技术与创新,沙特阿美的能源转型之路
沙特阿拉伯石油公司(以下简称沙特阿美)是一家有着87年历史的国家完全控股石油公司,业务包括油气勘探开发、炼油、石化、营销、国际贸易等,拥有世界上最大的陆上油田和海上油田,已连续32年在美国《石油情报周刊》公布的世界最大50家石油公司综合排名中位居第一。
在当前能源转型大背景下,国家石油公司面临的转型压力较国际大石油公司要小。这是因为国家石油公司所在国多数是发展中国家,国有石油公司除了要承担本国经济发展的责任外,还要承担社会稳定、低碳发展的责任。作为资源国国家石油公司的代表,沙特阿美在坚持发展优势油气产业的同时,依靠技术创新和扩大天然气业务,实现油气业务的低碳化发展。
维持油气业务国际领先的规模和效率
沙特阿美尚未公布“净 零”排放目标,公司计划保持在范围1(油气生产过程中的碳排放)和范围2(外购原材料生产时产生的碳排放)上游碳强度方面的领先地位,寻求单位碳氢化合物生产最低碳足迹。长 期以来,沙特阿美坚持使用先进的技术和现场管理方法,使公司成为 全球上游碳强度最低的石油公司之一。
沙特阿美认为,技术和创新是保证未来更有效地获取更多能源的关键。沙特阿美主要在两大领域实现能源生产低碳化 ,一是投资CCUS、非金属建筑材料、直接将原油转化的化学技术等碳氢化合物的非可燃替代用途;二是将碳氢化合物转化为氢气后再转化为氨,同时捕获过程 中产生的二氧化碳。
此外,沙特阿美还将持续扩大天然气业务。公司计划通过增加产量和投资额外的基础设施,以满足国内对低成本清洁能源的巨大且不断增长的需求。2021年上半年,沙特阿美在沙特发现4个新油气田,其中3 个有丰富的天然气储量 。预计到2036年,沙特阿美天然气产量将达到 6.51亿立方米/日。
技术和创新是保证未来更有效获取能源的关键
沙特阿美利用先进的技术已经成为目前油气行业碳足迹最低的公司之一。2019年,沙特阿美加入了世界银行“2030年常规火炬零排放”行动计划,将积极发展氢能、可再生能源发电、碳捕集及利用等新业务,并保证2030年实现天然气零燃除。
面对低碳未来,沙特阿美将采取增加天然气储产量,利用天然气制氢;收购大型化工公司、开发自有技术,布局化工、新能源领域;开发超级计算机、智能机器人等措施降低能耗、提高能源利用率以实现减排目标。
在传统油气生产领域,虽然沙特阿美并未采取激进的能源结构转型策略,但注重在上游业务减碳,已成为业内碳排放强度最低的原油生产商和甲烷排放强度最低的公司。2020年,公司油气产量为1240万桶/日,上游碳排放强度约为10.5千克二氧化碳/桶油当量,全年排放二氧化碳6700万吨,甲烷排放强度为0.06%。与此同时,沙特阿美计划在未来几年投资1100亿美元开发Jafurah气田(蕴藏天然气5.66万亿立方米)。此外,沙特阿美将不再把天然气以LNG的形式出口,而是将其用于制造蓝氢。在CCUS 领域,沙特阿美2010年就已开始探索各种捕集二氧化碳的方法,包括溶剂吸收、固体吸附,低温蒸馏、膜分离和富氧燃烧。沙特阿美将碳捕集技术应用于油气开采业务。其Hawiyah气体厂处理后的二氧化碳将通过管道运往Uthmaniyah油田,经过油田的碳处理提高采收率系统后注入油藏,既减少了碳排放,又提高了原油采收率。沙特阿美还将捕集的二氧化碳通过化学方法转化为化工新产品。如利用Converge 技术,其二氧化碳共聚物生产线可高效、低成本地将回收的二氧化碳转化为清洁的高附加值产品。2018年,沙特阿美与清华大学合作开发“新一代燃料零排放高效内燃机”,通过燃料开发、先进燃烧模式、发动机结构和排气后处理系统的协同优化,开发满足美国加利福尼亚州2023年排放法规的内燃机。该项目还将采用二氧化碳捕集和生物质能技术,实现发动机近零碳排放。
在氢能和风能领域,沙特阿美正处于起步阶段,多数是与其他公司合作开发。在氢能方面,公司的新能源业务以制氢、蓝氨和可再生能 源发电为主,并计划在2023年前投资500万美元,使可再生能源发电装机容量达到10吉瓦。在风能方面,沙特阿美与美国通用电气于2017 年合作建设的沙特首座风电场竣工,其发电装机容量为2.75兆瓦,可为当地250户居民提供充足电力,减少碳排放699.86吨。
在人工智能与数字化低碳技术领域,沙特阿美已实现油田电动潜油泵决策的自动化。在Khurais油田,建议性分析工具会自动调节速度以确保最佳操作,该方式已推广到现场400多口油井,减少能耗20%。另外,利用机器学习预测性分析和规范化分析,Khurais油田还开发了系统优化锅炉中的燃气。该系统每年可节省大量燃气,并减少碳排放 8%。另外,沙特阿美正在打造一座支持数字和技术领域项目的产业园区——LAB7 园区,涵盖能源和可持续发展、先进制造业、数字化转 型3个领域的项目。创新园展示了生物技术领域的一项新进展——碳捕集树,该技术利用有机藻类模拟树的能力,可提高空气质量、减少污染,且工作效率更高。另外,该园区还设有人造树,配备有模拟树叶的圆锥形风力涡轮机,可捕集极微弱的风力用于发电。
沙特阿美还将构建第四次工业革命中心,即一个先进的研究和运营中枢。该运营中枢将采用各种数字化技术,接收超过50亿条/日来自沙特阿美在沙特各地运营点的数据,还可访问数百万份工程图纸,以及检查和维护数据。通过结合运营类大数据、强大的计算能力、最先进的 人工智能和机器学习工具,可帮助沙特阿美预测和提高资产的性能、安全性和可靠性。
沙特阿美作为沙特唯一的国有油气生产商,一直注重通过技术和创新对传统油气产业进行低碳化转型发展。沙特阿美认为,碳循环经济是在全球减少碳排放的同时确保经济持续增长的最佳体系。
沙特阿美通过布局新技术、减少碳排放、提高燃油效率、节约用水以及研发绿色新材料等方式,推动碳循环经济体系运行。同时,还利用人工智能和大数据等技术检测企业能耗和优化作业方案、改进地震检测数据处理和分析能力、优化采油方法及提高油井产能等方式减少碳排放,实现油气业务的低碳化可持续发展。
编辑:王琳琳
校对:蒋伊湉
审核:王勇 卢向前
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