TEM,hegm ABB - Håvard Devold, 9-10.04.2014 Elektrifisering og Kraft fra Land Miljøvennlig og lønnsomt
Contents Why Electrification and Energy Efficiency How to electrify oil and gas installations Power from Shore references Why do we have these public discussions? Carbon Capture and Storage (CCS) Summary
Energy Efficiency Big savings potential in oil and gas
Energy Efficiency Classical Powering Challenges Typical power source Local generation Emissions Power from grid Availability Power from shore - Cost Typical power consumption 10-100 MW for new production field 250 MW new 7.5 MTPA LNG Plant 300 MW for large compressor stations (6->25 MPa, 150 Mscm/d)
Energy Efficiency Finding the toasters in your process
Energy Efficiency Asset management Electrical: Drive power, speed, torque, stall Process: Flow, Temperature, Pressure, Vibration Diagnostics: Wheel wear, Scaling, Motor electrical faults, Efficiency Operation failures down Maintenance costs down 20-40% Equipment lifetime up 20-50%
Why electrification? Electrification by power from shore Technology Environment Profitability Health and safety June 11, 2014 Slide 7
Why electrification? Electrification helps to save ~1.3 mio. tonn CO 2 per year Field CO2 NOX Troll 230 000 230 Valhall 400 000 250 Gjøa 250 000 200 Goliat 90 000 88 Matrin Linge 100 000 100 Troll 2 250 000 200 SUM: 1 320 000 1069 June 11, 2014 Slide 8
Why electrification? Benefits Gas turbines (typical) 1 unit in maintenance > 50% of time, cost ~18% of capex/yr. Unplanned shutdown ~ 6% of time Loss of capacity of 1-3 % 3-12 on-stream days lost Power from shore Higher availabilty 10 onstream days Tighter control - Lower recirculation 1-3% losses Maintenance cost down 80% Higher efficiency 1.5-3 times
Power from Shore How and where?
Power from (to) Shore solutions HVDC HVDC AC AC HVDC June 11, 2014 Slide 11
Technology, AC DC Standalone VS Distance Effect (MVA) 300 250 Statnett Ormen Lange Nyhamna 420 kv 4 km > 300 MVA Utsira (Statoil, Lundin) 300MW, 220km, HVDC 200 150 Dagny 100 50 0 Mariner option Halul Goliat Troll A 45 kv 20 MVA 50 km Gjøa 90 kv 45 MW 100 km 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Distance (km) Total Hild 55MW, 170km Valhall HVDC Light 78 MW 290 km AC power transmission AC power transmission at low frequency or with reactive compensation along cable HVDC power transmission
Classic (Radial Feed) Power from (to) Shore Offshore Oil Platform HVDC Troll, Valhall, Luva, + + Windfarm E-On Oil Platform HVAC Gjøa, Goliat, Halul, + + HVAC <150MW <150km HVDC >50MW >150km HVDC >200MW >100km HVDC Station Onshore Sub Station Onshore Sub Station Onshore Onshore Sub Station June 11, 2014 Slide 13
Offshore Grid Multi-terminal HVDC Light solution (Ring Net) Offshore Windfarm Platform DC Windfarm Wave farm Platform DC Hosted on platform or buoy Platform AC Platform AC Platform DC Onshore Converter Onshore Onshore Converter June 11, 2014 Slide 14
Power from Shore References
Troll A Statoil Powering the compressors (DC 70 km) System: HVDC Light Distance: 70 kilometers Power 1: 2x41 MW/60 kv Power 2: 2x50 MW/60 kv Comissioned: 2005 and 2014 Emissions avoided: 230.000 tons of CO2 200 tons of NOX June 11, 2014 Slide 16
Valhall BP Norge Complete electrification of field (DC 292 km) Emissions avoided: 400.000 tons of CO2 250 tons of NOX System: HVDC Light Distance: 292 kilometers Power: 78 MW/150 kv Comissioned: 2011 June 11, 2014 Slide 17
Gjøa Gaz de France Complete electrification of field (AC 98 km) System: AC Distance: 98 kilometers Power: 40 MW/90 kv Comissioned: 2010 Emissions avoided: 250.000 tons of CO2 200 tons of NOX June 11, 2014 Slide 18
Goliat Eni Norge Partly electrification of field (AC 100 km) System: AC Distance: 100 kilometers Power: 75 MW/123 kv Comissioned: 2014 Emissions avoided: 90.000 tons of CO2 88 tons of NOX June 11, 2014 Slide 19
Utsira High Power from shore project A strategic step towards electrification of the NCS
Christian Michelsen feltet What is the discussion
Hva vil jeg fortelle dere? Elektrifisering er miljøvennlig og lønnsomt Kraft nok for alle: Norsk industri, norsk sokkel og eksport Kilder: Norsk Energi, Statkraft, E-Co Energi, Vattenfall Elektrifisering reduserer totale utslipp med 50 % Mye høyere virkningsgrad i gasskraftverk på land Kilder: ABB, E-On, RWE, Dong, Gasunie Tiltakskost beregnet for Christian Michelsen: OD: 420 kr/tonn. (Klimaforliket 350 kr/tonn) ABB: gevinst på ca 100 kr/tonn. Lønnsomt! Påstander i media: 1400-3000 kr/tonn Hvordan er det mulig? Krever langsiktighet og fornuftig rente OD: 5 7 % og langsiktig (til 2060) ABB: 5,5 6,5 % og operative fordeler Oljeselskaper 12-14 %, 20 %, 5 år, ute av balansen (OBF)?
Områdeløsning Christian Michelsen Samme konsept som Johan Svedrup June 11, 2014 Slide 23
Minimumsløsning Christian Michelsen 78 MW June 11, 2014 Slide 24
En rekke ferdige prosjekter og mange pågående Princess Amalie 120 MW AC Borwin 1 400 MW HVDC Dolwin 2 900 MW HVDC Valhall 80 MW HVDC Thornton Bank 325 MW AC Gjøa 40MW AC, 100km Troll 1-4 4 * 43 MW HVDC 2 * 20 MW AC Dolwin 1 800 MW HVDC Goliat 60MW AC 100km Totalt > 100 prosjekter: ABB, Siemens, andre (inkl NYC) June 11, 2014 Slide 25
Typiske tall elektrifisering vs gassturbiner? Christian Michelsen (anslag) Faktor Elektrifisering Gassturbiner Tall i mill NOK Investeringskostnad 10.000 5.000 Driftskostnad full last Δ / år 0 / år 350 Tilgjengelighet ute 2 dager/år ute 9 dager/år Omsetning > 300 MNOK/dag Virkningsgrad 93-94 % 34 % CO 2 Utslipp til 2060 0-1,5 mill. tonn 30-31 mill. tonn Drift Ubemannet Bemanningsintensivt Nærmiljø, HMS Stille Vibrasjon, støy, NOx, tennkilder, tunge løft June 11, 2014 Slide 26
Tiltakskost Hvordan er det mulig? Kost mill. NOK Lønnsomt Moderat Høyt Ekstremt Investering Δ 5000 6000 6000 14000 Drift Δ 130-350 130 130 200 Prisindeks drift 3% 3% 3% 3% Prosjektrente 8% 8% 8% 8% WACC - Kapitalkost 6% 5% 12% 14% NPV - Nåverdi 2680-3900 -13100-44750 Utslipp mill tonn 31 31 31 31 Tiltakskost kr/tonn -86 125 420 1440 Elektrifisering? June 11, 2014 Slide 27
Christian Michelsen elektrifisering Løsning Pris Integrert på Johan Sverdup Egnet for områdeelektrifisering Tilgjengelighet Tiltakskost Kommentar Redundant 2 x 125 MW 99.5% Svært høy tilgjengelighet, egnet for områdeelektrifisering Enkel 1 x 200 MW 98.5% Høy tilgjengelighet, egnet for områdeelektrifisering Minimumsløsning 1 x 87 MW 98.5% Høy tilgjengelighet, ikke egnet for områdeelektrifisering
Hva har jeg fortalt dere? Elektrifisering er miljøvennlig og lønnsomt Kraft nok for alle: Norsk industri, norsk sokkel og eksport Elektrifisering reduserer totale utslipp Tiltakskost beregnet for Utsira: Lønnsomt Fokus på kvalitetssikring av beregninger: Kostnadsoverslaget Tidsperspektiv Finanskostnader