增效增收在燃煤和燃气电厂的现代化改造上，有付出就会有回报。由此可以增加发电量，减少排放，实现可再生能源的灵活并网，并大幅降低成本。

Steven Kiprotich是2012年伦敦奥运会马拉松比赛得主，他的体重只有56公斤，肺活量却达8公升，是普通人的两倍，这有助于他非常有效的将身体能量转化为运动能量。Usain Bolt是100米短跑世界纪录保持者，其体重比基保堤重38公斤，他用额外的肌肉质量获得更快的加速度。

与赛跑选手一样，采用技术的燃煤和燃气发电厂必须同时做到高效和灵活。这是因为一家大型发电厂在消耗等量资源的情况下，其效率每增加千分之一，每年即可减排大约7000吨二氧化碳，或增加700万千瓦时的发电量。同时，随着可再生能源发电量占比不断上升，化石燃料发电厂的运行必须更加灵活。比如，在天空阴云密布或风力很小甚至无风的日子里，采用化石燃料的发电厂必须尽快投入满负荷运转。

新电厂必须从建设之初就考虑运行的高效和灵活。当今的燃煤电厂的发电效率为46%，比电厂的平均水平高出15个百分点。联合循环电厂的效率在60%以上。过去五年来，尽管新建了装机总量为3.5亿千瓦的先进燃煤电厂，但传统燃煤电厂的装机总量超过16亿千瓦。在某些国家，新老电厂之比甚至更低。比如，俄罗斯80%以上的燃煤电厂已服役超过20年，有些电厂的发电效率只有23%，也就是说，这些发电厂每发一度电所排放的二氧化碳是新建电厂的两倍。

新老电厂之间的主要差别在于：，现代化发电厂的蒸汽温度可超过600℃，而老电厂的蒸汽温度只有500℃左右。老电厂必须经过彻底重建，才能实现这100℃的提升。第二大差异在于轮机，情况则与此不同，这主要是因为轮机每隔20到25年必须进行大修。

在佛罗里达州奥兰多市负责西门子能源服务业务协调工作的Steve Welhoelter说，2000年以来，仅在美国对100多台蒸汽轮机的升级改造就带来了每年超过2000万吨的二氧化碳减排。升级改造使得这些电厂能够在不增加燃料消耗的情况下，平均增加4%的发电量。

进一步升级改造的潜力非常大，因为目前共有2100台西门子蒸汽轮机在各地的电厂服役。举例来说，西门子对德国Muester附近Ibbenbueren燃煤电厂的升级改造使其产能提升超过10%。该电厂于1985年投运，其蒸汽温度可达530℃，这是当时建造的电厂的典型温度值。2006年，西门维修服务受托与电厂运营商RWE一道对其改造潜能进行研究。2009年，依照相关计划实施的停机维修保养，主要对蒸汽轮机与换热器进行了改造。五台高、中、低压循环轮机的所有内部零件都被更换，其中包括非对称轮机叶片，使得流量损耗大幅降低。此外，全新的高压轮机密封方案缩小了轮机转子与机壳之间的间隙，从而使流经转子的未用蒸汽流量减少30%。

停机72天后，该电厂产能增加了8.6万千瓦。西门子能源业务领域负责电厂改造项目营销工作的Norbert Henkel博士指出：“升级改造是提高产能的好办法，尤其是在那些工程建设项目需要办理冗长繁琐的审批手续的国家。此外，我们采取的措施可增强电厂可靠性，同时使电厂服务年限延长20到25年。”

然而，现代化改造不单是为了提高电厂满负荷运行时的效率。这是因为随着可再生能源发电的快速发展，大型燃煤电厂通常不需要满负荷运转。非满负荷运行必然会降低电厂效率，这是因为每台轮机都是按照理想运行效率而设计的，即达到额定输出功率的95%。Henkel解释说：“只需在这方面做一些小小的调整，我们不仅可以提高效率，而且还能让燃煤电厂从开机到满负荷运转所需的时间缩短一半。”采用技术的电厂在启动后每分钟的输出功率增量可达到其额定输出功率的6%；对于联合循环电厂而言，这一数字甚至可达到8%。

全天候运行的燃气发电厂。由于燃气电厂灵活度非常高，因此在德国被视为可再生能源发电的理想补充。这些电厂在美国也取得了巨大成功，因为天然气价格不断下跌使得燃气电厂越来越比燃煤电厂有吸引力。价格下降是由于美国非常规天然气（尤其是页岩气）的开采量大幅增长。以往，燃气电厂主要用于满足日间较高的用电需求，然而很多此类电厂现在全天候运行。更长的运行时间促使业主加大对电厂进行现代化改造的投资力度。Welhoelter指出：“我们预计，从2015年开始，这一细分市场将快速增长。”

就现代化改造的好处而言，俄勒冈州Klamath电厂提供了又一个成功。经过2009年和2010年分别对两台轮机的彻底改造，其产能增加3万千瓦，上升至56.3万千瓦。此外，该电厂更加灵活，负荷调整期间的额外燃料消耗量减半。此外，轮机上游安装的新型进气系统可确保低负荷运行不会增加污染物排放。该系统可用轮机产生的废热对进入轮机的氧气进行预热，从而在更高温度下实现更完全的燃烧。其他措施与蒸汽轮机优化措施差异不大。其思路始终是将流量损耗降至限度。同样，轮机叶片的形状及其密封也非常重要。

不论是燃气轮机电厂还是蒸汽轮机电厂，升级改造都能提高效率。Erich Schmid（上图）拥有138项相关。

此外，如果能够加快联合循环电厂的蒸汽循环速度——该速度大大低于燃气发电厂，联合循环电厂可变得更加灵活。过去十多年，西门子工程师Erich Schmid一直在努力解决这一问题。Erich凭借他所取得的138项获得2012年度“西门子发明家”称号。其主要思路是在必要时以更快的速度输送热能。方法之一是短暂开启轮机上的过载阀，降低压力，从而让更多的蒸汽从锅炉中流出。另一个方案是，不在发电机组启动时向高压轮机输送蒸汽，而是让蒸汽绕道进入中压轮机，使中压轮机首先启动。未来，上述方法有望使联合循环蒸汽轮机至少实现每分钟3万千瓦的功率提升速度。Schimid解释道：“从根本上说，我们只需要少量阀门与管道以及大量软件。使用该系统能够非常轻松地改造电厂。”

此外，电厂现代化改造对于快速发展的新兴市场，比如中国、印度与俄罗斯，也非常重要，因为这些国家的代发电厂即将退役。Henkel认为：“这对我们来说无疑是一个巨大商机。”许多公司不仅在逐步改造自身供应的轮机，而且还在改造其他公司生产的轮机。有时，后者甚至被完全取代。这就是西门子在俄罗斯圣彼得堡附近的Kirishi电厂所做的事情。通过安装两台新的27.9万千瓦轮机和一套新的控制系统，并对其蒸汽循环进行升级改造，西门子让该发电厂的总体效率从38%上升至55%。显然，具备“短跑运动员”素质的“马拉松”发电厂在世界各国都倍受青睐。