Elektrifizierung in einer neuen Ära für die O & G-Industrie

Nach einem langanhaltenden Preisverfall kehrte das Leben wieder zu Offshore-Produktionsprojekten zurück, wobei sich das Öl auf rund 70 USD / Barrel erholte. Der Anstieg des Rohölpreises hat sich wiederum auf die Investitionen in die Produktion ausgewirkt - ein Plus von 4% im Jahr 2017, ein weiterer Anstieg von 5% bis Ende 2018. Daher sehen wir eine Erholung der Offshore-Aktivitäten und der O & G Produktion.

Diese Aktivität beinhaltet eine Belebung der Nachfrage nach FPSO- und Floating LNG-Schiffen (Floating Production Storage and Offloading) sowie die Möglichkeit für neue Schiffe, die neuesten Technologien einzusetzen.

In der O & G-Branche können technologische Innovationen enorme Vorteile mit sich bringen, doch kann davon ausgegangen werden, dass sie zu einem Risiko für Projekte führen und daher die Einführung neuer Technologien einschränken. Innovation muss jedoch nicht mit hohem Risiko verbunden sein, sondern muss nur klug und vernünftig angewendet werden. Der kumulative Effekt bewährter Technologien, die für Offshore-Anlagen geeignet sind und inkrementelle Verbesserungen bewirken, kann einen transformativen Effekt haben.

Die Elektrifizierung gewinnt in der Energieinfrastruktur und im Verkehrssektor bereits an Fahrt. Bewährt, um den harten Offshore-Umgebungen standzuhalten, hat es das Potenzial, die Dynamik von Offshore-FPSOs zu ändern, sodass sie immer effizienter arbeiten können.

Um den Wert der Elektrifizierung besser zu demonstrieren, werfen wir zunächst einen Blick auf einige der größten Herausforderungen, denen sich die Industrie heute gegenübersieht:

- Gewicht & Fußabdruck: Diese Seegiganten sind mit Produktions- und Prozessausrüstung sowie der Infrastruktur beladen, um das tägliche Leben der Crew zu unterstützen. In der Offshore-Umgebung wird für jede Tonne Ausrüstung wesentlich mehr Material benötigt, um sie stabil und sicher abzustützen. Jeder dieser Meeresriesen ist wie eine Mini-Insel, und Platz und Gewicht sind von höchster Bedeutung. Jede Gewichtsreduzierung kann zu erheblichen Einsparungen bei den Installationskosten führen und bietet möglicherweise mehr Platz für andere kritische Vorgänge.

- Wartung: Die Offshore-Umgebung ist schwierig und teuer zu erreichen - ungeplante Ausfallzeiten führen sofort zu hohen Kosten und entgangenen Opportunitätskosten - im Durchschnitt bis zu 38 Millionen US-Dollar pro Jahr, so eine interne Untersuchung von GE. Die Minimierung der Wartung und die Maximierung der Verfügbarkeit von Assets ist daher unerlässlich, um die Betriebskosten unter Kontrolle zu halten.

- Betriebseffizienz: Der Preis einer gesteigerten Produktionseffizienz könnte enorm sein und die Produktivität und die Projektfähigkeit verbessern. Diese intelligenten neuen Produktionssysteme und -technologien hängen vom elektrischen Strom ab, um effizient arbeiten zu können. Ein stabiles und intelligentes Power-Microgrid an Bord jedes Schiffes eröffnet das Potenzial der Elektrifizierung.

In diesem Zusammenhang werden die Vorteile der Elektrifizierung deutlich.

Elektrifizierendes FPSO

Eine Treiberlösung für einen Elektromotor, wie z. B. ein Induktionsmotor, hat weniger Teile als ein mechanischer Treiber, um sicherzustellen, dass die Kosten für Reparaturen und Wartung minimiert werden. Wenn für den Prozess eine variable Drehzahl erforderlich ist, kann ein mit einem Frequenzumrichter gekoppelter Motor den erforderlichen Drehzahlbereich bereitstellen, sodass das System bei jeder gewünschten Drehzahl mit höchster Effizienz und höherer Verfügbarkeit arbeiten kann.

Herkömmlicherweise muss ein Transformator hinzugefügt werden, um die Spannung herabzusetzen, um den Spannungspegel des Schiffsnetzwerks und die Antriebsanforderungen anzupassen und um die Erzeugung von Oberwellen und Leistungsverlusten zu vermeiden. Umgekehrt ist die Elektrifizierungstechnologie so weit fortgeschritten, dass der elektrische Antrieb bis zu 13,8 kV erreicht werden kann, so dass er direkt an das Schiffsnetz angeschlossen werden kann. Gleichzeitig kann das Active Front End des Konverters elektrische Störungen aufheben, so dass keine Abwärtstransformatoren erforderlich sind. Dies spart Platz und Gewicht im Behälter.

Eine weitere Innovation, die an Fahrt gewinnt, ist die Hochgeschwindigkeitsanwendung.

Für einen Elektromotor, der normalerweise mit Synchrondrehzahl läuft, ist ein Getriebe (Multiplizierer) erforderlich, damit sich der Kompressor oder die Pumpe mit ihrer optimalen Drehzahl drehen kann, d. H. Größer als die Synchrondrehzahl (etwa 10.000 U / min). Ein Getriebe bringt jedoch eine ganze Reihe von Problemen mit sich. Es befindet sich in der Nähe des Kompressors und vergrößert den Gefahrenbereich auf der Plattform. Getriebe verringern den Wirkungsgrad und erfordern Schmieröl und ein Kühlsystem - all dies erhöht die Komplexität und das Gewicht des Gesamtsystems.

Ein Hochgeschwindigkeits-Elektromotor hingegen kann sich mit der Geschwindigkeit der angetriebenen Einheit drehen und kann daher den Verdichter ohne Getriebe direkt antreiben. Dies macht es effizienter und reduziert den Platzbedarf. Die High-Speed-Motortechnologie (MGV) und die fortschrittlichen Frequenzumrichter MV7 von GE mit Mehrebenen-Technologie können ein Getriebe überflüssig machen und reduzieren die Gesamtfläche des Antriebsstrangs um mehr als 25% .

Es gibt auch einen weiteren Vorteil der Elektrifizierung, der für FPSO von grundlegender Bedeutung ist.

Im Allgemeinen ist ein FPSO für mehr als 15 Jahre auf einem Feld gechartert. Im Laufe der Zeit wird sich die Umgebung - Gasdruck, Öl und Wasser im Öl - erheblich verändern. Der Wellendruck nimmt ebenfalls ab. Die Verwendung eines Frequenzumrichters mit variabler Frequenz für die FPSO-Pumpen und -Kompressoren ermöglicht eine größere Kontrolle, Genauigkeit und Flexibilität im Produktionsprozess, da die Prozesseinheit mit der gewünschten Nennleistung und somit dem gewünschten Wirkungsgrad weiterarbeiten kann.

Die Offshore-Öl- und Gasförderungsbranche hat eine glänzende Zukunft und dürfte sich vor der Ölpreiskrise über das Produktionsniveau hinaus erholen. Unternehmen, die ein breites Spektrum an Technologiemöglichkeiten abschätzen und sich für die richtige Technologie entscheiden, anstatt Tradition zu akzeptieren, werden während der Erholung der Branche einen Wettbewerbsvorteil haben. Die Elektrifizierung mit ihren vielen und vielfältigen Vorteilen ist darauf ausgerichtet, dass die Öl- und Gasindustrie in dieser neuen Ära profitieren kann.