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客户：格雷沙姆污水处理厂 (Gresham Wastewater Treatment Plant)
地点：俄勒冈州格雷沙姆
客户企业问题：能源自给
解决方案：两台 G3508 燃气发电机组、C9 柴油发电机组、并联开关设备 (480V)
Cat® 代理商：Peterson Power Systems
格雷沙姆污水处理厂 (WWTP) 坐落在波特兰东北部的哥伦比亚河附近，是一家基础二级活性污泥处理厂，平均每天接收 1300 万加仑 (mgd) 的污水。
就在 30 年前，他们还在努力抑制工厂对电力的巨大需求。1990 年，该厂安装了厌氧发酵池，旨在通过利用污水处理过程中沉淀下来的固体废物生产沼气，从而提高工厂能效。消化池生成的未经处理的沼气可以带动一台 250 kW 的发电机，为工厂提供四分之一的供电。
“2002 年，这台设施发生火灾，我们无奈之下将其关闭，”格雷沙姆污水处理厂的高级工程师 Alan Johnston 回忆道。
2005 年，在俄勒冈州能源信托基金 (Energy Trust of Oregon) 和俄勒冈州能源部 (Oregon Department of Energy) 的资助下，该市安装了一台 Cat G3508 燃气发电机组，该机组的热电联产 (CHP) 发电量可达 400 kW。该热电联产系统包括一个现代化的沼气水洗提纯系统，可以去除沼气中的水分、硫化氢和硅氧烷。Cat 发电机组除了发电外，还通过缸套水为建筑物供暖。自 2005 年以来，它满足了该处理厂 50%的电力需求，每年节省用电成本约 25 万美元。
不过，据 Johnston 称，即使是增加了这台 Cat 400 kW 热电联产机组，仍有多余的沼气不得不进行燃烧处理。2007 年，格雷沙姆市长 Shane Bemis 与美国市长会议 (U.S. Conference of Mayors) 签署了气候行动协议，最终决定由 Johnston 研究使污水处理厂更加节能的方法。
在经过进一步分析后，格雷沙姆工厂决定把 2008-09 年的工作重心放在降低耗电量和提高沼气产量上。
2009 年，俄勒冈州经济发展委员会向格雷沙姆污水处理厂提供了的资助，目的是研究改善污水处理厂环境和提高运营效率的方法，
自此，格雷沙姆工厂走上了能源独立之路。其中一项成果就是研究了将来自餐馆的脂肪、油和油脂 (FOG) 从废物流中分离出来，并将其用于提高发电量。
基于该厂处理 FOG 所得收入以及所节省的电力公用事业费得出结论，该方案是经济高效的，投资回收期为七年。
格雷沙姆工厂根据这项建议采取了行动，目前每天接收大约 3 万加仑的 FOG。其产物被缓慢注入发酵池，据 Johnston 称，这使有机物的沼气产量几乎翻了一番。
“FOG 中储存了大量能量；向消化池中每注入 1 加仑 FOG 都能产生约 12 立方英尺的沼气。”Johnston 说道。“该研究的结论是，增加 FOG 接收设施在经济上是可行的，而且事实证明这项服务在我们地区是有市场的。”
能源净零意味着要能量生产与设施运营所需能量等量。
2010 年，格雷沙姆工厂投入大笔资金进行资产改良，使能源净零成为一个真实可行的目标。他们正式成立了一个能源管理团队，并且制定了到 2015 年实现污水处理厂能源净零的目标。
随着沼气产量的增加，他们在 2015 年又安装了第二台 Cat G3508 燃气发电机组，提高了发电量，使工厂实现电力自给，从此不再依赖公用电网供电。
在管理层和员工的支持下，他们在五年的时间里分阶段进行了五次重大的资产升级。
2015 年 2 月，按照计划和预算，首次实现能源净零月。该污水处理厂通过可再生沼气热电联产和太阳能发电，在现场生产出超过其消耗量的电能。时至今日，格雷沙姆污水处理厂通过结合能源效率、协同消化、热电联产以及太阳能阵列等技术，实现了高出需求量 10% 的发电量。
“我们这样做不是因为好玩，而是因为它真正具有经济价值，”Johnston 说道。“格雷沙姆市就是这样运作的，而且我们已经证明，在 10 年的时间里，所有这些项目的回报期是7年，而这也正是我们说服市长的原因。”
“在所有这些项目的实施过程中，我们得到了大量的支持——从我的老板到各级经理再到市议会和市长，我很高兴它能取得如此成功，因为我多年来一直在推动这些项目，游说它们必然成功，现在一切都如我所说的那样。”
在实现能源净零的十年历程中，俄勒冈州能源信托基金通过技术援助、项目开发支持和现金奖励等手段为格雷沙姆市提供了大力支持，切实为其降低了能效措施、两台热电联产发电机组以及太阳能阵列的成本。俄勒冈州的企业能源税收抵免和生物质发电奖励基金在其实现能源净零的过程中也发挥了至关重要的作用。
格雷沙姆污水处理厂作为一家能源净零工厂，已经运营了五年，是太平洋西北部该类设施中首家实现能源净零的，也是本国第二家达到这一特殊标准的设施。
其最终结果是每年为格雷沙姆工厂节省约 100 万美元的支出，其中包括节省公用事业费 50 万美元、35 万美元的 FOG 处理费收入以及使用发电机组水套水为建筑物供暖而节省的开支。作为一个额外的好处，厌氧发酵池的副产品 B 类生物固体可作为肥料应用于农田，为当地农民节省大笔开销。
“过去我们的污水处理一直都是最大的能源消耗单位，而在短短不到十年的时间里，它已经实现能源自给了，”Bemis 说道。“它不仅是绿色能源，还非常省钱。”
据 Johnston 称，是 Cat 发电机组的超长正常运行时间使实现能源净零成为可能。为了确保连续运转，格雷沙姆工厂与其 Cat 代理商 Peterson 电力系统签订了客户支持协议，由其提供服务。
“我们的项目之所以能取得成功，其中一个重要原因就是我们与当地的 Cat 代理商 Peterson 建立了良好的合作，”他说。“只要发动机出现问题，我们就会打电话给他们，他们的技术人员保证会在 24 小时内到现场为我们解决问题。”
在过去四年里，格雷沙姆工厂的热电联产设备的正常运行时间平均约为 95%。
“如果没有 Peterson电力系统，我们肯定是做不到这一点的，”Johnston 说。“一旦 Cat 发动机停止运转，我们就会陷入困境。所以，我们要努力使正常运行时间保持在 90% 以上，而在过去四年多的时间里，我们达到了 95%，其中还包括所有的大修、顶修、换油以及导致发动机停机的非结构性问题。”
“所以说真的，我每每想到这件事，都非常感慨——如果发动机的正常运转时间只有 80%，要实现能源净零是绝无可能的。”Johnston 补充道。“在大型项目中，要在“蜜月”阶段保持发动机良好运转，让所有人都满意，是很容易做到的，但在项目持续四年后，仍能积极解决旧设备遇到的所有问题就着实不易了。”
300 ekW
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180 ekW
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低油耗，Tier 3
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