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天然气压力能发电革命星旋式气动马达蕴育百亿市场


本文转自投资潮

文中观点不代表本机构观点


天然气是目前全球广泛采用的一种清洁能源,为满足长距离输送天然气的需要,西气东输一线、二线管道压力达10兆帕和12兆帕,当到达各城市门站时需要进行降压才能进入城市管网,这一过程会释放巨大的压力能。

此前,天然气从高压管网进入低压管网时存在很大的压力能损失。据测算,以日处理50万立方米的天然气门站为例,压力从4.0兆帕降至0.4兆帕,压力能损失每小时为3561度电,相当于每年损失2652万元。

一项利用天然气管道压力能发电的技术已“走出”实验室,星旋科技核心专利产品“星旋式气动马达”,能将这些压力能量收集起来用于发电。在示范工程中预期运行效果良好,我国天然气利用正步入“精打细算”的节能轨道。

“如果将西气东输一线、二线管道的压力能都利用起来发电,年发电量相当于1.2个小浪底水电站。”星旋科技创始人姚镇说。

星旋式气动马达搞定天然气压力能发电


遍布全国的上万公里天然气管道里的压力通常为6-10兆帕,在运输管道和用户之间往往需要多级降压过程,通过各门站进行降压正是大量压力能损失的过程,天然气产业自身也一直在寻求回收压力能的解决方案。

姚镇介绍各地天然气企业也曾做过一些尝试,目前主要用的是传统的透平膨胀机作为能量转化装置。但透平膨胀机主要有两个问题一直难以克服,一个是高达上万转的高转速,当连接只有1500转的发电机时,必须通过一个高降速比的降速机,这种降速机目前国内很少厂家可以生产,而进口的降速机成本太高难以接受; 此外就是高达上万转的高转速带来了另一个棘手的问题,就是必须配备一个油润滑以及冷却系统,而这个系统体积膨大,成本很高,同时伴随专人维护、运行费用高、占地规模大等一系列问题,这阻碍了压力能利用技术快速大规模的进行推广。

而星旋式气动马达则完全可以解决以上问题,星旋式气动马达最大的特点之一就是低转速高扭矩,通常为数百转到2000转,可以做到以1500转和发电机同步运转,而无需降速或增速;由于是低转速,而且星旋式气动马达独特的全滚动轴承转子结构具备极低的摩擦系数,完全无需润滑和冷却系统,而这将大大降低成本及占地空间,也免去专人维护之麻烦,从而使大量复制应用成为现实。

与华南理工大学签署首个天然气压力能发电采购协议

华南理工大学在天然气压力能回收应用在国内属于领先地位,其领军人物徐文东博士在该领域已苦心钻研数年并取得多项应用专利,同时获得了众多科研资金支持。

2012年,姚镇与徐文东博士经过前期多次互访与深度的沟通交流,并达成共识:星旋公司拥有核心能量转化装置,但是缺乏产业应用经验和配套工艺;而华南理工大学恰恰专注于产业应用及配套工业,但是缺乏合适的核心能量转化装置,而星旋式气动马达则可以满足他们的一切需求,双方的联手可谓强强联合,优势互补,压力能利用技术的集成系统得到加强与升级。

姚镇对投资潮表示,除了在天然气领域的应用之外,星旋式气动马达还可以广泛应用在化工尾气/蒸汽/氮气等气体压力能的回收及应用,市场前景非常广阔。

天然气压力能发电革命星旋式气动马达

油田及燃气集团客户纷至沓来 蕴育百亿级蓝海市场

天然气从地下被采集出来时就蕴藏着巨大的压力能,而在采气田以及传输的过程中,一方面巨大的压力能白白的被浪费了,另一方面气田自身的用电需求要么是耗巨资拉电,要么使用太阳能及风能发电,而太阳能与风能存在一个不稳定因素,给气田的用电带来很大的不便性。

如果使用星旋式气动马达利用天然气自身的压力进行发电来解决用电问题,由于天然气的压力能是稳定的,则可以提供稳定而又相当是免费的电力,一举多得。当然,气田的天然气需要解决含沙杂质多,需要耐高温及超低温,需要耐高压及超低压运转等多项苛刻的工况条件,之前某知名油田研究院曾与多家国内外机构进行过合作,但均未成功。

而自今年该油田研究院与星旋科技在第16届北京科博会结识后,多次进行技术探讨及互访,最终于2013年11月确定了合作方案并签订了采购协议,目前已正式交货。

在城市天然气领域,与气田类似也存在同样的问题,天然气在输送过程中在调压环节中存在压力能浪费及调压门站需要用电的问题,用星旋式压力能回收系统则可以顺利解决,之前国内某知名燃气集团曾多方寻求解决方案,但均未成功。

该燃气集团相关负责人在考察完星旋科技时表示,计划就此项目与星旋科技共同联手申请863国家重大课题项目,目前双方已经正式签署战略合作协议。相比气田的天然气而言,城市的天然气属于清洁无杂质的气体,同时压力及温度的变化幅度也远不如气田的天然气复杂,对星旋科技而言,气田的订单拿下来了,城市燃气的订单也就顺理成章了。

至此,前后历时一年时间,在天然气压力能发电领域星旋科技已初步打通了整个产业链,包括上游的天然气气田,下游的城市燃气集团,华南理工大学及某知名燃气集团研究院,还有二家天然气领域节能服务公司(相当于星旋的渠道代理)。姚镇笑称:“今年我们种下了第一粒天然气压力能发电领域的种子,明年应该可以第一次收果子了”。

姚镇坦言这个市场前景很大,初步估计在数十亿乃至百亿级别,当然这里需要面对的问题也不少,进行批量复制的时间周期也会比常规的商业项目要更长一些,但是星旋有足够的耐心和信心去做这个蓝海市场的开拓者。

到2015年,我国将建成“两横两纵”天然气输送管道1.2万公里,干线管道由2000年的1.1万公里增加到2.3万公里。专家认为,天然气管道压力能利用技术应用空间广阔,对提高我国能源利用率和管网运行经济性具有重要意义。

多项核心发明专利获得授权 全球专利申请花费上百万

姚镇介绍目前星旋科技一共申请了20多个发明专利,其中已经有超过一半获得国家专利局正式授权;国际PCT专利检索已完成,全球数万个相关专利中没有一项类似专利,在2012年已开始申请欧、美、日等地区的国际专利,初步完成全球专利战略布局。

作为以专利立身的高科技公司,为了确保专利保护更完善,姚镇专门花了2个月的时间拜访了中国最好的前15名专利代理公司。最终所聘请的代理公司费用是普通代理公司费用的一倍,但是在姚镇来看是非常值得,“其他的费用我们很节省,但这个必须舍得投资,至今已经花费上百万的专利费用了,不过现在来看中国乃至全世界都在强调创新,强调自主知识产权,这条路应该是走对了。须知同样一个专利获得授权,代理人的撰写是否严谨/专业,对专利的保护范围会有着较大的差距。”

尾声

作为一家成立仅三年的创业公司,星旋科技最近接连取得了三项北京市的资金扶持,其中之一就是由中关村与京西创投发起的“雏鹰计划”,这些资金扶持对星旋科技起到了实质性的帮助,可以满足明年全年的运作需求。

过去1年来众多VC/PE投资机构考察星旋,基本都有潜在投资意向,但都表示希望再等一段时间;最近星旋科技取得包括在产业化上的突破以及发明专利正式获得授权等等的一系列关键进展,近期不断有投资机构向星旋科技表达希望进行投资的意愿,而星旋科技期待的投资机构是不仅可以带来资本,还有更为宝贵的上下游产业资源,以及彼此对发展理念的认同与默契。

星旋科技的路还很长,还有太多的重量级产品(如星旋式液压马达/星旋式压缩机等)正在准备破土而出,如果有合适的机会,亦期待有更多的战略合作伙伴与星旋共同描绘精彩的未来蓝图。