Ifølge oversikten til Oljedirektoratet er det Snorre B som får mest energi ut av gassen som brennes. (Bilde: Harald Pettersen/Statoil)

GASSTURBINER

På disse plattformene fyrer de minst for måkene

Store miljøforskjeller på kraftverkene på sokkelen.

Virkningsgrad

  • Virkningsgrad beskriver utnyttelsen av energien i brenslet.
  • Med elektrisk virkningsgrad menes andelen av energien i brenselet som blir omdannet til kraft. Man ser her bort fra varme.
  • Med total virkningsgrad menes energiutnyttelsen av brenselsenergien for å genere kraft og varme.
  • I Oljedirektoratets oversikt brukes begrepene «oppgitt reell virkningsgrad». Dette er elektrisk virkningsgrad hentet fra turbinleverandørens datablad.
  • I oversikten brukes også «normal virkningsgrad». Dette er operatørens målte eller beregnede/simulerte virkningsgrad.

Om oversikten

  • Oljedirektoratet har samlet inn tall om virkningsgraden til alle turbinene på norsk sokkel.
  • Oversikten til Oljedirektoratet bygger på informasjon oljeselskapene har rapportert inn.
  • Tallene ble samlet inn i 2012 og publisert i 2013.

Kilde: Oversiktskjema for NOx-avgiftspliktig utstyr, Oljedirektoratet

Årlig brennes rundt fire milliarder kubikkmeter gass i turbinene på norsk sokkel for å lage omtrent 15 TWh kraft som trengs for å drive plattformene. Ikke alle feltene utnytter gassen like effektivt, viser tall fra Oljedirektoratet.

For turbinene som brukes til kraftproduksjon på sokkelen varierer virkningsgraden i praksis fra 20 til 40 prosent.

Variasjonen kommer frem i en oversikt fra Oljedirektoratet.

Med virkningsgrad menes her elektrisk virkningsgrad, altså andelen av energien i brenselet som blir omdannet til kraft, slik den er målt eller beregnet av operatørene.

Les også: – Effektive gassturbiner er bedre enn elektrifisering

Snorre B mest effektiv

Turbinene som får ut mest kraft av gassen står på Snorre B-plattformen.

De to General Electric LM 2500+ turbinene kjører hver med en elektrisk virkningsgrad på 40 prosent, ifølge tall Statoil har rapportert inn til Oljedirektoratet.

Hver av de to turbinene har en installert effekt på 29 MW og kjører med en last på 57 prosent, ifølge oversikten.

Snorre B har et kombikraftverk, der overskuddsvarme fra gassturbinene brukes til å produsere damp, som igjen driver en dampturbin.

Jo høyere virkningsgrad, jo lavere CO2-utslipp per produsert kWh.

Les også: Her kan gassen brennes med bedre virkningsgrad enn på sokkelen

Eldfisk var først

Plattformene med kombikraftverk er de som utnytter mest av energien i gassen som blir brent.

I dag er det de Statoil-opererte plattformene Snorre B og Oseberg D som har slike anlegg, i tillegg til ConocoPhillips-opererte Eldfisk 2/7 E.

Eldfisk 2/7 E var den første plattformen på sokkelen som brukte eksosvarmen fra gassturbinene til å produsere elektrisk kraft med dampturbiner.

ConocoPhillips Norge opplyser til Teknisk Ukeblad at virkningsgraden for kombikraftanlegget på Eldfisk inkludert varmegjenvinning er 44 prosent.

Det har ikke lyktes Teknisk Ukeblad å få opplysninger fra Statoil om virkningsgraden for kombikraftanleggene på Snorre B og Oseberg D.

Les også: Da Yme allerede var tre år forsinket, manglet over tre MILLIONER timers jobb

Exxon Mobil, Ringhorne
Turbinene på Ringhorne har en oppgitt normal virkningsgrad på 20 prosent, ifølge oversikten fra Oljedirektoratet. Exxon Mobil

Ringhorne lavest

Turbinene på Ringhorne-plattformen i Nordsjøen hadde lavest virkningsgrad. De har en oppgitt normal virkningsgrad på 20 prosent, ifølge oversikten fra Oljedirektoratet.

Plattformen på oljefeltet har tre Solar Taurus 60-turbiner som brukes til kraftproduksjon. Turbinene som hver har en installert effekt på 4,0 MW ble satt i drift i 2003. Ifølge Oljedirektoratets tall gikk to av dem med en last på 37 prosent.

«For å redusere utslippene av CO2 vil det bli benyttet kraftgeneratorer med høy virkningsgrad», skrev ExxonMobile i plan for utbygging og drift av feltet som ble godkjent av myndighetene i 2000.

ExxonMobil Norge forklarer den tilsynelatende lave virkningsgraden med at de vanligvis kun kjører én turbin.

Neste på listen er turbinene på produksjonsskipet Åsgard A og Åsgard B-flyteren som opereres av Statoil. De til sammen fire turbinene på disse innretningene har en normal virkningsgrad på 25 prosent, ifølge Oljedirektoratet.

Les også: Derfor treffer Lundin dobbelt så ofte som de andre leteselskapene

Alder og effekt avgjør

Førsteamanuensis Lars Nord ved Institutt for energi- og prosessteknikk på NTNU forklarer at forskjellene i stor grad skyldes to forhold: Alder og installert effekt på turbinen.

– Små turbiner med lav installert effekt, noen få MW, har ofte lavest virkningsgrad. Utvikling av teknologien gjør også at jo nyere turbiner man har, jo høyere virkningsgrad har de, forteller Nord, som jobber med forskning innen termisk energi og har publisert flere artikler om ulike turbinløsninger offshore.

I tillegg er det avgjørende hvor høy effekt som tas ut av turbinen.

– Virkningsgraden blir høyest når turbinen kjører på full last, på lavere last går den ned, forteller han.

52 prosent elektrisk virkningsgrad

Med dagens teknologi er den høyeste elektriske virkningsgraden på en gassturbin til offshore bruk med åpen syklus, altså der restvarmen ikke blir brukt til å produsere strøm, i underkant av 40 prosent, ifølge Nord.

Med elektrisk virkningsgrad menes energiutnyttelsen av energien i brenselet for å generere kraft, man ser her bort fra varme.

I et kombikraftverk designet for offshore installasjoner, der gassturbinen kombineres med en dampturbin drevet av eksosvarmen, kan man oppnå en elektrisk virkningsgrad på rundt 52 prosent.

Hvis man tillater noe større vekt og volum på dampsyklusen, kan man oppnå en elektrisk virkningsgrad opp mot 54 prosent.

– Dette forutsetter at turbinene blir kjørt på full last. Kjører man på dellast, blir virkningsgraden mindre, forteller han.

Vanskelig å generalisere

Siste året har det vært en langvarig debatt rundt miljøgevinsten ved å elektrifisere offshoreinstallasjoner i forhold til å bruke effektiv turbinteknologi.

Denne uken la LO-forbundet Industri Energi frem en bestilt rapport fra Pöyry og Cicero som slo fast at et kombikraftverk på Utsira-installasjonene kunne fått en samlet elektrisk og termisk virkningsgrad på 80 prosent.

Cicero har senere ovenfor Teknisk Ukeblad Overdrev klimaeffekten av gassturbiner i ny Utsira-rapport . Årsaken er at varmebehovet for å behandle oljen er begrenset.

Nord forteller at det er vanskelig å si noe generelt om total virkningsgrad for et kombikraftverk på en offshoreinstallasjon. Total virkningsgrad betyr her energiutnyttelsen av brenselsenergien for å genere kraft og varme.

Forholdet mellom kraft og varme, samt ved hvilken temperatur varmebehovet er, er nødvendig å ta med i regnestykket for å finne dette.

– Det er lettere å si noe om elektrisk virkningsgrad. Elektrisk virkningsgrad er avhengig av teknologien. Totalvirkningsgraden er ikke direkte avhengig av teknologinivå, men av hvor stort varmebehovet og temperaturen på varmen er i forhold til behovet for kraftproduksjon, forteller han.

Les også: Elektrifisering kan likevel være mer klimavennlig enn gassturbiner på sokkelen

Snitt på rundt 30 prosent

Energibehovet på norsk sokkel dekkes i hovedsak av gassturbiner som produserer strøm og ved gjenvinning av varme fra turbinenes avgass.

Gjennomsnittlig virkningsgrad for produksjonen av elektrisk kraft på sokkelen er om lag 30 prosent.

Den totale virkningsgraden inkludert varmegjenvinning er i snitt om lag 40 prosent, ifølge en rapport fra Oljedirektoratet i 2004.

I oversikten fra Oljedirektoratet er det detaljerte opplysninger om 83 turbiner som brukes til kraftproduksjon på sokkelen. I tillegg kommer turbiner som driver eksportkompressorer og injeksjonskompressorer direkte.

I snitt har turbinene som brukes til kraftproduksjon en «oppgitt reell virkningsgrad» på 34,7 prosent og en «normal virkningsgrad» på 33 prosent i oversikten til Oljedirektoratet.

Disse turbinene har lavest virkningsgrad

InnretningTurbinOppgitt reell

virkningsgrad
Normal

virkningsgrad
RinghorneSolar Taurus 60S(ikke opplyst)20 %
RinghorneSolar Taurus 60S(ikke opplyst)20 %
Åsgard BGeneral Electric LM 2500 PC39,4 %25 %
Åsgard BGeneral Electric LM 2500+ PR39,4 %25 %
Åsgard AGeneral Electric LM-6000 PB40 %25 %
Åsgard AGeneral Electric LM-6000 PA40 %25 %
GydaRuston Tornado30 %28 %
GydaRuston Tornado30 %28 %
GydaRuston Tornado30 %28 %
GydaRuston Tornado30 %28 %

Kilde: Oljedirektoratet

Disse turbinene har høyest virkningsgrad

InnretningTurbinOppgitt reell

virkningsgrad
Normal

virkningsgrad
Snorre BGeneral Electric LM 2500 +45,8 %40 %
Snorre BGeneral Electric LM 2500 +45,8 %40 %
Ekofisk 2/4 JGeneral Electric LM-2500PJ35 %37 %
Ekofisk 2/4 JGeneral Electric LM-2500PJ35 %37 %
Alvheim FPSOGeneral Electric LM 250037 %37 %
Alvheim FPSOGeneral Electric LM 250037 %37 %
Gullfaks AGeneral Electric LM2500 PE37 %37 %
Gullfaks AGeneral Electric LM2500 PE37 %37 %
Gullfaks AGeneral Electric LM2500 PE37 %37 %
Gullfaks AGeneral Electric LM2500 PE37 %37 %

Kilde: Oljedirektoratet

Les også:

Her er regnestykket som viser at elektrifisering ER et klimatiltak

Da Yme allerede var tre år forsinket, manglet over tre MILLIONER timers jobb

– Det er uaktuelt med nye, store utbygginger i Barentshavet