電動化がどのようにメタン排出削減に役立つのか
気候危機に直面する世界では、エネルギー生産におけるサステナビリティがますます重要になっています。石油・ガスの生産段階でメタンの排出を削減することが、地球温暖化に対処する最も迅速な方法であり、電動アクチュエータは、メタン排出削減目標を達成するために導入可能な、信頼性の高くコスト効率の良い効率的なソリューションなのです。
電動化の重要性
石油とガスは、依然として、世界の主要エネルギー源である一方、主な排出源になっています。電動化は、排出量の削減における中心的なソリューションであり、炭素回収や水素生産等、必要不可欠な脱炭素化への取り組みの重要要素です。
伝統的に、石油・ガスアプリケーションでは、(特に、遠隔のウェルヘッドなどの遠隔地や過酷条件では)生成したガスを動力源とするスプリングリターンやダイアフラムアクチュエータによる制御が好まれていました。電動駆動フロー制御は、関連汚染物質を削減または排除し、これによって、高まる国際汚染管理基準に準拠し、より環境に優しい事業運営が可能になります。
原油は、中流の操作者が設定したパイプラインの仕様を満たすために、ウェルヘッドや生産ツリーを通過して様々な加工スキッドや、随伴ガスから石油や水を分離するモジュールに運ばれます。
この油田インフラ全体は、遮断弁、チョーク弁、プロセス制御弁から成り、これらには伝統的に油井からの随伴ガスを動力源とするダイヤフラムアクチュエータが使用されてきました。このような空圧式ダイアフラムアクチュエータは、モジュレーティングデューティを実行するときに絶えずガス(メタン)を排出しています。
空圧式フロー制御製品を電動フロー制御ソリューションに交換することにより、企業はより生産性の高い事業を達成・保証し、排出量を削減(またはゼロにする)し、さらには、環境及び安全パフォーマンスを向上することもできます。
電動アクチュエータはガスを排出したり、漏洩することはありません。電動アクチュエータは電源のみ、また、場合によっては太陽光パネルの再生可能エネルギー以外を必要としません。電動アクチュエータは、バルブに大きく依存する部門における排出量削減のための重要機器です。
電動式と空圧式の実用性の比較
石油・ガス市場においては、現在、メタン駆動式空気圧アクチュエータを、外部コンプレッサを使用して動力源を供給する圧縮空気式に交換する傾向が見られます。電動アクチュエータは、このプロセスを簡素化し、同時に、信頼性も向上することができます。
調整弁には、ロトルク製のCVA電動アクチュエータを使用しています。ここでの第一の技術は、デジタルエンコーダを備えたブラシレスDCモータです。CVAアクチュエータの接続は、電源ケーブルと制御ケーブルにより行います。空気圧アクチュエータには、制御ケーブルのほかに、複雑なコンプレッサやからの加圧空気を運搬するためのスチール管と、関連する環状空気配管システムが必要です。
電動アクチュエータには、高頻度のメンテナンス不要、低エネルギー、取付手順が少ない、占有面積が狭い、といったメリットがあります。
上流、中流、下流における漏えい防止
抽出から最終使用に至るまでの、石油・ガスのプロセス全体をとおして、フュージティブエミッションを排出してしまう可能性があります。上流、中流、下流のセグメントにおいて適切なフロー制御技術を有することにより、排出量を削減しつつ、信頼性、効率、アップタイムを大幅に向上することができます。
一般的な油田インフラ全体をとおして見られる遮断弁、チョーク弁、プロセス制御弁は、空気圧式ダイアフラムアクチュエータを操作するための油井からの随伴ガスにより駆動しています。空気圧式ダイアフラムアクチュエータの操作における更なる課題は、凝結に起因するシステムの故障を防止するために、湿気のない随伴ガスを確保することです。
しかし、必ずしもそうである必要はありません。油田のバルブに取り付けるアクチュエータはすべて、電動アクチュエータに交換することができ、これによってメタンの排出をゼロにすることができます。最初から太陽電池式低エネルギーアクチュエータを用いるか、または既設の高排出空気圧式設備を交換することにより、遠隔地でも電動制御が可能になります。
石油・ガス事業で、有害な漏れやフュージティブエミッションを低減するために用いられる電動化慣行の基本原則の1つは、電動フロー制御システムに更新するか、または空圧式システムを電動フロー制御システムに交換することです。
例えば、ロトルクが最近、米国の遠隔地にあるシェールガス施設において、新しい環境保護法に準拠した、ベントや温室効果ガスの排出をなくす効率的且つ信頼性の高いプロセス制御ソリューションを提供しました。
電動アクチュエータは空圧式アクチュエータの代わりに用いられるものであり、レギュレータに直接取り付けて圧力の設定値を自動変更することができます。電動アクチュエータは運転中に汚染物質や廃ガスを排出することはなく、また、定常時の漏えいもありません。前述のとおり、電動アクチュエータは遠隔制御が可能です。
結論
電動化は、アクチュエータのメタン排出問題に対する最も効果的な解決方法を提示するものです。石油・ガス産業全体をとおして、空圧式アクチュエータを電動のそれに交換する機会があり、これによって効率が向上し、有害物質排出の可能性が排除されます。
2050年までにネットゼロ目標を達成するという世界的な目標に近づくにつれて、気候変動との戦いに役立つ更なるソリューションが必要となり、メタン排出量の削減はその目標に多大な影響をもたらすでしょう。