干貨|這六個新技術 影響能源行業(yè)怎么走
既要減少碳排放,同時又要滿足人們?nèi)找嬖鲩L的能源需求的雙重挑戰(zhàn)促使能源行業(yè)不斷創(chuàng)新和變革。有些技術曇花一現(xiàn),另一些卻對未來至關重要。哪些新技術正在成為能源領域的挑戰(zhàn)和機遇?它們又是如何影響著我們?1初
這個概念30多年前就存在。隨著3D打印技術日益成熟、數(shù)字化技術進步和設備成本降低,3D打印現(xiàn)在終于有機會成為主流。
對能源行業(yè)的影響?
根據(jù)埃森哲分析,3D打印對油氣行業(yè)有兩大驅(qū)動。第一是降低成本,提高運營效率。例如:之前無法制造的新部件或改進現(xiàn)有部件的設計,提高安全、效能并降低成本。
第二是在下游領域,如果油氣公司可為打印機提供被用作“墨水”的化學粉末和塑料,那3D打印可以成為一個潛在的新收入來源。
存在哪些挑戰(zhàn)?
相對而言,精密工程部件方面的3D打印技術尚不成熟。現(xiàn)有的技術下可打印的部件尺寸有限制,制造成本較高,打印完成后還需要大量的后期制造工序。油氣行業(yè)對于極端條件下的可靠性和耐用性要求甚高,如井下的高溫高壓和海上的惡劣氣候。
先行領域:
建筑業(yè)
航空航天
汽車業(yè)
生物醫(yī)學
制造業(yè)
4機器人先生:人工智能
什么是人工智能?
“robota”一詞來自古斯拉夫語,意為強迫勞動或苦力。1920年捷克作家卡雷爾˙恰佩克的舞臺劇作中首次使用了這個詞作為機器人的名字。在大結局中,機器人背叛了人類創(chuàng)造者,從而為科幻小說中的機器人形象奠定了基調(diào)。
在現(xiàn)實中,人工智能是指計算機超越預先編程的處理能力,并展現(xiàn)出如推理等類人行為的能力。
人工智能可以讓計算機系統(tǒng)處理對精確性要求不那么高的問題,程序員不需要再針對每種可能性一一編程。人工智能可以進行推理,在運行的環(huán)境中自我學習并逐步提高性能。我們所熟悉的蘋果Siri、Google自動駕駛汽車和亞馬遜的個性化推薦功能的背后都有人工智能技術的支持。
對能源行業(yè)的影響?
人工智能可以解決很多以前需要人工深思熟慮的問題。尤其是當這些問題的支持信息不確切或相沖突的時候。人工智能應用系統(tǒng)能夠?qū)W習并且持續(xù)學習不同策略,用不同方法應對不斷變化的各種狀況。
人工智能技術可以在油氣領域有所作為。在運營監(jiān)測方面,應用人工技能技術的計算機能預測問題,然后推薦糾正措施。智能自動駕駛交通工具(如遠程遙控潛艇)可以在認知系統(tǒng)控制下,根據(jù)運行環(huán)境指導行動并進行調(diào)整。
存在哪些挑戰(zhàn)?
如果能將計算機科學與油氣領域相結合,人工智能將獲得巨大進展。油氣公司知道自己效率最低的地方在哪里,成本過高或風險最大之處又是哪些。計算機科學公司則知道如何挖掘數(shù)據(jù),應用人工智能算法來找到問題并改進性能。如果數(shù)據(jù)利用得當,鉆井和設備可靠性等領域機遇無限。
先行領域:
跨國技術公司
航天機構
技術創(chuàng)業(yè)社區(qū)
5“電的沖擊?:電燃料
什么是電燃料?
人們先發(fā)明了郵件,而后又創(chuàng)造了電子郵件。到了2017年,日常生活中的方方面面都有了“電子”版本,一個沒有電子郵件的時代變得難以想象。在未來幾十年里,電燃料會不會也大行其道?
電燃料(e-燃料)是以電力作為主要能源生產(chǎn)的液體和氣體燃料的統(tǒng)稱。電燃料用二氧化碳、氮、水等常見成分合成可充當燃料或原料的化合物。
如果電力成本足夠低,長期來看電燃料將可能成為傳統(tǒng)燃料的替代品(如e-柴油),現(xiàn)有燃料的空間將受到嚴重擠壓。
對能源行業(yè)的影響?
電燃料與現(xiàn)有的工業(yè)基礎設施和供應鏈相兼容,并能以低成本有效儲存。
二氧化碳轉化為液體燃料或化學品需要大量能量,且要來自可再生能源(如風能和太陽能)或直接來自集中式太陽能(如太陽能燃料)。低成本高效催化劑的開發(fā)非常重要,速度已經(jīng)隨著材料科學和人工智能的進步而加快。
存在哪些挑戰(zhàn)?
由于電燃料還處在早期發(fā)展階段,商業(yè)化的經(jīng)濟可行性還是一個疑問。目前,電燃料還無法與生物燃料或傳統(tǒng)化石燃料競爭。但和生物燃料類似,電燃料將從碳定價中受益。
生產(chǎn)也還在起步階段。此外,在電燃料大規(guī)模投入市場之前,需要克服的困難還包括單位產(chǎn)出和電力消耗的資金成本,可能需要某種形式的可再生能源認證才能使產(chǎn)品可行。
隨著電池的成本大幅下降和向運輸電氣化轉型,開發(fā)電燃料作為一種“過剩可再生能源”儲存介質(zhì)或液體燃料的商業(yè)化動機可能削弱。
先行領域:
政府能源部實驗室
初創(chuàng)公司
高校
6高高飛揚:風能技術
什么是風能技術?
1888年,美國第一臺風力發(fā)電機開始發(fā)電。它為俄亥俄州工程師CharlesBrush的屋子供電超過20年。進入本世紀后,風能作為一種零排放的可再生能源有望成為未來20年里增長最快的能源之一,它的技術也在改變。
近年來,風能已經(jīng)成為一項主流的、有競爭力的、可靠的電力技術。技術改進不斷降低能源成本,尤其是在陸地上。現(xiàn)在的工作重點是提高性能、可靠性,克服大型離岸設施的技術難題。收集風能的新方法也在研究中。
對能源行業(yè)的影響?
技術進步不斷推動風能的發(fā)展。渦輪機設計的總體趨勢一直是加高塔架、加長葉片并增大功率。對冰雪、熱帶臺風等較惡劣氣候的適應能力和空氣動力學的進步將起到一定作用。
非常規(guī)的風能收集方法包括無需旋轉裝置的無葉片風力渦輪機和高空風力渦輪機(風箏渦輪發(fā)電機),風箏渦輪發(fā)電機能懸掛在更高海拔運行,而不需要支柱作為結構支撐。這些方法仍處于初步開發(fā)階段。
當我們談論下一代風能時,我們其實是在談論風箏渦輪機和飛機機翼的大小。它們被系在地面,但高飛在天上。它們的發(fā)電量巨大,飛得越高,風力就越大。
存在哪些挑戰(zhàn)?
盡管在能量儲存方面有所進步,間歇性仍是一個行業(yè)挑戰(zhàn)。能量儲存是一個關鍵因素,它能將有風時生成的能量在無風時提供給人們使用。傳輸也是一個關鍵要素。風能較強的地方可能遠離城市(如在美國德克薩斯州),超導傳輸線路有助于推動傳輸?shù)陌l(fā)展。
提高渦輪機對氣候變化的耐受性,能在極端條件下運行也很重要。此外提高渦輪機的效能,增強成本效益也非常重要。
先行領域:
近階段,大型油氣公司
風能行業(yè)
電力公司
科技初創(chuàng)公司
原標題:干貨 | 這六個新技術,影響能源行業(yè)怎么走
責任編輯:lixin
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