加拉帕戈斯群島的能源“進化”

加拉帕戈斯群島正面臨復雜的環境問題。這個教科文組織（UNESCO）的世界自然遺產正受到威脅。西門子受厄瓜多爾政府委托解決這一問題。公司開發了一種使用可再生燃料的混合發電系統。它將在未來幾十年間為清潔能源的生產及利用提供一個可能的模型。 

提到加拉帕戈斯群島，想必大家都不陌生。“加拉帕戈斯”在古西班牙語中是“龜”的意思。這個名字來源于島上體型巨大的陸龜。除了陸龜，群島上還有許多別處罕見的動物。1835年，26歲的查爾斯·達爾文在環球航行途中?？吭谶@里并進行了一個多月的考察和研究。達爾文發現，這里的動植物為適應自然環境而發生了變化。這為他“適者生存”的觀點提供了有力的證據，也促使他提出的生物進化論。因此，這里又被稱為“活的生物進化博物館”。后來，人們為了紀念達爾文，還在島上建起了達爾文的半身銅像和生物考察站。 

現在，隨著人類文明的不斷發展，加拉帕戈斯群島正面臨環境問題的威脅。伊莎貝拉島是群島二十多個島嶼中大的一個。每年，各地數以萬計的游客會從這里出發，乘船游覽加拉帕戈斯群島，探尋島上奇妙的野生動物?，F在，相關人員正在探討應如何替換伊莎貝拉島上高度污染的電力系統。這是因為每到十月，伊莎貝拉島及其上賓館、飯店和2500名常駐居民都會由一家柴油發電廠提供所需能源，而這家發電廠排放了大量的廢氣和噪音。

但是，污染并非教科文組織（UNESCO）擔心的問題。發電廠使用的柴油燃料通常由船從600英里外的陸地運輸而來，而這可能會產生一定的風險。近年來，在將燃料從船運送到發電廠的過程中出現了兩次較大的燃料泄露，污染了伊莎貝拉島的海岸線并對其脆弱的生態系統造成了威脅。因此，UNESCO提醒厄瓜多爾，讓其必須找到一個更清潔的電力能源解決方案，否則加拉帕戈斯群島可能會失去它的“世界遺產”之稱。 

在德國政府的主要支持下，厄瓜多爾邀請工程公司參與競標，請它們設計一套可靠、環保且清潔的使用可再生燃料的系統。但是，在這樣一座偏遠的島嶼上建設和維護這樣一個系統會面臨艱巨的技術與后勤方面的挑戰。后，西門子是一家參與競標的企業。它給出的建議是：建設一座“混合”電廠，將太陽能發電和生物燃料動力組件結合起來。這種動力組件使用一種鮮為人知的堅果作為主要能量來源。 

世界遺產的保護需要借助清潔能源。西門子提出了一種混合發電解決方案來保護加拉帕戈斯群島上奇妙的野生動物。 

一座小電廠的重大意義

西門子提議建造一座大容量僅為1.8兆瓦的電廠。它的發電功率與西門子通常建造電廠的功率相比實在很小。例如，2018年，西門子在投運的發電廠中有三座位于埃及，它們一共能夠產生14400兆瓦的電力。但是，西門子加拉帕戈斯電力項目經理Sajjad Khan表示，對西門子而言，規模并不是公司參與競標的決定性因素。真正讓西門子決定參與項目的是這個項目在后勤方面的挑戰以及為后代保存這個*生態系統的重要意義。此外，項目也能證明混合系統這項突破性技術可以納入公司對可持續發展的承諾。 

“我們之所以決定投資這項技術，是因為我們相信它背后的理念。加拉帕戈斯群島項目是一個100%的可再生能源項目。”Sajjad Khan表示，“它將間歇性的太陽能與另一種可再生能源相結合。這個項目是一個展示這項技術的機會，同時也可以作為未來其它項目的試點。” 

混合系統的可再生能源相關技術包括三個主要組成部分：一個包含大約3024塊光伏面板的功率為952千瓦的太陽能“農場”；由五套功率為325千瓦的發電機組組成的總功率為1625千瓦的生物柴油發電系統；一個在需要時可以立即為系統增加660千瓦功率電力的電池儲能元件。將這三個部分連接在一起的則是由西門子提供的*控制系統。它部署在伊莎貝拉島上，包括用于管理輸入和輸出電池能量的軟件及一些其他功能。 

圖為伊莎貝拉群島上正在建設中的混合發電廠。截至2018年10月，電廠已經投入運行。 

一種新的生物燃料

在電廠正式投產前，這套系統不僅在厄瓜多爾的多個試點項目中進行了大量測試，也在德國完成了一次模擬。2018年10月以來，該系統已在加拉帕戈斯項目中全面運作。在項目中，對重達600噸的機械和建筑材料進行安裝是一項繁重的任務。這是因為在伊莎貝拉島上沒有可供船只?？康拇a頭或防波堤。 

新的混合發電廠已經對島上的環境帶來了巨大的益處。由于它無需像過去的舊廠一樣每月燃燒33000升柴油，在10月，這座新發電廠不僅將二氧化碳排放量減少了88噸，還省去了一次燃料運輸。此外，新廠的噪音要小得多。它的噪音相比舊廠平均減少30分貝。舊廠和新廠之間的區別就好像電鋸聲和竊竊私語之間的區別。同時，電廠也具有很高的可靠性，能夠以99%的發電容量運行。 

項目中生物柴油部分的一項創新是它使用了麻瘋樹果作為燃料來源。這種堅果生長在包括厄瓜多爾在內的幾個南美國家的熱帶地區。它的40%是油。這些油可以被加工成高質量的生物柴油。但是，在加拉帕戈斯項目之前，相比其他燃料來源，這種來自堅果的燃料還相對缺乏測試。因此，在得到終批準之前，超過5000升的燃料被送往德國進行測試。去年，整個系統在漢堡附近的一個模擬項目中進行了為期六周的試驗。 

這種新型混合電廠具有一定的特殊性。作為整個島能源來源，系統需要具有非常高的可靠性。調試進行得很順利。同時，由于在開發解決方案的階段就完成了大量的研發工作及長期、深入的測試，西門子能夠確?；旌习l電廠的性能達到預期。此外，相關人員還從美國得克薩斯州的*以及德國的慕尼黑對電廠進行遠程監控，這讓本地運營人員可以受益于西門子在發電領域的全部專業知識。 

混合發電系統可以成為許多面臨與加拉帕戈斯群島類似的環境和燃料供應挑戰的島嶼的“解題鑰匙”。 

在厄瓜多爾馬納比省的沿岸地區已建立了一家由當地合作伙伴供職的麻瘋樹果加工廠，為新的伊莎貝拉發電廠提供生物燃料。與化石燃料不同的是，這種生物燃料如果在運輸過程中發生泄露，它的降解速度會相對較快。 

現在，光伏系統在白天產生的電量已經超過了伊莎貝拉島目前的電力需求。多余的太陽能將儲存在電池系統中，不僅能讓發電機組*關閉同時確保白天的穩定供電，還可以在陰天時給生物柴油動力單元留出用于啟動的時間。 

一個小型混合發電系統模型

西門子認為，伊莎貝拉島混合電力系統的成功運營將成為打開未來業務機會的鑰匙。加拉帕戈斯群島的其它島嶼終也可能會安裝這套系統。同時，由于伊莎貝拉島的電力需求正在以每年5%到10%的速度增長，它可能很快就會對這座新的電廠進行擴建。 

在厄瓜多爾之外，加勒比和太平洋島嶼等地的市場也潛力巨大。這些島嶼面臨著與加拉帕戈斯群島類似的環境與燃料供應挑戰。而對于相對獨立的叢林城市或大規模的采礦項目，或任何使用高污染柴油作為發電主要燃料的地方，情況也是如此。