石油公司Hathaway LLC正在做一件事——利用集中的太陽能來提高石油的采收率。
天然氣一直以來都是增加石油產(chǎn)量的傳統(tǒng)能源。但在這種情況下,太陽能被用來產(chǎn)生蒸汽,然后將蒸汽注入油井,使石油松動(dòng)。與此同時(shí),這些能量也可以儲(chǔ)存在地下巖石中,形成一個(gè)可以按需運(yùn)行的巨型地?zé)犭姵亍?br />
“這項(xiàng)技術(shù)將現(xiàn)有油井變成了清潔的能源發(fā)電機(jī),”總部位于圣地亞哥的Hyperlight Energy公司首席執(zhí)行官John King在接受筆者采訪時(shí)表示。“其潛在的儲(chǔ)能能力可能超過加州所有天然氣發(fā)電廠的發(fā)電量。可以說,這項(xiàng)技術(shù)是帶開關(guān)的太陽能發(fā)電,因?yàn)槲覀兛梢赃x擇一次運(yùn)行幾天或幾周。”
“這樣采集到的石油并非來自任何不好的地方,”King補(bǔ)充說,“但是當(dāng)石油被采光以后,它將留下一個(gè)現(xiàn)成的基礎(chǔ)設(shè)施。這比傳統(tǒng)的集中式太陽能更有價(jià)值,因?yàn)楹笳邲]有那么大的儲(chǔ)能容量。使用這種巖石完全改變了我們能做的事情。這是一份持續(xù)不斷的禮物。”
Hyperlight公司正在加州貝克爾斯菲爾德(Bakersfield)的Hathaway公司的油田基地建造第一個(gè)試點(diǎn)裝置,名為“構(gòu)造太陽阿爾法”(Tectonic Sun Alpha)。該裝置有7口活躍的油井,并將使用6兆瓦的集中太陽能來提高石油采收率。多余的能量也會(huì)在巖石中儲(chǔ)存數(shù)月之久。該技術(shù)適用于沉積地層,即能保持熱量的海綿狀沉積物。在北美,大約3%-4%的強(qiáng)化油井采油點(diǎn)具有這種潛力。
據(jù)稱,該技術(shù)的容量系數(shù)為80%。相比之下,使用電池來儲(chǔ)存多余電力的風(fēng)能和太陽能發(fā)電容量系數(shù)僅為33%左右。但這種儲(chǔ)能能力大約每四個(gè)小時(shí)釋放一次能量。
這一切都是在加州最近的提案要求的背景下進(jìn)行的:該提案要求加州采用11,500兆瓦的可再生能源,包括1,000兆瓦的新興或剛起步技術(shù)。與此同時(shí),根據(jù)加州自然保護(hù)部(California Department of Conservation)的說法,加州的石油工業(yè)有超過10萬口油井,而這些地方都將有利于這種雙重能源的使用。一旦強(qiáng)化采油活動(dòng)停止,集中太陽能發(fā)電廠仍然可以向電網(wǎng)輸送電力。
“這項(xiàng)技術(shù)并沒有改變地下的石油儲(chǔ)量,”King說,“但這為石油公司提供了第二個(gè)收入來源:它們?cè)诂F(xiàn)有業(yè)務(wù)中增加了太陽能,并降低了碳排放強(qiáng)度。”
長(zhǎng)期的能源存儲(chǔ)
正在用于強(qiáng)化采油的集中式太陽能發(fā)電。圖片來源:HYPERLIGHT ENERGY
不過,加州的立法人員對(duì)此仍有疑問。也就是說,加州希望到2030年減少40%的溫室氣體排放,到2045年實(shí)現(xiàn)凈零排放。當(dāng)大多數(shù)人想到提高石油采收率時(shí),首先想到的是利用二氧化碳——在地下捕獲和儲(chǔ)存熱阱釋放物的能力。
不得不說,這是一把雙刃劍:首先,它一直以來的費(fèi)用不菲,其次,它被用來增加石油產(chǎn)量,從而會(huì)增加二氧化碳的排放水平。但是King警告說,太陽能和二氧化碳是不同的能源,不能把兩者混為一談。就集中式太陽能發(fā)電和石油生產(chǎn)而言,只有極少數(shù)的地質(zhì)表面適合這樣的做法。
他補(bǔ)充說,利用集中的太陽能從地下回收石油不會(huì)影響石油消費(fèi)。它所做的是使石油的開發(fā)過程脫碳,并為石油公司提供另一種收入來源——向電網(wǎng)出售這種無碳電力的能力。的確,建立集中式太陽能發(fā)電廠和渦輪機(jī)發(fā)電確實(shí)需要前期資本。但是,其余的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)到位了。
2011年,雪佛龍公司(Chevron Corp.)和BrightSource能源公司在加利福尼亞州弗雷斯諾縣(Fresno County)的Coalinga油田安裝了一個(gè)29兆瓦的太陽能-蒸汽轉(zhuǎn)換設(shè)備。2013年,GlassPoint太陽能公司和阿曼石油開發(fā)公司(Petroleum Development Oman)也在中東地區(qū)開展了一個(gè)類似的提高石油采收率的項(xiàng)目。
“主要的投資對(duì)象是太陽能,”King說,“但如果你從頭開始,太陽能的成本將只是零頭。“這些熱電池——也就是地表下的巖石——相當(dāng)于10萬個(gè)特斯拉能量墻的能量存儲(chǔ),也相當(dāng)于一家生產(chǎn)電池存儲(chǔ)的千兆工廠一年的產(chǎn)量。一面特斯拉能量墻售價(jià)1萬美元,而這個(gè)石油油田將免費(fèi)獲得10萬個(gè)像這樣的能量。
他還補(bǔ)充說:“我們將尋找具有合適地質(zhì)條件的地點(diǎn)。沒有技術(shù)上的理由說這種技術(shù)不能用于沉積地層。我們希望首先在所有強(qiáng)化采油現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行示范,但可以肯定的是,廢棄的煤場(chǎng)可以重新利用集中太陽能,”盡管從地質(zhì)角度來看,這些煤場(chǎng)可能不適合將多余的太陽能儲(chǔ)存在地下。
如果集中式太陽能發(fā)電示范項(xiàng)目能在加州的哈撒韋油田實(shí)現(xiàn)其承諾,那么其潛力可能是深遠(yuǎn)的。雖然一些人可能會(huì)對(duì)更多的石油開發(fā)感到畏懼,但這里關(guān)注的重點(diǎn)應(yīng)該是公用事業(yè)規(guī)模的太陽能和長(zhǎng)期能源存儲(chǔ)的發(fā)展——這兩者都對(duì)實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)至關(guān)重要。
原標(biāo)題:集中太陽能發(fā)電將成為石油公司的新收入來源