7 - Kort om alternative teknologier for kraftforsyning og utslippsreduksjon

I tillegg til kraft fra land finnes det andre løsninger for å redusere klimagassutslippene fra petroleumsinnretninger.

Dette kan være både alternative metoder for kraftforsyning som erstatter turbindrift, CO₂-fangst og -lagring fra turbineksos og mer effektiv utnyttelse av energien som produseres i gassturbinene. Noen tiltak er i bruk eller planlegges tatt i bruk, mens andre tiltak krever videre utvikling og testing før de kan tas i bruk.

7.1 Kraft fra havvind

Her omtales havvind som et tiltak for å forsyne petroleumsinnretninger med kraft. Havvind kan være både bunnfaste og flytende innretninger. Hywind Tampen er en flytende vindpark som skal plasseres i Tampen-området i den nordvestlige delen av Nordsjøen.

Det ble levert en utbyggingsplan for prosjektet i 2018 og det planlegges oppstart i 2022. Parken skal bestå av elleve turbiner på 8 MW hver med en samlet kapasitet på 88 MW.

Seks av de elleve vindturbinene skal levere strøm til Snorre A og de resterende fem til Gullfaks A, se Figur 7.1. Dette er foreløpig det eneste prosjektet i Norge der petroleumsinnretninger skal få kraft fra havvind.

Vindturbiner produserer ikke kraft når vindforholdene er utenfor vindturbinens arbeidsområde, ved for mye eller for lite vind. Derfor vil innretninger som forsynes med kraft fra havvind også være avhengig av alternativ kraftforsyning, oftest i form av gassturbiner.

Beregninger i forbindelse med Hywind Tampen viserat det foreløpig ikke er lønnsomt å forsyne petroleumsinnretninger med kraft fra flytende havvind
uten støtteordninger.

Dette kan imidlertid endre seg hvis det blir utviklet mer kostnadseffektive løsninger. Enkelte av feltene på sokkelen ligger i områder med relativt grunt vann, slik at det potensielt kan installeres bunnfast havvind i nærheten.

Et eksempel på et slikt område er den sørlige delen av Nordsjøen. Bunnfast havvind er i dag vesentlig mindre kostbart enn flytende, og kan gjøre kraftforsyning med havvind mer kostnadseffektivt.

Figur 7.1 Hywind Tampen. (Illustrasjon: Equinor)

 

7.2 Hybride løsninger og energilagring

Et energisystem som kombinerer en hovedkilde tilkraft med et energilager, kalles en hybrid løsning. I sin enkleste form er dette en gassturbin eller dieselmotor som hovedkilde til kraft, med batterier som kan lagre eller levere kraft etter behov.

Hybride løsninger kan være godt egnet i forskjellige sammenhenger. Et eksempel er dynamisk posisjonerte borerigger, der riggen holdes i ro med propeller under boring. Reservekraft kan da dekkes med en batteriløsning, noe som gir mer effektiv drift av dieselmaskinene på riggen og dermed lavere utslipp.

Dette er allerede tatt i bruk på noen rigger som opererer på norsk sokkel, og kan tenkes bruk på enda flere i fremtiden. Også på forsyningsskip er hybride løsninger aktuelt.

Flere forsyningsfartøy har blitt bygd om til hybrid drift. Systemet kommer spesielt til sin rett når skipet skal holdes i posisjon ved innretningen og deler av dieselkraften kan erstattes med batterikraft.

Hybride løsninger er så langt i liten grad tatt i bruk på produksjonsinnretninger, men det kan tenkes bruksområder innenfor variable laster og der det kreves reservekraft. Det kan også være aktuelt i kombinasjon med vindkraft.

Potensialet for utslippsreduksjoner ved bruk av hybride løsninger er begrenset, men løsningene kan i mange tilfeller implementeres til relativt moderate kostnader.

7.3 Hydrogen

Hydrogen kan være et alternativt energilager til batterier, men kan også potensielt være et hoved-drivstoff for elektrisitetsproduksjon i brenselcelle eller for turbindrift.

Hydrogen framstilles enten ved elektrolyse eller fra naturgass. Dersom hydrogen som framstilles fra naturgass skal brukes til å oppnå utslippsreduksjoner kreves det CO₂-fangst og -lagring.

Hydrogen er luktfri og fargeløs i atmosfærisk tilstand og den er svært eksplosiv. Fra et sikkerhetsperspektiv er det derfor avgjørende med god tennkildekontroll og, som en siste barriere, god ventilasjon.

Det studeres løsninger hvor hydrogen blir laget ved hjelp av flytende vindturbiner og lagret i tanker på havbunnen. Da kan brenselceller installeres på innretningen for å omdanne hydrogen til elektrisitet.

Dette eliminerer det plasskrevende lageret og mye av sikkerhetsrisikoen ved håndtering av hydrogengass. Per i dag finnes det ingen petroleumsinnretninger som bruker hydrogen for å redusere klimagassutslippene.

7.4 Karbonfangst fra turbineksos

CO₂ kan fanges både fra turbineksos og fra produsert gass og deretter lagres i egnede geologiske formasjoner (på engelsk «Carbon Capture and Storage», CCS). Fangst og lagring av CO₂ fra turbineksos er et alternativ til kraft fra land.

Fangstteknologien som er mest utviklet, fanger CO₂ etter forbrenningsprosessen ved bruk av aminabsorpsjonsteknologi. Denne teknologien er også testet på testsenteret på Mongstad, og er en kjent prosess med relativt moden teknologi.

Anleggene som er etablert for fangst av CO₂ fra turbineksos er store og tunge. Ingen slike anlegg har blitt koblet til innretninger på sokkelen. Fangst av CO₂ fra produsert gass benytter moden, og mer kompakt teknologi. Slik teknologi er i dag implementert til havs på Sleipnerfeltet og på land på Melkøya landanlegg.

For å gjøre de mulig å fange CO₂ fra turbineksos på innretninger til havs forskes det på løsninger som er mindre og lettere enn tidligere anlegg. Likevel er dette utstyr som er relativt stort og tungt. Siden hovedkomponentene i fangstanlegget må installeres tett på gassturbinen, er det ikke mulig å sette fangstanlegget på en egen innretning.

7.5 Varmekraft

Varmekraft innebærer at varmen i eksosgassen fra gassturbiner utnyttes til å drive en kraftproduserende turbin. På denne måten utnyttes varme som ellers ville gått til spille, og det produseres mer kraft  per Sm³ brenngass. Bruk av varmekraft øker dermed turbinvirkningsgraden, og gjør turbinprosessen mer energieffektiv.

Det finnes mange muligheter for energieffektivisering. Tiltakene varierer i omfang, kompleksitet, effekt og ikke minst kostnader. Potensialet for CO₂-reduksjoner og hvilke tiltak som er aktuelle å gjennomføre på en gitt innretning, varierer også betydelig.

Alderen på innretningene og resterende levetid betyr mye for effektiviseringsmulighetene. Generelt er nye innretninger mer energieffektive enn eldre, slik at energieffektiviseringstiltak kan ha størst potensiale på eldre
innretninger.

To viktige satsingsområder for forskning innen energieffektivisering på sokkelen er energieffektiv prosessering og mer effektiv reservoarstyring. Det er også et potensial for energieffektivisering ved å gjøre gassturbinene mer effektive. Energieffektivisering gjør at energien utnyttes bedre på innretningene. Dette er både god ressursforvaltning og et godt klimatiltak.