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光熱發(fā)電輔助石油萃取的模式與未來(lái)

發(fā)布者：本網(wǎng)記者Robin | 來(lái)源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 8164查看 | 2013-04-15 14:18:00

　　CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：光熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用以其最終產(chǎn)品形態(tài)劃分可分為發(fā)電和蒸汽兩大應(yīng)用領(lǐng)域。對(duì)發(fā)電來(lái)說(shuō)，企業(yè)出售光熱電站所發(fā)電能給電網(wǎng)公司一般都需要十分復(fù)雜的手續(xù)和流程，但對(duì)于蒸汽為最終產(chǎn)品的商業(yè)市場(chǎng)領(lǐng)域，則要簡(jiǎn)單很多。太陽(yáng)能輔助石油萃?。‥OR）就是這樣一個(gè)以蒸汽為最終產(chǎn)品的CSP市場(chǎng)。

CSP蒸汽驅(qū)采油

　　EOR的本義為提高石油采收率，目前全球的石油新增礦藏的儲(chǔ)量越來(lái)越少，原油開采越來(lái)越傾向于對(duì)已探明地質(zhì)儲(chǔ)量和較難開采的重油資源的深度開采。EOR技術(shù)即是通過(guò)向儲(chǔ)油層中注入驅(qū)油劑，改善油井及石油流體的物理化學(xué)特性，使其更易被開采。

圖：GlassPoint建設(shè)的某太陽(yáng)能EOR項(xiàng)目

　　以驅(qū)油介質(zhì)的不同又將EOR技術(shù)分為多個(gè)類別，其中，蒸汽驅(qū)是應(yīng)用最廣的一種技術(shù)。蒸汽驅(qū)的技術(shù)原理是：由注入井向儲(chǔ)油層連續(xù)注入過(guò)熱干蒸汽，通過(guò)蒸汽熱能對(duì)油層進(jìn)行加熱，降低原油粘度，大大增加石油采收率。

　　目前全球的蒸汽驅(qū)輔助石油開采的項(xiàng)目絕大多數(shù)均采用天然氣為熱源，伴隨天然氣價(jià)格的上漲、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的日益成熟和成本的逐步下跌，利用太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)來(lái)提高石油采收率逐步成為一大新興市場(chǎng)。

　　CSPPLAZA此前已對(duì)該領(lǐng)域做過(guò)多篇報(bào)道，其中提到的GlassPoint就是定位于太陽(yáng)能光熱輔助石油萃取市場(chǎng)的這樣一個(gè)企業(yè)，其主要業(yè)務(wù)即是為石油工業(yè)提供蒸汽或出售太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生設(shè)備，以替代傳統(tǒng)石油輔助萃取所消耗的大量天然氣。

　　GlassPoint公司CEO Rod MacGregor認(rèn)為，“如果你要利用CSP技術(shù)生產(chǎn)電力，你必須設(shè)法盡可能地最小化其度電成本，而蒸汽輪機(jī)的效率是度電成本主要的影響因素之一，蒸汽溫度又影響著蒸汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。為使CSP發(fā)電更加高效，我們需要獲得更高的運(yùn)行溫度，這就需要在技術(shù)方面進(jìn)行多方面的創(chuàng)新和改進(jìn)，在材料選擇上進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。但對(duì)于輔助石油萃取的蒸汽利用，獲得更高的蒸汽溫度毫無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。不同的儲(chǔ)油層對(duì)蒸汽會(huì)產(chǎn)生不同的壓力，每個(gè)特定的油井對(duì)溫度都有特定的需要。蒸汽的溫度過(guò)高，對(duì)石油開采作業(yè)無(wú)實(shí)際幫助，相反還會(huì)帶來(lái)一些破壞。該應(yīng)用一般需要的蒸汽溫度約在350攝氏度以內(nèi)。

　　利用太陽(yáng)能聚光集熱技術(shù)很容易獲得這樣的溫度。生產(chǎn)較低溫度的蒸汽不僅僅是簡(jiǎn)單的、更是廉價(jià)的。另外，這種應(yīng)用不僅僅在技術(shù)方面較為簡(jiǎn)單，在商業(yè)模式方面也要更加簡(jiǎn)單。

不同的商業(yè)模式

　　MacGregor解釋稱，“如果我的目的是生產(chǎn)電能，我可能不得不去尋求數(shù)億美元的股本資金和數(shù)億美元的債務(wù)融資，我不得不說(shuō)服所有人以尋求他們的幫助，然后我才能與公共事業(yè)單位去談電價(jià)，并為獲得一個(gè)不至于虧損的電價(jià)而努力?！薄耙?yàn)橐允垭姙槟康牡捻?xiàng)目的商業(yè)模式是資本密集型的、要想順利啟動(dòng)項(xiàng)目需要付出巨大的努力，銀行等金融機(jī)構(gòu)會(huì)問(wèn)你：“從現(xiàn)在起到未來(lái)10年內(nèi)該項(xiàng)目將如何運(yùn)營(yíng)？收益情況如何？誰(shuí)能為其擔(dān)保？”

　　相比之下，MacGregor說(shuō)，“如果是和一個(gè)石油公司合作，項(xiàng)目方不必使用債務(wù)融資，他們僅僅是購(gòu)買設(shè)備或服務(wù)而已，我們也不必求助于銀行，因?yàn)槲覀儾恍枰J款等任何的金融支持，我們的客戶可以為此埋單?！?/span>

　　這種項(xiàng)目也不會(huì)因裝機(jī)規(guī)模而對(duì)項(xiàng)目效益產(chǎn)生太大影響，其規(guī)模越小，發(fā)展越快，不論規(guī)模大小都能獲得很好的成本經(jīng)濟(jì)效益。而對(duì)于光熱電站開發(fā)，只有具備了一定的規(guī)模后才能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的成本效益。

　　MacGregor認(rèn)為，在發(fā)電方面，最小的具備經(jīng)濟(jì)效益的光熱項(xiàng)目裝機(jī)應(yīng)在50MW，在CSP輔助石油萃取領(lǐng)域，我們沒(méi)有最小裝機(jī)規(guī)模的限制，產(chǎn)出的任何一英熱熱量都能帶來(lái)實(shí)際收益，即便項(xiàng)目裝機(jī)很小。

　　GlassPoint目前為止已經(jīng)在加州有一個(gè)300KW的太陽(yáng)能輔助石油萃取項(xiàng)目在運(yùn)行，在阿曼有個(gè)7MW的項(xiàng)目，在中東其他地區(qū)正在洽談相關(guān)項(xiàng)目合作，其開發(fā)的項(xiàng)目大小規(guī)模不一。

對(duì)水的要求不同

　　CSP輔助石油萃取與太陽(yáng)能熱發(fā)電相比一是不需要產(chǎn)生太高的蒸汽溫度，另外一個(gè)方面的不同是兩者對(duì)水質(zhì)的要求，輔助石油萃取不需要太過(guò)純凈的水，比光熱發(fā)電對(duì)水的要求要低很多。這是因?yàn)槠鋵?duì)蒸汽純度的要求較低，因其不需用來(lái)沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)。

　　MacGregor說(shuō)：“在一個(gè)太陽(yáng)能輔助石油萃取應(yīng)用中，可以直接利用開采石油所產(chǎn)出的地下水，通過(guò)光熱技術(shù)將這些水轉(zhuǎn)化為蒸汽并應(yīng)用于石油開采。其對(duì)水質(zhì)的要求較低?！薄岸幢悴捎眠@種并不潔凈的水，其也并不會(huì)給設(shè)備帶來(lái)額外的成本附加，與采用天然氣進(jìn)行蒸汽發(fā)生所需的設(shè)備一樣?！?/span>

　　絕大多數(shù)的太陽(yáng)能熱發(fā)電公司使用不銹鋼建設(shè)管道，但如果使用油井開采的出水，由于其水質(zhì)已經(jīng)被軟化，其中含有的氯離子可能造成管壁腐蝕，我們就必須采用碳鋼等抗腐蝕鋼材避免氯離子的腐蝕。

特殊的玻璃屋

　　GlassPoint技術(shù)的標(biāo)志性概念是其為集熱系統(tǒng)搭建的玻璃屋，最初的設(shè)計(jì)考慮是為降低防風(fēng)設(shè)施的建造成本，MacGregor說(shuō)，“這同時(shí)為相對(duì)脆弱的反射鏡提供了防護(hù)，使反射鏡不需配裝復(fù)雜且笨重的支撐結(jié)構(gòu)即可。相對(duì)應(yīng)建設(shè)同等功率的光熱發(fā)電鏡場(chǎng)，其耗費(fèi)的金屬、鋼材、鋁等金屬材料的量?jī)H為一半甚至還少?！?/span>

　　MacGregor最初設(shè)想的目標(biāo)市場(chǎng)為加州的老油田，但在中東地區(qū)，沙漠油井的開采環(huán)境并不好，一輛大卡車經(jīng)過(guò)，就帶來(lái)塵土飛揚(yáng)，GlassPoint采用機(jī)器人在晚間對(duì)玻璃屋進(jìn)行清洗，雖然在白天依舊會(huì)覆蓋灰塵，但即便灰塵對(duì)太陽(yáng)光產(chǎn)生了一定的削減，石油輔助萃取的低熱量需求依然能輕易達(dá)到。

　　MacGregor說(shuō)，“雖然最初采用玻璃屋的設(shè)計(jì)設(shè)想是為抗風(fēng)，但在沙漠地區(qū)，其也意外地起到了保護(hù)CSP設(shè)備的作用?！?/div>

廉價(jià)的CSP選擇

　　與應(yīng)用于發(fā)電的CSP技術(shù)不同，在CSP輔助石油萃取領(lǐng)域，CSP相對(duì)采用天然氣進(jìn)行蒸氣發(fā)生更具成本效益，特別是在天然氣價(jià)格較高的地區(qū)。

　　MacGregor說(shuō)，三年以前，他的客戶還主要集中于相對(duì)較小的美國(guó)市場(chǎng)，那時(shí)美國(guó)的天然氣價(jià)格已經(jīng)很高，但海灣地區(qū)的價(jià)格很低。而如今，海灣地區(qū)的天然氣的日益短缺使得CSP蒸氣發(fā)生在成本上愈加具備競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)其測(cè)算，當(dāng)天然氣價(jià)格在5美元/百萬(wàn)英熱單位時(shí)，采用天然氣進(jìn)行蒸氣發(fā)生與采用CSP技術(shù)進(jìn)行蒸氣發(fā)生在成本上基本持平，如果高出5美元，則采用CSP技術(shù)更具經(jīng)濟(jì)效益，事實(shí)上，中東地區(qū)的液化天然氣現(xiàn)貨價(jià)格已經(jīng)攀至18美元/百萬(wàn)英熱單位左右。

終結(jié)天然氣浪費(fèi)

　　天然氣一直以來(lái)承擔(dān)著蒸汽驅(qū)輔助石油萃取這項(xiàng)龐大的任務(wù)，MacGregor說(shuō)，比如在加州某些地方，為輔助石油開采而燃燒掉的天然氣產(chǎn)能占比約為20%。這造成了天然氣資源的巨大浪費(fèi)。

　　MacGregor解釋稱，采用蒸汽驅(qū)技術(shù)，需要年復(fù)一年的向地下儲(chǔ)油層通入大量的蒸汽來(lái)輔助石油開采，你還必須在這幾年內(nèi)都使其保持在一定的溫度范圍內(nèi)，首次向地下油層通入蒸汽，在一到兩年內(nèi)可能不會(huì)產(chǎn)生明顯效果，七年后可能會(huì)達(dá)到最大采油量，隨后的相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，仍需不間斷地通入蒸汽，直到該油井的重油被開采完畢。這對(duì)天然氣的消耗是十分驚人的。

　　MacGregor預(yù)計(jì)全球?yàn)榇讼牡奶烊粴饬棵磕昙s達(dá)2萬(wàn)億英熱單位，其產(chǎn)生的二氧化碳排放對(duì)氣候的影響也難以估量。

　　MacGregor認(rèn)為，中東國(guó)家

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