蓝绿色能源革命

伊莱恩·马斯林(Elaine Maslin)17 十二月 2019
北海风电枢纽构想了许多枢纽,这些枢纽将使整个北海的电网更加完善。图片:北海风电枢纽财团)
北海风电枢纽构想了许多枢纽,这些枢纽将使整个北海的电网更加完善。图片:北海风电枢纽财团)

在过去的12个月中,围绕石油和气候问题的对话发生了地震性变化。这是一种巨大的石油变化,这种变化以许多人所谓的能源转型为中心。政府,国际和工业主导的气候目标以及投资者的行为(从化石燃料中逃离资本)正在推动这一变化。

情况确实在发生变化。主流可再生能源集团首席执行官安迪·金塞拉(Andy Kinsella)表示,与煤炭,石油,天然气和核能相比,全球用于风能和太阳能的资本投资翻了一番。在1980年代,标准普尔500指数前10名公司中有7家是石油和天然气。他补充说,现在只有一个。

结果是,公司(运营商及其供应链)不再像石油和天然气公司那样谈论自己。他们是能源公司,使能源“对人类和地球而言更安全,更清洁,更高效”。在9月于阿伯丁举行的欧洲海上会议的主要会议上,谈论能源转型和脱碳活动是非常重要的。

但是,这不是一个全新的运动。例如,壳牌一直在谈论清洁气体。其高管向石油和天然气行业讲述壳牌如何过渡到更广泛的能源业务的事件。 “壳牌是最大的电力贸易商之一,”壳牌能源转型经理乔•科尔曼(Jo Coleman)告诉《欧洲离岸》。她说,壳牌在加油站,加油站和家庭中看到了巨大的未来,并试图增加对氢气的需求并发展碳捕集与封存(CCS)。

Aker Solutions设计了一种称为Just Catch的碳捕集技术,该技术可能适用于海上设施。图片:Aker Solutions)

做出承诺
不只是专业。在欧洲近海,英国石油天然气行业组织(OGUK)推出了2035年路线图:“净零排放”蓝图,呼吁行业,政府和监管机构采取行动减少排放(英国石油和天然气产量占3% OGUK表示),并帮助开发和商业化CCS和氢气等技术。同一周,由政府资助的石油和天然气技术中心(OGTC)成立了净零解决方案中心。

今年早些时候,荷兰石油天然气勘探与生产协会(NOGEPA)与荷兰政府签署了一项协议,在两年内将甲烷排放量减少一半-从2017年的每年甲烷8,562公吨减少到2005年的每年4,281公吨。 2020年12月。与此同时,那里的政府还将进行一项研究,以研究进一步降低排放量的方法,例如通过使海上平台电气化。但是,NOGEPA承认,这可能需要激励措施,并保证进入海上电网。

荷兰人的勇气
荷兰人已经在研究如何更好地连接他们的能源系统,以及如何更好地连接海上风能,天然气平台,制氢和电网,以最佳,最环保地利用现有基础设施。来自荷兰研究机构TNO的雷内·彼得斯(Rene Peters)表示,这可能意味着海上平台电气化已经在某些地方发生,但还有更多工作要做。他在10月份于阿姆斯特丹举行的海上能源会议上说,将电力用户与风力发电厂等发电机连接起来,并有可能这样做以打开边际领域。

另一种选择是气对电,即天然气在海上转化为电能,然后通过岸上电传。彼得斯说,尽管在荷兰这一领域几乎找不到解决方案,但英国石油与天然气管理局去年的一项研究发现,在英国北海有16个潜在项目可以进行研究。在荷兰,一种更可行的选择是在海上生产氢气,使用天然气和/或海上风能为过程提供动力,然后通过现有的管道网络输送氢气。

Equinor正在推进Hywind Tampen项目,该项目将从海上浮动风电中为Gullfaks和Snorre供电。图片:Equinor)

绿色和蓝色氢
实际上,已经商定了一个为期两年的“绿色”氢气(不使用化石燃料制造)试点项目,称为PosHydon,这是北海能源公私合营的一个衍生项目。从2020年起,海王星能源将与再利用集团NexStep和TNO合作,在其13公里(km)的Q13a平台(荷兰第一个岸上供电设施)上安装1兆瓦(MW)氢电解槽。然后,将从海水中电解出来的氢与气体混合,然后通过管道输送到现有管道的岸上,以发电。将来,可以将此想法与海上风电场联系起来,以帮助解决间歇性问题,即,可以在风能过度生产时关闭风电场,而不必将其关闭。

在英国,也正在研究使用海上平台生产氢气的潜力,该平台使用可再生电力驱动的氢气,还支持附近的边际油田,以及向岸边输出氢气。涉及OGTC,环境咨询公司Aquatera,NOV,Doosan Babcock,Cranfield University和位于苏格兰奥克尼岛的欧洲海洋能源中心(EMEC)的氢能海上生产(HOP)项目正在评估可利用的技术类型中的备选方案习惯于运输物流,并有潜力使用改建的离岸设施。例如,OGTC边际开发解决方案中心的项目工程师Hayleigh Pearson告诉欧洲近海,像Markham这样的北海南部小平台可以容纳四个聚合物电解质膜电解装置,以产生3500千克(kg)的绿色氢她说,每天可以为10辆行驶3500公里的公交车供电。北海北部一个较大的平台也许可以容纳22个蒸汽甲烷重整器,每天生产12,000千克“蓝色”氢气(由化石燃料输入)。项目研究正在进行中,计划在奥克尼大陆附近的岛屿弗洛塔建立陆上测试中心。

同时,作为Engie一部分的比利时工程公司Tractebel正在开发一种海上平台的概念,该平台可通过电解将海上风力发电场产生的电能转化为绿色氢。

海王星能源公司(Neptune Energy)的Q13a平台将在荷兰的一个试点项目下成为高纯氢生产设施的所在地。 (照片:海王星能源公司) 北海相连
氢气还将出现在北海风电枢纽中,北海大岛是一个枢纽,用于连接大型风电场并向北海周围的不同国家供电,以有效管理电网。这是一个由荷兰财团于2016年推出的概念。今年,可行性研究结束了。 Tennet的高级顾问Jasper Vis是项目合作伙伴之一,他说这是可行的。但是,他告诉我们,不是一个大岛,而是一些较小但仍然很大的岛,要么是人工岛,要么是更多传统平台,视海床而定,当发电量过多时,将电能转换为氢会更好。离岸能源。

这将适合荷兰,该国海上风电雄心勃勃,但电网有限。 Tennet的海上业务经理Rob Van der Hage告诉Offshore Energy,第一个枢纽可以在2025年建成。这将缓解电网问题。哈格说,到2023年,所有已经规划好的海上风电场都建成后,电网仅剩7吉瓦(GW)的容量。一种选择是能够通过不同的途径(例如氢气)获得电力。他说,当时的挑战是创造对氢气的需求。

清洁行业
由TNO牵头的另一个荷兰项目H-Vision由TNO与合作伙伴包括法液空,BP,Gasunie,壳牌和Uniper合作,旨在在Maasvlakte地区建立3.2GW的蓝色氢气工厂,该工厂靠近现有的两个电厂,以实现20%的发电量鹿特丹地区的热和电。计划在2021年做出最终投资决定(FID),并在2026年首次使用氢气。该项目将依靠CCS,该过程中产生的部分(尽管不是全部)二氧化碳可能会在另一个项目Porthos中处理(鹿特丹港口二氧化碳运输枢纽和近海仓储CCUS(碳捕集利用与封存)项目由鹿特丹港务局与合作伙伴Gasnuie和EBN(国有能源组织)共同领导。这样做的目的是从鹿特丹港口地区的工业中吸收二氧化碳,并将其提供给温室,以帮助植物生长,并通过Taqa的P18a平台将其存储在离岸21公里的海上。根据该项目的网站,“到2030年,我们预计每年将能够存储2-5百万公吨的二氧化碳。”该公司的目标是明年年底前实现FID,并于2023年启动。

同时,挪威运营商Equinor也正在研究氢气。在英国的H21项目中,它一直在考虑将英格兰北部的天然气系统转换为使用氢气,以存储在此过程中产生的二氧化碳(离岸100公里)。可行性研究已经完成,但尚未进行前端工程与设计(FEED)研究。 Equinor还参与了一个较小的项目零碳亨伯(Zero Carbon Humber),以封存然后封存Drax电厂的二氧化碳,该电厂以前是由煤电厂转换成生物质的。

在荷兰,Equinor也是Magnum的一部分,该项目是将联合循环燃气轮机转换为氢能,然后储存CO2的项目。 “我们需要石油工程师所能提供的一切,从地质学到钻井,完井再到船舶利益相关者经理,这就是一切,” Equinor低碳技术负责人Anna Korolko告诉欧洲海洋组织。

CCS
石油和天然气行业的CCS和技能在此图中起着重要作用。阿伯丁大学的研究人员Astley Hastings在获得了斯伦贝谢的职业生涯之后,随后获得了系统生物学博士学位,他说,石油和天然气行业“拥有所有的卡,以便在全球范围内实现脱碳”,尤其是在CCS领域。他说,化肥,混凝土,钢铁生产等许多行业将难以脱碳,因此需要CCS。

这是可行的。 “对提高石油采收率(EOR)进行二氧化碳注入已经进行了50年,”他告诉欧洲海洋组织(Offshore Europe)。分离(技术)已经成熟。冶金是众所周知的,并且有几个试点项目正在进行中。我们非常了解二氧化碳/岩石化学,并且正在进行更多研究。几个政府赞助了项目,因此已经准备就绪。”

但是,CCS处于崎a不平的道路上。国际上很少有项目。在取消政府资助后,英国的两个竞争项目于2015年停止。挪威的Snohvit项目通过一条153公里长的管道和一口井,每年在含水层中储存0.7吨的隔离CO2。他说,要在2040年之前存储全球所有发电产生的化石排放物,将需要20,500 Snohvits(估计每年要存储154亿吨二氧化碳)。

从橡子橡树生长
橡果果树(Acorn)是一个现在受到关注的项目。项目开发商Pale Blue Dot在2018年获得了该项目英国首个二氧化碳封存许可证。今年,它获得了欧盟的资金以及壳牌和Chysaor等新的合作伙伴。这个想法是结合起来,对进入苏格兰北部圣弗格斯码头(处理英国35%的天然气)的部分天然气进行改造,以产生蓝色氢气并隔离过程中产生的二氧化碳,然后将其存储在海上油田中,重用现有管道,例如。米勒,黄金眼或大西洋。它还将存储通过陆上管道从苏格兰中央带发送并通过船舶运输到彼得黑德港的二氧化碳。

淡蓝点的商务总监Sam Gomersall告诉《欧洲海洋》,已经在努力使天然气网格中的氢含量达到2%。阿伯丁的一个项目希望在本地将其提高到20%,然后在基础设施转换工作之后提高到100%。该集团将天然气资金投入到前端工程和设计中,并认为一个项目可能在2024年启动并运行。

壳牌公司全球二氧化碳封存主管Owain Tucker指出,欧洲近海参与者参加了现有计划,例如挪威的Mongstad技术中心以及澳大利亚的Gorgon等项目,这些项目每年将封存340万吨二氧化碳以及边界大坝电站,使用壳牌技术捕获产生的二氧化碳,然后以每年100万吨的速度存储25年。

淡蓝色点正在领导橡子CCS项目,该项目将捕获的碳储存在苏格兰近海。图片:淡蓝点)

北极光
由Equinor与合作伙伴Shell和Total共同领导的挪威北极光。这可能会看到二氧化碳从陆上工业设施运到沿海地区,然后从海岸将其通过管道输送到盐水层中进行存储。 Equinor低碳技术负责人Anna Korolko表示,Equinor拥有北极光许可证,并将于2020年做出最终投资决定,计划于2023年底开始运营。Equinor自从Sleipner以来就一直在CCS运营。 1996年至今,已储存2300万吨。它还具有Snohvit CCS。

另一个位于荷兰的Aramis项目正在寻求储存鹿特丹地区的二氧化碳。 NAM / Shell能源存储机会经理Esther Vermolen告诉《离岸能源》,NAM,Total和EBN都在盯着它们,他们正视海上K和L区块作为存储地点。她说,NAM还希望利用风能为离岸90公里的K14平台电气化,每年可节省13万吨二氧化碳。她说,NAM正在密切关注注入二氧化碳的工作方式,并正在考虑在枯竭油田中储存氢气。

CCS流程也可以在海上使用,以减少工厂排放。该公司低碳冠军Ragnhild Stokholm表示,Aker Solutions提供了Just Catch,一种CCS技术,用于离岸设施,这些设施可能离岸太远,无法进行电力连接。 Equinor最近的一项研究发现,两列火车通过将捕获的CO2溶解到水中然后注入,可以每年从车载涡轮机中减少24万吨二氧化碳。

另一种选择是使用可再生能源来减少海上工厂的排放。挪威一直在这方面发挥领导作用,最初是从海岸开始的,例如挪威的水利计划。巨魔(Troll)是2005年第一个从岸上获得电力的领域,其次是瓦尔霍尔(2011年),此后更多,包括最近的约翰·斯维尔德鲁普(Johan Sverdrup),这反过来将为其他国家供电。

Equinor通过在平台附近安装浮式海上风能以提供电力,这是业界首创,这是进一步的。它的Tampen项目将于2022年启动,将安装11台8MW浮动涡轮机,满足离海岸140公里的五个Snorre A和B,Gullfaks A,B和C平台的年电力需求的35%的需求。在260-300米水深处。 10月,Equinor向该项目的Kværner(子结构),Siemens Gamesa可再生能源(涡轮),JDR电缆系统(电缆)和Subsea 7(安装和连接)授予了价值约33亿挪威克朗(3.6亿美元)的合同。

这些只是正在研究的一些项目,而且仅在欧洲。似乎有足够的运行空间。使这些项目商业化运行将是下一个挑战。如果克服了这一挑战,那么未来将是绿色的。也许是蓝色。

Equinor领导了北极光项目,该项目是挪威海上完整价值链碳捕集与封存项目的一部分。图片:Equinor)

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