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上海西齐机电设备有限公司

守护威尼斯的静谧

从威尼斯机场到古朴的城市中心，游客的旅途将变得更加环保，而这一切都应归功于配备有西门子电机的船只。

这些航行在威尼斯河道上的载客船名为“Scossa”，意即“电击”。它们的推进系统所使用的技术已经过汽车行业的检验，并针对船舶环境进行了改良。这一技术在小型船只航运领域树立了新的成员。Scossa的行驶动力来自一台由一系列电池供电的主电机。这些电池为船只提供充足的电力，让它在历史悠久的威尼斯市中心沿着大运河，顺着当地公共交通路线航行。在从市中心返航的途中，发电机将为电池补充电力。

返程期间，Scossa将从全电动推进切换为柴电推进。在开阔的泻湖上，它以30公里的时速航行，由柴油引擎为其提供动力，并同时为电池充电。

Alilaguna公司总裁Fabio Sacco表示：“坐在Scossa上就像是乘坐帆船航行。但更重要的是，引入Scossa这类环保型船只体现了我们对威尼斯这座城市的热爱。其实，我们早已参与到零排放环保型船只的制造过程中了。”

西门子意大利数字化工厂集团及过程工业与驱动集团国家集团业务负责人Giuliano Busetto表示：“这一切都归功于我们多年来积累的专业知识和技术，它们使我们的研发应用不仅技术先进而且安全可靠。”

氢气与新燃料

传统燃料在燃烧时会排放二氧化碳。为此，西门子研究人员正在研发一项技术，将氢气转化为甲醇等碳中和燃料。这项技术不仅能有益环境，还将为西门子开辟较具吸引力的全新业务模式。

德国的道路交通**称不上世界**，在可再生能源的使用方面尤为如此。据德国环境署发布的数据，2015年德国道路和轨道交通总能耗中，仅有5.3%的能源由风电、光伏发电或生物质发电提供，其余能源均来自化石燃料。在过去十年间，可再生能源占全国能源总产量的比例一直停滞不前。这也意味着德国的道路交通领域依然没有表现出能源转型的迹象。

但是，在交通领域，为了顺应提升可再生能源比重的**性目标，这种情况即将发生改变。例如，西门子研究人员已研发出了一种反应器，能够将氢气高效地转化为诸如甲醇等燃料。甲醇的化学成分与乙醇类似，在交通运输行业适合作为柴油与汽油的替代品

储存过剩电能

使用氢气作为原料是非常聪明的做法，因为氢气的产量将随逐渐增多的可再生能源使用而增加。例如，风电产生的过剩电能可用于电解，而电解过程会产生氢气，这实际上是储存了过剩的电能。在一项名为“Green Liq”的研究项目中，西门子研究人员携手埃尔兰根—纽伦堡大学的化学反应工程研究所，共同探索如何利用氢气制成替代性碳中和燃料。

这一理念源自西门子的一项校园战略计划。该计划旨在加强西门子与科研院所在电力工程领域的合作。

研究初期，西门子及其合作伙伴对各类氢气产物进行了评估。评估的关键参数包括化学产物的复杂度、效率、相关生产成本以及公众接受程度等。Green Liq的项目经理Alexander Tremel表示：“评估后，我们认定甲醇和甲烷是重要的目标产物。二者均可用作燃料使用。”

增强型甲醇生产工艺

评估完成后，*构想出了一套反应器的概念，并在埃尔兰根—纽伦堡大学的一间实验室里搭建了一套演示装置。演示装置经西门子调试后，输出功率较高可达五千瓦。装置运用的原理十分简单：利用风电电能电解水来制氢。由于西门子已在Mainz Energy Park内的大型演示设施上进行电解水制氢了，Green Liq项目侧重于借助二氧化碳将氢气转化为液体燃料。

生物甲烷装置等生物设施以及水泥生产厂等工业设施均会产生大量二氧化碳。在能量转化链上，它是由可再生能源电力制成的氢气的理想载体。这一概念的*特之处在于反应器中混合了一种吸收性液体，令甲醇产量得以提升。通常情况下，甲醇产量较低，这是因为只有将残余氢气和二氧化碳气体反复送入反应器，才能生产出更多甲醇。Tremel指出：“借助这种吸收性液体，我们再也不用重新将气体送回反应器。这提高了甲醇生产工艺的效率。”

有很多因素都让生物燃料的生产颇具吸引力。在未来，它们将在交通领域的能源转型进程中扮演重要角色。

动态反应器

西门子的技术与传统甲醇生产工艺仍有其它不同之处。在传统的工业生产中，甲醛是在一个连续的过程中由合成气体产生。这种生产方式的问题在于，它并非专门针对可再生能源的快速负载的周期性波动而设计。而电解槽则可以高度灵活运行且能根据风能与太阳能的快速波动进行调整。

西门子提供的动态反应器是克服这一难题的**方案。它能随波动调节，并能对快速启动或部分负载做出即时响应。由于气体*再次循环，系统得到简化，负载灵活性也有所提升。此外，系统中的吸收性液体可以充当热缓冲器以抑制温度波动。Tremel说：“要想提高重型和长途运输领域中太阳能和风能这类替代性燃料的使用比例，一定要使用像西门子的反应器这样的技术。”

百万瓦级电解装置？

对西门子而言，这是一个很好的消息。近年来，随着效率大幅提升，市场上出现了大量价格合理的可再生能源电力，这使西门子受益颇丰。与此同时，可再生燃料产生的附加值已明显**过传统化石燃料。不仅如此，现已有64个国家就低碳或碳中和生物燃料设定了明确目标。

西门子的目标远不止研发演示装置。西门子工业过程与化学转化研究小组负责人Manfred Baldauf表示：“我们的目标是在2017年秋季前设计出输出功率约为100千瓦的试点设施。”他和他的团队也在构想基于Green Liq技术的百万瓦级商用设施。长远来看，Green Liq技术将有助于减少交通运输相关的二氧化碳排放，并进一步推动能源转型的进程。

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面向能源用户的群组解决方案

Caterva是一家由西门子协助创建的新公司，它让电力用户在电网中的角色变得日益重要。Caterva试点项目的参与者用太阳能发电自给自足，剩余电量馈入电网，帮助电网稳定运行。

在位于巴伐利亚乡村的家中，Andreas Seubert在地下室安装了一个1.8米高的钢制电池柜，其中一侧是堆叠的锂电池，另一侧有逆变器、智能仪表、电子开关设备，以及一个带有处理器和移动通信设备的卡片大小的电路板；同时，他还在房顶上安装了大量太阳能板。整个系统充分展现了*们所说的分布式配电概念。

初步试验

如果德国能够成功实现能源转型，则储能系统（ESS，如 Seubert地下室的储能系统）未来将在可持续能源网中发挥重要作用。因为这种系统有助于在无风、无阳光的日子保持电网频率稳定，弥补供电缺口。目前，这项工作仍然依赖常规发电厂（比如能够快速启动的燃气电厂）。

然而，位于慕尼黑的Caterva公司正在展示另外一种方法。公司总经理Markus Brehler说，“Caterva是一个拉丁词，意指‘群组’”。群组的原理非常简单，就是储存光伏组件产生的电能，如Seubert家锂电池中储存的光伏电能。每个电池柜的总输出功率为20千瓦，容量为21千瓦时(kWh)。通过电网将一个地区所有建筑物中的电池柜互联，可形成一个总输出功率**过1兆瓦的群组或虚拟储能系统。电池柜通过移动无线设备控制，柜中的电子系统允许控制中心搭接Caterva参与者的电池或对这些电池充电。如果电网需要更多电能，“控制中心就会从电池群中获取电能”来平衡电能波动。Seubert如是说。

这一创新概念较初由西门子新型业务部门（SNB）提出，之后由西门子*研究院不同部门加以完善，直至群组软件基础版完成。另外，SNB的*还协助创建了Caterva，这是因为当西门子股份公司无法像外部公司那样很好、很快或很灵活地进一步发展一个很有前途的经营理念时，这些*就需要负责创建新公司。在担任Caterva总经理之前，Brehler曾在另一家西门子分公司EnOcean GmbH工作，并在那里积累了丰富的经验。未来，西门子会以多种方式继续为Caterva提供支持。举例来说，它将电池柜与所有硬件进行了连接，并且还是该公司的小股东之一。

几个月前，Caterva与能源供应商N-Ergie携手合作，共同启动了初步试验，较终会有大约65个民营光伏业主参加。有了这种储能系统，这些业主会利用更多的自产电能，其比例从没有储能系统的仅仅30%激增至平均60%至80%之间。

Seubert今年52岁，是西门子包装机部门经理，他是参加该项目的**人。在2013年秋季，当他和家人搬进位于德特尔巴赫小镇的新家时，他在自家房顶上安装了太阳能板。太阳能板在阳光灿烂的日子能够生产大量电能，然而令Seubert苦恼的是，他家的用电量相对较少。虽然未立即使用的电能会馈入电网，Seubert也会获得相应的收入，但他的长期目标是，脱离对能源供应商的依赖。

积极响应

Seubert认为自己购买电池来储存太阳能不划算。他表示：“*们建议我不要这样做，因为他们仍然认为，对于私人家庭来说，高性能电池太贵了。”一个偶然的机会，他知道了Caterva项目。“一位在西门子从事智能电网技术工作的同事告诉我，如何通过电池和智能技术加入能源供应系统。”Seubert说。在他注册加入试点项目之后，Caterva于2014年夏初在他的地下室安装了新ESS装置。Caterva急需与Andreas Seubert这样的成员合作，从而证明群组概念的巨大潜能。携手开展试点项目的N-Ergie的情况也是如此。NErgie企业战略发展部项目经理Ingo Sigert表示：“我们在能源转型方式方面一直都在努力。” Sigert坚信，能源供应公司必须提供创新解决方案，方能在市场上长期立足。因此，N-Ergie较近将一个70米高的热水蓄热系统投入了运营。这堪称欧洲较高的蓄热系统之一，它与具有集成式生物质能供热站的联合循环电厂进行了连接。N-Ergie面临的一个主要问题是，如何在一个可再生能源发电量波动很大的网络中，解决能源储存和电网监管的问题。“当Caterva找到我们，并介绍了其群组概念后，我们立即就被这个概念迷住了。”Sigert解释道。两家公司很快达成合作协议，并且还邀请了爱尔兰根-纽伦堡大学（FAU）参与进来。大学的科研人员将为试点项目提供支持，直至2017年。Sigert表示：“在未来一段时间，随着从可再生能源获得的电能越来越多，我们能逐渐积累经验。”

每个项目合作伙伴都有自己的具体任务。N-Ergie负责在其电网区域联系在房顶上安装了相对较新的太阳能电池板的客户。“客户的响应一直非常积极。我们很快找到了**过25个潜在参与者，并且有望很快找到其余参与者。”Sigert说。Caterva是参与者的合同合作伙伴。公司会为参与者们提供用于钢制电池柜的系统，并将其联网。“参与者只需支付租金。在试点阶段，费用总计为4,000欧元左右。”Brehler解释道。各户向德国电网支付的电费（目前电价为27欧分/度）与自产电能成本之间的差额完全可以抵消这笔费用。目前来看，该项目每度电可节省10至15欧分。Caterva之所以能够提供如此优惠的租赁条件，是因为它能够向电网运营商提供用于调节供需、平衡电网的电能，由此获得收入。

群组协调

N-Ergie提供统领性的基础设施。未来，该公司的控制中心不仅要管理其发电厂，而且还将管理Caterva项目群组。Brehler表示：“主要任务之一是，协调好这个群。”移动设备用来将数据从参与者地下室中的ESS装置传输到控制中心。这样，N-Ergie便能随时了解电池的电量。

与此同时，ESS装置也能“了解”因电力供需不平衡而导致的电网频率波动。举例来说，当分布式发电的产能过多或常规发电发生故障时，就会出现这种情况。在这种情况下，需要立即将电能馈入电网或从电网获取电能，以弥补发电量与耗电量之间的缺口，并将电网频率保持在50赫兹的水平。过去，这项工作由常规发电站（如燃气电厂）负责。

自2011年开始，德国也允许分布式发电商承担这项工作，前提是他们需要至少向电网馈入一兆瓦的调节电能。在2030年系统服务路线图中，德国能源署（DENA）计划让更多分布式发电商执行此工作。但在此之前，德国需要测试并运用新技术，如Caterva的技术。Brehler表示：“我们必须立即行动，以便能在未来五年内找到稳定电网的解决方案。”

较近刚刚启动的这个试点项目只是长远发展的起点。N-Ergie正在考虑集成全德国的光伏组件业主，因为，如Sigert所说，“这个群越大，越有助于稳定电网”。德国特别适合实施以“带着太阳入网”为口号的Caterva概念。德国的民营光伏组件业主大约有110万，远**世界上任何其他国家，这表明，与能源转型相关的新经营理念具有巨大的潜在商机。Markus Brehler也对此深信不疑。他表示：“我们正在寻找对未来能源概念业务模式感兴趣的基础设施投资商。”但未来还有很长的路要走。就现在而言，Seubert比较满意的是，他地下室的系统非常稳定。他表示：“我希望有一天，家中的电力非常充足，即使发生大范围的停电事故也能如此。而如果家里的电力足以让我在电视上看一场重要的足球比赛，那我就更满意了。”如今，Seubert的愿望应该已经能实现了。

西门子如何测试新业务模式

自2012年开始，西门子新型业务部门（SNB）被并入西门子*研究院的创新风险投资部门。其任务是，在对西门子有利的业务领域设立初创公司，从而为测试快速、灵活的创新业务模式创造机会。这些初创公司在管理上独立于西门子之外，由经验丰富的企业家**。西门子新型业务部门仅作为风险资本投资商对这些分公司提供财务支持。西门子可以日后决定是否要将这些初创公司并入组织架构，以便在整个西门子范围内扩展其业务运营。