工人正在調(diào)試星旋式氣動(dòng)馬達(dá)

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(mén)站時(shí)需要進(jìn)行降壓才能進(jìn)入城市管網(wǎng)，在這一過(guò)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)村企業(yè)北京星旋世紀(jì)科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“星旋科技”）的核心專(zhuān)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(lái)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(lái)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”。

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(guò)程，通過(guò)各門(mén)站進(jìn)行降壓正是大量壓力能損失的過(guò)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(guò)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(wèn)題一直難以克服，一個(gè)是高達(dá)上萬(wàn)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(guò)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(wàn)轉(zhuǎn)的高轉(zhuǎn)速帶來(lái)了另一個(gè)棘手的問(wèn)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(zhuān)人維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用高、占地規(guī)模大等一系列問(wèn)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(wèn)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(wú)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(wú)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(zhuān)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(lái)時(shí)就蘊(yùn)藏著巨大的壓力能，而在采氣田以及傳輸?shù)倪^(guò)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(yáng)能及風(fēng)能發(fā)電，而太陽(yáng)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(lái)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(lái)解決用電問(wèn)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(lèi)似也存在同樣的問(wèn)題，天然氣在輸送過(guò)程的調(diào)壓環(huán)節(jié)中存在壓力能浪費(fèi)及調(diào)壓門(mén)站需要用電的問(wèn)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(wàn)立方米的天然氣門(mén)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(lái)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(lèi)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(wàn)元，歷時(shí)四年多時(shí)間，在業(yè)內(nèi)也小有名氣。”姚鎮(zhèn)說(shuō)，“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(lè)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(zhuān)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(shuō)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(lái)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(méi)來(lái)得及做，拿著一份原始資料與對(duì)方交流。”說(shuō)到這里，姚鎮(zhèn)笑了起來(lái)，“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(chēng)這叫“打虎親兄弟，上陣父子兵”。

當(dāng)時(shí)，由于沒(méi)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(jué)得星旋科技的訂單太少也沒(méi)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(zhuān)利立身的高科技公司，為了確保專(zhuān)利保護(hù)更完善，姚鎮(zhèn)專(zhuān)門(mén)花了兩個(gè)月的時(shí)間拜訪了中國(guó)最好的前15名專(zhuān)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(lái)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(wàn)元的專(zhuān)利費(fèi)了，不過(guò)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(zhuān)利獲得授權(quán)，代理人的撰寫(xiě)是否嚴(yán)謹(jǐn)、專(zhuān)業(yè)，對(duì)專(zhuān)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(zhuān)利，其中已經(jīng)有超過(guò)一半獲得國(guó)家專(zhuān)利局的正式授權(quán)；國(guó)際PCT專(zhuān)利檢索已完成，全球數(shù)萬(wàn)個(gè)相關(guān)專(zhuān)利中沒(méi)有一項(xiàng)類(lèi)似專(zhuān)利；在2012年已開(kāi)始申請(qǐng)歐、美、日等地區(qū)的國(guó)際專(zhuān)利，初步完成全球?qū)＠麘?zhàn)略布局。

北京商報(bào)記者 韓琮林