OFFSHORE POWER SYSTEM FOR THE NEW ERA (OPERA)

Flytende kraftverk kan gi strøm til sokkelen

Og spare 40 prosent av CO2-utslippene.

Fakta

  • Plattformer er i dag utstyrt med store kraftgeneratorer, som ofte har lav utnyttelse og høye utslipp.
  • DNVs nye konsept, Opera, skal distriburere og generere kraft til hele klynger av offshorefelt.
  • Ved høy utnyttelsesgrad og rasjonell drift av systemet skal det ifølge DNV kunne kutte utslipp med opptil 40 prosent.
  • Konseptet består av en flytende kraftstasjon med et elektrisk distribusjonssystem.
  • Distribusjonen skjer ved hjelp av kabler på havbunnen. Transformatorer øker spenningen før kraften distribueres.
  • For å sikre et pålitelig system blir produksjonsenheter knyttet sammen parvis.
  • Systemet skal kunne brukes på flere typer skrog, avhengig av vanndybden.
  • Opera er verifisert av Kema, som er en del av DNV

 

Når olje- og gassindustrien inntar mer ekstreme områder, kan det by på større utfordringer å kombinere ansvarlig med kostoptimal drift.

Blant annet vil det være et økende kraftbehov offshore, som i dag hovedsakelig dekkes av gassturbiner på hver enkelt plattform.

I dag er konvensjonelle flytende produksjons- og lagringsenheter (FPSO) normalt utstyrt med fire gassturbiner.

En brukes gjerne på full kapasitet, mens de gjenværende tre reguleres for å møte det varierende kraftbehovet, eller står som reservekraft.

Som oftest opererer gassturbiner på redusert effektivitet, som resulterer i økte utslipp. DNVs konseptstudie beskriver hvordan plattformer kan knyttes sammen og dele et effektivt offshore kraftverk.

Les også:

Denne dingsen finner olje ved å lage lyn

OD anbefaler elektrifisering av Utsirahøyden  

Knyttes sammen

– DNV har studert hvordan plattformer kan dele et mer effektivt kraftverk ved å knytte dem sammen i et elektrisk kraftsystem, tilsvarende slik det gjøres på land i dag. I tillegg til reduserte utslipp kan dette alternativet frigjøre verdifull plass på plattformene, siden plattformenes lokale kraftproduksjon til olje- og gass-prosessering kan elimineres, sier Sven-Erik Børresen, seniorkonsulent i DNV.

Dette arealet kan utnyttes til andre verdiskapende formål, som installasjon av redundans i prosessering av olje og gass, mulighet for økt sikkerhet, tilrettelegging for fremtidige tilknyttende felt eller annen optimalisering av produksjonskapasiteten.

Det nye kraftsystemet kalles «Offshore Power system for the new era», eller OPera.

Krever mer kraft: Med økt bruk av havbunnsprosessering, vil det være et økende kraftbehov. DNV

Lønnsomt i Brasil

For å detaljere konseptet, valgte DNV et case-eksempel, nemlig utviklingen av presaltområdet offshore Brasil. Her skal det bygges flere felt, som nærmest ligger i klynger.

Produksjonen skjer i hovedsak via FPSO-er, og havdypene er på rundt 2000 meter. Flere av feltene ligger i tillegg 300 kilometer fra land, og kraftbehovet til FPSO-ene er stort.

DNV endte med å foreslå en kraftstasjon med en kapasitet på 700 MW bestående av sju gassturbiner og tre dampturbiner som utnytter varmen fra gassturbinene.

Både gass- og dampturbinene er koblet til generatorer som produserer elektrisk kraft. Beregninger DNV har gjort, viser at dette gir en mye høyere virkningsgrad enn tradisjonell kraftgenerering benyttet offshore i dag.

Den kombinerte syklusen øker effektiviteten av kraftgenereringen med rundt 16 prosent, sammenlignet med konvensjonelle gassturbiner. Systemet gir også en utslippsreduksjon på opptil 40 prosent, som følge av at systemet kan driftes mye mer rasjonelt.

– Vi ser at det vil være økonomisk mulig å gjennomføre dette i presaltområdet. Økt gassalg som følge av en mer effektiv generering av strøm offshore gir merinntekt. Dersom en ser for seg et regime med CO2-avgift, slik som i Norge, vil man også få betydelig reduksjon av CO2-kostnader, sier Tore Langeland, seniorfors-ker i DNV.

Les også:

Slik blir havbunnsfabrikken

Her gjør Statoil noe ingen andre har gjort før  

Også i Norge

Plattformen med kraftverket kan kobles direkte på gasseksportsystemet via et stigerør, og dermed gi en stabil forsyning av gass til kraftproduksjon.

Dersom det ikke finnes eksisterende infrastruktur i området, kan den alternativt ta imot gass direkte fra en produserende installasjon.

Distribusjonen av strøm skjer gjennom kabler på havbunnen fra kraftstasjonen. For Brasil-caset vil transformatorer øke spenningen fra generatorspenning før kraften distribueres, ved hjelp av 132 kV AC-kraftkabler.

For å sikre et pålitelig system blir FPSO-er koblet sammen parvis i sløyfe med den sentrale krafthuben.

Øker spenningen: Transformatorer øker spenningen før kraften distribueres ved hjelp av 132 kV AV-kabler. DNV

Fleksibel design

DNV mener også at konseptet kan benyttes på norsk sokkel, som for eksempel på Utsirahøyden, hvor de ulike feltoperatørene og partnerne skal i gang med utbyggingen av flere felt, deriblant Johan Sverdrup.

– For Utsirahøyden er likevel krafttilførsel fra land et mer realistisk alternativ, men da med fortsatt behov for en offshore transformatorstasjon, sier Langeland.

Et tredje alternativ kan være en offshore krafthub som også er knyttet til land, med mulighet til å forsyne kraft begge veier.

DNV har beregnet at kraftverket kan baseres på flere typer skrog, avhengig av vanndybden.

I ekstreme vanndybder kan en halvt nedsenkbar plattform være en design som vil kunne brukes.

– OPera er et resultat av et av DNVs innovasjonsprosjekter. Med dette arbeidet ønsker vi å være en aktiv bidragsyter i diskusjonen, og vil hjelpe med løsninger og innspill til utfordringer som bransjen måtte ha. Dette kan ses som en brikke i vurderingen av elektrifiseringen av sokkelen i Norge, sier Langeland.

Les også:

– Krafteksport øker CO2-utslippene

Frykter enorme strømbrudd etter solkraft-boom

Denne dråpen er et kraftverk

Nye solceller kan gi billigere strøm