La electrificación en una nueva era para la industria de O&G

Tras una caída prolongada de los precios, un poco de vida ha vuelto a los proyectos de producción en alta mar con la recuperación del petróleo a alrededor de $ 70 por barril. El alza del precio del crudo, a su vez, ha impactado en la inversión en la producción: un aumento del 4% en 2017, con un aumento adicional del 5% previsto para fines de 2018. Como resultado, estamos viendo una recuperación en las actividades offshore y en O & amp ; Producción de g.

Esta actividad incluye un repunte en la demanda de buques de almacenamiento y descarga de producción flotante (FPSO) y de LNG flotante (FLNG) y la oportunidad de que los nuevos buques adopten las últimas tecnologías.

Para la industria de O & G, la innovación tecnológica puede tener enormes beneficios, pero puede percibirse como un riesgo adicional para los proyectos y, por lo tanto, restringe la adopción de nuevas tecnologías. Pero la innovación no tiene que significar alto riesgo, solo debe ser aplicada de manera inteligente y juiciosa. El efecto acumulativo de las tecnologías probadas, adaptadas a la costa, haciendo mejoras incrementales puede tener un impacto transformador.

La electrificación ya se está acelerando en la infraestructura energética y en el sector del transporte. Se ha comprobado que soporta los duros entornos marinos y tiene el potencial de cambiar la dinámica de los FPSO marinos, lo que les permite trabajar de manera aún más eficiente.

Para demostrar mejor el valor de la electrificación, veamos primero algunos de los mayores desafíos que enfrenta la industria hoy en día:

- Peso y & Huella: estos gigantes marinos están cargados con equipos de producción y proceso, junto con la infraestructura para respaldar la vida diaria de la tripulación. De hecho, en el entorno marino, por cada tonelada de equipo se requiere significativamente más material para soportarlo de manera estable y segura. Cada uno de estos gigantes marinos es como una mini isla, y el espacio y el peso son escasos. Cualquier reducción en el peso puede proporcionar importantes ahorros en los costos de instalación asociados y, potencialmente, permite más espacio para otras operaciones críticas.

- Mantenimiento: es difícil y costoso alcanzar el entorno marino: el tiempo de inactividad no planificado se traduce inmediatamente en un gasto enorme, así como en un costo de oportunidad perdido: hasta un promedio de $ 38 millones por año, según una investigación interna de GE. Y así, minimizar el mantenimiento y maximizar la disponibilidad de los activos es esencial para mantener el control de los costos operativos.

- Eficiencia operativa: el premio de mayor eficiencia de producción podría ser enorme, mejorando la productividad y la viabilidad del proyecto. Estos nuevos sistemas y tecnologías de producción inteligentes dependen de la energía eléctrica para funcionar de manera eficiente. Una microrred de potencia estable e inteligente a bordo de cada barco desbloquea el potencial que brinda la electrificación.

Es dentro de estos contextos que los beneficios de la electrificación se vuelven claros.

FPSO electrizante

Una solución de controlador de motor eléctrico, como un motor de inducción, tiene menos piezas que un controlador mecánico que garantiza que se minimizan los costos asociados con las reparaciones y el mantenimiento. Cuando se requiere una velocidad variable para el proceso, un motor acoplado con un convertidor de frecuencia puede proporcionar el rango de velocidad requerido, permitiendo que el sistema funcione a cualquier velocidad deseada con la máxima eficiencia y una mayor disponibilidad.

Tradicionalmente, se debe agregar un transformador para reducir el voltaje para alinear el nivel de voltaje de la red de energía del barco y los requisitos del variador, y para evitar la generación de armónicos y pérdidas de energía. A la inversa, la tecnología de electrificación ha avanzado hasta el punto en que el sistema de accionamiento eléctrico puede alcanzar los 13.8 kV, lo que le permite conectarse directamente a la red del barco. Al mismo tiempo, el extremo frontal activo del convertidor puede cancelar cualquier perturbación eléctrica, eliminando la necesidad de transformadores reductores, lo que ahorra espacio y peso en la embarcación.

Otra innovación que está ganando impulso es la aplicación de alta velocidad.

Para un motor eléctrico que normalmente funciona a velocidad síncrona, requiere una caja de cambios (multiplicador) para permitir que el compresor o la bomba gire a su velocidad óptima, es decir, mayor que la velocidad síncrona (alrededor de 10,000 rpm). Pero una caja de cambios trae todo un conjunto de problemas propios. Se coloca cerca del compresor y esto amplía el área de peligro en la plataforma. Las cajas de engranajes degradan la eficiencia y requieren aceite lubricante y un sistema de enfriamiento, todo lo cual aumenta la complejidad y el peso de todo el sistema.

Por otro lado, un motor eléctrico de alta velocidad es capaz de girar a la velocidad de la unidad accionada y, por lo tanto, puede impulsar el compresor directamente sin una caja de cambios. Eso lo hace más eficiente y reduce la huella: la tecnología de motor de alta velocidad (MGV) de GE y los convertidores de frecuencia avanzados MV7 con tecnología multinivel pueden eliminar la necesidad de una caja de cambios y reducir la huella general del tren de transmisión en más del 25% .

También hay un beneficio adicional generado por la electrificación que es excepcionalmente esencial para FPSO.

En general, una FPSO está autorizada a operar en un campo durante más de 15 años. Con el tiempo, el entorno (presión del gas, aceite, presencia de agua en el aceite) cambiará significativamente. La presión del pozo también disminuirá. El uso de un motor eléctrico de frecuencia variable para las bombas y compresores FPSO permite un mayor control, precisión y flexibilidad operativa en el proceso de producción, ya que ayuda a la unidad de proceso a continuar operando a la potencia nominal deseada y, por lo tanto, al nivel de eficiencia deseado.

El sector de producción de petróleo y gas en alta mar tiene un futuro brillante y se espera que se recupere más allá de los niveles de producción antes de la crisis del precio del petróleo. Y las compañías que evalúan un amplio espectro de posibilidades tecnológicas y adoptan la tecnología adecuada en lugar de aceptar la tradición tendrán una ventaja competitiva durante el tiempo de recuperación de la industria. La electrificación, con sus múltiples y variados beneficios, está preparada para permitir que la industria del petróleo y el gas aproveche esta nueva era.