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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”研究項目。這個項目旨在將風(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。西門子是這個項目的領(lǐng)頭人。歐盟將為這個為期三年的項目提供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）。為實現(xiàn)這一點，風(fēng)電場的本地控制網(wǎng)絡(luò)將各個風(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?？删幊蘊(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必須考慮到一些極其嚴(yán)格的要求。例如，如果多個服務(wù)供應(yīng)商想要同時訪問某臺風(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限內(nèi)接通信號。當(dāng)某條傳輸路徑發(fā)生故障時，系統(tǒng)必須能夠即時切換至另一條路徑。

減少現(xiàn)場作業(yè)量

VirtuWind項目專家也分析了風(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項目取得的成果來優(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“5G基礎(chǔ)設(shè)施公私合作伙伴項目”中的一個。這個歐盟項目旨在幫助開發(fā)第五代通訊標(biāo)準(zhǔn)。VirtuWind項目將一直開展到2018年。除西門子之外，項目成員還包括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。

在短短幾個月間，油價經(jīng)歷了驟然下跌。2014年夏季，每桶石油（159升）的價格在100美元以上，而到2016年1月，油價已降至低于每桶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*次受挫。西門子股份公司管理委員會成員戴儷思解釋說，油價一直在波動，只是在過去十年間的波動幅度格外大。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)，低油價既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇。如今仍保持強(qiáng)勁實力且運(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，但在蕭條時期，他們*有理由同時關(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、自動化和數(shù)字化這三個領(lǐng)域。” 戴儷思表示，“我們在這三個領(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，因為它們主要分布在陸地上，并且接近地表，在初次開采時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，石油和天然氣的價格不一定會因為生產(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油壓力，將延長現(xiàn)有油田的運(yùn)營時間并提高產(chǎn)量。
• 非常規(guī)的開采方法，如含油氣儲層巖石水壓致裂法（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化油田。它將能夠運(yùn)行數(shù)十年而無需維護(hù)。

與此同時，石油和天然氣的替代品也正逐漸出現(xiàn)。在未來，電動汽車可能會變得愈發(fā)常見。同時，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。但到一定時期，這些國家的能源需求增長也會趨于緩和。

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，全自動石油和天然氣田將成為現(xiàn)實。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)。

自動化設(shè)備會產(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)課程縮短了實地培訓(xùn)所需時間。因此，石油平臺比計劃提前了兩個月投入運(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機(jī)會。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)，油價是否會持續(xù)低迷？雖然沒有人能夠解答這個問題，但石油和天然氣行業(yè)的發(fā)展歷史告訴我們，縱然油價波動劇烈，但需求增長仍保持驚人的穩(wěn)定。盡管油價曾攀上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，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降低。

這種情況可能會一直持續(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。”