美国陆上油气田的电气化

  [中国石化新闻网2022-09-02]美国地广人稀，陆上油气田通常位于偏远地区，远离工业区和居民区，无法有效利用电网实现电气化，只能各自为政，将井口生产的石油或天然气直接燃烧发电以驱动生产设备，多余的天然气还经常被直接放空燃烧，这种粗放的模式造成了巨大的浪费和环境污染。随着美国能源需求和人口数量的持续增长，工业区和油气田的边界也开始缓慢地“双向奔赴”，使得越来越多的美国陆上油气田具备了电气化条件。另外，环保减碳理念在油气行业的不断深化，也在逐渐改变着油气公司的经营模式，迫使在美国陆上经营的油气公司启动油气田电气化的进程。
  一般而言，美国油气田电气化前期资金需求较大。主要原因是不少油气田所在地的电网仅够满足现有用户用电，对油气公司的新增用电需求力有不逮；有些地区的公共电力公司无法提供油气田设备所需的高压电。这都意味着，油气公司可能需要自行承担建造电力基础设施的费用。除了投资建基础设施，还需要向当地的公用电力部门申请获得入网许可。
  一家在美国二叠纪盆地作业的油气公司在进行了相关经济性和可行性研究后发现，将油气田现场发电转为电网供电后，与电力相关的成本降幅可超过40%。据此，该公司决定投资电力基础设施实现井场的电气化，整个项目由9个开关站、4个变电站和长达400英里的配电线路组成，建成后不到3年即回收了投资，在降低成本的同时，还大幅减少了二氧化碳排放，可谓一举两得。
  根据美国Burns&McDonnell咨询公司近期发布的调研报告，美国BPX能源公司对其位于二叠纪盆地的油气田实现了全面电气化后，已成功减少24.5万吨二氧化碳排放。从电力系统的规划设计到全面运行，总共只用了一年时间，而收到的碳减排效果相当显著。
  但电气化的弊端也很明显，如接入电网后，供电稳定性不再受控于油气公司，而是取决于电网供应，一但断电，将严重影响油气生产，这也成为不少油气公司不看好油气田电气化的原因。为此，油气公司采取了一系列应对措施，如接入电网时，规划富余电力供应，以减少电网停电的不利影响，同时配装现代配电监测系统，用于提高技术人员的反应效率，减少因停电导致的停产；在设计电力系统时引入自动化技术、智能开关和合闸等设计，可根据实际情况重新分配电力或启用现场备用电力，也能大幅减少停电引起的损失；在电力系统中采用智能设备和数据收集实现故障跟踪、趋势分析和预测，也是减少电力故障的措施。有了这些技术的支持，电网的可靠性得以大幅提高。
  美国油气田的电气化往往也遵循具体情况具体分析的原则，对于现场发电装置符合或接近碳排放要求的油气田，并不需要完全放弃现有设施重新规划安装新的电力系统，而是采取循序渐进的方式，在扩大负荷的理念下设计既能容纳现有设施又能在未来顺利实现从气到电转型的供电系统，从而以最少的支出实现平稳过渡。如果油气田所在地可再生能源丰沛，如风力较多或太阳照射时间较长，可考虑投资风能和太阳能发电。