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  当前,新一轮能源技术革命孕育兴起,新的能源科技成果不断涌现,依托云计算、大数据、区块链等技术融合发展,正在改变整个能源的生产、运行和传输模式,并对世界能源格局和经济发展产生深远影响。国际石油公司通过科技创新实现降本增效和低碳发展,对提升生产效率和管理效率也提出了更高的要求。同时,面对疫情冲击、能源转型的新形势,国际石油公司更加重视营造创新生态,开放式、跨界合作越来越普遍,技术创新组织与管理呈现出集中化、一体化趋势。国际油服公司面对整个能源行业的大变局,深耕传统油气领域不断研发新技术的同时,加速在低碳能源领域的布局,加快从传统油气技术及设备服务公司向能源技术服务公司转型的步伐。

  应对“双冲击”挑战 “双转型”加快推进新形势

  技术创新赋能可持续发展

  近年来,油气行业受到了“低油价、新冠疫情” 的双重冲击,面临着“能源、数字化”双转型的新形势。随着能源转型的推进,数字化技术快速发展,对技术创新提出了更高要求。新冠疫情造成2020年上半年油价大幅下跌,令国际大石油公司经营业绩和利润受到重创,导致在技术创新上的投入随之减少。当前,如何利用较少的投入创造更多产出,成为提升石油公司竞争力的关键。为了应对新形势新挑战,国际石油公司的技术创新理念、技术组织与管理、技术发展重点也在不断调整。

  以价值创新为导向积极培育创新生态圈

  国际大石油公司的技术创新强调以价值创造为导向,围绕业务价值链部署创新链,提升创新效率,实现公司价值创造和增值。新形势下,对新能源技术、数字技术等非传统优势技术的需求不断增加,多领域、交叉学科的“组合式”创新更加普遍,石油公司越来越重视开放式创新和跨界合作,试图通过多种技术获取方式进行组合,更多地从外部渠道寻找获取新技术,提高研发效率和投入产出,利用有限的研发资金,为公司创造更大价值。为了更大范围地获取新想法、新知识、新技术,在技术创新理念上,石油公司更加重视创新生态,将大学、科研院所以及用户、供应商甚至竞争者都引入公司的创新链,积极培育技术创新生态圈。

  石油公司的技术发展方式更加开放,除了内部的自主研发外,将目光转向公司外部、行业外部,越来越关注风险投资、技术并购、技术合作、产业联盟和工业联合等多种技术获取方式的利用和平衡。尤其是针对低碳、可再生能源、数字化等方面的技术开发和应用,风险投资、并购、合作研发等数量大幅上升。为了推动油气勘探开发等业务的数字化转型,bp、壳牌等石油公司广泛与谷歌、微软等IT巨头合作。

  在清洁能源领域,近年来道达尔、Equinor、壳牌等企业对从事低碳业务公司的兼并收购频繁。风险投资也逐渐成为石油公司重要的技术创新来源,特别是对初创公司的风险投资占比大幅提高,从过去的3%跃升到2019年的将近40%。油价低迷让一些石油公司剥离了部分业务、相关的专利和技术人才。与此同时,国际大石油公司通过资助这些技术人才建立初创公司,对剥离的专利进行产业化开发,以此继续保持对领先技术的控制,并取得使用权,为公司创造收益。此外,国际大石油公司还将一些暂不开发的专利授权给员工或中小公司,由他们进行技术商业化开发,并对这些小公司进行风险投资。

  重构技术创新组织体系强化集中管理

  为了适应技术发展方式的变化,石油公司不断重构技术创新组织体系。过去十几年里,石油公司的技术创新组织管理体系总体上是从“分散式、专业化”向“集中管理、一体化运行”方向变革,主要强调综合利用科技资源,统筹进行知识管理,实现技术共享,为业务部门提供最优化的技术解决方案,雪佛龙、壳牌、Equinor、道达尔、bp等公司都先后对技术创新组织进行了一体化整合。

  2020年,bp实施公司重组,撤销先前自主经营权较大的传统上下游业务板块,打造了全新的四大业务板块:生产与运营、客户与产品、天然气与低碳能源、创新与工程,将原本分散在不同业务板块的技术创新机构集中到“创新与工程”板块。该板块包括研发、工程化、风险投资以及数字化技术与转型等业务,涵盖从创意提出到研发、孵化直至终端的应用的全部技术创新活动。今年,Equinor将其9大业务部门重塑为6大业务部门,“技术创新与数字化”是其中的一大业务部门,由公司管理层直接管控。

  同时,大石油公司也在压缩公司层级,降低组织复杂性和成本,加强对研发公司和研发人员的集中管理,提高研发效率。5年前,道达尔开始对研发管理进行调整,建立技术研发组织集中化管理的组织框架,由公司首席技术官统筹管理协调公司的各个研发机构,精简了创新管理机构,优化了内部程序与流程,缩短了项目审批的时间,提升了创新管理的敏捷性,同时加强科研人员在企业内部的流动,提高研发效率。2020年,道达尔再次改革,成立了一个技术管理平台,整合各研发机构的团队,汇总公司研发领域的技术专业知识和研发活动,进行集中统一管理。

  新形势倒逼石油公司调整技术创新重点

  2014年以来油价的几轮下跌,让石油公司对成本的关注度不断提高,技术发展重点聚焦于降本增效技术的研发。自动化、无人化作业等数字化技术是降本增效的核心技术之一,优先权在不断提高,技术应用不断成熟,并越来越多集成进入上游核心技术中,推动着以现场作业人员为核心的传统油田生产模式向“少人无人自动化”模式转变。机器人、无人机以及移动互联等技术倍受青睐,研发投入较以往有2倍甚至3倍的增长。此外,能源转型的压力,也让石油公司加大对地热、氢能、核能等新能源的技术以及勘探生产过程中的低碳生产技术(如井场用电采用太阳能发电)的关注。

  值得注意的是,在传统油气行业,当前,国际大石油公司更加注重从过去发展中累积的大量专利和技术成果中挖掘实用价值,加大了对技术成果的转化应用,将内部研发重点聚焦到对现有技术和工艺流程的渐进式创新和产品改良上,用于新技术的研发预算一般不超过公司总研发预算的三分之一,甚至不足十分之一。中长期研发项目的研发投入普遍缩减,短期内无法直接降本增效的各项新技术开发及应用受阻,研发资金集中到中短期项目上。 (作者杨虹 单位:中国石油经济技术研究院)本文仅代表作者个人观点

  国际油服公司在深耕传统油气领域的同时,加速布局低碳技术——

  加快向能源技术服务公司转型

  8月26日,贝克休斯成功完成Aemetis公司加州碳捕集与封存(CCS)项目地质地层评估和钻井研究。贝克休斯油田服务部门能源转型负责人阿吉特·梅农表示:“这是发展CCS能力的又一步,CCS能力是推进能源转型的关键部分。”随着全球各国各企业纷纷提出净零目标,迫切需要低碳与新能源技术。国际油服公司在传统油气领域升级技术、部署数字化的同时,加速布局低碳技术,正在从传统油气技术及设备服务公司向能源技术服务公司转型。

  研发新技术满足市场需求

  油气技术和设备服务是油服公司的传统核心业务。当前,保证核心业务的发展仍然是第一要务。近年来,国际油服公司不断布局新技术,满足新的市场需求。

  首先,全球油气开发向着深水、深层和非常规领域进军。国际油服公司研发了很多可在高温高压等恶劣环境下应用的新技术和新设备。今年5月,哈里伯顿两项新技术、斯伦贝谢一项新技术获得国际海洋油气技术大会技术创新奖。贝克休斯8月获得雪佛龙大型海上天然气项目海底压缩管汇技术服务合同。在压裂领域,哈里伯顿7月推出低成本直接压裂监控服务ExpressFiber,8月首次成功部署先进的电压裂解决方案。

  其次,去年因疫情冲击、油价暴跌,石油公司油气生产经营压力加大,减排目标更加严格,迫切需要降本增效和减排。升级更新传统油气技术,尤其是数字化技术成为实现该目标的重要手段。鉴于此,三大国际油服公司普遍将数字化技术作为重要发展方向,利用今年油价上涨的机会加速布局,成效明显。它们还研发新技术帮助石油公司消除放喷,减少气体泄漏,提升电气化水平,尽可能减少碳排放。

  最后,全球能源转型加速推进,油服公司顺应形势变化纷纷布局低碳与新能源业务。三大国际油服公司正在推进CCUS(碳捕集、利用与封存)、氢能、地热能等技术研发与应用,并取得进展。

  跨界合作发展数字化技术

  年初以来,三大国际油服公司继续大力布局在全球的数字化业务,但各有侧重。哈里伯顿对数字化最为专注,斯伦贝谢平衡发展数字化和低碳技术,贝克休斯对数字化的部署力度较低碳业务小。

  国际油服公司在发展数字化技术时,合作成为普遍模式。它们通常选择与大型科技公司共同研发新技术,注重数字化平台的搭建,为数字化技术应用奠定基础。斯伦贝谢与微软的合作由来已久,并在今年3月扩大合作伙伴关系,进一步将认知勘探生产环境平台与行业新标准数据平台整合,整合后的数据平台已在4月开始为Equinor部署,以提高该公司大规模整合数据以及改善决策的能力。贝克休斯则与知名人工智能企业C3.ai持续合作,两家公司2月联合壳牌和微软推出“开放式人工智能能源方案”,共同开发的BHC3 AI Suite等应用程序,已在3月为马来西亚国家石油公司部署,助力其数字化转型。

  今年以来,国际油服公司推出大量数字化新技术和方案。8月,斯伦贝谢先后推出了自动定向钻井技术、Optiq光纤传感解决方案以及PeriScope Edge多层随钻测绘服务,哈里伯顿推出地球科学套件云解决方案——最新版Geosciences Suite,这些新技术可有效提高钻井效率、消除不确定性、提高采收率。同时,国际油服公司数字化技术在油气领域广泛应用。哈里伯顿先后与科威特石油公司、挪威石油管理局等签订数字化技术服务合同,涉及勘探、油田运营等领域。

  数字化技术助力油服公司业绩增长。以斯伦贝谢为例,今年二季度,斯伦贝谢数字与集成业务部门营收8.17亿美元,环比增长6%,同比增长32%。值得注意的是,该部门利润率稳步提升,二季度环比增加1.47个百分点,至33.5%,远高于其他三大业务部门。

  低碳技术布局未来市场

  在稳步推动油气核心业务减排增产、保障充足的现金流后,国际油服公司正在积极投资布局低碳领域新技术新业务,正在从传统的油气行业全产业链技术及设备服务企业,向能源技术服务企业转型。

  三大国际油服公司对低碳布局的节奏不同,各有侧重。贝克休斯起步最早。2019年底,该公司正式从通用电气独立出来,提出净零目标,加速发展低碳业务。目前,贝克休斯对地热、风电、太阳能、氢能和CCUS等技术都有所涉猎,但重点放在优势领域CCUS,其次是氢能。今年初以来,贝克休斯先后与Horisont Energy、三星工程公司合作开发CCUS项目,后一个项目中,贝克休斯需要提供氢气领域压缩、NovaLT燃气轮机等技术。该公司6月宣布投资生物甲烷化技术公司Electrochaea,提高碳捕集与利用技术。

  斯伦贝谢起步稍晚,但步伐很快。该公司去年成立了新能源业务部门,在氢能、锂、CCS、地热等领域进行布局。今年1月,斯伦贝谢与合作伙伴创建清洁制氢技术企业Genvia。2月,与雪佛龙、微软等合作,计划在美国加州开发生物能源碳捕集与封存(BECCS)项目,以生产负碳电能。6月,斯伦贝谢和松下宣布将合作研发独特的直接锂提取技术和生产工艺。目前,斯伦贝谢已布局出一个多元发展的新能源板块。

  哈里伯顿长期以来看重北美钻井和完井业务,大力推进油气生产数字化转型,在低碳领域行动很少。今年2月,该公司全资子公司哈里伯顿实验室宣布首批加入其清洁能源技术加速器计划的3家公司,共同研发清洁能源技术。3月,该实验室放开清洁能源技术加速器计划第二轮申请。(记者 李小松)

  前沿技术 

  壳牌:启用3D打印和数字化仓库

  7月,壳牌基于3D打印技术,建立了数字供应链,即创建各种零件的三维模型,在海上钻井平台等工作站配备3D打印机。需要更换零件时,直接3D打印出来。以此来提升海上钻井平台供应链的响应能力。

  bp:推出塑料循环产品系列

  3月,bp和沙特基础工业公司合作增加通过认证的循环产品的生产,这些可回收产品将用过的混合塑料制成原料,从而减少了石化厂所需的化石资源量。使用先进的回收技术生产,可将劣质的混合塑料和用过的塑料转化为热解油。热解油可作为传统化石材料的替代原料,进行加工,以生产经认证的可回收产品。

  Equinor:引进海底管道维修机器人Nautilus

  3月,Equinor宣布与挪威机器人公司(Kongsberg Ferrotech)、泰国国家石油公司合作,对海底管道维修机器人Nautilus进行高级测试。这是一种蛤壳形状的机器人,能够在完全浸没的干燥环境中进行维修和改造,只需一次操作,无须潜水员或传统设备。机器人提取泄漏或腐蚀管道的一部分,然后使用复合材料和3D打印将其替换为新管道,有助于提高操作的安全性,降低维护成本。

  埃克森美孚:可再生柴油技术使生物燃料获高产

  9月2日,埃克森美孚催化剂及技术许可公司推出了一项可再生柴油加工技术(EMRD)。这项新工艺技术将原料(包括但不限于植物油、未转化食用油和动物脂肪)转化为可再生柴油。EMRD工艺为两阶段工艺,与单级工艺相比,有助于提高柴油产量。

  雪佛龙:启动世界上第一台ISOALKY离子液体烷基化装置

  4月,雪佛龙公司和霍尼韦尔宣布了全球首个商业规模的ISOALKY工艺装置的调试和启动,该装置利用离子液体生产烷基化物。ISOALKY?技术代表了烷基化技术的一项重大创新,可用于新建炼油厂以及正在进行扩建或改造应用的现有设施。与传统的烷基化技术相比,ISOALKY?技术具有更广泛、更先进的进料灵活性。该技术首先在美国雪佛龙的盐湖城炼油厂中使用,旨在满足炼油行业对成本、安全性的需求。

  道达尔能源:研究液化二氧化碳运输船

  8月26日,道达尔能源公司与日本三菱重工集团旗下的三菱造船公司合作,对液化二氧化碳运输船进行可行性研究,开发旨在减少二氧化碳排放的技术。由于液化二氧化碳运输船在将捕获的二氧化碳运输到储存地点或设施方面发挥着重要作用,该运输船的需求将会增加。

  斯伦贝谢:推出PeriScope Edge多层随钻测绘服务

  8月18日,斯伦贝谢推出名为潜望镜边缘(PeriScope Edge)多层随钻测绘服务。与现有技术相比,新技术扩大了深度检测范围并提高了分辨率,同时利用云计算和数字解决方案提供储层实时洞察,有利于减少钻井的不确定性并确保钻井时实现最佳储层暴露,从而提高建井效率。利用这些功能,PeriScope Edge 服务可帮助钻井人员在油藏内消除不确定性,实现精准钻井。PeriScope Edge多层随钻测绘服务已经在包括南美、中东和亚洲的各种地层中使用,跟踪记录良好。

  哈里伯顿:发布最新版本地球科学套件

  哈里伯顿8月发布了最新版本的地球科学套件(Geosciences Suite),这是一个由E&P混合云iEnergy提供动力的云解决方案。这种云解决方案可以通过提高对复杂储层的理解来降低勘探不确定性,从而提高采收率。此套件提供了一个多用户环境,利用一个开放的协作平台,可与其他哈里伯顿或第三方应用程序无缝连接。通过混合云,运营商可以访问其地球科学应用程序,以经济高效的方式描述地下地质特征。

  (马睿 整理)

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