干貨｜這六個(gè)新技術(shù) 影響能源行業(yè)怎么走

2017-10-12 15:15:47 BP中國(guó) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

既要減少碳排放，同時(shí)又要滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的能源需求的雙重挑戰(zhàn)促使能源行業(yè)不斷創(chuàng)新和變革。有些技術(shù)曇花一現(xiàn)，另一些卻對(duì)未來(lái)至關(guān)重要。哪些新技術(shù)正在成為能源領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和機(jī)遇？它們又是如何影響著我們？1初

這個(gè)概念30多年前就存在。隨著3D打印技術(shù)日益成熟、數(shù)字化技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備成本降低，3D打印現(xiàn)在終于有機(jī)會(huì)成為主流。

對(duì)能源行業(yè)的影響？

根據(jù)埃森哲分析，3D打印對(duì)油氣行業(yè)有兩大驅(qū)動(dòng)。第一是降低成本，提高運(yùn)營(yíng)效率。例如：之前無(wú)法制造的新部件或改進(jìn)現(xiàn)有部件的設(shè)計(jì)，提高安全、效能并降低成本。

第二是在下游領(lǐng)域，如果油氣公司可為打印機(jī)提供被用作“墨水”的化學(xué)粉末和塑料，那3D打印可以成為一個(gè)潛在的新收入來(lái)源。

存在哪些挑戰(zhàn)？

相對(duì)而言，精密工程部件方面的3D打印技術(shù)尚不成熟。現(xiàn)有的技術(shù)下可打印的部件尺寸有限制，制造成本較高，打印完成后還需要大量的后期制造工序。油氣行業(yè)對(duì)于極端條件下的可靠性和耐用性要求甚高，如井下的高溫高壓和海上的惡劣氣候。

先行領(lǐng)域：

建筑業(yè)

航空航天

汽車業(yè)

生物醫(yī)學(xué)

制造業(yè)

4機(jī)器人先生：人工智能

什么是人工智能？

“robota”一詞來(lái)自古斯拉夫語(yǔ)，意為強(qiáng)迫勞動(dòng)或苦力。1920年捷克作家卡雷爾˙恰佩克的舞臺(tái)劇作中首次使用了這個(gè)詞作為機(jī)器人的名字。在大結(jié)局中，機(jī)器人背叛了人類創(chuàng)造者，從而為科幻小說(shuō)中的機(jī)器人形象奠定了基調(diào)。

在現(xiàn)實(shí)中，人工智能是指計(jì)算機(jī)超越預(yù)先編程的處理能力，并展現(xiàn)出如推理等類人行為的能力。

人工智能可以讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理對(duì)精確性要求不那么高的問(wèn)題，程序員不需要再針對(duì)每種可能性一一編程。人工智能可以進(jìn)行推理，在運(yùn)行的環(huán)境中自我學(xué)習(xí)并逐步提高性能。我們所熟悉的蘋果Siri、Google自動(dòng)駕駛汽車和亞馬遜的個(gè)性化推薦功能的背后都有人工智能技術(shù)的支持。

對(duì)能源行業(yè)的影響？

人工智能可以解決很多以前需要人工深思熟慮的問(wèn)題。尤其是當(dāng)這些問(wèn)題的支持信息不確切或相沖突的時(shí)候。人工智能應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)W習(xí)并且持續(xù)學(xué)習(xí)不同策略，用不同方法應(yīng)對(duì)不斷變化的各種狀況。

人工智能技術(shù)可以在油氣領(lǐng)域有所作為。在運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)方面，應(yīng)用人工技能技術(shù)的計(jì)算機(jī)能預(yù)測(cè)問(wèn)題，然后推薦糾正措施。智能自動(dòng)駕駛交通工具（如遠(yuǎn)程遙控潛艇）可以在認(rèn)知系統(tǒng)控制下，根據(jù)運(yùn)行環(huán)境指導(dǎo)行動(dòng)并進(jìn)行調(diào)整。

存在哪些挑戰(zhàn)？

如果能將計(jì)算機(jī)科學(xué)與油氣領(lǐng)域相結(jié)合，人工智能將獲得巨大進(jìn)展。油氣公司知道自己效率最低的地方在哪里，成本過(guò)高或風(fēng)險(xiǎn)最大之處又是哪些。計(jì)算機(jī)科學(xué)公司則知道如何挖掘數(shù)據(jù)，應(yīng)用人工智能算法來(lái)找到問(wèn)題并改進(jìn)性能。如果數(shù)據(jù)利用得當(dāng)，鉆井和設(shè)備可靠性等領(lǐng)域機(jī)遇無(wú)限。

先行領(lǐng)域：

跨國(guó)技術(shù)公司

航天機(jī)構(gòu)

技術(shù)創(chuàng)業(yè)社區(qū)

5“電的沖擊？：電燃料

什么是電燃料？

人們先發(fā)明了郵件，而后又創(chuàng)造了電子郵件。到了2017年，日常生活中的方方面面都有了“電子”版本，一個(gè)沒(méi)有電子郵件的時(shí)代變得難以想象。在未來(lái)幾十年里，電燃料會(huì)不會(huì)也大行其道？

電燃料（e-燃料）是以電力作為主要能源生產(chǎn)的液體和氣體燃料的統(tǒng)稱。電燃料用二氧化碳、氮、水等常見成分合成可充當(dāng)燃料或原料的化合物。

如果電力成本足夠低，長(zhǎng)期來(lái)看電燃料將可能成為傳統(tǒng)燃料的替代品（如e-柴油），現(xiàn)有燃料的空間將受到嚴(yán)重?cái)D壓。

對(duì)能源行業(yè)的影響？

電燃料與現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和供應(yīng)鏈相兼容，并能以低成本有效儲(chǔ)存。

二氧化碳轉(zhuǎn)化為液體燃料或化學(xué)品需要大量能量，且要來(lái)自可再生能源（如風(fēng)能和太陽(yáng)能）或直接來(lái)自集中式太陽(yáng)能（如太陽(yáng)能燃料）。低成本高效催化劑的開發(fā)非常重要，速度已經(jīng)隨著材料科學(xué)和人工智能的進(jìn)步而加快。

存在哪些挑戰(zhàn)？

由于電燃料還處在早期發(fā)展階段，商業(yè)化的經(jīng)濟(jì)可行性還是一個(gè)疑問(wèn)。目前，電燃料還無(wú)法與生物燃料或傳統(tǒng)化石燃料競(jìng)爭(zhēng)。但和生物燃料類似，電燃料將從碳定價(jià)中受益。

生產(chǎn)也還在起步階段。此外，在電燃料大規(guī)模投入市場(chǎng)之前，需要克服的困難還包括單位產(chǎn)出和電力消耗的資金成本，可能需要某種形式的可再生能源認(rèn)證才能使產(chǎn)品可行。

隨著電池的成本大幅下降和向運(yùn)輸電氣化轉(zhuǎn)型，開發(fā)電燃料作為一種“過(guò)剩可再生能源”儲(chǔ)存介質(zhì)或液體燃料的商業(yè)化動(dòng)機(jī)可能削弱。

先行領(lǐng)域：

政府能源部實(shí)驗(yàn)室

初創(chuàng)公司

高校

6高高飛揚(yáng)：風(fēng)能技術(shù)

什么是風(fēng)能技術(shù)？

1888年，美國(guó)第一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)開始發(fā)電。它為俄亥俄州工程師CharlesBrush的屋子供電超過(guò)20年。進(jìn)入本世紀(jì)后，風(fēng)能作為一種零排放的可再生能源有望成為未來(lái)20年里增長(zhǎng)最快的能源之一，它的技術(shù)也在改變。

近年來(lái)，風(fēng)能已經(jīng)成為一項(xiàng)主流的、有競(jìng)爭(zhēng)力的、可靠的電力技術(shù)。技術(shù)改進(jìn)不斷降低能源成本，尤其是在陸地上。現(xiàn)在的工作重點(diǎn)是提高性能、可靠性，克服大型離岸設(shè)施的技術(shù)難題。收集風(fēng)能的新方法也在研究中。

對(duì)能源行業(yè)的影響？

技術(shù)進(jìn)步不斷推動(dòng)風(fēng)能的發(fā)展。渦輪機(jī)設(shè)計(jì)的總體趨勢(shì)一直是加高塔架、加長(zhǎng)葉片并增大功率。對(duì)冰雪、熱帶臺(tái)風(fēng)等較惡劣氣候的適應(yīng)能力和空氣動(dòng)力學(xué)的進(jìn)步將起到一定作用。

非常規(guī)的風(fēng)能收集方法包括無(wú)需旋轉(zhuǎn)裝置的無(wú)葉片風(fēng)力渦輪機(jī)和高空風(fēng)力渦輪機(jī)（風(fēng)箏渦輪發(fā)電機(jī)），風(fēng)箏渦輪發(fā)電機(jī)能懸掛在更高海拔運(yùn)行，而不需要支柱作為結(jié)構(gòu)支撐。這些方法仍處于初步開發(fā)階段。

當(dāng)我們談?wù)撓乱淮L(fēng)能時(shí)，我們其實(shí)是在談?wù)擄L(fēng)箏渦輪機(jī)和飛機(jī)機(jī)翼的大小。它們被系在地面，但高飛在天上。它們的發(fā)電量巨大，飛得越高，風(fēng)力就越大。

存在哪些挑戰(zhàn)？

盡管在能量?jī)?chǔ)存方面有所進(jìn)步，間歇性仍是一個(gè)行業(yè)挑戰(zhàn)。能量?jī)?chǔ)存是一個(gè)關(guān)鍵因素，它能將有風(fēng)時(shí)生成的能量在無(wú)風(fēng)時(shí)提供給人們使用。傳輸也是一個(gè)關(guān)鍵要素。風(fēng)能較強(qiáng)的地方可能遠(yuǎn)離城市（如在美國(guó)德克薩斯州），超導(dǎo)傳輸線路有助于推動(dòng)傳輸?shù)陌l(fā)展。

提高渦輪機(jī)對(duì)氣候變化的耐受性，能在極端條件下運(yùn)行也很重要。此外提高渦輪機(jī)的效能，增強(qiáng)成本效益也非常重要。

先行領(lǐng)域：

近階段，大型油氣公司

風(fēng)能行業(yè)

電力公司

科技初創(chuàng)公司

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