(shí)我們的發(fā)電機組也可為其他燃氣氣源相關(guān)行業(yè)用戶(hù)提供穩定可靠的能源。如種植與養殖生物質(zhì)固廢處理，城市有機固廢處理，污水處理，冶金，石化，煤礦等。作為業(yè)內公認的燃氣發(fā)電機組行業(yè)專(zhuān)家，顏巴赫始終引領(lǐng)創(chuàng )新發(fā)展，自從1957年首臺顏巴赫燃氣發(fā)電機組問(wèn)世，在60多年的發(fā)展歷程中顏巴赫不斷創(chuàng )造著(zhù)全球第一，如全球尺寸最小的20缸3兆瓦燃氣機組，第一臺24缸燃氣機組，第一臺雙級渦輪增壓機組不勝枚舉。

特別是于2020年實(shí)現全球第一臺兆瓦級氫氣發(fā)電機組在客戶(hù)現場(chǎng)實(shí)際投用，可以支持任意比例的天然氣，氫氣混合燃氣。2021年顏巴赫發(fā)布將信息智能技術(shù)與燃氣發(fā)動(dòng)機傳統控制進(jìn)一步相結合，顯著(zhù)提升客戶(hù)的機隊運行管理效能，2022年顏巴赫所有新售發(fā)電機組均提供支持氫氣選項，支持含氫燃氣運行，氫氣占比可高達20%，顏巴赫4系列支持系列0-100%氫氣運行。

接下來(lái)我重點(diǎn)分享一下顏巴赫氫氣發(fā)電機組和myPlont performance最新的成果?，F在INNIO已為氫氣時(shí)代做好準備。如何在今天構建一個(gè)能夠面向未來(lái)的能源系統，將是擺在每個(gè)能源轉型領(lǐng)導者面前的共同挑戰，我們認為結合電力供熱和燃氣網(wǎng)絡(luò )為一體的能源系統，是綠色能源未來(lái)的關(guān)鍵。使用電能轉化燃氣，P2G技術(shù)，太陽(yáng)和風(fēng)能產(chǎn)生的過(guò)剩，可再生能源可轉換成綠氫能。與電力不同，氫氣可長(cháng)期并大量的儲存于罐體或者地下，類(lèi)似于天然氣。然而在初試階段，使用電能轉化燃氣技術(shù)生產(chǎn)的綠氫將非常昂貴，產(chǎn)量也受限。在此過(guò)渡階段，隨著(zhù)綠氫技術(shù)研究的持續推進(jìn)，使用碳捕獲，利用與封存技術(shù)，利用天然氣產(chǎn)生的藍氫將發(fā)揮作用，推動(dòng)過(guò)渡順利進(jìn)行。初期將少量的氫氣輸入到現有的天然氣網(wǎng)絡(luò )中，并逐漸提升摻氫比例，大量的氫氣也可在單獨的基礎設施中運輸。

同屬可再生能源的生物沼氣，填埋氣也可制成生物甲烷進(jìn)入燃氣管網(wǎng)，因此未來(lái)燃氣管網(wǎng)中可再生燃氣的比例逐漸增加，平滑演進(jìn)。且在此過(guò)程中將出現多種典型燃氣組合的供給場(chǎng)景，如圖所示顏巴赫的燃氣發(fā)電機組廣泛適用于多種燃料場(chǎng)景，并將扮演關(guān)鍵角色。我們知道向碳中和能源演進(jìn)的過(guò)程中將出現多種典型燃氣組合供給的場(chǎng)景，顏巴赫現有的氫能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)可以支持三種典型場(chǎng)景，場(chǎng)景A在天然氣管道加入少量氫氣，顏巴赫可為客戶(hù)提供支持氫氣選項的顏巴赫燃氣發(fā)電機組，氫氣在天然氣管道的體積比例達到20%，隨著(zhù)氫氣越來(lái)越普及，對所有支持氫氣機組大部分現有以天然氣為燃料的顏巴赫燃氣發(fā)電機組可進(jìn)行升級改造，以100%氫氣為燃料運行。

場(chǎng)景B。在氫氣和天然氣單獨運輸，在現場(chǎng)進(jìn)行摻混或者采用雙燃料方式。顏巴赫3、4、6系列特定版本的燃氣發(fā)電機組可以支持最高60%體積比例的氫氣與天然氣摻混燃料，4系列燃氣發(fā)電機組支持雙氣體燃料，氫氣比例100%，運行時(shí)可使用100%天然氣，100%氫氣或任意比例天然氣與氫氣的混合燃料。

場(chǎng)景C，使用100%氫氣。顏巴赫4系列燃氣發(fā)電機組可支持100%氫氣，真正實(shí)現零碳排放?，F在顏巴赫可以為您在氫能利用發(fā)展過(guò)程中不同應用場(chǎng)景提供最適合的氫能解決方案，且支持通過(guò)技術(shù)升級適應更多場(chǎng)景，以充分兼顧系統能效和現有投資保護的平衡。

如同氫能的利用需要平滑演進(jìn)一樣，氫氣發(fā)電技術(shù)不能一蹴而就。事實(shí)上在過(guò)去30年中顏巴赫一直在含氫，含一氧化碳這類(lèi)特殊燃氣發(fā)電應用中不斷探索，我們以累計交付超過(guò)250兆瓦使用含氫燃機的發(fā)電機組，且服務(wù)于遍布28個(gè)國家的90多個(gè)項目，從西班牙的焦化廠(chǎng)，到奧地利的化工廠(chǎng)，再到日本的垃圾合成器發(fā)電廠(chǎng)，在這規模龐大的運行中我們積累了豐富的技術(shù)經(jīng)驗，這一切為我們引領(lǐng)氫氣發(fā)電技術(shù)打下了堅實(shí)的基礎。

接下來(lái)介紹的這兩個(gè)案例各具特色，2008年在海上風(fēng)力資源極其豐富的阿根廷，建造了一個(gè)風(fēng)電廠(chǎng)和利用水電解技術(shù)的綠色制氫廠(chǎng)，位于巴塔哥尼亞的試點(diǎn)項目通過(guò)6.3兆瓦風(fēng)電廠(chǎng)進(jìn)行發(fā)電。一部分風(fēng)電用于電解廠(chǎng)的運轉，每小時(shí)可生產(chǎn)120立方的高純度氫氣和60立方的氧氣，所生產(chǎn)的高純度氫氣被儲存到地下儲罐中，以評估大規模地下儲氫的潛在效益。研究地下儲氫的同時(shí)氫氣與天然氣混合燃氣已經(jīng)用于顏巴赫的燃氣發(fā)電機組，將氫氣與天然氣以可控比例混合，用于1.4兆瓦顏巴赫燃氣發(fā)電機組，非常適合此應用。

顏巴赫G420燃氣發(fā)電機組可以使用當地生產(chǎn)的天然氣與氫氣的混合燃氣運行，氫氣體積比例最高達到42%，性能優(yōu)異，排放更低。自2008年投運至今，這臺燃氣發(fā)電機組的累計運行時(shí)間已經(jīng)超過(guò)7萬(wàn)小時(shí)，這是顏巴赫燃氣發(fā)電機與可再生能源電解制氫相結合的一個(gè)典型案例。另一個(gè)應用案例之前介紹中提的世界上第一個(gè)使用100%氫氣為燃料的1兆瓦及燃氣發(fā)電機組。2020年，在德國漢堡熱電聯(lián)供能源站投用了世界首臺可以用100%天然氣運行的大型燃氣內燃發(fā)電機組，機組可以使用不同比例的氫氣，天然氣混合燃氣，氫氣最高100%。改造后的熱電聯(lián)供能源站為當地30棟住宅樓，一座體育中心，一座兒童日托中心和公園休閑中心提供每年1.3萬(wàn)兆瓦時(shí)的熱能供暖。該能源站所生產(chǎn)的電能不但滿(mǎn)足多層停車(chē)場(chǎng)充電站的需求，為電動(dòng)汽車(chē)充電余下的電能提供給當地電網(wǎng)。

自2020年顏巴赫在德國漢堡的全球第一臺1兆瓦級氫氣內燃發(fā)電機組在客戶(hù)現場(chǎng)實(shí)際投用之后，越來(lái)越多的客戶(hù)選擇顏巴赫氫能技術(shù)，實(shí)現能源轉型。2021年，波蘭桑多梅日市政供熱公司選擇一臺顏巴赫G416燃氣發(fā)電機組，摻混20%氫氣，利用天然氣+氫氣實(shí)現區域熱電聯(lián)供。2021年，韓國小型重工選擇一臺顏巴赫G420燃氣發(fā)電機組，這將是亞太地區首個(gè)以100%氫氣燃料的內燃發(fā)電機組試點(diǎn)項目。同時(shí)也是顏巴赫利用化工生產(chǎn)中灰氫的典型案例。

2022年美國公司位于加州里士滿(mǎn)制氫工廠(chǎng)選擇三臺G420燃氣發(fā)電機組，使用填埋氣與氫氣的混合燃氣，為采用垃圾填埋氣，非燃燒蒸汽二氧化碳重整工藝的制氫工廠(chǎng)提供電能。此制氫工廠(chǎng)的大部分氫氣產(chǎn)品將用于卡車(chē)的燃料電池。

第四個(gè)案例，也是我們非常自豪的項目。近期中國香港的新界東北堆填區擴建項目選擇了顏巴赫燃氣發(fā)電機組，該項目將使用三臺顏巴赫G320燃氣發(fā)電機組，由于該堆填廠(chǎng)為新建項目，垃圾填埋氣的產(chǎn)生需要一定的時(shí)間，在此之前為了滿(mǎn)足工程用能需求，項目特意引入香港城市煤氣作為臨時(shí)氣源，供發(fā)電機組使用。

其中一臺顏巴赫機組采用的特別雙燃料設計，可以單獨使用填埋氣，也可以單獨用城市煤氣。熟悉香港燃氣情況的專(zhuān)家都了解，香港的城市煤氣主要成分是約50%的氫氣，30%的甲烷，20%的二氧化碳及少量一氧化碳。這是一個(gè)非常典型的高氫燃氣的發(fā)電應用，此方案的另外一個(gè)亮點(diǎn)是該機組支持孤島模式運行，可以靈活穩定的響應電力負載需求，這對高氫燃氣內燃機組一直以來(lái)都是技術(shù)挑戰。這個(gè)項目也將在國內高氫燃氣內燃機發(fā)電應用領(lǐng)域具有里程碑式的意義。

接下來(lái)讓我們共同了解一下顏巴赫的技術(shù)創(chuàng )新myPlont performance，顏巴赫不僅提供卓越的燃氣發(fā)電機組，在先進(jìn)的數字技術(shù)和云端解決方案的支持下，顏巴赫還提供全面的數字的myPlont，滿(mǎn)足客戶(hù)精益求精的運營(yíng)需求。myPlont是顏巴赫燃氣發(fā)電機組的遠程設備性能管理方案，它的供能包括實(shí)時(shí)監測發(fā)電機組運行狀況，預測機組運行趨勢，提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)性維護和運行優(yōu)化建議，同時(shí)還支持遠程檢測，排障，從而有效縮短停機時(shí)間，有效避免服務(wù)人員的非必要差旅，成本，提高機組的在線(xiàn)率，最終幫助客戶(hù)實(shí)現節約整體運營(yíng)成本，提升盈利能力的商業(yè)目標。

myPlont是由制造顏巴赫發(fā)電機組的技術(shù)專(zhuān)家研發(fā)的，可以幫助您從更系統的角度擁有對設備性能的專(zhuān)業(yè)洞察力，可以實(shí)時(shí)或查看任意時(shí)間段內發(fā)電機組的運行和性能數據，定制多種視角的自動(dòng)化報表，并將用戶(hù)原有的潤滑油，冷卻液的實(shí)驗室報告加以整合，直接獲取來(lái)自全球多個(gè)專(zhuān)業(yè)油液實(shí)驗室的檢測分析報告。最終根據所有的監控數據給出相應的機組維護建議。

同時(shí)myPlont可以提供預測分析與專(zhuān)業(yè)建議，可以持續分析來(lái)自于發(fā)電機組的數據流，檢測可能導致意外事件的任何運行偏差。根據來(lái)自數千臺同型號，同應用發(fā)電機組的大數據積累，分析算法定義，識別健康發(fā)動(dòng)機運行的模式，在出現偏差時(shí)進(jìn)行記錄，并提供專(zhuān)業(yè)優(yōu)化建議。例如準確預測發(fā)動(dòng)機火花塞，潤滑油和濾芯的剩余使用壽命，做到在必要時(shí)進(jìn)行更換，避免浪費。得益于對設備系統級的洞悉，myPlont可以輕松幫助我們的工程師遠程排除機組故障，有效減少機組的維修成本。所有對機組的遠程訪(fǎng)問(wèn)建立在網(wǎng)絡(luò )和信息安全機制下，在客戶(hù)實(shí)時(shí)授權下幫助客戶(hù)調整機組運行參數。

此外，myPlont支持對機組的排放進(jìn)行檢測，對于配備氮氧化物傳感器的發(fā)電機組提供當前平均氮氧化物的可視化信息和歷史記錄，幫助用戶(hù)實(shí)現排放達標。myPlont是機組相關(guān)信息的整合平臺，通過(guò)它可以同時(shí)輕松瀏覽機組的操作手冊，維護手冊，最新的技術(shù)服務(wù)公告以及跟蹤技術(shù)支持事件等。myPlont支持定制化的能源現貨交易智能輔助決策，使您以業(yè)務(wù)經(jīng)濟性的視角，高效的運行機組，提升項目盈利能力。祝您為即將在全國范圍開(kāi)展得電力現貨市場(chǎng)交易做好充分的準備。

今天我們myPlont系統已經(jīng)連接超過(guò)1萬(wàn)臺發(fā)電機組，月活躍用戶(hù)達到4000多人，智能的系統基于顏巴赫龐大機隊多年累計的運行經(jīng)驗，針對每個(gè)客戶(hù)的機組型號和應用特點(diǎn)，提供超過(guò)70種不同的專(zhuān)業(yè)預測分析和相應的運行維護建議，即便是剛剛開(kāi)始顏巴赫發(fā)電機組運行工作，可以像資深專(zhuān)家一樣輕松的掌握機組運行狀態(tài)和趨勢。這一切將有效減少65%的現場(chǎng)維修次數，節約大量的人力和時(shí)間。

我介紹一個(gè)myPlont幫助國內客戶(hù)遠程解決故障的真實(shí)案例。國內一工業(yè)沼氣發(fā)電項目中顏巴赫機組突然報警現實(shí)排煙溫度高，實(shí)時(shí)溫度顯示約600攝氏度，比正常值高200攝氏度，機組發(fā)電功率達不到設定值。收到遠程報警信息后，顏巴赫技術(shù)專(zhuān)家通過(guò)myPlont系統分析機組的運行曲線(xiàn)，通過(guò)對故障發(fā)生時(shí)間段內的運行曲線(xiàn)調查發(fā)現，機組顯示功率與設定值相比顯著(zhù)下降，更反常的是與故障發(fā)生前的運行階段相比機組的燃氣消耗不減反增，并且節氣門(mén)波動(dòng)異常。這些跡象表明某些現場(chǎng)反饋信號可能有錯誤，導致控制系統不斷調節試圖提升功率。

在基本明確故障原因后，我方工程師立刻聯(lián)系現場(chǎng)的機組運行人員，使用儀表現場(chǎng)檢測機組發(fā)電功率，發(fā)現實(shí)際檢測功率比顯示功率高，這說(shuō)明機組實(shí)際上滿(mǎn)負荷，甚至超負荷運行，但是顯示功率存在錯誤，錯誤的信號導致機組自動(dòng)調整時(shí)錯誤的加大了進(jìn)氣量，造成過(guò)量空氣系數下降以及偏差，從而導致排溫異常升高。由于顯示功率來(lái)源于開(kāi)關(guān)柜的CT和PT信號，顏巴赫工程師從功率采集來(lái)源入手，建議現場(chǎng)的機組運行人員排查CT線(xiàn)路，最終發(fā)現CT接線(xiàn)存在脫落情況。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)處理，機組立即恢復了正常，輸出設定功率，排煙溫度到正常水平。僅僅幾個(gè)小時(shí)該問(wèn)題被成功的解決，將對業(yè)務(wù)的影響降到最低。

在這即將過(guò)去的2022年里，顏巴赫持續助力中國燃氣分布式能源的發(fā)展，在國內外疫情反復，宏觀(guān)經(jīng)濟波動(dòng)，供應鏈物流不暢多重不利因素背景下，顏巴赫仍憑借著(zhù)先進(jìn)的產(chǎn)品方案，專(zhuān)業(yè)的服務(wù)體系，贏(yíng)得眾多客戶(hù)和合作伙伴的信任和支持。無(wú)論總裝機容量達到10-20兆瓦的大型天然氣分布式能源，沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)項目，還是總裝機容量?jì)H為幾百千瓦到幾兆瓦的小型燃氣發(fā)電項目，顏巴赫發(fā)電機組都備受客戶(hù)青睞。

近期疫情防控措施不斷優(yōu)化調整，恢復經(jīng)濟政策密集出臺，正所謂靜待花開(kāi)終有時(shí)，守得云開(kāi)見(jiàn)月明。我們與您一樣，對中國燃氣分布式能源的發(fā)展充滿(mǎn)信心。

非常感謝各位的傾聽(tīng)，同時(shí)歡迎您關(guān)注顏巴赫微信公眾號，了解上述提及的案例和更多顏巴赫最新咨詢(xún)。

主持人 張葵葉：感謝顏巴赫給我們帶來(lái)全新的體驗，做了顏巴赫產(chǎn)品和技術(shù)的詳細介紹。

今天下午主題論壇7個(gè)發(fā)言已經(jīng)結束了，本次論壇進(jìn)入尾聲，再次感謝各位專(zhuān)家，企業(yè)領(lǐng)導以及各位線(xiàn)上參加我們本次大會(huì )的朋友們，每一次論壇都是一次跨越山海的思想奔赴，給我們提供了非常好的思想碰撞，智慧交流的機會(huì )，我們也希望通過(guò)下午的宣導專(zhuān)題論壇，能夠讓大家進(jìn)一步加強交流，增進(jìn)友誼，分享經(jīng)驗，凝聚共識，為分布式融合發(fā)展及能源綠色低碳轉型創(chuàng )造新的機遇，探索新的路徑。

再次邀請大家關(guān)注我們明天上午9點(diǎn)正式開(kāi)幕的第十八屆分布式能源國際論壇的開(kāi)幕式和主論壇，祝大家身體健康，事業(yè)順利，本場(chǎng)專(zhuān)題論壇到此結束，謝謝各位。