孙延嘉:颜巴赫内燃机在分布式能源中的应用

编者按：在“双碳”背景下分布式能源领域贯彻新发展理念，以“双碳背景下能源安全新思维——新型分布式综合能源保障”为主题的“第十八届中国分布式能源国际论坛”于2022年12月8日在北京采用线上的形式召开，本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上，颜巴赫中国区市场总监孙延嘉做了主题为《颜巴赫内燃机在分布式能源中的应用》的报告。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

孙延嘉：大家好，我是来自颜巴赫的孙延嘉，今天我非常高兴以这种特殊的方式开始我的演讲。为了在有限的时间内给您带来更多的信息，今天我使用了网络上流行的云息语音，希望这一特别的嗓音会像颜巴赫勇于创新的精神一样，能给您留下深刻而美好的印象。

首先非常感谢中国能源研究会分布式能源专业委员会和中国能源网为大家提供了本次交流与对话平台，作为论坛的老朋友，在座的很多嘉宾对颜巴赫的公司业务都有一定的了解。当然今天有很多新朋友与会，下面我简要介绍一下颜巴赫的业务，并重点分享在过去一年多的时间里颜巴赫在分布式能源领域的一些新进展。

我们的公司名字叫作INNIO，象征着创新，激励的精神和融合我们旗下的两大品牌颜巴赫和瓦克夏，我们是全球领先的基于可再生燃气，天然气和氢气解决方案及服务供应商，致力于在客户端或者就近提供发电和压缩应用级相关服务。如照片所示，我们的照片位于奥地利阿尔卑斯山脚下的颜巴赫小镇，今天我们重点介绍的是广泛用于燃气发电领域的颜巴赫产品。

众所周知，颜巴赫高效绿色的燃气发电方案能够帮助我们的客户实现能源转型，并减少碳足迹。与此同时，我们也始终致力于企业自身运营的可持续发展，也就是说我们不只向世界提供环保的解决方案，颜巴赫自身不断引领着世界企业迈向更加绿色的明天。2022年，我们获得2022全球可持续发展铂金评级，这是INNIO在评估的所有企业中排名跻身前1%，它反映了过去一年中INNIO在可持续发展领域的改进与贡献，特别体现在环境和可持续采购方面。比如我们与奥地利当地的可再生能源提供商达成合作，将为颜巴赫工厂提供基于可再生能源的绿氢，我们将使用颜巴赫氢能机组，将其转化成工厂运营所需的电能或热能，并供给社区。

此外，除了自身减碳，我们也要求直接或者间接的供应商承诺到2050年实现净零排放，承诺到2030年将制造生产和供应链的温室气体排放量降低50%。颜巴赫始终专注于发电方案和相关服务，拥有超过65年的专业经验，在全球我们已积累交付24000多台颜巴赫燃气发电机组，总装机容量达到35GW以上，这相当于能够满足约5700万欧洲家庭的用电。同时超过60%及1万多台颜巴赫机组已经连接了我们的远程设备性能管理系统，颜巴赫燃气发电机组的功率输出范围介于300千瓦-10兆瓦之间，燃料灵活，可使用天然气，也可使用生物沼气，污水沼气，垃圾填埋气，石油伴生气，煤层气，多种冶金尾气，热解气以及氢气。基于我们的机组用户可以根据需要轻松构建发电系统，热电联供或者冷热电三联供系统。

同时我们的产品坚固耐用，灵活高效。颜巴赫拥有业界领先的交付数量和装机规模，这都说明了广大用户对我们的充分认可。颜巴赫拥有丰富的产品组合，全息产品分为2、3、4、6、9五大系列，单机功率大概300千瓦-10兆瓦，不同系列中包含多种型号和版本，能够轻松满足不同类型客户的方案需求。基于颜巴赫发电机组的天然气热电联供或冷热电三联供能源解决方案已广泛应用于各类工商业用户，如医院、机场、酒店、主题乐园、商业综合体、会展中心、数据中心和产业园区等。

同时我们的发电机组也可为其他燃气气源相关行业用户提供稳定可靠的能源。如种植与养殖生物质固废处理，城市有机固废处理，污水处理，冶金，石化，煤矿等。作为业内公认的燃气发电机组行业专家，颜巴赫始终引领创新发展，自从1957年首台颜巴赫燃气发电机组问世，在60多年的发展历程中颜巴赫不断创造着全球第一，如全球尺寸最小的20缸3兆瓦燃气机组，第一台24缸燃气机组，第一台双级涡轮增压机组不胜枚举。

特别是于2020年实现全球第一台兆瓦级氢气发电机组在客户现场实际投用，可以支持任意比例的天然气，氢气混合燃气。2021年颜巴赫发布将信息智能技术与燃气发动机传统控制进一步相结合，显著提升客户的机队运行管理效能，2022年颜巴赫所有新售发电机组均提供支持氢气选项，支持含氢燃气运行，氢气占比可高达20%，颜巴赫4系列支持系列0-100%氢气运行。

接下来我重点分享一下颜巴赫氢气发电机组和myPlont performance最新的成果。现在INNIO已为氢气时代做好准备。如何在今天构建一个能够面向未来的能源系统，将是摆在每个能源转型领导者面前的共同挑战，我们认为结合电力供热和燃气网络为一体的能源系统，是绿色能源未来的关键。使用电能转化燃气，P2G技术，太阳和风能产生的过剩，可再生能源可转换成绿氢能。与电力不同，氢气可长期并大量的储存于罐体或者地下，类似于天然气。然而在初试阶段，使用电能转化燃气技术生产的绿氢将非常昂贵，产量也受限。在此过渡阶段，随着绿氢技术研究的持续推进，使用碳捕获，利用与封存技术，利用天然气产生的蓝氢将发挥作用，推动过渡顺利进行。初期将少量的氢气输入到现有的天然气网络中，并逐渐提升掺氢比例，大量的氢气也可在单独的基础设施中运输。

同属可再生能源的生物沼气，填埋气也可制成生物甲烷进入燃气管网，因此未来燃气管网中可再生燃气的比例逐渐增加，平滑演进。且在此过程中将出现多种典型燃气组合的供给场景，如图所示颜巴赫的燃气发电机组广泛适用于多种燃料场景，并将扮演关键角色。我们知道向碳中和能源演进的过程中将出现多种典型燃气组合供给的场景，颜巴赫现有的氢能发电技术已经可以支持三种典型场景，场景A在天然气管道加入少量氢气，颜巴赫可为客户提供支持氢气选项的颜巴赫燃气发电机组，氢气在天然气管道的体积比例达到20%，随着氢气越来越普及，对所有支持氢气机组大部分现有以天然气为燃料的颜巴赫燃气发电机组可进行升级改造，以100%氢气为燃料运行。

场景B。在氢气和天然气单独运输，在现场进行掺混或者采用双燃料方式。颜巴赫3、4、6系列特定版本的燃气发电机组可以支持最高60%体积比例的氢气与天然气掺混燃料，4系列燃气发电机组支持双气体燃料，氢气比例100%，运行时可使用100%天然气，100%氢气或任意比例天然气与氢气的混合燃料。

场景C，使用100%氢气。颜巴赫4系列燃气发电机组可支持100%氢气，真正实现零碳排放。现在颜巴赫可以为您在氢能利用发展过程中不同应用场景提供最适合的氢能解决方案，且支持通过技术升级适应更多场景，以充分兼顾系统能效和现有投资保护的平衡。

如同氢能的利用需要平滑演进一样，氢气发电技术不能一蹴而就。事实上在过去30年中颜巴赫一直在含氢，含一氧化碳这类特殊燃气发电应用中不断探索，我们以累计交付超过250兆瓦使用含氢燃机的发电机组，且服务于遍布28个国家的90多个项目，从西班牙的焦化厂，到奥地利的化工厂，再到日本的垃圾合成器发电厂，在这规模庞大的运行中我们积累了丰富的技术经验，这一切为我们引领氢气发电技术打下了坚实的基础。

接下来介绍的这两个案例各具特色，2008年在海上风力资源极其丰富的阿根廷，建造了一个风电厂和利用水电解技术的绿色制氢厂，位于巴塔哥尼亚的试点项目通过6.3兆瓦风电厂进行发电。一部分风电用于电解厂的运转，每小时可生产120立方的高纯度氢气和60立方的氧气，所生产的高纯度氢气被储存到地下储罐中，以评估大规模地下储氢的潜在效益。研究地下储氢的同时氢气与天然气混合燃气已经用于颜巴赫的燃气发电机组，将氢气与天然气以可控比例混合，用于1.4兆瓦颜巴赫燃气发电机组，非常适合此应用。

颜巴赫G420燃气发电机组可以使用当地生产的天然气与氢气的混合燃气运行，氢气体积比例最高达到42%，性能优异，排放更低。自2008年投运至今，这台燃气发电机组的累计运行时间已经超过7万小时，这是颜巴赫燃气发电机与可再生能源电解制氢相结合的一个典型案例。另一个应用案例之前介绍中提的世界上第一个使用100%氢气为燃料的1兆瓦及燃气发电机组。2020年，在德国汉堡热电联供能源站投用了世界首台可以用100%天然气运行的大型燃气内燃发电机组，机组可以使用不同比例的氢气，天然气混合燃气，氢气最高100%。改造后的热电联供能源站为当地30栋住宅楼，一座体育中心，一座儿童日托中心和公园休闲中心提供每年1.3万兆瓦时的热能供暖。该能源站所生产的电能不但满足多层停车场充电站的需求，为电动汽车充电余下的电能提供给当地电网。

自2020年颜巴赫在德国汉堡的全球第一台1兆瓦级氢气内燃发电机组在客户现场实际投用之后，越来越多的客户选择颜巴赫氢能技术，实现能源转型。2021年，波兰桑多梅日市政供热公司选择一台颜巴赫G416燃气发电机组，掺混20%氢气，利用天然气+氢气实现区域热电联供。2021年，韩国小型重工选择一台颜巴赫G420燃气发电机组，这将是亚太地区首个以100%氢气燃料的内燃发电机组试点项目。同时也是颜巴赫利用化工生产中灰氢的典型案例。

2022年美国公司位于加州里士满制氢工厂选择三台G420燃气发电机组，使用填埋气与氢气的混合燃气，为采用垃圾填埋气，非燃烧蒸汽二氧化碳重整工艺的制氢工厂提供电能。此制氢工厂的大部分氢气产品将用于卡车的燃料电池。

第四个案例，也是我们非常自豪的项目。近期中国香港的新界东北堆填区扩建项目选择了颜巴赫燃气发电机组，该项目将使用三台颜巴赫G320燃气发电机组，由于该堆填厂为新建项目，垃圾填埋气的产生需要一定的时间，在此之前为了满足工程用能需求，项目特意引入香港城市煤气作为临时气源，供发电机组使用。

其中一台颜巴赫机组采用的特别双燃料设计，可以单独使用填埋气，也可以单独用城市煤气。熟悉香港燃气情况的专家都了解，香港的城市煤气主要成分是约50%的氢气，30%的甲烷，20%的二氧化碳及少量一氧化碳。这是一个非常典型的高氢燃气的发电应用，此方案的另外一个亮点是该机组支持孤岛模式运行，可以灵活稳定的响应电力负载需求，这对高氢燃气内燃机组一直以来都是技术挑战。这个项目也将在国内高氢燃气内燃机发电应用领域具有里程碑式的意义。

接下来让我们共同了解一下颜巴赫的技术创新myPlont performance，颜巴赫不仅提供卓越的燃气发电机组，在先进的数字技术和云端解决方案的支持下，颜巴赫还提供全面的数字的myPlont，满足客户精益求精的运营需求。myPlont是颜巴赫燃气发电机组的远程设备性能管理方案，它的供能包括实时监测发电机组运行状况，预测机组运行趋势，提供专业技术性维护和运行优化建议，同时还支持远程检测，排障，从而有效缩短停机时间，有效避免服务人员的非必要差旅，成本，提高机组的在线率，最终帮助客户实现节约整体运营成本，提升盈利能力的商业目标。

myPlont是由制造颜巴赫发电机组的技术专家研发的，可以帮助您从更系统的角度拥有对设备性能的专业洞察力，可以实时或查看任意时间段内发电机组的运行和性能数据，定制多种视角的自动化报表，并将用户原有的润滑油，冷却液的实验室报告加以整合，直接获取来自全球多个专业油液实验室的检测分析报告。最终根据所有的监控数据给出相应的机组维护建议。

同时myPlont可以提供预测分析与专业建议，可以持续分析来自于发电机组的数据流，检测可能导致意外事件的任何运行偏差。根据来自数千台同型号，同应用发电机组的大数据积累，分析算法定义，识别健康发动机运行的模式，在出现偏差时进行记录，并提供专业优化建议。例如准确预测发动机火花塞，润滑油和滤芯的剩余使用寿命，做到在必要时进行更换，避免浪费。得益于对设备系统级的洞悉，myPlont可以轻松帮助我们的工程师远程排除机组故障，有效减少机组的维修成本。所有对机组的远程访问建立在网络和信息安全机制下，在客户实时授权下帮助客户调整机组运行参数。

此外，myPlont支持对机组的排放进行检测，对于配备氮氧化物传感器的发电机组提供当前平均氮氧化物的可视化信息和历史记录，帮助用户实现排放达标。myPlont是机组相关信息的整合平台，通过它可以同时轻松浏览机组的操作手册，维护手册，最新的技术服务公告以及跟踪技术支持事件等。myPlont支持定制化的能源现货交易智能辅助决策，使您以业务经济性的视角，高效的运行机组，提升项目盈利能力。祝您为即将在全国范围开展得电力现货市场交易做好充分的准备。

今天我们myPlont系统已经连接超过1万台发电机组，月活跃用户达到4000多人，智能的系统基于颜巴赫庞大机队多年累计的运行经验，针对每个客户的机组型号和应用特点，提供超过70种不同的专业预测分析和相应的运行维护建议，即便是刚刚开始颜巴赫发电机组运行工作，可以像资深专家一样轻松的掌握机组运行状态和趋势。这一切将有效减少65%的现场维修次数，节约大量的人力和时间。

我介绍一个myPlont帮助国内客户远程解决故障的真实案例。国内一工业沼气发电项目中颜巴赫机组突然报警现实排烟温度高，实时温度显示约600摄氏度，比正常值高200摄氏度，机组发电功率达不到设定值。收到远程报警信息后，颜巴赫技术专家通过myPlont系统分析机组的运行曲线，通过对故障发生时间段内的运行曲线调查发现，机组显示功率与设定值相比显著下降，更反常的是与故障发生前的运行阶段相比机组的燃气消耗不减反增，并且节气门波动异常。这些迹象表明某些现场反馈信号可能有错误，导致控制系统不断调节试图提升功率。

在基本明确故障原因后，我方工程师立刻联系现场的机组运行人员，使用仪表现场检测机组发电功率，发现实际检测功率比显示功率高，这说明机组实际上满负荷，甚至超负荷运行，但是显示功率存在错误，错误的信号导致机组自动调整时错误的加大了进气量，造成过量空气系数下降以及偏差，从而导致排温异常升高。由于显示功率来源于开关柜的CT和PT信号，颜巴赫工程师从功率采集来源入手，建议现场的机组运行人员排查CT线路，最终发现CT接线存在脱落情况。经过现场处理，机组立即恢复了正常，输出设定功率，排烟温度到正常水平。仅仅几个小时该问题被成功的解决，将对业务的影响降到最低。

在这即将过去的2022年里，颜巴赫持续助力中国燃气分布式能源的发展，在国内外疫情反复，宏观经济波动，供应链物流不畅多重不利因素背景下，颜巴赫仍凭借着先进的产品方案，专业的服务体系，赢得众多客户和合作伙伴的信任和支持。无论总装机容量达到10-20兆瓦的大型天然气分布式能源，沼气热电联产项目，还是总装机容量仅为几百千瓦到几兆瓦的小型燃气发电项目，颜巴赫发电机组都备受客户青睐。

近期疫情防控措施不断优化调整，恢复经济政策密集出台，正所谓静待花开终有时，守得云开见月明。我们与您一样，对中国燃气分布式能源的发展充满信心。

非常感谢各位的倾听，同时欢迎您关注颜巴赫微信公众号，了解上述提及的案例和更多颜巴赫最新咨询。

主持人 张葵叶：感谢颜巴赫给我们带来全新的体验，做了颜巴赫产品和技术的详细介绍。

今天下午主题论坛7个发言已经结束了，本次论坛进入尾声，再次感谢各位专家，企业领导以及各位线上参加我们本次大会的朋友们，每一次论坛都是一次跨越山海的思想奔赴，给我们提供了非常好的思想碰撞，智慧交流的机会，我们也希望通过下午的宣导专题论坛，能够让大家进一步加强交流，增进友谊，分享经验，凝聚共识，为分布式融合发展及能源绿色低碳转型创造新的机遇，探索新的路径。

再次邀请大家关注我们明天上午9点正式开幕的第十八届分布式能源国际论坛的开幕式和主论坛，祝大家身体健康，事业顺利，本场专题论坛到此结束，谢谢各位。