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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(dòng)。

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(gè)為期兩年的研究項(xiàng)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(guó)美因茨市市政。

美因茨這套設(shè)施的產(chǎn)能足以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)瓶頸和來自小型風(fēng)電場(chǎng)增發(fā)電量。它利用主要來自附近風(fēng)電場(chǎng)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(gè)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(chǔ)存和罐裝氫氣。美茵大學(xué)提供科學(xué)監(jiān)督服務(wù)。這個(gè)項(xiàng)目分析所有組件的相互作用，譬如，電解槽與壓縮機(jī)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(gè)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(shí)運(yùn)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(chǔ)存過剩的電能。

*的能源

氫的多用途是一大優(yōu)勢(shì)。它可重新轉(zhuǎn)化為電能，可用于驅(qū)動(dòng)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(chǔ)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(dòng)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(jìng)爭(zhēng)力。那時(shí)，氫與溫室氣體二氧化碳將能組成一個(gè)真正的“夢(mèng)之隊(duì)”。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(jī)化工原料。

如今的輪機(jī)轉(zhuǎn)子使用潤(rùn)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(tái)無油蒸汽輪機(jī)。這項(xiàng)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(jī)不再需要數(shù)百升軸承潤(rùn)滑油，而是僅需大約三升潤(rùn)滑油，給控制蒸汽供給的閥門致動(dòng)器使用。因此，對(duì)于必須采取特殊安全防范措施的行業(yè)，它是一個(gè)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(guó)與波蘭交界處的Vattenfall公司Jänschwalde燃煤電廠正在對(duì)采用磁懸浮軸承的10,000千瓦蒸汽輪機(jī)原型進(jìn)行測(cè)試。

輪機(jī)所驅(qū)動(dòng)的機(jī)器（如發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)）也使用磁懸浮軸承的話，更能凸顯無油蒸汽輪機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)新技術(shù)不要求配備潤(rùn)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(jī)的運(yùn)行效率也更高，因?yàn)檗D(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(jī)設(shè)計(jì)，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(dòng)磁懸浮軸承已用于壓縮機(jī)和電機(jī)等設(shè)備。然而，直到現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)并未用于蒸汽輪機(jī)。原因之一是高溫構(gòu)成主要障礙。流入輪機(jī)的蒸汽通常在500攝氏度以上。西門子工程師借助一個(gè)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(dòng)器所需潤(rùn)滑油量也有所減少。

在主動(dòng)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(chǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制。SIMOTICS系統(tǒng)可補(bǔ)償作用在轉(zhuǎn)子上的全部重量和力量。得益于這項(xiàng)技術(shù)，主動(dòng)磁懸浮軸承也為在線監(jiān)測(cè)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(jī)中實(shí)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(yàn)站，以開發(fā)和優(yōu)化磁懸浮軸承。Jänschwalde電廠運(yùn)行原型機(jī)是其12臺(tái)給水泵驅(qū)動(dòng)輪機(jī)中的一臺(tái)。其他輪機(jī)均為相同類型，但是配備常規(guī)潤(rùn)滑油軸承。每臺(tái)輪機(jī)輸出功率約為1萬千瓦，運(yùn)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(jī)，均適于采用磁懸浮軸承技術(shù)。