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*通訊技術(shù)正不斷提高風(fēng)電場的盈利能力，助力更經(jīng)濟(jì)高效地向可再生能源經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。西門子參與了由歐盟出資開展的“VirtuWind”研究項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目旨在將風(fēng)電場控制網(wǎng)絡(luò)的采購成本削減25%，將年運(yùn)行成本降低10%。

風(fēng)電場需要借助控制網(wǎng)絡(luò)來配置和監(jiān)控相互連接的技術(shù)組件。在VirtuWind項(xiàng)目中，西門子中央研究院的專家正在將*的通訊技術(shù)改良用于工業(yè)設(shè)施。西門子是這個(gè)項(xiàng)目的領(lǐng)頭人。歐盟將為這個(gè)為期三年的項(xiàng)目提供480萬歐元資助。

風(fēng)電場安全且高效的運(yùn)行要求操作人員能夠遠(yuǎn)程訪問各種組件，如傳感器、執(zhí)行器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如路由器）。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，風(fēng)電場的本地控制網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)風(fēng)機(jī)連接至相應(yīng)的控制中心。本地控制中心進(jìn)而將本地網(wǎng)絡(luò)連接至公司網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)，以便操作人員訪問風(fēng)電場的設(shè)備和數(shù)據(jù)。這樣的模式有益于風(fēng)電場所有者（如E.ON）、風(fēng)電場運(yùn)營商（如西門子）、輸電網(wǎng)運(yùn)營商（如Tennet），以及傳感器、執(zhí)行器和網(wǎng)絡(luò)路由器等設(shè)備的供應(yīng)商。然而，風(fēng)電場的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，且安裝、運(yùn)行和維護(hù)成本十分高昂。例如，這種網(wǎng)絡(luò)常常需要安裝安全更新程序，而這樣做會(huì)干擾風(fēng)機(jī)運(yùn)行并要求關(guān)停風(fēng)機(jī)。

*通訊技術(shù)和軟件加快工作流程

為確保網(wǎng)絡(luò)安全可靠，VirtuWind項(xiàng)目采用*的通訊技術(shù)。專家正在針對風(fēng)電場的要求改良開源軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）模塊和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）模塊。對風(fēng)機(jī)的安裝、維護(hù)、持續(xù)運(yùn)行和安全，智能軟件起到了至關(guān)重要的作用。可編程N(yùn)FV模塊有助于加快并簡化工作流程，減少所需硬件數(shù)量。

然而，專家在改良軟件模塊時(shí)必須考慮到一些極其嚴(yán)格的要求。例如，如果多個(gè)服務(wù)供應(yīng)商想要同時(shí)訪問某臺風(fēng)機(jī)的傳感器，那么，必須確認(rèn)它們都有獲得了授權(quán)、在所有網(wǎng)段都擁有一定的帶寬，并且必須在保證的時(shí)限內(nèi)接通信號。當(dāng)某條傳輸路徑發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)必須能夠即時(shí)切換至另一條路徑。

減少現(xiàn)場作業(yè)量

VirtuWind項(xiàng)目專家也分析了風(fēng)電場內(nèi)的異常事件，并根據(jù)分析結(jié)果擴(kuò)展開源模塊。得益于此，智能軟件能夠變更網(wǎng)絡(luò)配置，而無需更換硬件或現(xiàn)場作業(yè)。這樣一來，風(fēng)電場基礎(chǔ)設(shè)施將允許電網(wǎng)運(yùn)營商和服務(wù)提供商使用相同的網(wǎng)絡(luò)資源。

西門子中央研究院的專家還想利用這個(gè)項(xiàng)目取得的成果來優(yōu)化其他領(lǐng)域的控制網(wǎng)絡(luò)。VirtuWind是由歐盟發(fā)起的19個(gè)“5G基礎(chǔ)設(shè)施公私合作伙伴項(xiàng)目”中的一個(gè)。這個(gè)歐盟項(xiàng)目旨在幫助開發(fā)第五代通訊標(biāo)準(zhǔn)。VirtuWind項(xiàng)目將一直開展到2018年。除西門子之外，項(xiàng)目成員還包括NEC、英特爾、德國電信、Intracom SA Telecom Solutions、Worldsensing、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、Hellas研究與科技基金和倫敦國王學(xué)院。

在全球范圍內(nèi)，石油總需求量不斷攀升。低油價(jià)對這一趨勢起到了推波助瀾的作用。為保持競爭力，石油企業(yè)必須降低生產(chǎn)成本。西門子通過為石油企業(yè)提供覆蓋整條生產(chǎn)鏈的全面產(chǎn)品和服務(wù)組合，從電氣化、壓縮機(jī)和旋轉(zhuǎn)設(shè)備、自動(dòng)化和數(shù)字化等方面助力石油企業(yè)有效降低成本。

在短短幾個(gè)月間，油價(jià)經(jīng)歷了驟然下跌。2014年夏季，每桶石油（159升）的價(jià)格在100美元以上，而到2016年1月，油價(jià)已降至低于每桶40美元。

這是怎么回事呢？一方面，石油供應(yīng)量在不斷增加；另一方面，需求量卻在日趨減少。這并非油價(jià)*次受挫。西門子股份公司管理委員會(huì)成員戴儷思解釋說，油價(jià)一直在波動(dòng)，只是在過去十年間的波動(dòng)幅度格外大。戴儷思主要負(fù)責(zé)西門子的能源業(yè)務(wù)，包括石油和天然氣業(yè)務(wù)。

對于能源行業(yè)，低油價(jià)既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。如今仍保持強(qiáng)勁實(shí)力且運(yùn)轉(zhuǎn)良好的石油和天然氣企業(yè)很有可能在油價(jià)反彈之后變得更加強(qiáng)大。對他們而言，盡管油田及相關(guān)設(shè)備的可用性始終被放在*位，但在蕭條時(shí)期，他們*有理由同時(shí)關(guān)注經(jīng)濟(jì)高效的生產(chǎn)。而這往往需要引入新的技術(shù)并進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)工藝。

生產(chǎn)工程師面臨棘手任務(wù)

西門子能幫助石油企業(yè)完成上述改進(jìn)。西門子已經(jīng)收購了羅爾斯•羅伊斯公司的航改型燃?xì)廨啓C(jī)業(yè)務(wù)和德萊賽蘭公司。“我們提供的產(chǎn)品和服務(wù)非常豐富，特別是在電氣化、自動(dòng)化和數(shù)字化這三個(gè)領(lǐng)域。” 戴儷思表示，“我們在這三個(gè)領(lǐng)域的產(chǎn)品都旨在幫助客戶提高效率。”

降低生產(chǎn)成本不僅是行業(yè)的迫切需要，也是長期趨勢。目前，大部分“易采石油”資源已日漸枯竭。這種石油的生產(chǎn)成本低廉，因?yàn)樗鼈冎饕植荚陉懙厣?，并且接近地表，在初次開采時(shí)僅需利用高壓便可使之從地面涌出。在未來，相關(guān)人員只能越來越多地從位于地底深處或海底的油藏開采石油。天然氣將必須通過管線，或利用LNG運(yùn)輸船以液化天然氣的形式從偏遠(yuǎn)的氣田運(yùn)往市場。對于生產(chǎn)工程師而言，這是一個(gè)更加棘手的任務(wù)。

總的來說，石油和天然氣生產(chǎn)正變得越發(fā)困難。但也要看到積極的一面：只要持續(xù)不斷地改進(jìn)生產(chǎn)方法，石油和天然氣的價(jià)格不一定會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)困難而被推高。在過去，技術(shù)創(chuàng)新和高效生產(chǎn)工藝就曾在日益艱難的條件下實(shí)現(xiàn)過經(jīng)濟(jì)有效的生產(chǎn)。

海上石油的開采成本十分高昂，創(chuàng)新技術(shù)可助力成本節(jié)約。

目前，一些趨勢已經(jīng)形成：

• 在未來，通過注入水或二氧化碳等氣體來增加儲(chǔ)油壓力，將延長現(xiàn)有油田的運(yùn)營時(shí)間并提高產(chǎn)量。
• 非常規(guī)的開采方法，如含油氣儲(chǔ)層巖石水壓致裂法（水力壓裂技術(shù)），有可能在美國以外的地方得到推廣。
• 從油砂中提煉重油的技術(shù)將變得越來越環(huán)保，能耗也越來越低。
• 全球液化天然氣市場將繼續(xù)強(qiáng)勁增長。因此，如今被放空燃燒而浪費(fèi)掉的天然氣，在未來將得到利用并銷往市場。
• 在未來，人類有望在海平面下數(shù)千米深處建立海底自動(dòng)化油田。它將能夠運(yùn)行數(shù)十年而無需維護(hù)。

與此同時(shí)，石油和天然氣的替代品也正逐漸出現(xiàn)。在未來，電動(dòng)汽車可能會(huì)變得愈發(fā)常見。同時(shí)，由于風(fēng)電等可再生能源將變得更加經(jīng)濟(jì)，它們也可在一定程度上取代化石燃料。英國石油公司稱，目前全球能源消耗增長的五分之四源自新興經(jīng)濟(jì)體。但到一定時(shí)期，這些國家的能源需求增長也會(huì)趨于緩和。

隨著“易采石油”的日漸枯竭與石油和天然氣替代品的逐漸推廣，對相關(guān)企業(yè)來說，今后的發(fā)展方向已然明朗：石油和天然氣企業(yè)需要降低生產(chǎn)成本。一些公司已帶頭在油田引入更多自動(dòng)化技術(shù)和數(shù)據(jù)分析手段。簡而言之，在未來，越來越多的閥門將由機(jī)器而非工人來開關(guān)并決定什么時(shí)候開關(guān)。有朝一日，現(xiàn)在司空見慣的工作人員乘直升飛機(jī)前往海上石油平臺的場景或許將成為特例。

有朝一日，全自動(dòng)石油和天然氣田將成為現(xiàn)實(shí)。西門子位于挪威特隆赫姆的研發(fā)中心正在研制其中的必要技術(shù)。

自動(dòng)化設(shè)備會(huì)產(chǎn)生源源不斷的數(shù)據(jù)流，企業(yè)可以對這些數(shù)據(jù)加以挖掘、合并成大數(shù)據(jù)，并通過智能分析轉(zhuǎn)化為智能數(shù)據(jù)，而智能數(shù)據(jù)有助于更好地理解生產(chǎn)工藝。

比如，利用西門子提供的可視化軟件，用戶可以看到鉆井平臺的虛擬三維模型。深入的虛擬培訓(xùn)課程則能讓技術(shù)人員為執(zhí)行維護(hù)任務(wù)做好準(zhǔn)備。這些舉措都已經(jīng)在為客戶節(jié)約資金。例如，非洲一座海上石油加工平臺的工作人員能夠在平臺還未建成時(shí)就開始在虛擬模型上接受培訓(xùn)。虛擬培訓(xùn)課程縮短了實(shí)地培訓(xùn)所需時(shí)間。因此，石油平臺比計(jì)劃提前了兩個(gè)月投入運(yùn)行。

由于石油平臺和管線站的空間有限，機(jī)械和電氣驅(qū)動(dòng)裝置的體積不斷縮小、重量不斷減輕，這為削減成本帶來了另一個(gè)機(jī)會(huì)。西門子不久前從羅爾斯•羅伊斯能源公司收購的航改型燃?xì)廨啓C(jī)便是一個(gè)很好的例子。

每年都須將5%的產(chǎn)能更新?lián)Q代

今后幾年內(nèi)，油價(jià)是否會(huì)持續(xù)低迷？雖然沒有人能夠解答這個(gè)問題，但石油和天然氣行業(yè)的發(fā)展歷史告訴我們，縱然油價(jià)波動(dòng)劇烈，但需求增長仍保持驚人的穩(wěn)定。盡管油價(jià)曾攀上140多美元的高峰，也曾跌落至不足20美元的谷底，但長遠(yuǎn)來看，全球平均能耗保持著每年1%到2%的穩(wěn)定增速。此外，為了抵消老油田產(chǎn)量的降低，每年要對現(xiàn)有產(chǎn)能的5%左右進(jìn)行更新?lián)Q代。與此同時(shí)，石油企業(yè)也在不斷開發(fā)新的油田，并通過注入氣體等方法提高現(xiàn)有油田的產(chǎn)量。

今后數(shù)十年間，自動(dòng)化和數(shù)字化技術(shù)將使石油和天然氣保持競爭力。不論我們的態(tài)度如何，人類消耗的石油和天然氣正在逐年遞增。就數(shù)字而言，人類的能源需求量也在日益增加。然而，石油和天然氣占總能耗的比例卻可能會(huì)降低。

這種情況可能會(huì)一直持續(xù)，直到未來有一天人類發(fā)現(xiàn)讓剩余的石油留在地殼內(nèi)比開采它更加經(jīng)濟(jì)劃算。無論如何，在這個(gè)漫長的過渡期內(nèi)，根據(jù)形勢進(jìn)行必要調(diào)整將為那些勇于創(chuàng)新的石油和天然氣企業(yè)帶來巨大商機(jī)。

“耗能量的增長讓我們清楚看到，至少在今后幾十年內(nèi)，石油和天然氣仍將十分重要。” 戴儷思指出，“當(dāng)然，我們也需要可再生能源。但至少在眼下，我們手上的任何資源都是必不可少的，而石油和天然氣也在其中。”