电气化：与天然气竞争还是互补？

去年有许多能源转型计划和承诺，其主要目标是迈向更绿色的未来。在全球能源市场面临地缘政治和环境挑战影响的同时，我们必须继续采取行动。过程电气化可能是石油和天然气巨头加速其投资组合和运营中的能源转型的解决方案。过程电气化是温室气体法规和欧洲 LIFE 清洁能源转型等项目资金增加推动的主要趋势。然而，难以减弱的行业的电气化通常被认为是对天然气的威胁。与此同时，可再生能源的间歇性和高峰需求电价会阻碍这种电气化。解决这个问题的方法是改变这种“天然气与电气化”的二元对立方法，取而代之的是，将天然气的作用定位为过渡和补充能源y.工业中各种过程的电气化已经开始发展。它涵盖工业应用（如 FPSO、液化天然气和管道）中压缩机或泵等机械驱动的电气化，以及炼油厂和石化和混合工艺应用中各种加热器或锅炉的电气化。电气化在效率、维护方面带来好处和正常运行时间。在某些情况下，最终结果也是从化石燃料（通常是天然气）转向脱碳电力供应。例如，可以通过将可再生能源整合到工业设施中，从而减少范围 1 和范围 2 的排放，从而使工业流程可持续发展。电气化有助于实现可持续发展目标，主要行业正在采用灵活的、部分电气化或完全电气化的方法。随着新数字产品的开发，可以管理不断增长的电气基础设施的复杂性，例如电力需求比基本负载（过程电气化之前）增加了 4 到 10 倍，同时通过管理设施内的各种电源（包括可再生能源、传统能源和公用事业的混合电源）来显着节省运营成本。这里有机会天然气将自己定位为灵活性推动者；以加速电气化趋势并确保其未来。引入了管理混合动力组合的概念，这可以帮助最终用户同时实现可持续发展目标和 OPEX 目标。

过程电气化的潜力

麦肯锡进行的研究表明，工业能源消耗的 44% 左右应用程序是能源消耗的燃料，在某些 O&G 应用程序中，这个比例可能要高得多。高达约 400°C，可在市场上买到替代明火加热器的电产品。中低温热需用电热泵及电动机械用于蒸发的物理蒸汽再压缩 (MVR) 设备已在一些工业场所使用。用于工业热需求高达约 1,000°C 的电炉在技术上是可行的，但尚未在商业上适用于所有应用。玻璃行业已经有很多参考资料（温度在 1100°C 范围内）。巴斯夫正在开发温度高达 850°C 的石化裂解炉，并计划在六年内将其投入使用。通过配备变速驱动 (VSD) 系统的大型电动机（10MW 及以上）为压缩机供电正变得越来越普遍。这一过程中最关键的一点是电力供应。是从外部采购还是内部采购？它能否被清洁能源或具有碳捕获、利用和储存 (CCUS) 的高效联合循环发电厂所渗透。这也将通过零排放或有限排放来改善环境影响。

proc 的步骤ess 电气化

在商业方面（电力经济学）取得平衡至关重要，因为电价会影响过程电气化的经济性。例如，在偏远的气田中，最实用的解决方案可能是使用天然气直接驱动或由项目天然气提供动力的中央燃气轮机发电。但是，这无助于实现碳排放量的减少。炼油厂等资产的电气化应被视为一个长期旅程，您需要在主要阶段获得正确的支持。这种长期电气化的好处不仅仅是减少温室气体排放。电气化可以实现更好的控制，从而提高效率。它通过更好的 MTBF 降低维护成本，支持远程操作，并允许在电网连接的情况下实现电网平衡的货币化。

但电气化并不意味着消灭天然气

当连接到公用电网和/或可再生能源发电远m，在一天或一年中，有时电力可能充裕且便宜，有时电力会非常昂贵，公用事业公司可能难以为优先客户供电。能够在燃气加热器和电加热器之间灵活切换是优化能源账单和温室气体排放以及将能源灵活性货币化的绝佳机会。在一些其他应用中，例如 FPSO，将主要推动电气化通过效率和改进的控制。与许多驱动单个机械负载的小型燃气轮机相比，更大的发电量和电动机驱动的压缩机将更加灵活和可靠。

电力生产的未来

过程的完全或部分电气化可以通过以下方式实现三种选择，第一种是热泵而不是再沸器和冷凝器。其次是电加热而不是蒸汽或燃油加热器，第三是电动机而不是蒸汽米或燃气轮机。在所有情况下，减少温室气体排放，提高设备效率。电气化的关键考虑因素应结合部分和灵活的电气化，以开发准确的电力、蒸汽和燃气模型，并模拟每个实际操作方案，执行可靠性和可用性研究，将数据与基本方案进行比较，并列出运营成本、能源效率和排放方面的收益。在绿地方案中，建议通过确保在初始设计阶段探索部分或全部电气化的潜力所有可预见的因素都已得到解决并预先考虑。目前使用热能来满足其过程加热要求的现有工业设施通常可以通过现有技术实现 50% 的电气化。关于作者 Eric Koenig，施耐德电气能源与化学品战略副总裁和 Shailesh Chetty，T施耐德电气能源管理技术负责人。