在挪威的特隆赫姆,，有一座獨一無二的實驗室,。在這里,，西門子研究人員正在考察極強水壓對供電網(wǎng)絡(luò)組件性能的影響,。2020年，類似的系統(tǒng)將開始向位于海平面以下3000米的大型石油和天然氣生產(chǎn)基地輸送電力,。

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2020年,，在海底開采石油和天然氣的自給自足型工廠將投入運行。西門子的電網(wǎng)將為其供電,。

Jan Erik Lystad說,，他并不擔心壓力問題。現(xiàn)年60歲的Lystad是挪威人,，作為一名工程師,，他已在西門子工作了12年。他說話時的那副神情,，讓人一看就不由得信服,。他身穿一件藍格子法蘭絨襯衫和牛仔褲，站在那兒,，雙手插在褲袋里,，仿佛什么事都難不倒他的樣子。Lystad這輩子都沒離開過特隆赫姆,，他在這里念大學,，在這里養(yǎng)育子女。Lystad身上有股與這座風景如畫的小城相通的氣質(zhì),。在這座僅有18萬居民的小城里,，處理違章停車的女警察騎著自行車沿街巡邏，一切看上去都有條不紊,。然而,，特隆赫姆恬靜的表面背后，隱藏著一座迸發(fā)了無數(shù)奇思妙想和創(chuàng)新的火山,，像Lystad這樣的科學家,、數(shù)十所研究機構(gòu)和位于特隆赫姆的挪威科技大學數(shù)以千計的莘莘學子,，便是其中沸騰的巖漿。引爆這座火山的震中,，往往是距特隆赫姆市中心僅幾公里的西門子Bratsbergveien研究中心,。2012年，西門子Bratsbergveien研究中心的研究人員開發(fā)了全球**艘電動渡輪?，F(xiàn)在,，另一次噴發(fā)即將來臨，因為Lystad的實驗室正在名副其實的“高壓”下工作,。

他說：“我們有一間專門用于‘折磨’各種技術(shù)組件的測試室,。我們將部件置于巨大的壓力之下。這項技術(shù)必須能承受高達460巴的壓力,。海平面以下4600米的地方的水壓就是這么高,。”然而,，Lystad的這間舉世無雙的“折磨室”并不是什么了不得的創(chuàng)舉,。實驗室里，10位工程師正在對各種供電網(wǎng)絡(luò)組件進行測試,。由這些組件構(gòu)成的電網(wǎng)將向未來的海底工廠輸送電力,。從2020年開始，挪威能源企業(yè)Statoil公司計劃采用這樣的自給自足型工廠,，在海底開采石油和天然氣,。

西門子解決方案將為泵機和壓縮機供應(yīng)電力。到那時,，各網(wǎng)絡(luò)組件將不得不證明,，它們能夠承受至少3000米深海底的極端條件。這是一項嚴峻的挑戰(zhàn),，因為在如此之深的海底,，網(wǎng)絡(luò)組件要在無邊無盡的黑暗中承受每平方厘米300公斤的壓力，而在這方面,，研究人員沒有任何經(jīng)驗可談,。Lystad指出，“變壓器,、變頻器和開關(guān)等組件必須在這樣的環(huán)境里始終保持正常運行,。更重要的是，它們必須在長達30年的時間內(nèi)*保*萬無一失,，因為到海底對這些組件進行維修是極其困難的,。只有在能夠提供絕對可靠的電力供應(yīng)時，才能把現(xiàn)在的開采平臺轉(zhuǎn)移到海底,?！?

一臺變壓器已順利通過淺水測試,。在此之前，其組件均在壓力罐中進行測試（下圖）,。

在海底工作,。這種配備自有電源系統(tǒng)的自給自足型海底工廠尚未問世。不過,，已經(jīng)有少數(shù)設(shè)施可在海底工作,，它們與浮式平臺相連接，必須通過數(shù)十條電纜單獨為其輸送電力,。此外,，這些設(shè)施從海底開采的石油和天然氣仍需由海面上的浮式設(shè)施進行加工。目前,，海底系統(tǒng)僅可在淺水區(qū)工作,，并且成本不菲，十分復(fù)雜,。因此,，如今海上生產(chǎn)的石油和天然氣大多數(shù)都是由傳統(tǒng)生產(chǎn)平臺開采的，只有一小部分是直接在海底開采的,。Lystad認為，這個比例以后會顛倒過來,。他說：“在海底深處和北極地帶等開采過去從未開發(fā)過的油氣藏是大勢所趨,。但采用傳統(tǒng)技術(shù)很難觸及這些地方?！币虼?，在這些區(qū)域，自給自足型水下工廠不失為明智之選,。Lystad解釋道,，“盡管相比于海面條件，海底條件非常極端,，但海底條件也很穩(wěn)定,。在海底，水溫常年保持在4℃左右,，既不會發(fā)生風暴,，也沒有冰山。因此,，深海設(shè)施比常規(guī)系統(tǒng)的故障率低得多,，也更加經(jīng)濟劃算?！彼鼈兣c海面的唯*聯(lián)系是一條電力電纜和一根管道,，只要這些海底設(shè)施距離海岸不太遠,，這些電力電纜和管道就能連接至陸地系統(tǒng)。適于在深海工作的電源系統(tǒng)也能提升海底設(shè)施的生產(chǎn)能力,，比如,，它能確保更多泵機持續(xù)運行。Lystad說：“拜這項新技術(shù)所賜,，我們可將海底油氣藏的采收率提高至60%左右,，而利用現(xiàn)有的海底技術(shù)，采收率*多不超過40%,?！?

“折磨室”里傳來低沉的嗡嗡聲。地板上井然有序地鋪放著電纜和接頭,。研究人員在這座嶄新的“壓力測試實驗室”里開展研究工作已有大約一年時間,；過去，這棟建筑物曾是一座電熱采暖系統(tǒng)工廠,。戴好護目鏡,，Lystad緩步穿過走廊。他身旁是一排采用加固型混凝土建成的測試室,。這樣的測試室一共有19間,，其中每間都有一扇藍色的金屬門。每扇門上都懸掛著一臺便攜式電腦,，屏幕上顯示了各種圖表和數(shù)據(jù),。透過一扇開著的門，可以看到一個銀色的圓筒位于測試室中部,。幾條電纜從這個長約兩米的管狀圓筒兩端伸出,。Lystad一邊敲擊其中一個圓筒，一邊說道,，“這些是我們的壓力罐,。每個圓筒都是由重達150公斤的金屬制成。如果我們想要測試某個組件,，我們就將之放到這種圓筒中,。然后，在圓筒中灌滿油并將之密閉,。這樣一來,，圓筒內(nèi)部壓力將升高至460巴?！?

在3000米深的海底,，組件必須能夠承受每平方厘米300公斤的壓力。

Lystad透露，油的作用是讓這種巨大的壓力在筒內(nèi)均勻分布,。他說：“在實際將電網(wǎng)組件安裝到海底之前,，將在其整個外殼內(nèi)灌滿油。這樣,，相比于常規(guī)充氣式容器,，我們的系統(tǒng)更加小巧。更重要的是,，我們不再需要復(fù)雜的散熱系統(tǒng),，因為油能夠消散熱量?！盠ystad走了三步,，來到測試室的另一頭。他說：“圓筒周圍的小空室是從頂部開口的,，能夠起到安全屏障的作用,。如果壓力測試期間發(fā)生任何差錯，圓筒可通過這個頂部開孔釋放壓力,，被測部件則飛快地打到內(nèi)壁上,。”

晶體管,、接頭及其他組件均在圓筒內(nèi)部持續(xù)運行長達6個月時間,，備受“折磨”。工程師不僅要查驗這些組件能否經(jīng)受住這樣的高壓,，始終保持正常功能,；他們還想查明這些部件在經(jīng)過20年的工作之后，是否會被用壞,。為了進行這樣的耐用性測試，工程師為圓筒配備了一個加熱回路,，以保持95℃的恒溫,，從而模擬老化過程。當西門子專家“折磨”完這些組件之后,，他們將從壓力罐中取出部件并清除其上殘余的油——過濾后,，這些油將被重復(fù)使用。Lystad說：“然后,，我們將進行機械檢查,。基本上,，我們的檢查是將組件拆開,，并查看是否有細微的裂縫或變形?！敝钡綑z查員憑其訓(xùn)練有素的火眼金睛也找不出任何缺陷時,，這項技術(shù)才能被視為適于在海底深處使用,。然而，Lystad指出,，部件并不總是能達到標準,。“找到能夠承受這樣的極端條件的組件是一項艱巨的挑戰(zhàn),，因為沒有哪家制造商提供專門針對如此之深的海底而設(shè)計的產(chǎn)品,。我們不斷進入未知領(lǐng)域?！?

西門子研究人員正在位于挪威特隆赫姆的壓力測試實驗室對開關(guān)組件（上圖）等深海電網(wǎng)組件進行測試,。

無邊無盡的黑暗。當所有部件都順利通過測試之后,，將把這些部件裝配成網(wǎng)絡(luò)組件,，并利用螺絲將之牢牢地固定到一個平臺上——這個平臺四周包裹著一層鋅板，以防止含鹽水造成腐蝕,。*后,，工程師將把系統(tǒng)裝到一個機殼內(nèi)。他們已經(jīng)完成了**臺深海變壓器,，并將這個巨型容器沉入了大海,，盡管這次“泡澡”只是在特隆赫姆港灣執(zhí)行的一項測試。Lystad和他的團隊打算在今年裝配一臺重達35噸的開關(guān)站,。這個已完成一半的龐然大物矗立在大廳內(nèi)靠近壓力實驗室的位置,，看起來就像是一艘停在干船塢內(nèi)的潛水艇。工程師計劃在2014年年底之前裝配一臺變頻器,，它的作用是確保為油泵或天然氣壓縮機提供適當工作電壓的電源,。屆時，該裝置的重量將達到約100噸,。Lystad說：“然后,，我們將把這三個組件組成一個網(wǎng)絡(luò)，進行*終測試,?！睖y試期間，這些組件將首次被沉入海底,，陷入無邊無盡的黑暗之中,。

Lystad得意地撓了撓胡子。他說：“能在大多數(shù)人都認為人類絕對無法到達的地帶工作,，是多么令人心馳神往啊,。”他為他的年輕同事們?nèi)〉玫倪M展而欣喜?！拔覀兪且粋€幸福的大家庭,，我們與位于特隆赫姆的挪威科技大學合作密切，那是我和我們團隊的所有工程師的母校,?！盠ystad不僅在西門子Bratsbergveien研究中心的工作中體現(xiàn)了一以貫之、再接再厲的精神,，他在生活中也始終懷有一顆進取之心,。在特隆赫姆附近的一座小島上，他有一塊小農(nóng)場,。他經(jīng)常與孫子一起到那兒去垂釣——坐在海邊,，思緒卻飄到了另一個他傾注畢生熱情的地方——幽暗的海底深處。