西门子能源:助力石油及工业应用领域零碳可持续发展

致力于可持续发展,西门子能源帮助中国企业深度脱碳,重构业务链。

在全球气候变暖的大背景下,多国已将二氧化碳净排放量降为零的目标提上日程。

中国也提出了争取在2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和的目标。同时,许多组织和公司,也都在二氧化碳减排上做出自己的尝试。

控制碳排放,能源领域是关键,能源活动产生的碳排放占全球总量的86%。国际能源署统计数据显示,能源工业领域的能源使用约占全球用量的37%,二氧化碳的排放量也占据了不小的比例。

10月19日,工业和信息化部新闻发言人、信息通信管理局局长赵志国在国务院前三季度工业和信息化发展情况新闻发布会上表示,将强化“节能监察+节能诊断”双轮驱动,加快节能技术改造升级,有序推进工业领域减量高效利用化石能源,大力推进工业节能提效,促进行业绿色低碳发展。

西门子能源亮相第四届进博会首次设立的能源低碳及环保技术专区

近年来,石油和天然气运营商在提高效率和尽量减少环境影响方面,面临越来越大的压力,需要重构业务链,不断降低产业链的碳排放强度,减少海上油气生产中的碳足迹,寻求经济效益与绿色减排之间的最优解。

日前,中国石油总经理侯启军提出了中国石油未来国际合作的新主张。他表示,中国石油将深化与国际同行在绿色低碳项目上的合作,减碳、替碳、用碳、埋碳多措并举,探索碳中和国际合作新路径。

国际油气巨头道达尔能源也正在打开净零排放局面,致力于实现油气生产的脱碳,并宣布到2040年,低碳电力销售额将占公司销售总额的15%-20%。

提质增效,提供最小碳足迹产品

西门子能源明确把推进能源转型作为战略核心,并围绕能源企业的需求,提供低碳化产品及整体解决方案,帮助油气、海工、造船和造纸等行业,减少工业流程中的碳足迹和能源消耗,转向绿色发展。

2020年,西门子能源宣布,将在2030年前将自身的用电转换为100%的绿色能源,实现自身运营的碳中和。同时,西门子能源还立足于强大的数字化专业实力,提升自身流程与服务的效率。

“我们尽最大的努力,把生产的产品变成碳足迹最小的产品”,西门子能源有限公司执行副总裁、能源工业应用集团大中华区总经理张天贵对界面新闻表示。

西门子能源工业应用领域包括两大内容,一是以转动设备为主的产品,二是工业应用领域的整体解决方案。

其中,产品端以中小型燃气轮机、压缩机组为主,面向石油化工炼化、船舶、造纸及海上油气开采平台等。工业应用领域的整体解决方案则完整覆盖了石油、天然气等行业的上游、中游及下游全产业链。

在第四届进博会期间,西门子能源工业应用展出的产品模型

张天贵表示,“R-EAD”是西门子能源最重要的技术路线之一,即包含动设备产品组合、全套服务以及电气化、自动化和数字化的整体解决方案。

同时结合产品端,通过对现有动设备,如压缩机和蒸汽轮机,进行新技术改造和升级,降低功率、提升能效,减少对一次能源尤其是燃煤需求,实现对工业领域各种装置的去碳化。

动设备耗煤量耗电量大,提升效率,不仅减少电费的支出,还能够节约能源,减少温室气体排放。张天贵以一台中型的乙烯压缩机组为例,一年耗电费用通常达到上亿元,提高2-3个百分点的能效,能够节约上百万的电费。

在油气存储和输运管线领域,西门子能源也提供了解决方案,帮助企业提高经济效益、减少二氧化碳排放。

张天贵以炼化厂的火炬气为例,火炬气无论是在装置开停车、事故等阶段都需要燃烧,无法避免二氧化碳及氮氧化合物等排放,既污染环境也是一种能源浪费。

为此,西门子能源通过LNGo技术,在前端处理时将这些气体液化成液化天然气,而不再按传统方式将气体燃烧掉;同时,也可以把这些气体作为燃料,输送到西门子燃气轮机装置燃烧发电,并进一步回收燃烧尾气余热形成联合循环。

西门子能源还研发了Echogen解决方案,即利用超临界二氧化碳循环回收燃烧排放出来的尾气中的废热余热,用它们发电,实现净零排放。据他介绍,该解决方案已在美国加拿大落地,项目运行七年的时间可实现盈利。

西门子能源还采用直流电网电力推进系统减少海上钻探碳足迹,为海上钻探承包商Odfjell Drilling旗下最新的深水半潜式钻井平台改装了BlueDrive Plus C直流电网电力推进系统。

该技术方案可以使钻台运营商能对钻探负荷进行调峰,从而减少发电机组的数量,最大限度减少钻台碳足迹,推动钻井平台朝零排放钻探迈进。

氢储、数字化解决方案加速落地

氢能使用成为石油企业重点关注的领域,中国三大石油公司正在谋求更多的氢能合作。

西门子能源的绿氢解决方案应用正在加速落地。张天贵表示,西门子能源正与合作伙伴研究,如何将石油化工领域当前应用的灰氢向着蓝氢等减排方向发展过渡,减少碳足迹的产生。

西门子能源先进的压缩技术可实现多种氢能应用,覆盖氢气液化、储运和化工合成等多种应用,满足二氧化碳捕集、存储和利用需要。

日前,巴西Braskem公司采用氢气混燃,石化综合体中的两台西门子能源SGT-600采用干气和氢气混燃,氢气浓度高达60%,石油化工行业可减少6%的二氧化碳排放。

未来,在能源工业应用领域,随着新能源尤其是氢能的推广使用,对涉及到的制氢设备和运输管道都提出了更高要求。

张天贵表示,制氢和运输都离不开压缩机,而含氢比例的高低、氢气液态化、低温压缩等方面的技术要求,对现有的压缩机产品和技术提出了新的挑战。

他告诉界面新闻,现有的往复式压缩机只能实现小规模氢气的应用,可以实现高比例、大规模氢能利用的离心式压缩机正在研制中,将于2025年投放市场。到2030年,西门子能源所有燃机型号将具有100%烧氢能力,实现燃氢燃气轮机的零排放发电。

在第四届进博会期间,西门子能源工业应用展出的产品模型

随着可再生能源产量的增加,运营商面临着以更经济的模式提供可靠能源的挑战,储能是实现减碳路径的重要能源。

西门子能源BlueVault™ 储能解决方案,是一种基于锂离子电池的解决方案,可以安装在新建和改造的柴油发电的电力系统以及所有类型的船舶、钻井或浮式生产储油卸油船中。

上述方案旨在帮助确保电力的连续性,可再生能源发电在需求波动期间提高盈利能力,并最大限度地减少排放量,最终目标是实现低排放平台。

数字解决方案可以通过集成自动化和安全系统实现远程操作,并可以通过减少人员配备、预测分析和集成资产级别优化来降低运营成本。

西门子能源工业应用的数字化解决方案,围绕能源工业价值链上各种关键流程的数字化展开。

在海上油气开采、生产,运输储存等方面,西门子能源开发了Topsides 4.0集成式解决方案,以数字化手段将油气相关联的压缩机组与其他功能模块比发电模块有机高效的结合到一起,将生产端与操作端进行自动化和数字化集成。

“智能数字化,不仅意味着运营的智能化,也意味更加安全。因为海上平台通常是一个功能全面的小型孤岛载体,一般都在深海或者偏远地区,通过数字化进行远程操控和虚拟诊断,实现数字孪生,这样能够减少人员到场,不仅能够减少人员的安全隐患,也能够保证设备安全。”张天贵表示。

中国市场迎全新机会

目前,西门子能源工业应用的多个产品及解决方案已在中国落地。

在油气行业,西门子能源为“西气东输”与“陕京线”联络线重要节点盐池压气站提供了三台SGT-A35 DLE(干式低排放)燃机和RFBB管道压缩机,大幅降低了氮氧化物排放。

近日,西门子能源还为中国海上最大高温高压气田东方13-2生产平台的核心发电机组提供全新模式服务。携手哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司,双方共同为中国最大的海上高温高压气田东方13-2生产平台的三台SGT-600型燃气轮机提供长达12年的服务。与以往零散的交单式传统服务不同,本次签订的长期服务协议是西门子能源为中国油气领域用户首次量身定制的整合模式服务。

在中国,西门子能源工业应用集团已落地了两个工厂,一个位于辽宁省葫芦岛市,以离心式压缩机、往复式压缩机和工业蒸汽轮机等转动设备制造为主。

另一个位于江苏常州,以电气化自动化和数字化为主,主要为海上船舶、油气平台提供电气解决方案。未来,葫芦岛工厂的业务也将延伸到工业应用各种系统集成。

张天贵称,这两个工厂为整个西门子能源工业应用集团在本地化过程中提供了全部支持,并实现全球新产品、新技术同步。

“与氢能相关的压缩机一旦有最新技术、产品落地,中国市场将与全球市场同步,产品将由葫芦岛工厂进行生产和制造。”他表示。

张天贵告诉界面新闻,在双碳背景下,西门子能源的机遇与挑战并存,供应链伙伴面临能耗双控的考验。他透露,西门子能源将对供应商提出新要求,在产品研发阶段,生产制造产品需达到相应的碳减排指标。

张天贵认为,西门子能源在中国的机遇变得更多,中国的合作伙伴从以关注成本低为主,转变为关注能效和环保,“客户的要求更高了,这对西门子能源而言是一个全新的机会”,他表示,西门子能源的低能耗、高效率产品,在国内具有显著优势。

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