天然氣是目前全球廣泛采用的一種清潔能源,為滿足長(zhǎng)距離輸送天然氣的需要,輸氣管道壓力一般都達(dá)到10兆帕左右,而當(dāng)?shù)竭_(dá)各城市門站時(shí)需要進(jìn)行降壓才能進(jìn)入城市管網(wǎng),在這一過程中大量的壓力能被浪費(fèi)掉。
如今,一項(xiàng)利用天然氣管道壓力能發(fā)電的技術(shù)已“走出”實(shí)驗(yàn)室,中關(guān)村(000931,股吧)企業(yè)北京星旋世紀(jì)科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“星旋科技”)的核心專利產(chǎn)品“星旋式氣動(dòng)馬達(dá)”,能將這些壓力能量收集起來用于發(fā)電。星旋科技創(chuàng)始人姚鎮(zhèn)表示,“如果將西氣東輸一線、二線管道的壓力能都利用起來發(fā)電,年發(fā)電量即可達(dá)50億度以上,相當(dāng)于1.2個(gè)小浪底水電站”?! ?br /> 星旋式氣動(dòng)馬達(dá)是一項(xiàng)全球首創(chuàng)的全新結(jié)構(gòu)馬達(dá),與傳統(tǒng)馬達(dá)相比,具有低轉(zhuǎn)速、高扭矩、低能耗、低成本、壽命長(zhǎng)、易維護(hù)、體積小、重量輕等多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
星旋式氣動(dòng)馬達(dá)應(yīng)用范圍廣,具備從低壓到高壓、從氣體到液體、從小功率到大功率的廣泛適應(yīng)能力。適用壓力從0.1MPa微壓到10MPa高壓的各個(gè)領(lǐng)域;工質(zhì)既可以是各種氣體、水蒸汽,也可以是水、油等含雜質(zhì)的混合流體;輸出功率主要是100W-1000KW,也可達(dá)到1000KW以上。
新技術(shù)的價(jià)值藍(lán)海
被忽視的壓力能
年發(fā)電量可達(dá)1.2個(gè)小浪底
天然氣是目前全球廣泛采用的一種清潔能源,為滿足長(zhǎng)距離輸送天然氣的需要,國(guó)內(nèi)西氣東輸一線、二線管道壓力達(dá)10兆帕和12兆帕,在運(yùn)輸管道和用戶之間往往需要多級(jí)降壓過程,通過各門站進(jìn)行降壓正是大量壓力能損失的過程,天然氣產(chǎn)業(yè)自身也一直在尋求回收壓力能的解決方案。
據(jù)了解,各地天然氣企業(yè)也曾做過一些嘗試,目前主要用的是傳統(tǒng)的透平膨脹機(jī)作為能量轉(zhuǎn)化裝置。但透平膨脹機(jī)主要有兩個(gè)問題一直難以克服,一個(gè)是高達(dá)上萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速,當(dāng)連接只有1500轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)時(shí),必須通過一個(gè)高降速比的降速機(jī),這種降速機(jī)目前國(guó)內(nèi)只有很少的廠家可以生產(chǎn),而進(jìn)口的降速機(jī)成本太高難以接受;此外就是高達(dá)上萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速帶來了另一個(gè)棘手的問題:必須配備一個(gè)復(fù)雜的油潤(rùn)滑以及冷卻系統(tǒng),而這個(gè)系統(tǒng)體積龐大、成本很高,同時(shí)伴隨專人維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用高、占地規(guī)模大等一系列問題。這阻礙了壓力能利用技術(shù)快速大規(guī)模的進(jìn)行推廣。
姚鎮(zhèn)表示,星旋式氣動(dòng)馬達(dá)則完全可以解決以上問題,星旋式氣動(dòng)馬達(dá)最大的特點(diǎn)之一就是低轉(zhuǎn)速、高扭矩,通常為數(shù)百轉(zhuǎn)到2000轉(zhuǎn),甚至可以做到以1500轉(zhuǎn)和發(fā)電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn),而無需降速或增速;由于是低轉(zhuǎn)速,而且星旋式氣動(dòng)馬達(dá)獨(dú)特的全滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具備極低的摩擦系數(shù),完全無需潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng),而這將大大降低成本及占地空間,也免去專人維護(hù)之麻煩,從而使大量復(fù)制應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。
此外,天然氣從地下被采集出來時(shí)就蘊(yùn)藏著巨大的壓力能,而在采氣田以及傳輸?shù)倪^程中,一方面巨大的壓力能被白白地浪費(fèi)掉,另一方面氣田自身的用電需求要么是耗巨資拉電,要么使用太陽能及風(fēng)能發(fā)電,而太陽能與風(fēng)能存在一個(gè)不穩(wěn)定因素,這給氣田的用電帶來很大的不便。
“如果使用星旋式氣動(dòng)馬達(dá)利用天然氣自身的壓力進(jìn)行發(fā)電來解決用電問題,由于天然氣的壓力能是穩(wěn)定的,則可以提供穩(wěn)定而又相當(dāng)于免費(fèi)的電力,一舉多得。”姚鎮(zhèn)告訴北京商報(bào)記者,“在城市天然氣領(lǐng)域,與氣田類似也存在同樣的問題,天然氣在輸送過程的調(diào)壓環(huán)節(jié)中存在壓力能浪費(fèi)及調(diào)壓門站需要用電的問題,用星旋式壓力能回收系統(tǒng)則可以順利解決。”
據(jù)姚鎮(zhèn)介紹,以日處理50萬立方米的天然氣門站為例,壓力從4.0兆帕降至0.4兆帕,壓力能損失每小時(shí)3561度電。如果將西氣東輸一線、二線管道的壓力能都利用起來發(fā)電,年發(fā)電量可達(dá)50億度以上,相當(dāng)于1.2個(gè)小浪底水電站。
創(chuàng)業(yè)路
打虎親兄弟,上陣父子兵
星旋公司是姚鎮(zhèn)的第三次創(chuàng)業(yè),他第一次創(chuàng)業(yè)是在大學(xué)畢業(yè)后第二年投資建廠制造節(jié)能燈,比雷氏照明還早了兩年;第二次創(chuàng)業(yè)是投身于互聯(lián)網(wǎng),創(chuàng)辦了一家職業(yè)社交網(wǎng)站,類似于美國(guó)的linkedin。
“記得2010年6月我父親在國(guó)外打電話給我提出邀請(qǐng)時(shí),我正在北京創(chuàng)辦一家互聯(lián)網(wǎng)公司,當(dāng)時(shí)已經(jīng)投入幾百萬元,歷時(shí)四年多時(shí)間,在業(yè)內(nèi)也小有名氣。”姚鎮(zhèn)說,“我很了解父親的那種追求完美甚至到了苛刻的性格,這讓我其實(shí)并不樂意和他一起共事,加上也舍不得放棄自己一手創(chuàng)辦的企業(yè),當(dāng)時(shí)我就建議讓我的一個(gè)高中同學(xué)去幫他,而且還真的讓我那同學(xué)專程飛到上海,父親也從國(guó)外飛到上海,面試了整整3天,結(jié)果父親不滿意那位同學(xué),非要我去幫他。仔細(xì)想想中國(guó)并不缺我辦的這家互聯(lián)網(wǎng)公司,但父親的這個(gè)星旋技術(shù)為全球首創(chuàng),而且說大一點(diǎn)是一種可以造福地球的節(jié)能技術(shù),我最后就決定放棄自己創(chuàng)辦的那家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)來創(chuàng)辦星旋科技。”
一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),姚鎮(zhèn)有了一次與國(guó)泰創(chuàng)投的交流機(jī)會(huì)。“當(dāng)初我們連創(chuàng)業(yè)PPT都沒來得及做,拿著一份原始資料與對(duì)方交流。”說到這里,姚鎮(zhèn)笑了起來,“當(dāng)時(shí)很有意思,僅僅交流了兩個(gè)小時(shí),對(duì)方當(dāng)場(chǎng)就拍板投資,這才有了一個(gè)月后成立的星旋科技。”
2011年,在一個(gè)商住兩用樓的三室一廳里,星旋科技正式成立了。成立時(shí),公司只有兩個(gè)人,一個(gè)人是董事長(zhǎng)姚鎮(zhèn),另一個(gè)則是技術(shù)總監(jiān)姚老先生。姚鎮(zhèn)笑稱這叫“打虎親兄弟,上陣父子兵”。
當(dāng)時(shí),由于沒有任何加工設(shè)備,星旋科技的所有零件都是外協(xié)加工。由于不熟悉北京的加工環(huán)境,同時(shí)加工單位覺得星旋科技的訂單太少也沒有認(rèn)真對(duì)待,結(jié)果大部分零件交貨時(shí)都是不合格的,不合格的結(jié)果就是父子倆始終裝配不出一臺(tái)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的樣機(jī)。于是,父子倆硬是用手工打磨的方式把一個(gè)一個(gè)有缺陷的零件修補(bǔ)好,前后歷經(jīng)5個(gè)月時(shí)間,終于裝配出第一臺(tái)可以順利運(yùn)轉(zhuǎn)的星旋式流體馬達(dá)。
作為以專利立身的高科技公司,為了確保專利保護(hù)更完善,姚鎮(zhèn)專門花了兩個(gè)月的時(shí)間拜訪了中國(guó)最好的前15名專利代理公司。最終聘請(qǐng)的代理公司費(fèi)用是普通代理公司費(fèi)用的一倍,但是在姚鎮(zhèn)看來是非常值得的,“其他的費(fèi)用我們很節(jié)省,但這個(gè)必須舍得投資,至今已經(jīng)花了上百萬元的專利費(fèi)了,不過現(xiàn)在中國(guó)乃至全世界都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),這條路應(yīng)該是走對(duì)了。須知同樣一個(gè)專利獲得授權(quán),代理人的撰寫是否嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè),對(duì)專利的保護(hù)范圍會(huì)有較大的差距”。
截至目前,星旋科技一共申請(qǐng)了20多個(gè)發(fā)明專利,其中已經(jīng)有超過一半獲得國(guó)家專利局的正式授權(quán);國(guó)際PCT專利檢索已完成,全球數(shù)萬個(gè)相關(guān)專利中沒有一項(xiàng)類似專利;在2012年已開始申請(qǐng)歐、美、日等地區(qū)的國(guó)際專利,初步完成全球?qū)@麘?zhàn)略布局。
如今,一項(xiàng)利用天然氣管道壓力能發(fā)電的技術(shù)已“走出”實(shí)驗(yàn)室,中關(guān)村(000931,股吧)企業(yè)北京星旋世紀(jì)科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“星旋科技”)的核心專利產(chǎn)品“星旋式氣動(dòng)馬達(dá)”,能將這些壓力能量收集起來用于發(fā)電。星旋科技創(chuàng)始人姚鎮(zhèn)表示,“如果將西氣東輸一線、二線管道的壓力能都利用起來發(fā)電,年發(fā)電量即可達(dá)50億度以上,相當(dāng)于1.2個(gè)小浪底水電站”?! ?br /> 星旋式氣動(dòng)馬達(dá)是一項(xiàng)全球首創(chuàng)的全新結(jié)構(gòu)馬達(dá),與傳統(tǒng)馬達(dá)相比,具有低轉(zhuǎn)速、高扭矩、低能耗、低成本、壽命長(zhǎng)、易維護(hù)、體積小、重量輕等多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
星旋式氣動(dòng)馬達(dá)應(yīng)用范圍廣,具備從低壓到高壓、從氣體到液體、從小功率到大功率的廣泛適應(yīng)能力。適用壓力從0.1MPa微壓到10MPa高壓的各個(gè)領(lǐng)域;工質(zhì)既可以是各種氣體、水蒸汽,也可以是水、油等含雜質(zhì)的混合流體;輸出功率主要是100W-1000KW,也可達(dá)到1000KW以上。
新技術(shù)的價(jià)值藍(lán)海
被忽視的壓力能
年發(fā)電量可達(dá)1.2個(gè)小浪底
天然氣是目前全球廣泛采用的一種清潔能源,為滿足長(zhǎng)距離輸送天然氣的需要,國(guó)內(nèi)西氣東輸一線、二線管道壓力達(dá)10兆帕和12兆帕,在運(yùn)輸管道和用戶之間往往需要多級(jí)降壓過程,通過各門站進(jìn)行降壓正是大量壓力能損失的過程,天然氣產(chǎn)業(yè)自身也一直在尋求回收壓力能的解決方案。
據(jù)了解,各地天然氣企業(yè)也曾做過一些嘗試,目前主要用的是傳統(tǒng)的透平膨脹機(jī)作為能量轉(zhuǎn)化裝置。但透平膨脹機(jī)主要有兩個(gè)問題一直難以克服,一個(gè)是高達(dá)上萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速,當(dāng)連接只有1500轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)時(shí),必須通過一個(gè)高降速比的降速機(jī),這種降速機(jī)目前國(guó)內(nèi)只有很少的廠家可以生產(chǎn),而進(jìn)口的降速機(jī)成本太高難以接受;此外就是高達(dá)上萬轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速帶來了另一個(gè)棘手的問題:必須配備一個(gè)復(fù)雜的油潤(rùn)滑以及冷卻系統(tǒng),而這個(gè)系統(tǒng)體積龐大、成本很高,同時(shí)伴隨專人維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用高、占地規(guī)模大等一系列問題。這阻礙了壓力能利用技術(shù)快速大規(guī)模的進(jìn)行推廣。
姚鎮(zhèn)表示,星旋式氣動(dòng)馬達(dá)則完全可以解決以上問題,星旋式氣動(dòng)馬達(dá)最大的特點(diǎn)之一就是低轉(zhuǎn)速、高扭矩,通常為數(shù)百轉(zhuǎn)到2000轉(zhuǎn),甚至可以做到以1500轉(zhuǎn)和發(fā)電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn),而無需降速或增速;由于是低轉(zhuǎn)速,而且星旋式氣動(dòng)馬達(dá)獨(dú)特的全滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具備極低的摩擦系數(shù),完全無需潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng),而這將大大降低成本及占地空間,也免去專人維護(hù)之麻煩,從而使大量復(fù)制應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。
此外,天然氣從地下被采集出來時(shí)就蘊(yùn)藏著巨大的壓力能,而在采氣田以及傳輸?shù)倪^程中,一方面巨大的壓力能被白白地浪費(fèi)掉,另一方面氣田自身的用電需求要么是耗巨資拉電,要么使用太陽能及風(fēng)能發(fā)電,而太陽能與風(fēng)能存在一個(gè)不穩(wěn)定因素,這給氣田的用電帶來很大的不便。
“如果使用星旋式氣動(dòng)馬達(dá)利用天然氣自身的壓力進(jìn)行發(fā)電來解決用電問題,由于天然氣的壓力能是穩(wěn)定的,則可以提供穩(wěn)定而又相當(dāng)于免費(fèi)的電力,一舉多得。”姚鎮(zhèn)告訴北京商報(bào)記者,“在城市天然氣領(lǐng)域,與氣田類似也存在同樣的問題,天然氣在輸送過程的調(diào)壓環(huán)節(jié)中存在壓力能浪費(fèi)及調(diào)壓門站需要用電的問題,用星旋式壓力能回收系統(tǒng)則可以順利解決。”
據(jù)姚鎮(zhèn)介紹,以日處理50萬立方米的天然氣門站為例,壓力從4.0兆帕降至0.4兆帕,壓力能損失每小時(shí)3561度電。如果將西氣東輸一線、二線管道的壓力能都利用起來發(fā)電,年發(fā)電量可達(dá)50億度以上,相當(dāng)于1.2個(gè)小浪底水電站。
創(chuàng)業(yè)路
打虎親兄弟,上陣父子兵
星旋公司是姚鎮(zhèn)的第三次創(chuàng)業(yè),他第一次創(chuàng)業(yè)是在大學(xué)畢業(yè)后第二年投資建廠制造節(jié)能燈,比雷氏照明還早了兩年;第二次創(chuàng)業(yè)是投身于互聯(lián)網(wǎng),創(chuàng)辦了一家職業(yè)社交網(wǎng)站,類似于美國(guó)的linkedin。
“記得2010年6月我父親在國(guó)外打電話給我提出邀請(qǐng)時(shí),我正在北京創(chuàng)辦一家互聯(lián)網(wǎng)公司,當(dāng)時(shí)已經(jīng)投入幾百萬元,歷時(shí)四年多時(shí)間,在業(yè)內(nèi)也小有名氣。”姚鎮(zhèn)說,“我很了解父親的那種追求完美甚至到了苛刻的性格,這讓我其實(shí)并不樂意和他一起共事,加上也舍不得放棄自己一手創(chuàng)辦的企業(yè),當(dāng)時(shí)我就建議讓我的一個(gè)高中同學(xué)去幫他,而且還真的讓我那同學(xué)專程飛到上海,父親也從國(guó)外飛到上海,面試了整整3天,結(jié)果父親不滿意那位同學(xué),非要我去幫他。仔細(xì)想想中國(guó)并不缺我辦的這家互聯(lián)網(wǎng)公司,但父親的這個(gè)星旋技術(shù)為全球首創(chuàng),而且說大一點(diǎn)是一種可以造福地球的節(jié)能技術(shù),我最后就決定放棄自己創(chuàng)辦的那家互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)來創(chuàng)辦星旋科技。”
一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),姚鎮(zhèn)有了一次與國(guó)泰創(chuàng)投的交流機(jī)會(huì)。“當(dāng)初我們連創(chuàng)業(yè)PPT都沒來得及做,拿著一份原始資料與對(duì)方交流。”說到這里,姚鎮(zhèn)笑了起來,“當(dāng)時(shí)很有意思,僅僅交流了兩個(gè)小時(shí),對(duì)方當(dāng)場(chǎng)就拍板投資,這才有了一個(gè)月后成立的星旋科技。”
2011年,在一個(gè)商住兩用樓的三室一廳里,星旋科技正式成立了。成立時(shí),公司只有兩個(gè)人,一個(gè)人是董事長(zhǎng)姚鎮(zhèn),另一個(gè)則是技術(shù)總監(jiān)姚老先生。姚鎮(zhèn)笑稱這叫“打虎親兄弟,上陣父子兵”。
當(dāng)時(shí),由于沒有任何加工設(shè)備,星旋科技的所有零件都是外協(xié)加工。由于不熟悉北京的加工環(huán)境,同時(shí)加工單位覺得星旋科技的訂單太少也沒有認(rèn)真對(duì)待,結(jié)果大部分零件交貨時(shí)都是不合格的,不合格的結(jié)果就是父子倆始終裝配不出一臺(tái)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)的樣機(jī)。于是,父子倆硬是用手工打磨的方式把一個(gè)一個(gè)有缺陷的零件修補(bǔ)好,前后歷經(jīng)5個(gè)月時(shí)間,終于裝配出第一臺(tái)可以順利運(yùn)轉(zhuǎn)的星旋式流體馬達(dá)。
作為以專利立身的高科技公司,為了確保專利保護(hù)更完善,姚鎮(zhèn)專門花了兩個(gè)月的時(shí)間拜訪了中國(guó)最好的前15名專利代理公司。最終聘請(qǐng)的代理公司費(fèi)用是普通代理公司費(fèi)用的一倍,但是在姚鎮(zhèn)看來是非常值得的,“其他的費(fèi)用我們很節(jié)省,但這個(gè)必須舍得投資,至今已經(jīng)花了上百萬元的專利費(fèi)了,不過現(xiàn)在中國(guó)乃至全世界都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新,強(qiáng)調(diào)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),這條路應(yīng)該是走對(duì)了。須知同樣一個(gè)專利獲得授權(quán),代理人的撰寫是否嚴(yán)謹(jǐn)、專業(yè),對(duì)專利的保護(hù)范圍會(huì)有較大的差距”。
截至目前,星旋科技一共申請(qǐng)了20多個(gè)發(fā)明專利,其中已經(jīng)有超過一半獲得國(guó)家專利局的正式授權(quán);國(guó)際PCT專利檢索已完成,全球數(shù)萬個(gè)相關(guān)專利中沒有一項(xiàng)類似專利;在2012年已開始申請(qǐng)歐、美、日等地區(qū)的國(guó)際專利,初步完成全球?qū)@麘?zhàn)略布局。