Her er løsningen som skal gi Edvard Grieg-plattformen varme

Når Edvard Grieg-plattformen i 2022 skal gå fra gassturbiner til elektrisk strøm, har Lundin valgt å dekke varmebehovet på feltet med elektriske kjeler.

Veien frem til avgjørelsen var ikke enkel, med en plattform som i utgangspunktet ikke var designet med løsninger for å omdanne kraft fra land til varme. Det ble lenge fryktet at operatør Lundin ville forsøke å komme seg unna kravet om å stenge ned gassturbinene.

I fjor kom likevel nyheten om at de hadde funnet en løsning som ville la seg gjennomføre, etter at de hadde vært gjennom kvalifisering av teknologien.

Løsningen er elkjelene til Flekkefjord-selskapet Parat Halvorsen, som er den eneste norske produsenten av denne teknologien. Til gjengjeld har de over 100 års erfaring med kjeler – og har produsert elkjeler i 60 år.

Elkjeler fra 1960

Parat Halvorsen ble startet opp i 1842 og hadde sin første leveranse av kjeler i 1920. Fra 1960 har de produsert elektriske kjeler, og de har også tidligere levert elkjeler til offshoreinstallasjoner.

Elektrode-prinsippet til de første høyspente kjelene ble utviklet i samarbeid med NTNU, som den gang het Norges tekniske høgskole (NTH).

– Prinsippet er en elektrode per fase som er i vann, og vannet leder strøm og motstand genereres i vannet. Der produseres varmen mellom elektrodene, og det er vannet som er selve varmeelementet. Det er et robust og godt produkt, som vi har finslipt siden 90-tallet, forklarer Martin Løvland, teknisk sjef i Parat Halvorsen, til Teknisk Ukeblad.

Han påpeker at kjelene har få bevegelige deler, så det er det er lite som blir slitt.

– Når man er så heldig at kan bruke strøm som varmekilde, så betyr det også lite vedlikehold og enklere vedlikehold, en oppside sammenlignet med gassturbin med eksoskjel. I tillegg til at det gir en besparelse av CO2-utslipp, legger han til.

To ganger 17 MW

Løsningen fra Parat består av to 17 MW høyspente elektrodekjeler, som skal produsere varmt vann på 190°C. Tilførselen til kjelene har en spenning på 11.000 volt, som er det som er tilgjengelig på plattformen.

I utgangspunktet kunne varmebehovet til Edvard Grieg vært dekket av én kjel, men to kjeler gjør både at de er sikret at plattformen kan holdes i gang om den ene er ute av drift, og at de kan fordele lasten mellom dem.

Kjelene skal monteres sammen på en solid stålkonstruksjon på cirka syv ganger ti meter. Her skal det være plass til kjelene, pumper med tilhørende rørsystemer og vekslere med tilkopling inn mot eksisterende varmesystem om bord på plattformen.

Elkjelene skal stå utendørs, og må være sertifisert for å kunne stå i et eksplosjonsfarlig område, EX sone II, i tillegg til å tilfredsstille Norsok-krav. Det er i tillegg strenge krav til materialvalg og frostbeskyttelse siden pakken blir stående ute i en saltholdig atmosfære.

Offshore-erfaring

Det er ikke første gang elektrodekjelene til Parat Halvorsen tas i bruk offshore. Den første var til et produksjonsskip i Mexicogulfen i 2009.

– BW Offshore tok kontakt med oss med behov for en elkjel. Vi hadde da levert elkjeler på land i en god del år. Siden den skulle fungere offshore, måtte vi da tilpasse den med de rette EX-klassifieringene, i tillegg til at utstyret måtte tåle å stå utendørs uten fare for korrosjon, forklarer Løvland.

Elkjelen har vært i drift siden, og har vært en god referanse.

– Den gjør at vi kan si at teknologien er kvalifisert offshore også. Vi har hundre års erfaring med kjeler, og et tiår med erfaring på elektrisk høyspentkjel offshore, påpeker han.

Det kom godt med da Equinor kom med en henvendelse om elkjel til Johan Sverdrup fase 2. Pakken til den femte Sverdrup-plattformen er allerede levert, og er for tiden under installasjon i modulen som bygges ved verft i Thailand.

Dette blir første gang elkjeler blir brukt som hovedvarmekilde på en fast innretning på norsk sokkel.

Ordren til Edvard Grieg fikk de i slutten av juni, så her jobber de foreløpig med innkjøp og detaljdesign. Bygging skal starte rundt årsskiftet.

Ettersom begge prosjektene skal forsynes med strøm fra samme kabel, er det oppstart på omtrent samme tid, i 2022, når områdeløsningen for Utsirahøyden i Nordsjøen skal være klar.

Eksisterende plattform

Selv om de nylig hadde bygget to elkjeler til Johan Sverdrup-prosjektet, er det mange tilleggskrav på leveransen til Edvard Grieg, som gjør at ikke alt kunne overføres fra det ene til det andre prosjektet.

– Pakken vi akkurat hadde levert til Sverdrup ga oss god erfaring med offshore-leveranser, som vi tar videre med i dette prosjektet. Men hovedforskjellen mellom de to, er at Johan Sverdrup er en ny plattform, designet med plass til kjelen innendørs. Edvard Grieg er en eksisterende plattform, hvor det kun er plass til elkjelene utendørs, i et eksplosjonsfarlig område, forklarer salgssjef Anita Bakken.

Derfor har valg av utstyr, materialer og frostbeskyttelse vært spesielt viktig, for å sikre at anlegget ikke har nedetid.

– Hvis elkjelene ikke fungerer, så stopper hele driften om bord. Dette må være så driftssikkert som overhodet mulig, påpeker hun.

Installeres på nytt dekk

Før Lundin tildelte Parat kontrakten ble det utført en studie av Aibel, hvor Parat Halvorsen bidro aktivt i en leverandørrolle.

– Her har vi jobbet frem spesialløsninger og tilpasninger av produktet, til de utfordringene som finnes på Edvard Grieg. Lundin har flinke folk på materialvalg, og vi har jobbet sammen med dem og kunnet dra nytte av deres erfaring, for å at våre kjeler og rørsystemer skal være optimalisert.

Mye av utfordringene på Edvard Grieg handler om plass og vekt. Løsningen de har kommet frem til er å lage et nytt dekk i det områdene hvor de eksisterende pumpene står, som kjelene skal installeres på toppen av.

De høyspente kjelene er kompakte, de tar liten plass og vil, sammen med stålstrukturen de skal installeres i, veie opptil 70 tonn.

Det er Aker Solutions som har fått oppgaven med å installere kjelene på plattformen.

Varme fra strømtopper

Selv om det om få år skal tas i bruk to sett med elkjeler i Nordsjøen, er dette teknologi som har vært brukt av industri på land i mange år.

– I Norge har vi jo vært kjent med fornybar energi siden 50-tallet. Det å bruke strøm til varme har vi gjort siden da. Derfor har vi vært så langt fremme på den teknologien, her har det vært et vanlig produkt i industrien tilbake til 60-tallet, forklarer Løvland.

Med elektrifiseringen av samfunnet, merker Parat Halvorsen en økende interesse. I Europa tas teknologien i bruk for å kunne utnytte overskuddsstrøm i nettet, som da blir konvertert til varme. Han nevner land som Danmark, Tyskland, Sveits og Nederland som eksempler.

– Etter hvert som mange land har fått en stor andel fornybar, har de tatt i bruk strømtoppene til varmeproduksjon. Kjelene kan gå fra minimumslast til full last på bare 30 sekunder, noe som er helt nødvendig for at de skal kunne brukes til å gjøre nytte av overskuddsstrøm. Danmark var tidlig ute, og elkjelene våre har blitt brukt til dette her siden 2010. Vi har nå levert mange titalls av den samme kjeltypen som nå skal til Nordsjøen, sier han.

Historien bak

Fra 2022 skal Edvard Grieg kobles på områdeløsningen for kraft fra land til Utsirahøyden. Det store spørsmålet har lenge vært hvordan plattformen skal få dekket sitt varmebehov. Lundin ønsket å fortsette å bruke gassturbiner, men et stortingsvedtak i 2015 satte en stopper for det.

Likevel var det lenge spekulasjoner om at oljeselskapet ikke ville skru av gassturbinene, til tross for vedtaket. Blant annet kunne Teknisk Ukeblad fortelle at alternativet med gassturbiner fortsatt ikke var lagt på hylla så sent som i 2017.

I fjor høst kom meldingen om at Lundin skal bruke elektriske kjeler til å dekke Edvard Grieg-plattformens varmebehov fra 2022.

– Lundin og partnerne vil bygge om Edvard Grieg-plattformen slik at både kraft- og varmebehovet dekkes med elektrisitet fra land. Det vil gi en utslippsreduksjon på omkring 200.000 tonn CO2 i året. I dag genereres kraftbehovet ved bruk av en gassturbin med varmegjenvinning. Fra 2022 dekkes varmebehov med el-kjeler, skrev selskapet i en melding.

Forklaringen på at det har tatt tid på å komme til avgjørelsen om hvordan de skulle skaffe til veie varmen som behøves i prosessanlegget, var at det har krevd kvalifisering av teknologi.