在石油开采中使用可再生能源

油的挥发

作为加拿大人，我亲眼目睹了加拿大油砂的污染。关注油砂对世界的影响的加拿大人可能导致加拿大联邦政府和亚伯达省政府从没有积极应对气候变化的政府转变为以减少温室气体（GHG）排放为平台的政府。

加拿大的油砂主要集中在石油生产上（不包括Syncrude Canada升级项目），并且从油井到汽车使用（燃烧）的温室气体排放量不足20％。实际上，在世界范围内，石油生产仅占从油井到燃烧的温室气体排放量的不到20％。

加拿大的石油在美国中西部和墨西哥湾沿岸进行提炼，并且主要由美国作为提炼产品消费或出口（占温室气体排放量的70％-80％）。旨在减少温室气体排放的加拿大环保组织已将艾伯塔省的温室气体供应作为目标，而不是美国的需求，而美国的需求主要是从油井到燃烧产生的温室气体。

机油是好是坏？

石油生产的危害不仅限于加拿大的油砂。加利福尼亚州一直在努力减少温室气体的排放，美国许多环境团体都在关注水力压裂和天然气燃烧，这会破坏环境并将温室气体释放到大气中。北美可能正在采取某些减少温室气体的政策，但全球石油业已注意到这一趋势。

石油公司减少温室气体排放的压力迫使他们通过创新生产石油的方式来加速改善其环境足迹。石油开采和生产中的创新需要大量资本，并且要花费数年才能实现商业潜力。随着时间的流逝，随着石油公司正在寻找成功的方法来平衡股东的盈利能力和环境的可持续性，我们开始注意到他们的劳动成果。

利用阳光生产石油

西南阿曼阿马尔重油油田正在出现利润与可持续采油之间取得平衡的最新例子。阿曼的石油生产取决于提高采收率（EOR）技术，该技术通过将天然气，蒸汽和聚合物注入地下并增加石油流量来从油田中提取其他石油。阿曼每天100万桶石油日产量中，约有22％使用EOR技术。

阿曼油田是阿曼EOR努力所独有的，因为控制阿曼总产量70％的阿曼石油开发（PDO）国家石油公司一直在追求利用太阳作为开采石油的方式。这项技术由GlassPoint Solar拥有并运营，早在2011年就已在美国使用。GlassPoints技术使用太阳热能镜来聚集阳光以加热水并产生蒸汽。

蒸汽是EOR不可或缺的一部分，因为它主要通过注入井泵送，驱油，加热油，降低其粘度并将油推向相邻的生产井。为了产生蒸汽，石油公司使用天然气，液化天然气（LNG）和/或柴油作为燃料输入来加热水和产生蒸汽-产生大量的温室气体排放。GlassPoint Solar正在采用一种不同的方法，即使用无排放的太阳热镜来集中太阳光线，以加热输送水和产生蒸汽的管道。GlassPoint使用获得专利的方法将日光热反射镜和瞄准装置封装在温室内，并保护反射镜不受湿度，风，灰尘和沙尘暴的影响。

首批两个太阳能EOR项目之一是于2011年2月在加利福尼亚州克恩县的Berry Petroleums 21Z租赁项目中进行的，该项目使用了GlassPoints专利封闭式太阳能热技术。2011年使用的另一项技术是位于加利福尼亚州弗雷斯诺的BrightSource Energy，该技术将太阳光从其镜子反射到塔顶的中央太阳能接收器。来自塔架接收器的热能用于加热装满水的锅炉以产生蒸汽。尽管BrightSource项目的规模是GlassPoints项目的100倍，但GlassPoints的封闭技术能够承受更大的风，产生相对更多的蒸汽，并通过自动清洁系统降低了维护成本。

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导致加州太阳能EOR项目遭受挫折的是燃料替代品市场。由于页岩气繁荣，天然气在美国便宜得多。GlassPoint早就发现了这个问题，并瞄准了一个新的市场，该市场为天然气的EOR运营支付了溢价：阿曼。

阿曼通过其每年5000亿立方英尺（bcf）的LNG容量，作为天然气的净出口国，处于欧洲和亚洲的高端市场之间。2014年，阿曼通过其在阿曼湾附近的液化天然气出口设施向日本和韩国出口了375 bcf天然气，出口到日本和韩国（占出口的93％）。阿曼目前通过其LNG接收站向亚洲出口的天然气价格为每百万英国热量单位（MMBTU）9至6美元。国内天然气需求的增长从2004年至2014年增长了两倍，达到每年721 bcf，这促使阿曼LNG公司宣布到2024年将其LNG出口从国外市场转移到国内消费。

随着石化行业的不断发展和电力部门的产量从2004年的110亿千瓦时（kWh）翻了一番以上，到2013年达到260亿千瓦时，阿曼正计划从出口石油和天然气中实现经济多元化。阿曼的石化和电力部门将严重依赖天然气消费量的增长。由于阿曼22％的国内天然气消费量中有56％来自EOR运营，因此太阳能EOR可以将大量天然气资源释放并将其转移至阿曼经济的其他部门，从而帮助阿曼实现多元化。

阿曼的GlassPoint –从试点到项目

2013年初，GlassPoint开始并继续通过Amal油田的7兆瓦太阳能EOR项目生产蒸汽，该项目是科恩县项目的20倍以上。阿曼公司的测试确定了GlassPoints技术，因为该公司将天然气的盈亏平衡价定为每MMBTU 4.95美元。使太阳能成为传统燃料的竞争替代品。

随着GlassPoint成功建立Amal试点，GlassPoint希望通过其在Amal领域的更大的Miraah项目来降低成本并提高运营效率。Miraah项目的规模将是GlassPoints Amal试点项目的100倍，其热能发电量为1吉瓦（GW），预计到2017年将首次投入使用。

阿曼的GlassPoint –机遇与问题

阿曼（Aman）的阿玛尔（Amal）田野是一个开放区域，从9月至5月，那里接受大量阳光照射。阿曼的开放区域允许新的Miraah项目占用741英亩土地（相当于360多个足球场），并拥有36个提供1 GW热能的温室。1 GW的能源预计将产生37,800 b / d的蒸汽，用于Amal油田的EOR作业，而石油产量预计将达到23,000 b / d。

尽管阿曼拥有广阔的开放空间和炎热的气候，但2013年的Amal试点项目遇到了一些外部问题。一方面，GlassPoint Amal飞行员与石油生产同时启动，并且在野外确保供水和部署蒸汽时经常遇到问题。自2013年投入运营以来，在日照高峰且无云层的情况下，Amal项目可产生超过500b / d的蒸汽，但平均每天315b / d。夏季几个月里，从哈里夫季风进入阿曼南部的厚厚的云层意味着阿曼的高峰日光隐藏在厚厚的云层后面，并减少了太阳热镜的日照量。

阿曼的高云量，沙尘暴和持续的尘土飞扬减少了GlassPoints太阳镜吸收的阳光量。如果不清洁GlassPoints温室的灰尘，则每天会减少3％的太阳能输出。因此，其自动清洁系统可实现高效清洁并通过太阳镜优化阳光吸收。通过了解阿曼的天气模式，已经确定了GlassPoint封闭技术的另一个潜在的太阳能EOR项目，该项目已在云量较少，但科威特北部和西部多风和沙尘暴的重油油田中找到。

天然气的净进口国科威特将依靠EOR石油生产来维持科威特西部500,000桶/天的石油，但该国希望减少对EOR作业进口LNG的依赖。科威特目前进口LNG货物的价格为每MMBTU 9美元，该国将需要更多的天然气来扩大和多样化科威特石化，电力和水淡化行业。

太阳能EOR的未来仍处于中东市场的早期阶段，但是独特的天然气市场，广阔的土地和持续的阳光为太阳能热EOR繁荣并建立可持续的未来石油生产奠定了坚实的基础。石油公司和国家一直在寻求减少对不可再生投入物的依赖。中东的公司试图用太阳能代替天然气，液化天然气和柴油时，EOR业务的增长将需要解决另一种稀缺且至关重要的资源：水。

取暖油：骑无线电波

回到加拿大的油砂中，艾伯塔省的公司与中东在用水方面也有类似的担忧。油砂开采的两种主要形式是露天开采和类似EOR的地下原位开采-每种形式都需要大量的水。根据加拿大石油生产商协会（CAPP）的数据，开采石油每桶提取的石油平均需要3桶水，而就地作业则每桶石油平均需要0.4桶水。对于加拿大油砂中水的使用的担忧，迫使人们通过原地开采过程来开采更多的石油，这些原地消耗的水更少，土地表面的足迹也较小。

尽管加拿大许多新上线的新油砂项目都是现场项目，但对于仍需要确保未来水供应的公司而言，水的保护仍然成为其关注的问题。许多主要的石油公司控制着加拿大油砂最大的原地项目，加拿大油砂的领导者Suncor Energy（SU）试图改变对水的依赖。

Suncor已于2015年上半年在Suncors Dover站点建立了其结合了电磁加热（ESEIEH）的增强型溶剂萃取试验的第二阶段。ESEIEH试点项目是Suncor，尼克森能源，德文能源（DVN），哈里斯公司（HRS）和艾伯塔省气候变化与排放管理公司（CCEMC）的联合项目。

ESEIEH项目使用两个水平井配对，将Harris公司获得专利的热波天线插入到上部注入井中，并将低频能量传输到热沥青中。溶剂（丁烷和丙烷）在70°C的温度下加热和°蒸发，与在200°C的温度下将水加热成蒸汽相比，°所需的能量要少得多。汽化的溶剂通过水平注入井，液化，扩散到沥青中，降低其粘度，并允许油泵回下部水平生产井。

与传统的蒸汽EOR相比，ESEIEH技术有望将能源使用量减少75％，土地使用量减少30％，并且将消除Suncors对水，水处理和水处理基础设施的需求。如果该项目在2017年上半年的第二阶段之后被认为具有商业可行性，则下一阶段将导致商业化的ESEIEH项目。随着对EOR石油生产的依赖性不断提高以及与生产热油回收蒸汽所需的水的隔离，该技术在中东具有巨大的潜力。

机油对企业有利

石油的污染对人们的看法不利，但对最大的石油公司却有利。石油公司将享受可持续的机会，使用无限的可再生能源来出售像石油这样的有限资源。可再生能源与石油开采的替代性创新方法的结合正在推动石油生产朝着正确的方向发展，这一推动已因环境利益而加速。太阳热能提高采收率和使用无线电波加热石油仅仅是不断变化的石油工业的开始，其重点是可持续的石油生产和提高的石油采收率。

奥马尔·莫吉（Omar Mawji）通过地缘政治监视器