与 HDI 的合作使 Mesa Solutions 能够将其产品组合扩展到燃气发电机以外的领域。
从历史角度来看，对于电力行业从业者而言，十年或许只是沧海一粟。然而，十年间却可以成就一番大事。不妨问问总部位于科罗拉多州洛夫兰市的能源服务供应商 Mesa Solutions，该公司专门从事便携式燃气动力解决方案的制造、销售、租赁和出租。
根据合作协议，HDI 提供发动机缸体总成，而 Mesa 负责“装配”。（图片：Mesa Solutions）自2014年成立以来，Mesa已向超过130家客户部署了2000多台发电机组，为商业和工业主用电源、微电网、备用电源及其他应用提供超过450兆瓦的电力。如今，在2023年美国国际工程机械及设备展览会（ConExpo-Con/Agg 2023）上宣布与全球工程机械及发动机制造商现代斗山工程机械（Hyundai Doosan Infracore，简称HDI）建立合作伙伴关系后，Mesa即将推出其自主研发的燃气发动机产品线。
“就业务发展增长而言，我们是一家年轻的公司。我们从最初自行生产天然气发电机，发展到如今涉足行业的各个方面，无论是备用电源还是应急响应，”Mesa Solutions公司企业发展副总裁Tom Poteet表示。“现在，我们正通过与现代汽车的合作，进军发动机产品线的研发和发布领域。”
《租赁电力》中的“800磅重的大猩猩”
自2014年成立以来，Mesa一直深耕于石油和天然气行业。当时，已故的石油和天然气巨头兼金融家小托马斯·布恩·皮肯斯(Thomas Boone Pickens Jr.)帮助创立了Mesa天然气解决方案公司。该公司是BP能源合作伙伴（一家能源私募股权基金）投资的首批初创公司之一。
最初，计划是由一家关联公司生产并销售其天然气发电机组，但波蒂特表示，梅萨公司很快就“发展壮大，超出了他们的生产能力”，于是在怀俄明州卡斯珀市一座占地9万平方英尺的工厂开始了自主生产。“我们改进了设计，采购了零部件，然后就开始了组装和生产。现在，我们已经有数千台机组投入租赁使用，”他说道。
截至2023年中期，该公司由总部位于休斯顿的独立投资管理公司Arroyo Investors全资拥有，该公司专注于发电和能源基础设施资产。该公司现在以Mesa Solutions的名义运营。
GV22PU 是一款 22 升 V12 涡轮增压中冷发动机，额定功率在 60 Hz 时可达 684 马力，在 50 Hz 时可达 606 马力。（图片：Mesa Solutions）发电机组提供五种输出功率规格，从 70 千瓦到 350 千瓦不等。它们可使用多种气体燃料，包括天然气、液化丙烷、井口气、煤层气、可再生天然气和部分液化石油气。每种型号均有多种外形尺寸可供选择，其中拖车式机组最常用于油田应用。
据 Mesa 公司介绍，其发电机组旨在为油气运营商提供灵活的火炬燃烧控制方案、先进的催化控制选项以及与可再生能源的兼容性。这种灵活性使 Mesa 成为北美领先的 24/7 全天候便携式电源解决方案供应商，其产品利用井口天然气。
波蒂特表示，就油田租赁电力而言，梅萨现在是“业内巨头，因为我们生产的机器质量可靠，而且我们能够提供高水平的服务和支持”。
“在油田，只有一个标准，那就是‘发电机是否在运行？’如果发电机不运行，我们就需要你把它挪走，因为你的竞争对手需要那个位置。正是这种商业环境促使我们打造出非常高效、可靠的发电机整体设计，”他说道。“这也推动着我们在备用电源市场的发展。”
从发动机买家到发动机合作伙伴
“大约在2011年左右，页岩气开采蓬勃发展的同时，像斗山（现为HDI）这样的发动机公司也在不断完善天然气发动机缸体，”波蒂特指出。“石油公司看到了其中的好处，因为如果他们能在现场使用燃烧页岩气的发电机，就无需修建管道或将燃料运输到现场。”
Mesa最初从HDI当时的一家供应商处采购发动机，并迅速发展成为HDI最大的天然气发动机客户之一。其最大发电机组所使用的22升GV22型发电机组发动机的原始规格为700至2500 BTU，Poteet将其与普通家庭约1000 BTU的用电量进行了比较，从而更好地理解了这一数值。
为了满足油田客户的需求，梅萨进行了一些重要的改进。“燃料液位的波动要求发动机动力更强，软件/电子控制单元也需要能够调节发动机，以适应高达2500 BTU的功率变化。丙烷的功率也是2500 BTU，这意味着这些发动机也可以燃烧丙烷。”他指出。
了解退伍军人的心态
Mesa Solution团队成员在谈及公司与军方的渊源时，都流露出强烈的自豪感。在2024年国际电力展（PowerGen International 2024）上，当你踏入展位时，这几乎是他们首先提及的公司背景之一。
“我们公司高层中有一些退伍军人——我们是一家彻头彻尾的退伍军人企业。我们以追求卓越、力求做到最好而自豪，”梅萨公司的汤姆·波蒂特说道。“‘不’从来不是答案；答案是我们需要找到克服障碍的方法。”
“与此同时，环保、负责任、可靠的电力是我们这里的信条，”他补充道。
拥有志同道合、目标一致的员工对公司的发展至关重要，而退伍军人被视为理想的人选。因此，公司积极致力于招聘和支持退伍军人及其家属。
梅萨公司因其对国民警卫队成员和预备役人员的支持，荣获 2017 年国防部长雇主支持自由奖；表彰对招募和雇用美国退伍军人的投资（HIRE Vets）奖章（白金）；以及 ESGR 的卓越支持奖，以表彰其对国民警卫队成员和预备役人员的持续雇主支持——后两项奖项已连续多年每年颁发。
“这家公司之所以在招聘退伍军人方面如此成功，是因为他们真正了解服役的意义、所需的技能和准备，”波蒂特说道。“他们理解退伍军人的思维方式，也明白他们只想把工作做好，而且要做好。”
该系统采用两种不同的进料方式，并可自动切换燃料类型（天然气、井口气、丙烷、压缩天然气或液化天然气）。“我们真正的优势在于能够在不降低负荷的情况下切换燃料，”波蒂特说道。
当HDI决定更换供应商时，波蒂特说：“他们找到我们，说他们对发动机设计进行了改进，希望由梅萨公司接任发动机供应商。”最终促成了双方的合作协议，该协议在2023年美国国际工程机械展览会（ConExpo 2023）上正式宣布。
根据协议，HDI负责提供发动机缸体，而Mesa则负责“装配”。这包括集成Mesa自主研发的发动机控制模块、燃油调节器、节气门以及其他关键部件。获得美国环境保护署（EPA）认证也是Mesa的职责。
“（我们扮演的是包装商的角色），但我们也改进了节气门装置，使其比以前更好。我们还改进了气缸和气缸盖，使其比之前的产品更胜一筹，”波蒂特指出。
“我们最初的愿望就是打造更大更好的捕鼠器。我们会研究这些引擎，分析它们的应用场景……以及它们所处的环境，”他继续说道。“我们始终关注普通引擎平台中可能存在的细微缺陷，并思考如何克服这些缺陷，从而提升最终用户的体验。”
一个新世界展现在世人面前
首款获得美国环保署（EPA）认证的发动机是GV22PU，这是一款22升V12涡轮增压中冷发动机，取代了原有的GV22发动机。GV22PU的缸径×行程尺寸为128毫米×142毫米，根据燃料类型的不同，其额定功率在60赫兹时可达684马力（510千瓦），在50赫兹时可达606马力（452千瓦）。相比上一代发动机，功率提升超过20%。
波蒂特表示，获得美国环保署（EPA）认证后，“我们不仅可以在内部使用这些发动机，现在还可以将它们出售给客户。我们可以直接向发电机客户销售这些发动机，这将使我们受益，因为现在没有中间商了。但这同时也为我们开辟了一个全新的领域，让我们能够直接销售发动机。”
Mesa 在 GV22PU 中融入了新的节气门、改进的进气设计以及更新的爆震传感器校准，以通过改进燃烧过程来提高性能。
所有新型发动机都将通过管道天然气和丙烷的双重认证，并进行700至1800 BTU的功率测试。（图片：Mesa Solutions）Mesa公司表示，新型节气门和电子燃油调节器旨在实现更精确的空气和燃油流量，从而改善燃烧和油门响应；同时，改进的进气设计降低了空气阻力，并优化了气缸间的燃油分配，以提高动力和整体效率。升级后的爆震传感器能够快速检测并抑制发动机爆震，从而优化性能。
公司的下一步是为GX系列发动机获得美国环保署（EPA）认证。该系列发动机将分别提供11.1升、14.6升和21.9升排量，并有直列六缸、V8和V12三种配置可选。该系列发动机将采用四气门缸盖取代之前的两气门设计。Mesa公司表示，四气门缸盖能够提供更坚固的缸盖，从而提升发动机的强度和耐久性，同时由于缸内压力的提高，还能带来更高的功率密度。
所有新型发动机都将通过管道天然气和丙烷的双重认证，并进行700至1800 BTU的功率测试。生产将在卡斯珀工厂进行。
市场变化
除了天然气版本外，HDI 还在开发一款可使用氢气的发动机缸体，以满足业界对这种零排放燃料的需求。今年早些时候，在 PowerGen International 展会上，Mesa 的展位上展示了一款 402 马力（300 千瓦）、11.1 升直列六缸氢气发动机的非工作版本，但实际运行的版本正在开发中，并已投入测试。
Mesa 提供五种不同输出功率的发电机组，功率范围从 70 千瓦到 350 千瓦，可使用多种气体燃料。（图片：Mesa Solutions）“Mesa公司正与HDI公司合作，将氢发动机开发成发电机组，预计试验装置将于2025年底或2026年初完成，”Poteet说。
除了燃料类型之外，Mesa 还看到了其他市场变化，包括对其发电机组的长期租赁需求增加，甚至出现了用购买代替租赁的趋势。
“随着公司规模的扩大和业务量、运营速度的提升，我们加大了对发电机销售的投入。在过去的3到4年里，我们的销售额大幅增长，并获得了一些大额订单，”波蒂特说道。
数据中心向微电网迁移
这一转变使得 Mesa 向全球各国销售了越来越多的发电机，包括微电网系统。
“目前，我们的租赁机组功率范围从75千瓦到350千瓦不等，但您可以将它们串联起来以获得更大的容量，”波蒂特说。“功率最大的两款机型最容易并联，其中350千瓦的机型在这种配置下应用最为广泛。”
在国际发电展（PowerGen International）上，梅萨公司出版的一本书中展示了一台无法正常运行的现代氢燃料电池发动机。（图片：KHL工作人员）Poteet表示，这种微电网解决方案在数据中心等需要“大量电力”的客户群体中越来越受欢迎。他指出，这类客户过去通常会在几台发电机中安装兆瓦级的电力，但现在，在场地允许的情况下，他们更多地转向使用多台小型发电机。
多台发电机并联运行可以将电力分成多个模块，从而提高能源可靠性。例如，20台350千瓦的发电机并联运行可产生约10兆瓦的电力，而三台3兆瓦的柴油发电机则无法达到同样的效果。波蒂特指出，如果一台3兆瓦的发电机发生故障，将会对可用电力造成重大影响。“如果20台发电机中只有一台发生故障，影响就小得多。”
扩大影响范围
Mesa Solutions计划继续拓展其在这些及其他应用和市场领域的业务，并期待其发动机产品线的持续扩展以及由此带来的销售机遇。但有一项调整，该公司近期内不打算做出。
“我们现在正进军商业和工业备用电源及公用事业应用领域，”波蒂特指出。“但我们仍将在很长一段时间内继续向油田市场推广产品。”
