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西門子與合作伙伴正式啟用 最大規(guī)模的電解制氫設(shè)施。這套設(shè)施的核心組件是被稱為“Mainz Energy Farm”的高壓PEM電解槽。這套電解槽可在短短數(shù)秒鐘內(nèi)達(dá)到最高6,000千瓦全產(chǎn)能，因而非常適于調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的快速波動。

PEM的意思是高分子電解質(zhì)膜，其過程是用水和電制備氫氣。這套設(shè)施是一個為期兩年的研究項目的一部分，其合作伙伴包括西門子、美茵大學(xué)、林德集團(tuán)和德國美因茨市市政。

美因茨這套設(shè)施的產(chǎn)能足以應(yīng)對電網(wǎng)瓶頸和來自小型風(fēng)電場增發(fā)電量。它利用主要來自附近風(fēng)電場的電能制備氫氣。利用可再生能源制備的氫氣既可以作為蓄能介質(zhì)送入燃?xì)夤芫W(wǎng)，亦可用于工業(yè)生產(chǎn)，或者供給燃料電池汽車。

靈活的設(shè)施

西門子為這套設(shè)施提供核心組件：配備Simatic控制裝置的電解系統(tǒng)。此外，西門子還提供配備GEAFOL變壓器的中壓站，為Sinamic轉(zhuǎn)換器的低壓和高壓電源裝置及氣體絕緣中壓配電盤（20kV）供電。整個設(shè)施控制系統(tǒng)也是以Simatic為基礎(chǔ)。這套設(shè)施由林德集團(tuán)維護(hù)，林德集團(tuán)還負(fù)責(zé)凈化、壓縮、儲存和罐裝氫氣。美茵大學(xué)提供科學(xué)監(jiān)督服務(wù)。這個項目分析所有組件的相互作用，譬如，電解槽與壓縮機之間的相互作用，或者并入電網(wǎng)和燃?xì)夤芫W(wǎng)。

不同于傳統(tǒng)堿性電解技術(shù)，這種電解槽用質(zhì)子交換膜（PEM）將兩個分別分解產(chǎn)生氧和氫的電極隔離開來。這樣一來，這種新型PEM電解槽可在幾毫秒內(nèi)作出靈活響應(yīng)，并可短時運行于1.5倍于其額定功率的功率水平下，這意味著，即使發(fā)電量突然大增，它都可輕松儲存過剩的電能。

*的能源

氫的多用途是一大優(yōu)勢。它可重新轉(zhuǎn)化為電能，可用于驅(qū)動汽車，或者進(jìn)行“甲烷化”——氫與二氧化碳作用形成天然氣主要成分甲烷。氫氣中的能量因此可儲存在現(xiàn)有的天然氣分配基礎(chǔ)設(shè)施中，用于采暖或驅(qū)動天然氣汽車。

氫不僅是*的能源，而且是化工行業(yè)重要的原材料。但目前氫幾乎*來自天然氣。然而，一種替代技術(shù)能使利用可再生能源剩余電力生產(chǎn)氫氣，且其成本相較利用天然氣生產(chǎn)氫氣也頗具競爭力。那時，氫與溫室氣體二氧化碳將能組成一個真正的“夢之隊”。其基本理念是，作為化工行業(yè)重要中間產(chǎn)品的一氧化碳（CO）過去取自礦物能源，現(xiàn)在可取而代之利用二氧化碳和氫氣制備，并且僅產(chǎn)生水作為副產(chǎn)品。這種反應(yīng)需要利用拜耳正與科技界合作伙伴聯(lián)手開發(fā)的特殊催化劑。利用另一種催化劑，還可生產(chǎn)甲酸，這也是一種重要的基本有機化工原料。

如今的輪機轉(zhuǎn)子使用潤滑油來避免軸承過熱。但由于工作溫度很高，必須借助油泵，使?jié)櫥驮谳S承系統(tǒng)內(nèi)持續(xù)循環(huán)。為此，西門子推出 *臺無油蒸汽輪機。這項新技術(shù)的核心是軸承利用磁力作用將重達(dá)數(shù)噸的轉(zhuǎn)子懸浮起來。無油蒸汽輪機不再需要數(shù)百升軸承潤滑油，而是僅需大約三升潤滑油，給控制蒸汽供給的閥門致動器使用。因此，對于必須采取特殊安全防范措施的行業(yè)，它是一個很有吸引力的選擇。譬如，必須遵守嚴(yán)格消防法規(guī)的石油和天然氣行業(yè)，以及位于保護(hù)區(qū)附近，必須滿足特殊環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)施。坐落于柏林南部、德國與波蘭交界處的Vattenfall公司Jänschwalde燃煤電廠正在對采用磁懸浮軸承的10,000千瓦蒸汽輪機原型進(jìn)行測試。

輪機所驅(qū)動的機器（如發(fā)電機或壓縮機）也使用磁懸浮軸承的話，更能凸顯無油蒸汽輪機的主要優(yōu)點。這項新技術(shù)不要求配備潤滑油管理系統(tǒng)，因而不再需要油罐、油路、油泵、廢油處置系統(tǒng)，以及消防和環(huán)保方面的安全防范措施。無油蒸汽輪機的運行效率也更高，因為轉(zhuǎn)子與軸承之間沒有接觸，這意味著幾乎不產(chǎn)生摩擦力。取決于輪機設(shè)計，可以達(dá)到效率提升1%。

 空冷技術(shù)

目前，通過可控電磁體來生成磁力的主動磁懸浮軸承已用于壓縮機和電機等設(shè)備。然而，直到現(xiàn)在，這項技術(shù)并未用于蒸汽輪機。原因之一是高溫構(gòu)成主要障礙。流入輪機的蒸汽通常在500攝氏度以上。西門子工程師借助一個現(xiàn)已獲得 的特殊冷卻系統(tǒng)，攻克了這一難題。通過使用緊湊型液壓系統(tǒng)，閥門致動器所需潤滑油量也有所減少。

在主動磁懸浮軸承中，轉(zhuǎn)子位置由傳感器記錄并通過高性能磁場調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。SIMOTICS系統(tǒng)可補償作用在轉(zhuǎn)子上的全部重量和力量。得益于這項技術(shù)，主動磁懸浮軸承也為在線監(jiān)測轉(zhuǎn)子開啟了可能性。

西門子與地處Jänschwalde電廠以南的齊陶/格利茨應(yīng)用技術(shù)大學(xué)合作，在西門子SST-600工業(yè)蒸汽機中實現(xiàn)了磁懸浮軸承系統(tǒng)。在齊陶/格利茨應(yīng)用技術(shù)大學(xué)設(shè)立試驗站，以開發(fā)和優(yōu)化磁懸浮軸承。Jänschwalde電廠運行原型機是其12臺給水泵驅(qū)動輪機中的一臺。其他輪機均為相同類型，但是配備常規(guī)潤滑油軸承。每臺輪機輸出功率約為1萬千瓦，運行速度最高達(dá)5,700 轉(zhuǎn)/分。一般而言，轉(zhuǎn)子重量不超過10噸、輸出功率在45千瓦到4萬千瓦之間的西門子蒸汽輪機，均適于采用磁懸浮軸承技術(shù)。