Vindparktilkopling til offshore installasjonar

Transkript

1 Vindparktilkopling til offshore installasjonar Harald G Svendsen

2 Motivasjon for elektrifisering med vind Store CO 2 -utslepp frå olje- og gass-aktivitet (15 av 52 Mt CO2) Må ned for at Noreg skal oppfylle klimamål Redusere drivstoff-forbruk, redusere vedlikehald av gassturbiner Kabel til land fjernar offshore utslepp, men er dyrt Og må kombinerast med ny fornybar for å unngå auka utslepp på land Offshore vind kopla til olje/gass-plattform er teknisk mogleg og økonomisk gunstig 2

3 Elektrifisering natural gas electricity consumption turbine batteries electrolysis fuel cell H 2 Standard løysing i dag Lokale gassturbinar med låg verkningsgrad Landstrøm og vindpark, med felles kabel Vindkraft og naturgass inkludert batteri (brukt...og større som reserve, energilager, for å tillate nedstenging av f.eks. hydrogen gassturbin) (erstattar gassturbin?) Karbonnøytralt drivstoff til gassturbin 3 cable to shore wind farm Ja takk, litt av alt?

4 Viktige særtrekk for olje- og gassplattformar Extreme requirements to availability of power Redundancy requirement implies running with more units than actually needed => Lower efficiency of gas turbines Cost of blackout is extreme => Difficult to introduce new, non-proven, solutions Wind turbines as well as single loads will have power rating comparable to gas turbine generators => Frequency and voltage transients may be a challenge

5 Frekvens- og spenningsstabilitet eksempel Voltage transients following loss of 100 MW wind power 36kV grid: +7.9% 110kV grid: +9.4% hybrid-system vind+gass 13km P5 P4 13km 1.75km P1 12km 14km P3 20 x 5 MW P2

6 Stabilitet utan gassturbinar mindre roterande masse Utsleppsfri kraftforsyning 13km P5 stabilitet og spenningskvalitet avhengig av styring av kraftelektronikk vindpark 13km 1.75km P4 P1 12km 14km P3 storage batteri hvdc-omformar (dersom dc-kabel) 20 x 5 MW P2 cable?

7 Optimal driftsstrategi Energi og CO 2 Vind erstattar gass Slå av gassturbin ved tilstrekkeleg vind (redusere drift ved låg verkningsgrad) Treng kanskje reserve på tomgang likevel? Gode prognosar viktig digitalisering... System med vind+gass: Opp til 40% reduksjon i CO 2 Eksempel: 7

8 Batteri Battery can supply power while standby gas turbine starts in case of sudden loss or reduction in wind power production => Reduced risk for blackout A running backup is not needed => Increased fuel saving => Less wear and tear Percent fuel consumption Fuel consumption MW rating 0 MW 0.5 MW 1 MW 1.5 MW 2 MW 2.5 MW 3 MW 3.5 MW 4 MW Battery power rating Storage energy ratining (MWh)

9 Elektrisk nett eitt steg om gongen Optimale investeringar her og no som tek omsyn til at ulike ting kan skje framover i tid (stokastisk nett-optimalisering) 9

10 LowEmission Research Centre for a Low Emission Petroleum Industry on the Norwegian Continental Shelf Vision Move towards Zero Emission Oil and Gas Production Mission Promote development and implementation of low emissions technologies with 40 % reduction in emissions for existing fields & move towards 2050 goal of zero emissions for future fields, and thereby improve Competitiveness of Norwegian oil & gas industry 10 About the Centre Led by SINTEF, NTNU strategic partner Petrocentre (funded by RCN and Industry) Budget 30 M/year for 8 years: Time period:

11 11 Proposed research topics

12 Teknologi for et bedre samfunn

13 Elektrifisering turbine batteries natural gas electrolysis fuel cell H 2 consumption cable to shore wind farm 13

14 tema 1. Motivasjon: Klimamål, CO2, drivstoffkostnad 2. Elektrifisering: Landstrøm vs isolert system (gass->strøm+ny fornybar produksjon) 3. Energi og CO2: Vind+gass / vind+gass+batteri / +kabel 4. Stabilitet (meir kraftelektronikk, mindre roterande masse) 5. Energilager 6. Nordsjønett 7. Lavutslippssenter 8. Oppsummering: potensialet (CO2) 14