石油圈世界清洁能源转型的趋势以及页岩气革命的成功，极大地促进了天然气发电在全世界范围内的发展，也带来了燃气轮机技术的提升。 难以想象，目前世界上一台大型燃气轮机功率相当于1380台保时捷911汽车的涡轮增压发动机，重量相当于1架加满燃料的空客A380。它就是西门子打造的SGT5-8000H。 在机械装备的制造领域，大型燃气轮机可以说是被公认为最难制造的产品之一。承受超过1500度的高温，超过F404喷气发动机的涡轮进口温度，以及巨大的离心力对每片叶片的制造都有着更为苛刻的要求。 从2000年提出研发计划到首台原型机电站联合循环调试，西门子整整用了11年的时间。而正是如此精细的技术要求，使得这台燃气轮机巨无霸造价不菲。研发成功到商业应用，西门子试图在全世界范围内建成多个SGT5-8000H的样本，在德国杜塞尔多夫以及电力需求增长较快的埃及，西门子一直实践着大型燃机的推广之路。 西门子在燃机领域的竞争对手三菱重工、GE也在不断更新自己的技术。此前，三菱重工宣布该公司的J型燃气轮机在试运行过程中实现了高达1600℃的进气温度。GE也宣称近期温度达到1500℃。 在燃机领域，三足鼎立的局面尚未发生太大的改变。毫无疑问，大型燃气轮机将成为他们之间新一个争夺点。西门子SGT5-8000H的推广之路必然面临众多挑战。 本土作战 在位于德国中西部城市杜塞尔多夫的老城南边，一家运营70多年的名为Lausward的老电厂正静静地“躺”在莱茵河岸。 杜塞尔多夫的市民们对这家电厂颇为熟悉，因为那里有一个可以俯瞰全城距离地面约148英尺的观景平台，被当地居民称为杜塞尔多夫的“城市之窗”。杜塞尔多夫位于德国传统的老工业区——鲁尔工业区，拥有62万人口，工业城市的痕迹在老城里随处可见。而Lausward的设计和建筑风格正试图向世人说明他们打造了脱胎于工业城市的清洁世界。 在能源界，Lausward电厂因为安装一台以罗马神话女神Fortuna名字命名机组，名气也相当高。Fortuna机组的核心就是SGT5-8000H燃气轮机。 据西门子股份公司发电与天然气集团Fortuna机组项目总经理EvaWindecker介绍，Fortuna电力功率输出达603.8MW，发电净效率达61.5%，区域供热300MW，从机组启动到满负荷运行仅需25分钟，项目业主是杜塞尔多夫公用事业局(SWD)。2012年5月，杜塞尔多夫公用事业局与西门子签订合同，由西门子进行新电厂的设计、施工、安装和测试，今年1月22日，项目正式交付。 这座传统工业城市电力和热力需求绝大部分都来源于此。事实上，Lausward最初是一家燃煤电厂，在与Fortuna一路之隔的另一端，泛黄的砖体建筑承载了老电厂的颇多回忆，那里就是燃煤机组所在地。 70多岁的西门子退休员工Peter向来访者讲述着这座老电厂的历史：“新机组建成后，解决了之前煤炭污染和噪音污染的问题。” “拆除旧厂房成本太高”，Peter开玩笑似的解释了旧厂房保留的原因。园区内老旧厂房的对比，不断地提醒着来访者，这家历经沧桑的电厂像是能源产业变革的缩影，从“黑”到“绿”。 事实上，这里并不是西门子H级燃气轮机的首台机组。2011年5月19日，德国巴伐利亚Irsching电站的UlrichHartmann电厂机组安装了全球第一台西门子H级燃气轮机。在当时刷新了新的能源转换效率世界纪录。在Fortuna落地之后，这一纪录被打破。 Fortuna实验的成功，也给西门子在其他区域客户带来的信心。据介绍，截至目前，西门子的SGT5-8000H系列燃气轮机已经在四大洲运行了超过35万小时，82台西门子H及燃气轮机发电机组已经签订合同，41台燃气轮机发电机组已经投入运营。 由于德国自身电力需求增长已经进入相对平缓发展，对于西门子而言，H型大型燃机更多的机会是那些电力需求增长迅速的海外市场。 海外最大订单 “为了建设厂房，我们挖掘移出了约175万立方的岩石，体积差不多是一个小型的吉萨（Giza）金字塔。”站在贝尼苏韦夫联合循环电厂的厂房区，Elsewedy电气公司总裁兼首席执行官Ahmed向《能源》记者介绍说，“建成后，贝尼苏韦夫（BeniSuef）电厂将与新首都（NewCapital）和布如勒斯市（Burullus）的两座电厂一同成为世界上装机容量最大的燃气联合循环电厂。” 就在记者实地探访的两个月前，西门子史上最大单个订单，与埃及签署的价值高达80亿欧元的特大能源项目一期工程悄然竣工。 而此刻的埃及，气温徘徊在30度。置身沙漠包围、机械轰鸣的厂区，记者不一会便汗流浃背。 眼前，8台硕大的SGT5-8000H燃机依次排开。在不远处，4台SST5-5000蒸汽轮机和12台SGen5-2000H发电机整齐划一。 “不要小瞧这台H级燃气轮机，它重达445吨，相当于一架满油的空客A380重量，400MW功率更堪比1300辆保时捷911的涡轮增压发动机。”西门子埃及首席执行官EmadGhaly对《能源》记者说。 据悉，地处埃及中北部的贝尼苏韦夫电厂，是西门子在埃及的特大能源项目工程之一。 埃及特大能源项目是西门子迄今为止获得的最大单个订单。其中的燃气发电项目中，西门子与当地合作伙伴Orascom建设公司和Elsewedy电气公司携手合作，在合同签订后短短18个月内便实现了4.8吉瓦的发电并网容量，打破了现代电厂建设的所有纪录。三个电厂共计将安装24台西门子H级燃气轮机，总装机容量达14.4吉瓦的总电量将于融资结束后以及收到预付款之后的38个月实现全部并网。 亚欧大陆与北非交界的埃及，全国电力整体装机量约35GW。据埃及电力公用事业及消费者保护监管机构最新公布的数据：埃及58.8%电站依赖天然气为燃料，其次32.5%的依赖柴油。水电站发电量占埃及总发电量的7.5%，风电场和太阳能的发电量仅占1.1%。燃气发电成为埃及电力支柱。 然而，受2011年国内政局变动的影响，埃及的能源投资几乎中断。 2013-2014年间，缺电问题达到高潮，埃及多地出现因电力不足导致多个行业无法正常运转的情况，频繁的停电事故更是引发埃及民众的愤怒与抗议。 “断电和限电严重制约了埃及的工业生产，影响了当地居民生活。”西门子埃及特大能源项目总监ThierryToupin坦言，“采用SGT5-8000H燃气轮机的联合循环电厂可将强大的发电能力与创纪录的效率水平相结合，是满足埃及电力需求的理想选择。SGT5-8000H燃气轮机的总出力超过为400MW。从统计数字来看，一台燃气轮机可满足大约140万人的用电需求，若采用联合循环形式，总出力可超过600MW。” 事实上，除政府层面的推动，西门子拿下埃及H级燃机大单，也源于与埃及方面100余年的业务往来。自1901年在开罗设立第一个办公室后，西门子的技术已先后应用于埃及的Attaka、Nubaria、Talkha、Demietta、SidiKrir、CairoWest、AyounMousa、Midelec和ElKureimat发电厂。在轨道交通、医疗及制造业等领域，西门子也是其关键技术供应商。 此外，为增加埃及全国电网容量，西门子还配合埃及能源部和埃及输电公司（EETC），成功投运了EtayEl-Baroud、Maghagha和KafrElZayat首批三座变电站，并与新落成电厂的建设周期保持一致。 值得关注的是，如此庞大的联合循环电厂项目，最初的融资却成为项目初期最大的阻碍。“这一项目以EPC和融资为基础，我们经过了多轮讨论，在几个借贷人的合作下终于解决了资金问题。”ThierryToupin透露。据悉，三家电厂融资问题均由西门子金融服务集团提供解决，包括引入定制化担保服务，以及由出口信贷机构在德国和丹麦提供贷款融通。 “十余年前，埃及政府决定出口天然气并使用石油发电来提高埃及的经济活力，这并不是一个明智的决策。因为将天然气出口到欧美国家并没有给埃及带来多大经济利益。”一位不愿具名的业内人士评论道，“应看到，当前埃及的气源供给、地区政局趋于稳定，发展高效的燃气发电将是埃及解决缺电问题最佳途径。当然，西门子或许也将面临后续服务的挑战。” 在华新一轮挑战 2017年伊始，西门子获得来自香港青山发电有限公司（CAPCO）的订单，将为位于香港西北部屯门区的龙鼓滩发电厂，提供一套配有西门子SGT5-8000H燃气轮机的全新联合发电设备。 这是西门子20年来在香港获得的首个电厂设备订单，也将是西门子全球交付的第80台SGT5-8000H燃气轮机机组。作为引入中国的首台H级燃气轮机项目，这也意味着西门子H级燃气轮机终于扣开了中国市场的“大门”。 此外，凭借石家庄和无锡的两个，西门子在华的F级燃机项目也有了突破。 河北华电石家庄天然气热电联产项目是西门子携手华电重工股份有限公司，于2015年7月正式签署的第一个燃气电厂主机设备成套供货项目。西门子将为该项目提供2台套燃气轮发电机组。截至目前，所有主设备已经到达现场。2017年6月上旬，将进入机组的安装调试阶段。 东亚电力（无锡）燃机发电项目是目前无锡市规模最大的天然气发电项目，也是西门子携手华电重工在国内拿下的第二个燃气电厂合同。计划第一台发电机组于2018年3月底投产。 在F级燃机统治了二十年之久的当下，H级燃气轮机的兴起，似乎预示着燃气轮机市场新时代的来临。 然而，H级燃气轮机如要在中国市场推广，则不得不面对中国天然气发电市场的发展瓶颈。 居高不下的气价对发电企业而言，简直是无法承受的噩梦。据专家测算，以气源价2.7元/立方米计算，相应的发电成本每度约0.8元，企业只有靠政策和财政补贴进行维系经营。 此外，我国6600多万千瓦的燃气装机中，除北京周边和广东部分地区的燃气电厂略有盈利之外，其他地方的燃气机组基本上处于亏损状态。 有专家甚至呼吁：在电力供大于求的环境下，大型燃气机组不久必死无疑！只有提升天然气发电的竞争力，中国市场对于H级大型燃气轮机的接受能力才能提高。 不可忽视的是，与竞争对手三菱日立、GE、安萨尔多以及日益壮大的三大电气相比，西门子在华发展仍将面临挑战。 在未来十年，随着中国环境保护压力的不断增大，中国的燃机市场将是国内三大燃机制造企业和几家外国制造商之间争夺的主要阵地，H级燃机也将成为这场“争夺战”中技术竞争的新制高点。而中国曾经奉行的“市场换技术”商业模式已经不再适合当下的市场环境，新一轮技术、商业与合作模式的竞争或将不可避免。
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