隨著全球減排的要求，運營商正在緊急尋找“綠色”生產(chǎn)平臺的方法。特別關(guān)注的是計劃在巴西近海部署的新的FPSO和即將部署的FPSO。
實現(xiàn)這一結(jié)果的一些最有希望的途徑包括重新審查發(fā)電技術(shù)，在這方面，運營商希望通過使用聯(lián)合循環(huán)電力系統(tǒng)來為系統(tǒng)“供電”，并用全電動驅(qū)動器和電機(jī)取代燃?xì)廨啓C(jī)。在某些情況下，他們實際上正在擴(kuò)大燃?xì)廨啓C(jī)的規(guī)模，以實現(xiàn)更高的效率，從而降低排放。
傳統(tǒng)上，海上E&P行業(yè)使用開放式循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，因為它們操作簡單、重量輕/占地面積小，并且成功使用的歷史悠久。
但其中許多渦輪機(jī)，尤其是老式渦輪機(jī)，是大量碳排放的來源。FPSO上消耗的大部分能量通常由相關(guān)氣體提供，該相關(guān)氣體由燃?xì)廨啓C(jī)消耗用于發(fā)電或用于機(jī)械驅(qū)動;或壓縮用于加工、輸出或再注入目的。所有這些系統(tǒng)都提供了減少排放的機(jī)會。但僅發(fā)電一項通常就代表了最近一代FPSO60%以上碳排放的來源，因此為減排提供了最大的機(jī)會。
總的來說，減少新的和即將推出的FPSO的排放的戰(zhàn)略可以分為三種戰(zhàn)略。一種是采用更大、更高效的燃?xì)廨啓C(jī)，從而提高上部功率密度并減少占地面積。這種選擇既能帶來經(jīng)濟(jì)效益，又能帶來環(huán)境效益。第二種選擇是部署電動馬達(dá)壓縮機(jī)，作為(舊的)燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動壓縮機(jī)的替代品，這也有助于減少排放，同時提高功率密度。這兩種選擇可以與聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)相結(jié)合，在某些條件下可以提高效率并有助于降低生命周期成本。
FPSO的全面電氣化可能會重點關(guān)注聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的使用。為了研究這些方案，貝克休斯公司的一個團(tuán)隊最近開發(fā)了一個生命周期成本分析模型，以比較典型大型FPSO(220 kbbl/d，87 MW電力需求)的發(fā)電和壓縮需求的替代配置。該模型既考慮了碳足跡/碳價格，也考慮了經(jīng)濟(jì)因素，即燃料氣成本。
正如論文OTC-32513中所述，研究結(jié)果表明，從開放循環(huán)轉(zhuǎn)向聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)時，碳排放可以減少約20%。該研究還發(fā)現(xiàn)，更大、更高效的燃?xì)廨啓C(jī)(>40 MW ISO)帶來了進(jìn)一步的好處，即總體成本節(jié)省了10%以上，尤其是與開放循環(huán)效率相比。
貝克休斯將有機(jī)會在巴西近海實施其中一些設(shè)計舉措。它最近贏得了MODEC的合同，為Equinor位于presalt Campos盆地的BM-C-33項目的FPSO提供聯(lián)合循環(huán)技術(shù)。這項新技術(shù)有望減少該項目的碳足跡。BM-C-33浮式生產(chǎn)儲油船將采用聯(lián)合循環(huán)發(fā)電解決方案，預(yù)計將減少20%以上的碳排放。該訂單包括渦輪機(jī)設(shè)備，包括LM2500燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)和蒸汽渦輪發(fā)電機(jī)技術(shù)，用于安裝在BM-C-33 FPSO上的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電解決方案。
今年5月，Equinor向MODEC授予了一份工程、采購、施工和安裝活動的總包合同。預(yù)計交付日期為2027年。對于這種FPSO，貝克休斯公司預(yù)計，與具有相同功率需求的開放循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的類似FPSO相比，碳排放量將減少20%以上。這是繼2020年獲得Bacalhau FPSO獎后，貝克休斯為MODEC和Equinor在巴西深水開發(fā)的第二個聯(lián)合循環(huán)發(fā)電FPSO項目。對于BM-C-33項目，Equinor及其合作伙伴預(yù)計FPSO在油田使用壽命內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)低于6公斤/桶油當(dāng)量的碳強(qiáng)度目標(biāo)，而全球行業(yè)平均水平為每桶16公斤二氧化碳。
巴西國家石油公司還計劃為其即將推出的FPSO中的至少兩個進(jìn)行電氣化。
在最近于休斯頓舉行的OTC會議上，公司官員介紹了他們向全電動FPSO概念邁進(jìn)的計劃，從即將推出的P-84和P-85 FPSO開始。
這些FPSO將部署在桑托斯盆地的Atapu 2(P-84)和Sépia 2(P-85)油田。這兩個平臺將采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，每個平臺的生產(chǎn)能力為22.5萬桶/日，石油和天然氣處理能力為1000萬立方米/日。最值得注意的是，F(xiàn)PSO的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計將包括巴西國家石油公司的全電動概念，該概念在很大程度上依賴于用電動機(jī)驅(qū)動所有旋轉(zhuǎn)設(shè)備——這是巴西海上大型FPSO的第一次。
這個概念背后的想法是在每個即將到來的 FPSO 中有一個單一的能源中心，將比那些安裝在現(xiàn)有浮體中的能源中心大約60% 。公司官員表示，F(xiàn)PSO的設(shè)計包含了更高效的發(fā)電系統(tǒng)和完全優(yōu)化的加工廠設(shè)備，因此代表著平臺減排技術(shù)向前邁出的關(guān)鍵一步。重要的是，巴西國家石油公司官員表示，這些設(shè)計不僅會減少排放，還會增加鹽下地區(qū)的產(chǎn)量，從而提高這些儲量的價值。
這兩個FPSO還將結(jié)合其他減排系統(tǒng)和技術(shù)，基于MACC(邊際減排成本曲線)方法和巴西國家石油公司自己的低碳戰(zhàn)略。除了減少發(fā)電排放外，該戰(zhàn)略還重點關(guān)注其他典型的FPSO排放源，如燃燒、排放和逸散氣體。將通過回收貨艙和加工廠的排放氣體實現(xiàn)零常規(guī)排放。通過封閉式火炬系統(tǒng)回收氣體，實現(xiàn)零常規(guī)火炬燃燒。
減少排放的其他措施包括為泵和壓縮機(jī)使用變速驅(qū)動器;設(shè)計用于低無組織排放的閥門;以及從所生產(chǎn)的氣體中捕獲、使用和地下儲存CO2。巴西國家石油公司表示，其中許多減排設(shè)計將是這種規(guī)模的大容量FPSO的首次。這不僅包括全發(fā)電廠的概念，還包括更深層次的海水取水系統(tǒng);貨艙的氣體覆蓋;以及對注水泵進(jìn)行變速控制。巴西國家石油公司表示，由于這些設(shè)計變化，GHG排放強(qiáng)度將比以前的FPSO設(shè)計減少約30%。
據(jù)報道，中國海洋石油工程公司(China Offshore Oil Engineering Corporation)和Seatrium(勝科海洋/吉寶海洋公司(Keppel Offshore&Marine)合并后的實體)這兩家主要造船廠正在為P-84和P-85 FPSO的建造制定商業(yè)提案。這些提案原定于7月底提交。預(yù)計到2028年，這兩個FPSO都將到位并投入運行。而且，新的FPSO設(shè)計即將問世，有望實現(xiàn)更大的減排。
在OTC，馬來西亞工程集團(tuán)MISC首次推出了其新建的MMEGA FPSO設(shè)計，該公司表示，該設(shè)計有可能將典型的二氧化碳排放量減少近40%。MMEGA的設(shè)計基于深水和超深水油田的第五代FPSO，據(jù)說可以提供高產(chǎn)能和更長的油田壽命，該公司聲稱最長可達(dá)35年。減排將來自于包括一個與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電相結(jié)合的封閉火炬系統(tǒng);用于壓縮的全電動驅(qū)動系統(tǒng);以及天然氣回注。
分散系泊MMEGA設(shè)計包括一個雙面單底船體，可容納八個上部模塊，在左舷有一個立管陽臺，最多可支撐51個立管槽。
其上部工藝和公用設(shè)施系統(tǒng)將設(shè)計用于處理225000 bbl/d的石油、424 MMcf/d的天然氣、250000 bbl/d的注水和處理井流中高達(dá)60 mol%的二氧化碳。
儲油量為200萬桶，可在24小時內(nèi)卸載100萬桶。據(jù)說，“巨型模塊”的頂部設(shè)計可以最大限度地減少接口，還可以改善系統(tǒng)集成。其他聲稱的好處是減少了總體工程、采購、施工、安裝和調(diào)試時間表，并優(yōu)化了資本支出。MMEGA表示，它已經(jīng)獲得了原則上的批準(zhǔn)(AiP)和ABS對該設(shè)計的SUSTAIN-1注釋。
