Синяя / Зеленая Энергетическая Революция

Северный морской ветроэнергетический узел предусматривает несколько узлов, которые могли бы создать сеть через Северное море. (Изображение: Консорциум ветроэнергетического центра Северного моря)

За последние 12 месяцев произошел сейсмический сдвиг в диалоге вокруг большой нефти и климата. Это изменение в том, как большая нефть ориентируется вокруг того, что многие называют энергетическим переходом. Климатические цели - правительственные, международные и отраслевые - а также поведение инвесторов (бегство капитала от ископаемого топлива) являются движущей силой изменений.

Пейзаж действительно меняется. Энди Кинселла, генеральный директор Mainstream Renewable Power, говорит, что в два раза больше капиталовложений в ветряную и солнечную энергию в мире по сравнению с углем, нефтью, газом и атомной энергетикой. В 1980-х годах семь из топ-10 компаний в S & P 500 были нефтью и газом. Теперь есть только один, добавляет он.

В результате компании - операторы и их цепочки поставок - больше не говорят о себе как о нефтегазовых компаниях; Это энергетические компании, которые делают энергию «более безопасной, чистой и эффективной для людей и для планеты». Разговор об энергетическом переходе и декарбонизации доминировал на ключевых сессиях конференции Offshore Europe, в Абердине, в сентябре - когда эти темы были второстепенными на предыдущем мероприятии.

Однако это не совсем новое движение. «Шелл», например, некоторое время говорил о чистом газе. Его руководители рассказывают о событиях в нефтегазовой отрасли о том, как Shell переходит в более широкий энергетический бизнес. «Shell является одним из крупнейших трейдеров в области электроэнергетики», - сказал в интервью Offshore Europe менеджер по переходу в энергетике компании Shell Джо Коулман. По ее словам, Shell видит большое будущее в пунктах зарядки, на автозаправочных станциях и в домах, а также в стремлении увеличить спрос на водород и развивать улавливание и хранение углерода (CCS).

Компания Aker Solutions разработала технологию улавливания углерода, которая называется Just Catch и может использоваться на морских объектах. (Изображение: Aker Solutions)

Делать залоги
Это не только майоры. В Оффшорной Европе отраслевой орган Oil & Gas UK (OGUK) выпустил Дорожную карту до 2035 года: план «чистого нуля», в котором содержится призыв к действиям промышленности, правительства и регулятора по сокращению выбросов (добыча нефти и газа в Великобритании составляет 3% об общих выбросах парниковых газов в Великобритании, говорит OGUK, и помогает разрабатывать и коммерциализировать такие технологии, как CCS и водород. На той же неделе финансируемый государством Центр нефтегазовых технологий (OGTC) запустил Центр решений Net Zero.

Ранее в этом году Нидерландское нефтегазовое объединение по разведке и добыче (NOGEPA) подписало соглашение с правительством Нидерландов о сокращении выбросов метана вдвое в течение двух лет - с 8 562 метрических тонн метана в год в 2017 году до 4281 метрической тонны в год Декабрь 2020 года. Между тем, правительство там также проведет исследование, чтобы найти пути его дальнейшего снижения, например, путем электрификации морских платформ. Но, признает NOGEPA, это может потребовать стимулов, а также гарантированного доступа к оффшорной электросети.

Голландская смелость
Голландцы уже искали, как лучше связать свою энергетическую систему и как можно лучше соединить морские ветровые, газовые платформы, производство водорода и энергосистему, чтобы наилучшим образом и экологически рационально использовать существующую инфраструктуру. Рене Питерс из голландской исследовательской компании TNO говорит, что это может означать электрификацию оффшорных платформ, что уже происходит в некоторых местах, но можно сделать больше; Соединяя энергопользователей с генераторами, такими как ветряные электростанции, и, возможно, открывая при этом маргинальные поля, он заявил на конференции Offshore Energy в Амстердаме в октябре.

Другой вариант - газ по проводам, где природный газ преобразуется в электричество на море, а затем отправляется по суше. Хотя в голландском секторе было найдено несколько вариантов, говорит Питерс, исследование, проведенное в прошлом году Управлением по нефти и газу Великобритании, выявило 16 потенциальных проектов, которые можно было бы рассмотреть в Северном море Великобритании. Более жизнеспособным вариантом в Нидерландах может быть добыча водорода на шельфе с использованием природного газа и / или оффшорного ветра для питания процесса, а затем транспортировка водорода по существующей сети трубопроводов.

Equinor продвигается вперед с проектом Hywind Tampen, который будет питать Гуллфакс и Снорре энергией от плавающего ветра с берега. (Изображение: Эквинор)

Зеленый и синий водород
Фактически, был согласован двухлетний пилотный проект «зеленый» водород (производство без использования ископаемого топлива), названный PosHydon - проект развязки от государственно-частного партнерства North Sea Energy. С 2020 года Neptune Energy, работающая с группами повторного использования NexStep и TNO, должна разместить водородный электролизер мощностью 1 мегаватт (МВт) на своей платформе Q13a (первая голландская установка с питанием от берега) в 13 километрах (км) от берега. , Водород, электролизуемый из морской воды, будет затем смешан с газом и направлен на берег в существующий трубопровод для производства электроэнергии. В будущем эта идея может быть связана с морскими ветряными электростанциями, чтобы помочь выровнять проблемы с перебоями - т.е. вместо того, чтобы закрывать ветряные электростанции, когда они перепроизводят, энергия может быть преобразована в водород.

В Великобритании также рассматривается возможность использования морских платформ для производства водорода, работающих на возобновляемой электроэнергии, которая также поддерживает близлежащие маргинальные месторождения и экспорт водорода на берег. Проект по добыче водорода в открытом море (HOP) с участием OGTC, экологического консалтинга Aquatera, NOV, Doosan Babcock, Университета Крэнфилда и Европейского центра морской энергии (EMEC) на Оркнейских островах, Шотландии, оценивает варианты, исходя из типов технологий, которые могут быть использованы для транспортной логистики и возможности использования переоснащенных морских объектов. В качестве примера, Хейли Пирсон, Хайли Пирсон, инженер проекта в Центре решений по маржинальным разработкам в OGTC, рассказала Offshore Europe, что на небольшой платформе на юге Северного моря, такой как Markham, могут разместиться четыре электролизных установки с полимерным электролитом и мембраной для производства 3500 кг зеленого водорода в день (который может обеспечить 10 автобусов на 3500 км каждый, говорит она). Большая северная платформа Северного моря может вместить 22 паровых риформинга метана и производить 12 000 кг «голубого» водорода (произведенного с использованием ископаемого топлива) в день. Проектные исследования продолжаются с запланированным на суше испытательным центром для острова Флотта у материка Оркнейских островов.

Тем временем бельгийская инжиниринговая фирма Tractebel, входящая в состав Engie, разрабатывает концепцию морской платформы, которая будет преобразовывать энергию, полученную от морских ветровых электростанций, в зеленый водород с помощью электролиза.

Платформа Neptune Energy Q13a, на которой будет построен завод по производству гидрогена в рамках голландского пилотного проекта. (Фото: Neptune Energy) Северное море
Водород также будет включен в Северный морской ветроэнергетический центр, мегаполис, расположенный на шельфе, в качестве центра для соединения огромных ветровых электростанций и снабжения их энергией для различных стран вокруг Северного моря, для эффективного управления энергосистемой. Это концепция, запущенная в 2016 году голландским консорциумом. В этом году технико-экономическое обоснование завершено. Джаспер Вис, старший советник Tennet, одного из партнеров проекта, говорит, что это возможно. Но вместо одного большого острова несколько небольших, хотя и все еще больших островов, будь то искусственные острова или более традиционные платформы, в зависимости от морского дна, будут лучше с преобразованием электричества в водород, когда вырабатывается слишком много энергии, сказал он Оффшорная энергия.

Это подойдет Нидерландам, у которых большие амбиции в области ветроэнергетики, но ограниченная электросеть. Роб ван дер Хейдж, управляющий бизнесом в оффшорной сети Tennet, сказал Offshore Energy, что первый узел может быть построен к 2025 году. Это позволит решить проблемы энергосистемы. Хейдж говорит, что после того, как будут построены все морские ветряные электростанции, которые уже запланированы до 2023 года, в сети останется только еще 7 гигаватт (ГВт) мощности. Возможность получить энергию к берегу по разным маршрутам, например, в виде водорода, является вариантом. Задача состоит в том, чтобы создать спрос на водород, говорит он.

Индустрия чистоты
Другой голландский проект, H-Vision, возглавляемый TNO с такими партнерами, как Air Liquide, BP, Gasunie, Shell и Uniper, стремится создать 3,2 ГВт голубой водородной электростанции в районе Маасвлакте, рядом с двумя существующими электростанциями, для удовлетворения 20% тепло и электричество в районе Роттердама. Окончательное инвестиционное решение (FID) запланировано на 2021 год, а первый водород - на 2026 год. Этот проект будет опираться на CCS, при этом часть, хотя и не вся, CO2, произведенного в процессе, потенциально рассматривается в другом проекте, Porthos ( Порт Роттердам CO2Transport Hub & Offshore Storage) Проект CCUS (утилизация и хранение улавливания углерода), который возглавляет администрация порта Роттердам с партнерами Gasnuie и EBN (государственная энергетическая организация). Это направлено на то, чтобы забирать CO2 из промышленности в районе порта Роттердама и одновременно поставлять его в теплицы, чтобы способствовать росту растений, а также хранить его в море через платформу Taqa P18a, в 21 км от побережья. «К 2030 году мы ожидаем, что сможем хранить от 2 до 5 миллионов тонн CO2 в год», - говорится на веб-сайте проекта. Он нацелен на FID к концу следующего года с запуском в 2023 году.

Между тем, норвежский оператор Equinor также изучает водород. В рамках проекта H21 в Великобритании он рассматривает вопрос о преобразовании системы природного газа на севере Англии в водород, чтобы хранить CO2, образующийся в процессе, в 100 км от берега. Было выполнено технико-экономическое обоснование, но еще не профинансировано предварительное проектирование и проектирование (FEED). Equinor также участвует в проекте Zero Carbon Humber, меньшем по размеру, чтобы изолировать, а затем хранить CO2 от электростанции Drax, бывшей угольной электростанции, преобразованной в биомассу.

В Нидерландах Equinor также является частью Magnum, проекта по конверсии газовой турбины с комбинированным циклом для работы на водороде и последующего хранения CO2. «Нам нужно все, что могут предложить инженеры-нефтяники, от геологии до бурения и заканчивания скважин для менеджеров заинтересованных сторон на кораблях, это все», - рассказала Анна Королько, руководитель подразделения низкоуглеродных технологий в Equinor, в интервью Offshore Europe.

CCS
CCS и навыки в нефтегазовой отрасли играют большую роль в этой картине. Астли Хастингс, научный сотрудник в Университете Абердина, после карьеры в Schlumberger, а затем доктора наук в области системной биологии, говорит, что нефтегазовая отрасль «держит все карты, чтобы обезуглерожить в глобальном масштабе», и не в последнюю очередь в области CCS. По его словам, многие отрасли - производство удобрений, бетон, сталь - будут бороться за обезуглероживание, поэтому нужен CCS.

Это выполнимо «Закачка CO2 для повышения нефтеотдачи (EOR) осуществляется в течение 50 лет», - сказал он в интервью Offshore Europe. «Разделение (технология) является зрелым. Металлургия известна и несколько пилотных проектов активны. Мы хорошо понимаем химию CO2 / горных пород и продолжаем исследования. Несколько правительств спонсировали проекты, так что они готовы к лопате ».

Но CCS была на ухабистой дороге. Есть несколько проектов на международном уровне. Два конкурирующих проекта в Великобритании были остановлены в 2015 году после того, как было получено государственное финансирование. Проект Snohvit в Норвегии хранит 0,7 млн. Тонн выделенного CO2 в год в водоносном горизонте через 153-километровый трубопровод и одну скважину. По его словам, чтобы хранить все ископаемые выбросы от производства электроэнергии во всем мире к 2040 году, потребуется 20 500 сновиц (для хранения приблизительно 15,4 млрд. Метрических тонн CO2 в год).

Из желудей растут дубы
Проект, который теперь получает некоторую тягу, является Желудем. Компания Pale Blue Dot, разработчик проекта, получила первую британскую лицензию на хранение CO2 для проекта в 2018 году. В этом году она получила финансирование ЕС и новых партнеров, включая Shell и Chysaor. Идея состоит в том, чтобы объединить реформирование некоторого количества природного газа, который поступает в терминал Святого Фергуса в северной Шотландии (который перерабатывает 35% газа Великобритании), чтобы создать синий водород и изолировать СО2, созданный в процессе, чтобы затем хранить его на месторождениях в море, повторное использование существующих трубопроводов, например. Миллер, Золотой глаз или Атлантика. Он также будет хранить CO2, отправляемый по наземному трубопроводу из центрального пояса Шотландии и транспортируемый через судно в порт Peterhead.

Сэм Гомерсолл, коммерческий директор Pale Blue Dot, сказал Offshore Europe, что уже есть работа по разрешению 2% -ного содержания водорода в сети природного газа. Проект в Абердине рассчитывает увеличить его до 20%, локально, а затем до 100% после работ по преобразованию инфраструктуры. Группа финансирует проектирование и проектирование перед началом работы и думает, что проект может быть запущен к 2024 году.

Оуэйн Такер - мировой лидер по внедрению - хранилище CO2 в Shell указало участникам Offshore Europe на существующие инициативы, такие как Технологический центр Mongstad в Норвегии, и проекты, включая Gorgon в Австралии, которые будут улавливать 3,4 миллиона метрических тонн CO2 в год и электростанцию на пограничной плотине, где СО2 улавливается с использованием технологии Shell и затем хранится со скоростью 1 миллион метрических тонн в год в течение 25 лет.

Бледно-голубая точка возглавляет проект Acorn CCS, в рамках которого в Шотландии будет храниться захваченный углерод. (Изображение: бледно-голубая точка)

Северное сияние
Есть также Северное сияние в Норвегии во главе с Equinor с партнерами Shell и Total. Это может привести к тому, что CO2 отправляется с береговых промышленных объектов на прибрежную площадку, откуда он будет направляться по трубам в море в солевой водоносный горизонт для хранения. «Эквинор» имеет лицензию на «Северное сияние» и должна принять окончательное инвестиционное решение в 2020 году, говорит Анна Королько, лидер по низкоуглеродным технологиям, Equinor, которая планирует начать работу в конце 2023 года. Эквинор уже работает с CCS в Sleipner с тех пор 1996, с 23 миллионами метрических тонн, сохраненных до настоящего времени. У этого также есть Snohvit CCS также.

Другой проект, Aramis, в Нидерландах, направлен на хранение CO2 в районе Роттердама. На это смотрят NAM, Total и EBN, которые используют оффшорные блоки K и L в качестве хранилищ, сообщила в интервью Offshore Energy Эстер Вермолен, менеджер по хранению энергии в NAM / Shell. NAM также планирует электрифицировать платформу K14, расположенную в 90 км от берега, используя энергию ветра, экономя 130 000 метрических тонн в год CO2, говорит она. По ее словам, NAM внимательно следит за тем, как будет работать впрыск CO2, а также рассматривает возможность хранения водорода на истощенных месторождениях.

Процесс CCS также может быть оффшорным для сокращения выбросов станции. Aker Solutions предлагает Just Catch, технологию CCS для морских объектов, где они могут быть слишком далеко от берега для линии электропередачи, говорит Рагнхильд Стокгольм, чемпион по низкоуглеродным технологиям в компании. Недавнее исследование для Equinor показало, что два поезда могут сокращать 240 000 метрических тонн CO2 из бортовых турбин в год, растворяя уловленный CO2 в воде и впрыскивая его.

Другим вариантом является использование возобновляемой энергии для сокращения выбросов в открытом море. Норвегия лидирует на этом фронте, первоначально с берега, такого как от гидротехнических схем Норвегии. Тролль был первым месторождением, которое получило энергию от берега в 2005 году, а затем в 2011 году - с Вальхаллом, и с тех пор, в том числе, совсем недавно, Йоханом Свердрупом, который, в свою очередь, будет питать других.

Equinor делает еще один шаг вперед, устанавливая плавающий ветер с берега вблизи платформ, чтобы обеспечить электроэнергию, впервые в отрасли. Его проект Tampen, который должен начаться в 2022 году, предусматривает установку 11 плавающих турбин мощностью 8 МВт для обеспечения 35% годовой потребности в электроэнергии пяти платформ Snorre A и B, Gullfaks A, B и C в 140 км от берега. на глубине воды 260-300 метров. В октябре Equinor заключил контракты на сумму около 3,3 млрд. Норвежских крон (360 млн. Долларов США) для Kværner (подструктуры), Siemens Gamesa Renewable Energy (турбины), JDR Cable System (кабели) и Subsea 7 (установка и подключение) для проекта.

Это лишь некоторые из рассматриваемых проектов - и только в Европе. Там, кажется, есть много места для бега. Заставить эти проекты работать на коммерческой основе будет следующей проблемой. Если этот вызов преодолен, будущее выглядит зеленым. Или, возможно, синий.

«Эквинор» возглавляет проект «Северное сияние», являющийся частью проекта по улавливанию и хранению углерода по всей цепочке создания стоимости на шельфе Норвегии. (Изображение: Эквинор)