目前,存在一些當(dāng)前看起來只是剛剛興起的技術(shù),但對(duì)未來的能源領(lǐng)域卻有重要意義。其中一個(gè)重要趨勢(shì),是將衛(wèi)星遙感和無人機(jī)用于地表測(cè)繪、污染物追蹤、漏油檢測(cè)等方面。
最近,有公司研發(fā)出了一款可幫助石油公司采集水樣的無人機(jī),用于追蹤石油泄漏情況。這種無人機(jī)可以懸停在水面上,并且安裝了水泵和儲(chǔ)存箱。當(dāng)其懸停在水面時(shí),可以通過水泵抽取一定量的水作為樣本,即使是被石油、泥漿或藻類覆蓋的沼澤水,無人機(jī)也能采集到。采集到的水樣會(huì)暫時(shí)裝在無人機(jī)的儲(chǔ)存箱中,待其返航后研究者可以將水樣送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。對(duì)于比較偏遠(yuǎn)、不方便到達(dá)的地方,采用無人機(jī)取樣可以節(jié)約不少成本,同時(shí)也能降低研究者的出行風(fēng)險(xiǎn)。
勒克斯研究公司(LuxResearch)發(fā)布報(bào)告稱,商用無人機(jī)市場(chǎng)在2015年將增長(zhǎng)到17億美元,其中繼農(nóng)用、娛樂及公共服務(wù)之后,石油與天然氣方面的應(yīng)用市場(chǎng)將達(dá)到2.47億美元,石油和天然氣基礎(chǔ)設(shè)施檢查和檢測(cè)將是最受期待的應(yīng)用領(lǐng)域。
2014年,美國(guó)一家公司在賓夕法尼亞州的三個(gè)地區(qū)使用配備有磁性傳感器的直升機(jī)進(jìn)行了油氣井作業(yè)情況探測(cè),但是作業(yè)成本高達(dá)2000美元/小時(shí)。而美國(guó)國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(NETL)擁有一架1.8米長(zhǎng)的多旋翼無人機(jī),該機(jī)能以3美元/小時(shí)的成本飛行1.5小時(shí),但因缺乏必要的探測(cè)傳感器而被暫時(shí)擱置。若能開發(fā)出一種與全尺寸直升機(jī)攜帶的一樣靈敏,且足夠小、足夠輕、足夠節(jié)能,并可由無人機(jī)攜帶的磁傳感器,屆時(shí),昂貴的空中油氣田巡檢將成為日常業(yè)務(wù)的一部分。
另一項(xiàng)正在油氣行業(yè)發(fā)展的是3D打印技術(shù)。油服公司哈里伯頓已在不同的業(yè)務(wù)上嘗試應(yīng)用3D打印技術(shù),包括完井工具、電纜及射孔工具、測(cè)試和水下作業(yè)工具、鉆頭與服務(wù)支持等。雖然用3D打印開發(fā)一個(gè)部件原型需花費(fèi)幾天,但仍比傳統(tǒng)的原型制造工藝快。
通用公司(GE)在2010年開始進(jìn)行3D打印技術(shù)開發(fā),主要包括三方面的開發(fā)。
一是部件的快速制造,采用3D打印技術(shù)加快了設(shè)計(jì)理念的測(cè)試,大大縮短了開發(fā)周期。如該公司成功開發(fā)NovaLT16新型燃?xì)廨啓C(jī)的燃料器,并快速在全尺寸燃機(jī)上進(jìn)行測(cè)試,使開發(fā)、生產(chǎn)批準(zhǔn)周期縮短了一半,目前已成功生產(chǎn)了第一臺(tái)NovaLT16引擎。
二是幾乎無代價(jià)地形成了復(fù)雜幾何形狀部件的開發(fā),其對(duì)燃?xì)鉁u輪機(jī)的燃燒部件進(jìn)行再設(shè)計(jì),采用創(chuàng)新的幾何構(gòu)型,增強(qiáng)了燃機(jī)技術(shù)性能,減少了燃燒排放。與傳統(tǒng)的制造技術(shù)相比,3D打印技術(shù)無需對(duì)多個(gè)部件進(jìn)行電焊或鉚接,可以整件一次打印成功,簡(jiǎn)化了制造和組裝過程,而且可以制造更多的幾何形狀。
三是裝備和技術(shù)升級(jí)速度更快,利用3D打印技術(shù)縮短生產(chǎn)周期,可以快速生產(chǎn)與原件質(zhì)量相同,甚至更好的配件,最大幅度地避免在倉(cāng)庫(kù)中保存裝置的備件,減少了裝置停機(jī)、工廠停產(chǎn)造成的影響。
太陽(yáng)能是地球上最豐富的能源來源。目前太陽(yáng)能的主要利用形式是發(fā)電,但現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)化率很低,只有不到20%。澳大利亞新南威爾士大學(xué)先進(jìn)光電中心研究人員設(shè)計(jì)的第二代太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù),已可以將太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化率提高到40%。
與傳統(tǒng)光熱技術(shù)在聚光區(qū)域內(nèi)加熱熱工介質(zhì),產(chǎn)生高溫蒸汽來推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電原理不同,該系統(tǒng)采用了一種源于太空領(lǐng)域應(yīng)用的超高效率的光伏電池技術(shù)。這種光伏電池與傳統(tǒng)晶硅和薄膜類電池不同,它由數(shù)個(gè)用砷化鎵材料形成的光伏電池組成,每個(gè)電池均針對(duì)一段特定太陽(yáng)光譜區(qū)域特性而特別設(shè)計(jì),其轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)高于晶硅及薄膜類光伏電池,而且其轉(zhuǎn)化效率的持續(xù)提高是有充分保障的。在美國(guó)科羅拉多州國(guó)家再生能源實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的結(jié)果是轉(zhuǎn)化率高達(dá)40.4%。新型提高太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化率技術(shù)的出現(xiàn),也為未來太陽(yáng)能的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
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