Drehzahlgeregelter Antrieb für Unterwasser-Einsatz erfolgreich im Meer getestet

Zürich, Schweiz, 14. Dezember 2017 - Joint Industry Project (JIP) von Statoil, Total, Chevron und ABB verschiebt Grenzen der traditionellen Produktentwicklung: Test simuliert raues Meeresumfeld für drehzahlgeregelten Unterwasserantrieb und belegt Zuverlässigkeit des Konzepts.

Der erste massstabsgetreue Prototyp eines drehzahlgeregelten Antriebs für den Unterwasser-Einsatz wurde in einem Hafen im finnischen Vaasa erfolgreich getestet. Damit ist die Verwirklichung der Vision einer vollelektrischen Unterwasser-Verarbeitungsanlage einen Schritt näher gerückt. Drehzahlgeregelte Antriebe steigern die Produktivität von Prozessen, verbessern die Energieeffizienz und senken die Wartungskosten der elektrischen Ausrüstung.

Dies war der neueste Test im Rahmen eines 2013 eingeleiteten fünfjährigen Gemeinschaftsprojekts JIP. Ziel des Projekts ist die Entwicklung von Übertragungs-, Verteilungs- und Energieumwandlungssystemen für Unterwasser-Pumpen und Gaskompressoren, die in einer Tiefe von 3.000 Metern arbeiten und grosse Entfernungen bewältigen müssen. Die Bereitstellung der benötigten Energie in grösserer Nähe zur Lagerstätte verbessert die Förderung, da Durchfluss und Druck erhöht werden.

Der Unterwasser-Antrieb ist speziell auf die Unterwasser-Gasverdichtung ausgelegt. Er wurde im November 2017 drei Wochen lang in einer Back-to-Back-Konfiguration direkt mit dem Netz betrieben, ohne Motorlasten. Bei diesem sogenannten „Power-in-the-Loop“-Test müssen nur Energieverluste im Umfang von einigen hundert Kilowatt vom Netz ausgeglichen werden.

„Der Test im Wasser wurde erfolgreich durchgeführt und hat alle Zielvorgaben erfüllt“, sagt ABB-Technologiechef Bazmi Husain. „Wir haben bewiesen, dass der Antrieb unter verschiedenen hohen Belastungen zuverlässig funktioniert. Dieser Erfolg stellt unsere Fähigkeit heraus, die Grenzen des technisch Machbaren zu verschieben.“

Der Unterwasser-Antrieb ist druckkompensierend ausgelegt. Alle Leistungskomponenten liegen in einem Ölbad und werden so gekühlt. Der im Wasser durchgeführte Test hat gezeigt, dass die elektronischen Bauteile und Leistungskomponenten die geforderte thermische Leistung erbringen können. Vor dem Test wurden die zentralen Baugruppen und Komponenten des Antriebs in der Forschungs- und Entwicklungsanlage von Statoil in Trondheim mit 300 bar druckgeprüft. Dabei wurde nachgewiesen, dass der Antrieb für unter Druck stehende Umgebungen geeignet ist.

„Dies ist ein wichtiger Meilenstein für die Bewältigung dieser grossen Herausforderung. Im Rahmen einer strukturierten Qualifizierung und eines pragmatischen Prozesses haben wir die Technologie mit Hilfe von Prototypen und zahlreichen Demonstrationen aus dem Labor in den Praxistest gebracht“, erklärt Bazmi Husain.

Die Verlagerung der Stromverteilung (bis 100 Megawatt über eine Strecke von 600 Kilometern) von der Küste auf den Meeresgrund macht es möglich, den begrenzten Platz auf Topside-Anlagen anderweitig zu nutzen. Die Stromverteilung an zahlreiche Verbraucher über ein einzelnes Kabel wirkt sich kostenmindernd aus. Gleichzeitig werden die Betriebskosten beträchtlich reduziert, der Energiebedarf und die CO2-Emissionen gesenkt, die Meeresverschmutzung verringert und die Stilllegung vereinfacht.

Ein hochkomplexes System muss in einem derart extremen Umfeld zuverlässig und langlebig sein, wobei Wartungen und Reparaturen auszuschliessen oder auf ein Minimum zu reduzieren sind. „Wir müssen unseren Kunden demonstrieren, dass die gesamte Installation äusserst zuverlässig sein wird. Schliesslich kostet es viel Geld, Ausrüstung aus einer Tiefe von 3.000 Metern hochzuhieven“, sagt Per Erik Holsten, Managing Director der Business Unit Oil, Gas & Chemicals von ABB.

Das Team verschiebt die Grenzen der traditionellen Produktentwicklung, um insbesondere höchstmögliche Zuverlässigkeit zu erreichen. Darüber hinaus muss die Installation zur Vereinfachung der Logistik ein geringes Gewicht und kompakte Abmessungen aufweisen, um die kostenmässige Wettbewerbsfähigkeit der Unterwasser-Verarbeitungsanlage sicherzustellen.

Nach dem erfolgreichen Test bereitet das JIP nun einen 3.000-stündigen Flachwassertest für ein Unterwasser-Energiesystem mit zwei parallel betriebenen drehzahlgeregelten Antrieben vor, kombiniert mit Unterwasser-Schaltanlagen und Steuerungen. Der Start des Tests ist für Ende 2018 vorgesehen. Mit der ersten Installation der neuen Unterwasser-Energiesysteme an Offshore-Produktionsstätten wird voraussichtlich 2020 begonnen.

„Für die technischen Entwicklungen und den Projektfortschritt sind Erfahrung, Know-how und Umsetzungskompetenz gefordert. Entscheidend ist jedoch die Zusammenarbeit aller Teilnehmer des Gemeinschaftsprojekts. Hier wirkt sich die regelmässige und intensive Einbeziehung der Partner auf mehreren Ebenen sehr förderlich aus“, erklärt Per Erik.

ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) ist ein global führendes Technologieunternehmen in den Bereichen Elektrifizierungsprodukte, Robotik und Antriebe, Industrieautomation und Stromnetze mit Kunden in der Energieversorgung, der Industrie und im Transport- und Infrastruktursektor. Aufbauend auf einer über 125-jährigen Tradition der Innovation gestaltet ABB heute die Zukunft der industriellen Digitalisierung und treibt die Energiewende und die Vierte Industrielle Revolution voran. Das Unternehmen ist in mehr als 100 Ländern tätig und beschäftigt etwa 136.000 Mitarbeitende. www.abb.com

Hinweis: Dies ist eine Übersetzung der englischsprachigen Pressemitteilung von ABB vom 14. Dezember 2017, die Sie unter www.abb.com/news abrufen können. Im Falle von Unstimmigkeiten gilt die englische Originalversion

Video über das Projekt (EN): https://youtu.be/oJvDHIoQX1U

Contact: Media Relations, media.relations@ch.abb.com, +41 43 317 71 11

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