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数字化为气候行动提供速度和规模的CCUS | 全国快3信誉最好的老平台-全国最大的快3平台
数字技术为气候行动提供了速度快、规模大的CCUS

数字技术为气候行动提供了速度快、规模大的CCUS

萨阿德Kisra
by  萨阿德Kisra

碳捕获, 利用, 碳封存(CCUS)对于实现全球净零排放目标至关重要. 国际能源机构(IEA)如是说。, CCUS可以贡献近15%的累积减排量. 但有一个问题:这项技术的成本需要大幅下降,才能大规模应用. 没有更高的效率, 安全, 更好的决策, CCUS的经济状况不会改变. 数字技术可以带来改变, 使CCUS成为气候行动战略的有力组成部分.

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新的监管框架正在帮助CCUS经济学, 近年来,新项目的数量迅速增加. 正在开发的项目的捕获能力和设施的数目 在过去的12个月里翻了一番. 然而, 由于在CCUS项目生命周期中面临的各种技术和经济挑战(见下文), 许多正在开发的项目都未能实现.

典型CCUS项目的主要阶段, including CO2 sources and infrastructure; site screening, 选择, and evaluation; design and development; construction; operations; and closure and post-closure.

创新的数字技术可以为克服这些挑战提供一种范式转变. 先进的仿真工具能够在规划阶段更快、更准确地优化资本密集型投资, 而人工智能和自动化可以提高项目的性能和一致性, 同时也降低了运营成本.

数字技术在CCUS项目的整个生命周期中发挥着重要作用

在CCUS项目的早期阶段,重要的是 筛选大面积的最佳网站 通过考虑所有技术性能因素,包括容量、注入性和封闭性.

除了技术因素, 同样关键的非技术要求,如该地区是否存在遗留井, monitorability, 法律要求, 公众舆论, 靠近交通网络和敏感地区, 最重要的是, 项目的技术经济评价. 这种详细的分析通常需要很多年的时间, 通常是基于有限的数据量, 涉及许多决策者和利益相关者. 经常, 特别的决策发生了, 使决策过程框架不可重复和不一致.

启动你的CO2 仓储场地筛选和排名在最佳立足点

通过确保对全球多个资产系统地应用全面一致的筛选方法,数字技术可以帮助加快审批流程. 第一个, 利益相关者需要就网站排名的标准达成一致,并最终选出最好的网站. 与所有利益相关者共享所有数据的协作数字空间使这一过程可靠, 无偏见的, 以数据为中心的, 和可追踪的.

一个数字环境的截图,允许在碳存储站点选择和排名方面进行协作.

各种标准并不总是定量的, 当他们试图解决不同的风险时,他们可能会相互冲突. 它们的相对重要性通常取决于上下文. 管理可变性, 公司可以使用层次分析法(AHP)来确定不同决策标准的相对权重. AHP可以定量和定性地评价属性, 从而能够通过成对比较属性来简单有效地确定相对权重.

下一个, 采用直观的理想解决方案相似性偏好排序技术(TOPSIS)来计算站点得分,并通过同时比较所有站点的每个加权标准来对站点进行排名. 考虑场地性质的不确定性,采用蒙特卡罗模拟进行不确定性分析, 并提供了敏感性分析,以显示当输入不同时排名结果如何变化.

这个数字框架使大量数据能够从公共资源和专有数据中得到利用. 数字化方法的可扩展性使网站排名和选择过程更加准确和高效, 允许我们考虑和模拟许多情景的可能性, 更详细地探索不确定性, 并最终促成更明智的决策.

加速CCUS项目的计划阶段

一旦选定了存储地点,就开始详细的评估和表征过程. CCUS项目往往有许多未知数,这使得使用确定性方法不合适. 也就是说, 由于存在大量影响储层质量的变量(如孔隙度和渗透率),使用手动方法考虑所有参数几乎是不可能的.

这就是使用自动化方法的原因, 从构造建模到油藏模拟,产生了多种实现方式, 能否显著加快表征阶段,更好地理解和管理不确定性. 通过利用人工智能和云的可扩展性, 用户可以对项目的潜在性能及其关键风险获得有价值的见解. 这种方法被称为敏捷油藏建模(ARM),并已被北极光等公司成功地用于加速其首个同类项目的规划, 开源软件有限公司2 挪威海上储存中心.

研究了敏捷油藏建模与仿真的主要阶段, 包括解释, 结构建模, 油藏建模与模拟, 自动洞察.
利用人工智能和云弹性计算,提出了CO的敏捷油藏建模方法2 存储评估允许考虑大量的模型.

利用数字孪生技术降低成本

CCUS项目的经济效益在很大程度上取决于碳捕获和运输的成本, 哪一项可以占到项目总成本的80%. 如果不能优化这些成本,那么原本经济的CCUS项目很快就会变得不经济. 在能源领域,地面设施和运输线路的数字化一直在推进, 为有助于控制成本的增强工作流打开了大门, 降低风险, 并提高资产性能和可靠性.

越来越多地, 先进的数字孪生体正变得越来越普遍,可以为特定资产(无论是设备)的行为提供以数据为中心的见解, 设施, 或系统). 这种方法的好处通常仅限于传统的维护应用程序, 例如基于条件的建模(CBM)和预后和健康管理(PHM). 相比之下, 严格的基于物理的模型可以提供对资产性能的关键见解,但由于其性能相对较慢,通常不适用于实时操作.

人工智能的最新发展结合了以数据和模型为中心的方法,为这个问题提供了一个强大而优雅的解决方案. 这些“混合人工智能”模型的运行速度比之前的模型快一个数量级, 具有灵活性和可伸缩性,可在几分之一秒内实现大规模优化, 同时改善资产健康和生产力. 将这种混合人工智能方法应用于胺基碳捕集厂, 例如, 使构建代理模型成为可能,该模型可以以快100倍的速度再现与严格的基于过程的模型相同的结果(误差在1%以内).

一个大型天然气厂的设备优化(基于利润)交互式仪表板的屏幕截图, 利用混合人工智能模型.

对CO模型采用了类似的方法2 通过管道运输,有助于防止常见的流动保证问题,如管道泄漏, 腐蚀, 和固体形成. 这些代理模型都是使用ONNX开放格式和Python食谱构建的, 使它们以新的方式组合成为可能. 这种模型构建的开源方法为大规模优化打开了大门,极大地有利于CCUS操作.

通过数字化工作流程和协作打破孤岛

许多CCUS运营商声称,他们的工作流程效率低下,这些工作流程继承自石油和天然气行业 大量未开发的专业知识、知识、数据和资源 可以应用于CCUS项目. 在很多方面, CCUS项目比石油和天然气项目更复杂,因为涉及的利益相关者数量众多,种类繁多,更不用说标准或最佳实践的成熟度较低.

CCUS项目要经济, 我们需要通过精简的团队实现更多目标, 现有的专业知识和数据, 从项目开始一直到结束都要采用整体方法. 这只能通过利用数字技术从少量数据中提取见解,并使用自动化和机器学习来实现明智和迅速的决策才能成功.

图中显示了数字技术如何连接CCUS项目中的各种涉众, 包括运输, 存储运营商, 监管机构, 和排放.

协作至关重要 确保CCUS项目能够以所需的速度扩大规模,以采取有意义的气候行动, 更广泛地说, 能源转型的成功. 组织内部以及供应商之间的协作, 服务提供商, 全国快3信誉最好的老平台, 监管机构可以为决策过程带来可追溯性和透明度.

数字技术的作用不仅仅是连接整个CO的数据和工作流程2 捕获、运输和储存. 它延伸到思维方式的改变, 通过促进数据共享和开放协作,打破学科和组织的藩篱, 把人们聚集在一起,尽可能做出最好的决定.

大规模部署数字化将全面影响CCUS的可行性. 正如我们所见, 对CCUS至关重要的开放协作只有通过可互操作的数字平台来连接工作流程才能实现. 它的好处比改善沟通更大:成本显著降低, 安全性得到提高, 效率增加, 这样就能做出更好的决策. 没有CCUS,到2050年实现净零碳排放的努力是不可能实现的, 数字技术改变了经济状况,使CCUS得以实现.

贡献者

萨阿德Kisra

CCUS产品主管

萨阿德是一家技术领先企业,为能源行业提供了超过23年的创新解决方案. 今天, 他领导了与CCUS等低碳技术相关的全国快3信誉最好的老平台数字投资组合的开发, 氢, 和地热. Saad于2001年在东京斯伦贝谢技术中心的全国快3信誉最好的老平台开始了他的职业生涯,担任R&声学和地质力学系的工程师. 从那时起, 他曾在亚洲多个地区工作, 欧洲, 北美, 和南美的不同角色, 包括在2014年至2019年期间担任全球地质力学负责人, 从2020年到2023年担任工艺工程的全球主管.

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