丙烷有望成为“未来燃料”并迎来发展良机

丙烷教育与研究委员会（PERC）产品开发和发电副总裁加文·黑尔在2024年国际发电展（PowerGen International 2024）的新闻发布会上表示，能源正变得越来越脆弱。他指出，社会对电网的需求正在迅速增长，但电网技术在过去二十年中基本保持不变。

“如今人们关注的焦点显然是如何帮助保护环境，但同时也关注环境的韧性，”他补充道。

在这种情况下，韧性不仅包括应对日益加剧的气候不稳定的能力，还包括满足电动汽车等新兴技术需求的能力。“电动汽车市场正以惊人的速度发展，而我们国家能否及时部署以满足能源需求，目前还远未可知，”黑尔说道。

他认为，确保能源韧性的最有效方法之一是将能源输送到更靠近消费点的地方，而丙烷是实现这一目标的合适燃料。

这款道依茨液化石油气发电机发动机设计使用丙烷作为燃料，主要适用于240V发电机组。（图片：KHL工作人员）

“丙烷是一种清洁可靠的能源选择，非常适合用于主用或备用发电系统，”黑尔说。“无论是微电网、拖挂式或备用发电机，还是热电联产（CHP）系统，丙烷都能与其他能源（如太阳能、电力和电池）协同工作，从而提高能源弹性，确保所有用户的持续运行。”

为了证明这一点，PERC在PowerGen展会上举办了一场专题讨论会，邀请了多家目前在其产品中使用丙烷的公司的代表参加。在介绍讨论会时，Hale表示：“现在是参与丙烷行业的绝佳时机，我们能够提升丙烷的性能，并与日益成熟的合作伙伴携手合作，将丙烷的价值带给他们想要支持的行业，这令人振奋。”

直接替代燃料

黑尔将丙烷，特别是可再生丙烷，描述为一种“神奇燃料”，因为它碳足迹极小，并且能够适应现有的发动机技术。

“还有其他一些燃料虽然排放低，但技术难度很高，”他说道。“从技术上讲，你可以设计一台氢气发动机，但这需要花费数百万美元，而且可能需要十年时间才能完成。或者，你现在就可以让这台发动机使用可再生丙烷，而无需投入一分钱的机械投资、研发或市场推广费用。这种产品现在就能使用——它是一种即插即用的燃料。”

他以PERC展位上展出的道依茨液化石油气发电机组为例。这款名为DPS 25 SG的发动机设计使用丙烷作为燃料，适用于240V发电机组，其常用功率为20至30千瓦，在70%负载下每小时仅消耗2加仑燃料。

道依茨公司区域销售总监约翰·达彻表示，该公司将丙烷视为一种低碳解决方案，发动机制造商正努力将其纳入产品组合，以满足市场对更清洁替代能源的需求。“正如加文提到的，技术已经成熟并得到支持……我们现在可以将任何柴油衍生产品都用丙烷作为燃料。”

丙烷在工业叉车等市场已经很普遍。“但其他领域也在不断发展，”杜彻尔说。“市场接受度非常高，尤其是在发电领域。市场规模非常非常诱人。”

全日空（ANA）的Energy Boss是一款集发电和储能于一体的混合动力平台，配备25千瓦丙烷发电机。（图片：KHL工作人员）

这部分归功于这种燃料的稳定性和较长的保质期。“发电机组的发动机与这种燃料非常匹配，”他说。

ANA 公司发电和储能产品线经理 Brian Quock 对此表示赞同，并补充说，由于丙烷是一种丰富的资源，因此很容易输送，“它是发电的绝佳替代品”。

减少维护

全日空 (ANA) 的 Energy Boss 是一款集发电和储能于一体的混合动力平台，它将发电机与电池技术相结合，以满足客户的电力需求。该平台采用长寿命循环的钛酸锂 (LTO) 电池供电，并配备发电机，可在负载较高或需要长时间运行时提供充电电流。

在PERC展位上展出的“能源老大”（Energy Boss）配备了一台由Evergreen Mobile Power公司提供的25千瓦丙烷燃料“果汁盒”（Juice Box）发电机。Quock表示，这台发电机的功率“刚刚好”，可以为车载电池充电。它还配备了一个64加仑的丙烷罐。“这足够在3到5千瓦的负载下运行近两周，”他指出。

他继续说道：“我们每天使用发电机的频率可能只有原来的六到七分之一，就能提供相同的电力输出。每次发电机运行大约一个小时十五分钟来给电池充电。然后，我们利用电池的电量，同时向工地和娱乐场所供电——电压从120伏、240伏到最高480伏不等。”

丙烷的能量密度不如柴油。“但从燃料成本来看，丙烷在经济性和排放方面都优于柴油，尤其是在使用可再生丙烷的情况下，”郭克说。

此外，维护方面也有诸多好处。“我们延长了发电机的使用寿命，”奎克说道，“我们减少了所需的维护量，也减少了上门更换机油的次数。我们节省了原本供应给柴油发动机的机油量。”

Evergreen Mobile Power Juice Box 丙烷发电机可使用丙烷或天然气，提供环保、低维护的电力。（图片：Evergreen Mobile Power）

因此，Quock表示：“我们认为，使用丙烷的平准化能源成本将会高得多。”

Evergreen Mobile Power公司原本可以为Juice Box发电机选择多种不同的燃料。“我们选择丙烷有两个原因。首先，丙烷是一种绿色环保技术，可以让你把这台发电机带到各种音乐节……你需要一个更清洁的平台，”销售、市场营销和经销商项目负责人Scott Mook说道。“丙烷还有助于我们进行维护，这使得发电机在设备租赁或其他用途上更具盈利性。”

Mook表示，用户无需像以前那样每100小时维护一次，每次维护费用约为250美元，而只需每500小时维护一次Juice Box，费用约为50美元。“这节省了巨额成本，使这台发电机非常有利可图。”

丙烷燃料充电

电动汽车充电桩可使用传统或可再生丙烷，以及传统或可再生天然气作为燃料，为电动汽车提供完全独立的直流快速充电。充电桩可安装在卡车、拖车或滑橇上。

该公司选择丙烷作为燃料，是因为其碳排放量低、供应充足且易于现场储存。EV Power Pods 的创始人兼首席执行官 Dwain Beydler 引用一位客户的话说：“你知道我最喜欢 EV Power Pod 的哪一点吗？我可以把它放在玉米地里，然后就不用管它了。你知道为什么吗？因为我可以在旁边放一个 500 加仑的丙烷罐，然后就真的不用管那个信号塔了。”

电动汽车充电桩可为电动汽车提供直流快速充电，可使用传统丙烷或可再生丙烷作为燃料。（图片：KHL工作人员）

贝德勒表示，丙烷是未来的新兴燃料。“它是我们国家实现电气化的关键。而电动汽车动力舱则是电动汽车……能够横跨全国的途径，”他断言。

丙烷易于获取和储存，这意味着电动汽车动力舱可以部署在任何需要的地方。“当您使用电动汽车动力舱来实现电气化转型——例如为亚马逊、联邦快递和UPS等公司提供最后一公里配送服务——清洁的丙烷是我们今天就能实现这一目标的途径，”贝德勒说道。

长时间停电期间的电力供应

UpStart Power 的 1.25 千瓦 Upgen NXG 燃料电池发电机是一款适用于住宅和商业用途的长时备用电源系统，可与电池储能和太阳能（可选）结合使用，以增强能源韧性和电网独立性。电网中断期间，电池储能系统继续为负载供电，而燃料电池发电机则在无阳光照射时为电池充电。

“我们都知道太阳能清洁、经济高效，而且在电池的帮助下，即使在夜间或电网出现轻微故障时也能持续供电，”Upstart Power销售副总裁埃德·利伯曼表示。“但是，当我们需要为长期停电提供弹性电力时，该怎么办呢？”

面对野火、洪水、飓风和其他可能导致长时间停电的情况，他说：“你需要一个可靠的解决方案，它不仅能让你度过这些事件的几天时间，还能让你在清理、规划和重建阶段保持运营。

“显然，Upstart 非常看好太阳能和电池解决方案。然而，尽管这些方案在阳光充足的时段表现出色，但只有丙烷和天然气等燃料才能为客户提供足够的能量密度，以应对持续数天、数周甚至数月的长期停电，”利伯曼继续说道。“将丙烷的能量密度与高效的 Upgen 机组相结合，客户可以将标准尺寸发电机的运行时间延长至传统内燃机的 10 倍。”

“通过利用丙烷，我们首次拥有了碳中和甚至往往是碳负排放的解决方案。”

丙烷大放异彩的时候到了。

鉴于丙烷具有这些优势，为什么它没有更广泛地成为“未来燃料”呢？黑尔认为，这其中有很多因素，涉及商业、物流，尤其是技术方面。

图片：KHL工作人员

他说：“从新的技术角度应用燃烧设计标准，以满足不同燃料（无论是汽油、柴油还是丙烷）的需求，实际上很难做到高效。多年来，性价比最高的一直是柴油。它随处可见。而且，在柴油相对不受监管的时期，开发相关产品也相对容易。”

然而，时代变迁，柴油发动机的排放要求也随之改变。“这项技术如今投资难度极大，而且成本相当高昂。丙烷提供了一种替代方案，它不仅符合甚至超越了排放标准，而且技术也简单得多，”黑尔说道。“因此，从技术角度来看，我们必须进军丙烷领域，才能使其更具竞争力。”

他将其描述为“一场前所未有的完美风暴”——这场风暴是由对电力的高需求以及对能够利用现有技术的充足、低排放燃料的需求共同驱动的。尽管对新型电力系统进行了大量投资，但其中大部分都流向了他所说的“充其量是昙花一现，如果幸运的话，甚至可能只是无形的”技术。

“它们现在还不存在，”他说道。“丙烷现在就存在。我们可以用现有的资源来实现这些目标。所以，综上所述，这就是为什么现在是丙烷大放异彩的时刻。”