Elektrifizierung: Umgestaltung einer kohlenstoffarmen O & G-Industrie

Von Azeez Mohammed11 Januar 2019
© eaumstocker / Adobe Stock
© eaumstocker / Adobe Stock

Sauberer und umweltfreundlicher: Azeez Mohammed, Präsident und CEO des Power Conversion-Geschäfts von GE, erläutert die Schlüsselrolle der Elektrifizierungstechnologie bei der Dekarbonisierung der Öl- und Gas-Wertschöpfungskette.

Die Revolution der erneuerbaren Energien ist in vollem Gange. Die erneuerbaren Energien allein reichen jedoch nicht aus, um die Prognose der UVP [1] eines weltweiten Energieverbrauchs von 28 Prozent bis 2040 zu erfüllen. Und das, obwohl im selben Bericht die Windenergie-, Solar-, Wasserkraft- und andere saubere Technologien zusammen betrachtet werden Die am schnellsten wachsende Energiequelle in diesem Zeitraum, in dem ihr weltweiter Verbrauch jährlich um durchschnittlich 2,3 Prozent steigen wird.

Die Öl- und Gasindustrie (O & G) wird jedoch allgemein als ein großes Hindernis für die Dekarbonisierung angesehen, die praktisch alle Länder der Welt auf der Pariser Klimakonferenz 2015 der Vereinten Nationen unterzeichnet haben, und dies als unverzichtbare Voraussetzung für die langfristige Sicherheit der Erde .

Viele Ölkonzerne reagieren bereits auf die ökologische Suche, indem sie ihr Angebot weiterentwickeln und aktive Treiber einer grünen Energiewende werden und dafür eintreten. Sie sehen ihre Zukunft und die des Planeten als zweispurige Straße schützen. Zum Beispiel Shell: Der Industrieriese versprach Ende 2017, seine globale CO2-Bilanz bis 2050 zu halbieren [2] - und kündigte den Aktionären noch am selben Tag an, dass er bis 2020 zwei Milliarden US-Dollar im Rahmen seiner Strategie für die Reduzierung der Mittelbindungen verpflichten werde . Exxon Mobil ist ebenso engagiert und erforscht innovative Langzeitlösungen, wie beispielsweise Biokraftstoffe aus Algen, nur um ein Beispiel zu nennen und das Ziel, bis 2025 10 Millionen Barrel pro Jahr zu produzieren [3].

Der Wille, die CO2-Emissionen der Topspieler des O & G-Sektors radikal zu reduzieren, ist eindeutig vorhanden. Meiner Ansicht nach spielt die Elektrifizierung nun eine Schlüsselrolle, wenn sich der Übergang zur Dekarbonisierung entwickelt.

Aufbau einer grünen O & G-Wertschöpfungskette
Die Elektrifizierung im O & G-Bereich ist bereits in vollem Gange. Und es begrenzt die CO2-Emissionen in drei Schlüsselbereichen:

Stromaufwärts
Unterwasserkabel, die mit Offshore-Plattformen verbunden sind, können den Einsatz von sauberer, grüner Energie von Onshore aus maximieren. Durch den Verzicht auf die Verwendung von Strom aus Gasturbinengeneratoren kann die Plattform die Emissionen erheblich reduzieren.

An anderen Orten und insbesondere dort, wo es unterschiedliche Last- / Prozessvariationen gibt, wird die Energieeffizienz durch die Elektrifizierung mit variabler Drehzahl hervorgehoben und die CO2-Emissionen gesenkt. In einem Unterwasserbrunnen können beispielsweise Antriebssysteme mit hoher / variabler Geschwindigkeit die exakten Druckanforderungen erfüllen, wodurch der Energieverbrauch minimiert wird, während im Vergleich zu Systemen mit fester Geschwindigkeit, die in der vorgelagerten Anwendung verwendet werden, die gleiche Menge an Ressourcen gefördert wird. Ein ähnlicher Grundsatz gilt stromabwärts.

Midstream
Durch die Verwendung eines Hochgeschwindigkeits-Elektromotors und eines Zentrifugalverdichters in einem geschlossenen, geschlossenen Gehäuse setzen die integrierten Verdichterleitungen (ICL) einen sauberen Ansatz für die Gasverdichtung ein, wodurch Ölleckagen und -emissionen vollständig eliminiert werden, was auch für die Erhöhung der Sicherheitsstandards von entscheidender Bedeutung ist. Solche eigenständigen Lösungen sehen wir als ausschlaggebend für die Zukunft der Elektrifizierung. Technologien, die zu integrierten Maschinen konsolidiert werden, bieten nicht nur Vorteile in Bezug auf verbesserte Sicherheit und Effizienz, sondern auch einen geringeren Platzbedarf und Gewicht.

Stromabwärts
Frequenzumrichter (Frequenzumrichter) kombinieren Elektromotoren und Antriebstechnologie, um die Prozesseffizienz durch einen flexiblen Drehzahlbereich zu erhöhen. Getrieben von der Notwendigkeit, Emissionen zu senken und Kosten zu senken, ist dies eine leistungsstarke Option für O & G-Zulieferer, die neue Möglichkeiten zur Verbesserung ihrer Systemarchitektur für eine bessere Leistung und Effizienz ausloten.

Durch den Einsatz von VFDs anstelle von Gas- / Dampfturbinen zum Betrieb von Prozesskompressoren für nachgelagerte O & G-Anlagen werden Emissionen begrenzt, indem das Anfahren eines Ofens zur Erzeugung von Dampf oder Gas für Leistungsturbinen vermieden wird. Es ist wahr, dass dies zwar eine große Chance darstellt, die meisten petrochemischen Anlagen und Raffinerieanlagen jedoch für einige Prozesszwecke noch Dampf benötigen. Um elektrische Lösungen zu ermöglichen, müssen Zulieferer auf jeden Fall Strom erzeugen und liefern, um VFD-Motoren und -Laufwerke speisen zu können, und über ein Verteilernetz verfügen, das diese Lasten tragen kann. Die Elektrifizierung liefert sehr viel - ist aber nicht die Lösung für jedes mögliche Szenario.

Kosten senken, Umsatz maximieren
Das Potenzial der Elektrifizierung zur Erzielung erheblicher Einsparungen verdient ebenfalls ernsthafte Überlegung. Integrierte Maschinen für Offshore-Plattformen reduzieren nicht nur Gewicht und Stellfläche, sie können auch die Investitionskosten senken.

Elektrische Maschinen sind auch sehr zuverlässig, mit dem Vorteil, dass sie viel weniger Wartung erfordern als herkömmliche Mechanik. Gleichzeitig mit der Erhöhung der Sicherheitsstandards reduzieren sie somit die Betriebsabläufe, verringern die Auswirkungen der derzeit schrumpfenden O & G-Belegschaft und erleichtern den Weg zu künftigen unbemannten Plattformen.

Über die Attraktivität der Elektrifizierung hinaus bietet die überlegene Startzeitleistung den Herstellern die Flexibilität, schneller auf die Marktanforderungen zu reagieren und gleichzeitig den Umsatz zu maximieren.

Die Zukunft ist elektrifiziert
Um die Elektrifizierung der O & G-Infrastruktur zu realisieren, muss das Netz weiter ausgebaut, verbessert und für zukünftige Anforderungen aufgerüstet werden. Durch die Anwendung intelligenter elektrischer Lösungen wird sich O & G nachhaltiger entwickeln und zur saubereren Energiezukunft beitragen.


[1] https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=32912

[2] https://unfccc.int/index.php/news/shell-vows-to-halve-carbon-footprint-by-2050-to-achieve-paris-goals

[3] https://news.exxon.com/de/pressemitteilung/exxonmobil-und-synthetische-genomik-algen-biofuels-programm-targets-10000-barrels-day-202

Kategorien: Technologie, Umwelt