【绿色低碳好技术】 第一期:低成本!低排放!高效率!美国太阳能EOR技术引领石油开采新变革!
发布时间:2024 - 05 - 24
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利用太阳能聚光集热提供稠油热采所需的蒸汽,即太阳能EOR(Enhanced Oil Recovery)技术。随着电力和天然气价格的逐步上涨,传统利用电加热或天然气辅助稠油开采的方法浪费电力和燃气,且不具备可持续发展性。太阳能EOR技术作为一种可持续的、绿色的能源技术,获得了广泛关注,市场将迎来飞速发展。
(稠油:科学定义是在油层条件下,黏度小于50mPa ·s或脱气后黏度大于100mPa ·s的原油。稠油的成因非常复杂,与普通原油最大的区别在于生物降解程度,降解程度越高越容易形成稠油。在此基础上,以10000毫帕秒、50000毫帕秒为分界点,又可以将稠油分为普通稠油、特稠油和超稠油。)
封闭槽式太阳能蒸汽技术
一、技术简介:
封闭槽式太阳能蒸汽技术以槽式技术为基础,独创的封闭型槽式聚光镜场有效解决了传统太阳能EOR技术高成本问题。
该技术项目系统外部类似一个玻璃温室,由玻璃和钢结构组成,采用大型曲面镜子全天自动跟踪太阳,温室内太阳光线被反射到装有水的锅炉管上,在 100bar 蒸汽压力下生成80%干度的蒸汽,符合稠油热采技术需求。在不中断运营的情况下,可减少高达 80% 的碳排放。
二、技术亮点:
- 突破传统:与传统的光热发电用露天槽式聚光镜场相比,该技术的亮点在于将太阳能聚光镜置于玻璃房结构中,玻璃房中保持高于外界的温度和压力,可防止灰尘进入,抵抗外部风沙等对聚光镜的侵蚀损坏。
- 三倍能量:使用光伏技术,60%的占地面积产生21%能源效率;该技术实现了73%占地面积产生66%能源效率。
- 日夜蒸汽:封闭式槽式设计的单位面积蒸汽产量比太阳能光伏(PV)板高出600%,比槽式或动力塔式设计高出 300%。白天,阳光用于加热熔盐罐。夜间,热熔盐可用于产生蒸汽。通过这种方式,封闭式槽式系统可以同时在白天和夜间输送蒸汽。
- 自动清洁:将镜子放置在“洁净室”内,免受灰尘和污垢的影响,温室围栏屋顶每晚由清洁系统自动清洁,提高系统性能并显著降低运营费用。
- 低成本高价值:封闭式槽式系统建造成本比带有外露镜子的系统要低得多,实现以尽可能低的成本提供零碳蒸汽;其次,利用太阳能生产蒸汽比燃烧化石燃料成本更低、更稳定,可帮助开发商免受燃料价格波动带来的损失,提高油田经济性;此外,该技术可降低稠油开采项目的天然气使用量,降幅达80%。
三、应用场景:
封闭式槽式技术可以满足工业用户的需求,尤其是偏远和恶劣环境中操作的用户,现已在加利福尼亚和中东的多个项目中大规模部署。
- 中东地区首个太阳能蒸汽项目——与阿曼石油开发公司(PDO)合作开发的阿曼苏丹国330MW太阳能热能项目,是世界上最大的太阳能发电厂之一,平均每天产生2,000吨太阳能蒸汽,为阿曼石油开发公司(PDO)运营的Amal油田提供了大部分所需的蒸汽。每年可减少用于产生蒸汽的天然气1,8974.61 亿英热单位,以实现热增采油采收率(EOR)。每年可节省二氧化碳排放量100,565 吨,突显了部署太阳能产生工艺蒸汽以帮助工业用户实现运营脱碳的巨大市场。
图:阿迈勒二世下一代封闭式槽式设计
四、政策延展
- 2020年9月,我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标,而采油炼油行业作为化石能源使用和温室气体排放的大户,降低热能使用量以及利用清洁能源替代化石能源的热能使用成为油田绿色发展的主要方向。
- 2023年3月,国家能源局印发《加快油气勘探开发与新能源融合发展行动方案(2023-2025年)》,提出在新疆、青海、甘肃等油气和太阳能资源丰富的地区,建设油气与太阳能同步开发综合利用示范工程,充分利用太阳能聚光集热及储热技术,实现油气生产过程的清洁化供热,助力低碳油气开发。同时要加大油气勘探开发与新能源融合发展技术创新攻关力度,重点推进油气产能建设项目配套的低成本太阳能光热利用。
- 2023年10月份,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、生态环境部等四部门发布《关于促进炼油行业绿色创新高质量发展的指导意见》,其中指出要加快绿色低碳发展,引导炼油过程降碳。积极引导清洁能源、绿电替代,推进现有燃煤自备电厂(锅炉)清洁能源替代,鼓励企业积极探索研究太阳能供热在炼油过程中的应用。
太阳能COR技术在绿色供能的同时可热电联供,成为众多油田推进能源转型的新选择,在国内历经首批示范并正迈向大规模商业化发展。
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