Slik kan vi forbedre energieffektiviteten og kutte utslipp på norsk sokkel

Energieffektivisering har et stort potensial på norsk sokkel, hvor olje- og gassproduksjon står for rundt en fjerdedel av Norges CO₂-utslipp. Det handler ikke bare om miljø, det handler også om økonomi. Ved å forbedre hvordan vi produserer og drifter offshore-anlegg, kan vi både kutte utslipp, redusere kostnader og styrke Norges konkurranseevne i en tid med høye energipriser.

I forskningssenteret LowEmission, som jobber for å redusere utslipp fra norsk sokkel, ser vi særlig på to hovedretninger innen energieffektivisering. Den første handler om å forbedre måten vi produserer strøm på, og den andre handler om å redusere mengden energi offshore-operasjoner bruker.

Strømproduksjon: Utnytte varmen fra gassturbiner

Gassturbinene står for hele 80–85 prosent av utslippene på norsk sokkel. Det er disse som driver den energiintensive prosessen med å produsere olje og gass. Derfor er det viktig å finne løsninger som gjør turbinene mer effektive, både for å redusere utslipp og for å bruke mindre energi.

Én måte å gjøre dette på er å utnytte varmen i eksosen fra turbinene, som kan være mellom 400 og 600 °C. I stedet for å slippe denne varmen ut i atmosfæren, kan den brukes til å produsere mer energi. Det kan vi gjøre ved å installere en bunnsyklus (bottoming cycle), et system som gjenbruker varmen – på de gassturbinene som allerede finnes på plattformene.

Når man legger til en bunnsyklus til en eksisterende gassturbin, kalles det et kombinasjonssystem (combined cycle). Et slikt system kan øke effektiviteten i drivstoffbruken med opptil 33 prosent og redusere CO₂-utslippene med rundt 25 prosent.

Denne teknologien er nå på vei inn i bruk på Statfjord C-plattformen, hvor to gassturbiner skal erstattes med varmesystemer som produserer elektrisk kraft. Systemet skal settes i drift i 2026 og vil alene redusere utslippene med 95 000 tonn CO₂ i året. Det tilsvarer omtrent å fjerne 50 000 biler fra norske veier.

Men hvorfor installerer vi ikke bare bunnsykluser på alle plattformer med én gang?

Selv om teknologien har stort potensial, er det fortsatt utfordringer knyttet til drift og integrering av kombinasjonssystemer. Erfaringen med slike løsninger offshore er begrenset, og det krever grundig testing og tilpasning for å sikre stabil og sikker drift.

Derfor ser vi i LowEmission på tre ulike tilnærminger for å løse disse utfordringene. Målet er å finne løsninger som både fungerer teknisk og er økonomisk gjennomførbare – slik at flere plattformer kan ta i bruk energieffektive systemer i fremtiden.

Disse løsningene er ikke de eneste mulighetene for å forbedre energieffektiviteten i strømproduksjonen på norsk sokkel. Vi kan også redusere hvor mye energi offshore-operasjoner faktisk trenger.

Energieffektivisering i offshore-operasjoner: Tidlig vannfjerning, optimal brønndesign og ultralange transportlinjer

Å redusere energiforbruket i offshore-operasjoner gir store gevinster – uavhengig av hvilken energikilde som brukes. Offshore-oppgaver varierer mye, men vi har særlig fokusert på å gjøre selve prosesseringen mer energieffektiv. Dette er nemlig den delen av driften som bruker mest energi i dag.

En av de største utfordringene for energieffektivitet i offshore-operasjoner er håndteringen av vann, både produksjon og injeksjon. Når vi ser på transporten av såkalte produserte væsker, en blanding av olje, vann og gass, viser det seg at det største energiforbruket ofte er knyttet til uttak og transport av vann fra brønnen.

Å pumpe opp vann som ikke har verdi i seg selv, fører til betydelig energitap. Samtidig fører fjerning av vann fra reservoaret til trykktap, som må kompenseres ved å injisere vann tilbake. Dette krever mye energi, og reinjeksjonspumper er faktisk den nest største energiforbrukeren i olje- og gassproduksjon, etter gasskomprimering.

Derfor undersøker vi i hvordan dreneringsoperasjoner kan optimaliseres, og hvordan teknologier for tidlig vannfjerning, som brønninntaksanordninger, vannseparasjon i brønn og undervannsløsninger, kan redusere energiforbruket betydelig for operatører på norsk sokkel.

Vi undersøker også hvordan utformingen av brønner påvirker energieffektiviteten. Hvis en brønn er designet for høy produksjonsrate i starten – når utvinningen er enklere – vil den ofte være større enn det som er mest effektivt for resten av brønnens levetid. Dette kan føre til ustabil produksjon og unødvendig energibruk over tid. Også brønnpadens utforming spiller en viktig rolle. Hvis den er riktig utformet, kan den støtte en naturlig gassløfteffekt som ytterligere sparer energi.

Den mest radikale teknologien vi studerer i denne delen av LowEmission, er muligheten for ultralange transportlinjer.

I det ideelle scenarioet for prosessering, overføres produserte væsker, som er en blanding av olje, vann og gass, direkte fra undervannsbrønnene til land, uten behov for offshore-plattformer eller logistikk. Dette kan i teorien eliminere utslippene fra plattformene fullstendig.

Men dette er ikke mulig med dagens teknologi. Når væskene transporteres over lange avstander, oppstår utfordringer som trykktap, separasjon mellom gass og væske, og avleiringer som kan blokkere rørene. Disse problemene blir mer krevende jo lengre rørene er. Vi forsker nå på hvordan vi kan løse disse utfordringene, og dermed åpne for fordelene med lengre transportlinjer.

Vi trenger heller ikke å nå helt til land for å oppnå store gevinster. Bare det å flytte prosesseringen lenger unna brønnene kan gi mer sentraliserte løsninger, der én plattform fungerer som et knutepunkt for flere felt. Dette kan gi mer effektiv drift, lavere energibruk og reduserte utslipp.

En energieffektiv fremtid offshore: Forskning, samarbeid og insentiver

Eksemplene vi har diskutert her, viser bare en liten del av det store potensialet for energieffektivisering offshore. Vi forsker også på energitap på dekk knyttet til trykk og temperatur, integrering av fornybar energi gjennom fleksibel produksjon og mange andre løsninger.

Det som gjør dette arbeidet mulig, er det tette samarbeidet mellom forskning og industri – støttet av en langsiktig forskningspolitikk. Å teste og kvalitetssikre nye teknologier sammen med operatører og leverandører er avgjørende for å ta ideer fra laboratoriet og ut til offshore-installasjonene. Finansieringsordninger, som Forskningsrådets petrosentre, har vært helt sentrale for å få til denne teknologiske utviklingen og kutte utslipp.

Tiltakene fra LowEmission alene har potensial til å redusere utslipp med minst 30–50%, og fordelene strekker seg langt utover selve forskningssenteret. Spin-off-prosjekter som Digital Twin KSP, som bruker modellbasert styring og maskinlæring for å oppdage avvik, og Demo OTSG-pilotprosjektet, som skal demonstrere en kompakt dampgenerator for bruk i offshore kraftsystemer, er viktige resultater som ikke ville vært mulig uten et sterkt forskningsmiljø.

De energieffektiviseringsteknologiene vi har diskutert, gir en effektiv og i utgangspunktet rimelig vei mot lavere utslipp. For at utviklingen skal fortsette og være bærekraftig over tid, trengs gode insentiver, som for eksempel økt CO₂-avgift, for å gjøre utslippsreduksjon til en lønnsom investering.

Når målrettet forskning, engasjert industri og støttende politikk jobber sammen, kan energieffektivisering gi både raske utslippskutt og langsiktige besparelser i CO₂-kostnader.