在未来的很长一段时间内,道路上行驶的绝大多数汽车预计仍将由内燃机驱动。因此,尽量提高内燃机的效率具有非常重要的意义。
借助分布在全球各地的研究中心,以及与汽车行业的广泛合作,沙特阿美正在不断改良内燃机,推动低排放、高燃油效率的颠覆性交通运输技术。
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Fadhili
法迪利 (Fadhili) 天然气厂位于朱拜勒工业城以西30公里处,于2016年底开始动工兴建。这处设施体现了我们在诸多方面开展的工作,其打造不仅是为了增加天然气供应,还在于推动经济增长,促进沙特劳动力就业,以及减少碳排放。
按照设计,法迪利每天将能加工25亿标准立方英尺的粗气,同时,法迪利也是我们第一家用于处理来自海上油田和陆上油田的非伴生气的工厂,计划于2019年启用。
该工厂将尾气处理工艺纳入设计理念,硫磺回收率高达99.9%,进一步保护了空气质量。
该项目价值不仅限于资源处理:法迪利将能带动当地经济增收数十亿美元,预计40%的材料和服务将在沙特采购、加工。
建成后,法迪利天然气厂将成为沙特天然气干气系统的关键组成部分。
Wasit
瓦西特(Wasit)是我们有史以来简称的最大天然气厂之一,于2015年10月投产,2016年年中便开始满负荷运转。与沙特阿美的其他天然气厂不同,瓦西特仅用于处理非伴生气。
阿拉比亚(Arabiyah)和哈斯巴(Hasbah)海上油田位于阿拉伯湾朱拜勒工业城东北约150公里处。为满足瓦西特的加工需求,我们引入了阿拉比亚(Arabiyah)和哈斯巴(Hasbah)海上油田通过大口径非伴生气井采出的天然气。随着这两处油田天然气装置的投用,现在我们40%以上的非伴生气都由海上油田提供。
在提高清洁天然气供应方面,我们不断取得成功,为减少碳排放和发展新产业做出了贡献,同时释放了更多原油用于高附加值炼制或出口。
加瓦尔油田(Ghawar)的最北端位于达兰以西约100公里处。该油田由六大区域组成,包括费兹兰(Fazran)、艾因达尔(Ain Dar)、德古姆(Shedgum)、乌斯米尼耶(Uthaminyah)、哈维亚以及哈拉德,以背斜结构向南延伸200多公里,最宽处约36公里。
加瓦尔油田的常规油气探明储量位居世界第一。截至2018年12月31日,加瓦尔油田探明可采储量为583.2亿桶油当量。沙特原油累计总产量的一半以上来自加瓦尔油田。
在优化资源回收技术、提高资源管理经济效益的过程中,加瓦尔油田及其基础设施将始终处于我们长期战略框架的核心部分。
哈拉德(Haradh)坐落在加瓦尔油田南端,共分三期完成建设,每日可生产30万桶阿拉伯轻质原油。
哈拉德三期也是沙特阿美在南部地区运营的首家全自动化井控和监测工厂,可实现远程操作。该项目成功整合了以下四项技术:多分支井、最大油藏接触技术(MRC);智能完井(采用控制阀防止过早水窜);地质导向(实现油藏中井的最佳布局,最大限度提高采收率);以及“智慧油田”,利用实时地下数据传输持续监测关键油藏指标。综合利用这四项技术,可将单井开发成本降低三倍。
胡莱斯(Khurais)联合装置由阿布吉凡(Abu Jifan)油田、迈扎利吉(Mazalij)油田以及胡莱斯油田组成,长约106公里,最宽处18公里。
截至2018年12月31日,胡莱斯探明储量为214.0亿桶油当量,其中液态油储量为201.0亿桶。
库尔萨尼亚(Khursaniyah)项目每日能处理、稳定500,000桶阿拉伯轻质原油调和油(由阿布哈德里亚(Abu Hadriya)、法迪利和库尔萨尼亚油田提供),并拥有一个日处理10亿标准立方英尺伴生气的新建天然气厂。
库尔萨尼亚于2008年8月开始产油,每日注入110万桶非饮用水维持油藏压力。
努依姆(Nuayyim)原油增产项目每日可增产100,000桶阿拉伯超轻原油和9000万标准立方英尺伴生气。
该项目是沙特首个达到如此规模的项目,项目建议书全部在国内完成;此外,该工程还包括有一座油气分离站、一条140公里长的16英寸天然气管道以及位于霍塔赫(Hawtah)的供水设施,并使用无烟燃烧技术,极大程度上降低了排放。
该油田于2009年8月投产,坐落在利雅得以南250公里、霍塔赫原油厂(沙特中部地区首个生产基地)东北约50公里处。
盖提夫(Qatif)工厂生产、加工并运输由盖提夫油田提供的50万桶/日阿拉伯轻质原油调和油,以及来自阿布萨法(Abu Sa'fah)海上油田的30万桶/日阿拉伯中质原油。
盖提夫是首个通过混合阿拉伯特轻、轻质及中质原油来生产阿拉伯轻质原油的工厂。
就探明储量而言,萨法尼亚(Safaniyah)是世界上最大的常规海上油田。萨法尼亚油田位于达兰以北约260公里处,油田中的一大部分坐落在阿拉伯湾近海。萨法尼亚油田在特许经营区内,长约50公里,宽约15公里。
截至2018年12月,萨法尼亚油田的探明储量为340.3亿桶油当量。
谢巴(Shaybah)油田坐落在鲁卜哈利沙漠(又称“空旷的四分之一”,因其占地面积为沙特国土面积的1/4),发现于1968年。该油田地处偏远,夏季温度在50摄氏度以上,沙丘海拔超过300米,自然条件非常恶劣。出于技术和经济原因,项目开发推迟了20年。到20世纪90年代,3D地震成像技术、水平钻井技术及其他技术有所进步,使我们具备了开工生产的条件。
该油田宽约13公里,长约64公里,并配备有专门的液化天然气回收装置、机场和员工宿舍来解决地处偏远的问题。
随着二期扩建项目(25万桶/日)于2016年投产,谢巴的阿拉伯特轻原油总产能由此提高一倍,达到100万桶/日。截至2018年12月,谢巴油田探明储量为148.6亿桶油当量。
祖卢夫(Zuluf)油田位于阿拉伯湾,在达兰以北约240公里处,平均水深118英尺。该油田拥有祖卢夫和里比安(Ribyan)两个主要结构体,所处区域与北部的萨法尼亚相近。
截至2018年12月,祖卢夫已探明储量为313.1亿桶油当量。
沙特阿美拥有世界上最大的炼油业务,而位于吉赞市的炼油化工一体化工厂为初级工业和下游工业提供原料,是沙特阿美下游增长战略的重要一环。
2020年,沙特阿美将继续推动剥离吉赞汽电联产装置,使其进入沙特阿美、空气产品公司、ACWA电力以及Air Products Qudra的合资企业,并将空气分离装置整合进合资公司。
沙特阿美吉赞炼厂联合装置预计于2021年上半年全面投入运营,届时,沙特阿美在沙特境内的全资炼油厂将达到五家,其中三家专为国内市场供应运输燃料和公用事业燃料。
现代石油公司是一家韩国炼油企业,成立于1964年。现代石油公司主要设施所在的大山联合装置(Daesan Complex)是一家完全一体化的炼油厂,每日可加工65万桶原油。沙特阿美持有现代石油公司17%的股权。
中国石化森美石油有限公司是中国石化、埃克森美孚(中国)石油化工有限公司和沙特阿美(中国)有限公司共同组建的合资企业,总部设在福州,主要从事成品油、润滑油等石油产品的批发、零售、仓储、生产和运输,同时经营加油站便利店、洗车、润滑油更换、餐饮及其他辅助业务。
福建联合石化是沙特阿美与埃克森美孚、中石化以及福建省政府共同组建的合资企业。
http://www.fjrep.com/
拉比格炼油石化公司是沙特阿美和住友化学共同组建的合资企业,开发产品主要用于塑料、清洁剂、润滑剂、树脂、冷却剂、防冻剂、油漆、地毯、绳索、服装、洗发水、汽车内饰、环氧胶、绝缘材料、薄膜、纤维、家用电器、包装、蜡烛、管道等最终产品及其他诸多领域。
https://www.petrorabigh.com/en该公司是沙特阿美和马来西亚国家石油公司建立的战略联盟,由两家合资企业——边佳兰炼油公司(PRefChem Refining)和边佳兰石化公司(PRefChem Petrochemical)——对等持股,统称为边佳兰炼油与石化公司。
https://prefchem.com/
阿伯丁技术办公室致力于研究钻井与生产技术。沙特阿美能源风险投资公司(SAEV)欧洲分部也设在该办公室,负责发掘具有战略意义的创新能源技术公司,并与之建立联系。
北京研发中心致力于研究化学法提高原油采收率和先进的地震成像技术,其中包括自动断层检测,以及通过超分辨率提高数据质量。
此外,该中心还在探讨如何将研究活动扩展到运输效率、温室气体管理、先进控制和电力系统、机器人、材料科学、纳米技术和先进计算等的下游部门。
我们设在韩国科学技术院(KAIST)(位于韩国大田)的二氧化碳管理合作中心致力于解决与碳管理相关的问题。该中心旨在采用跨学科方法,以具有成本效益的创新方式,对固定/移动排放源的二氧化碳进行捕获、储存和转化。
位于荷兰的技术办公室设在代尔夫特理工大学,主要研究地震图像处理和地下成像技术,帮助我们更好地了解地面以下的地质特性。
Aramco Innovations Research Center
Leninskiye Gory 1 bldg 75-B
119234 Moscow
Russia
阿美巴黎燃料研究中心设在法国石油与新能源研究院(IFPen)。IFPen是一家活跃于能源、交通和环境领域的研究、创新和培训中心,也是一个公共部门。得益于这一战略布局,我们不仅能利用该研究院的各种设施,还能通过IFPen加强与欧洲各家汽车制造商之间的联系,加快推进各种燃料技术的创新步伐。
我们设在达兰总部的研究机构包括研发中心(R&DC)和EXPEC高级研究中心(EXPEC ARC)。
EXPEC高级研究中心旨在开发实现上游目标所需的专业技术,从而发现更多的石油资源,提高油藏采收率。该中心目前正在扩建,新设施将为可持续技术的综合研究赋能。
我们的研发中心旨在探索可以提高运营可靠性、效率和安全性的尖端技术,研究清洁燃料和碳排放管理等领域。
该研究中心位于阿卜杜拉国王科技大学 (KAUST),致力于催化剂开发、材料科学、纳米技术、机器人技术、太阳能材料和燃料技术的研究。沙特阿美燃料技术项目(FUELCOM)与阿卜杜拉国王科技大学清洁燃烧研究中心展开合作,为下游能力补强。
阿美波士顿研发中心致力于为计算建模、先进材料和纳米技术等领域的发展提供支持。该中心还与附近的麻省理工学院教员合作开展研究项目,重点关注建模、可视化、模拟和先进材料。
我们设在底特律、休斯顿和波士顿的阿美研发中心还与麻省理工学院能源计划 (MITEI)展开合作,为两个低碳能源中心的研究工作提供支持,携手应对气候变化挑战。这些中心集聚麻省理工学院各学科研究人员,与企业、政府机构和其他利益攸关方展开合作,进一步研究和推广有助于缓解气候变化的清洁能源技术。
阿美底特律研发中心专注于开发具有竞争力的运输解决方案,提高当前和未来发动机的工作效率,降低发动机系统的整体环境影响、成本和复杂性。
该中心还开展了轻型车用燃料和重型车用燃料研究项目,并能提供全面的现场集成和新车技术演示。该中心的战略运输分析团队负责进行动态行业分析,为我们的燃料研发活动提供支持。
阿美休斯敦研发中心致力于研究与常规能源和非常规能源的上游技术,为资源勘探和开发提供支持。具体研究领域包括先进地震成像、非常规能源产率提升、提高油井产能的智能流体、纳米聚合物、表面活性剂、与钻井作业相关的水泥技术、定量地质学和先进井下传感器。该中心是我们设在沙特以外的最大研究基地。
沙特阿美的研究表明,在未来的汽车行业中实现有效减排的最佳途径之一是开发新型燃料和高效内燃机技术。
沙特阿美正以一种全新的方式来应对碳排放的挑战:研发既能提高效率又能降低排放的内燃机和燃料。
预测显示,至少到2040年,道路上的绝大多数汽车仍将使用内燃机。因此,沙特阿美相信,在中短期内,先进高效的内燃机仍然是减少二氧化碳排放的最有效途径。
沙特阿美全球各地研究中心的专家和科学家们正在与汽车行业展开合作,推动这些技术不断进步,同时应对全球气候和交通出行挑战。
内燃机所包含的多个技术环节,通过技术改造提升,能够实现更高的燃烧效率和更低的排放,因此,沙特阿美的交通运输技术研究也正在致力于这些领域。
压燃式发动机是如今投入使用的效率最高的内燃机。然而,其中大多数是由柴油燃料提供动力的,产生了较大的烟尘和氮化物排放,后处理系统非常复杂。
汽油压燃(GCI)发动机使用比柴油燃点更低的汽油燃料,可以更好的改善燃烧前的油气混合,因此也更容易控制排放。
汽油压燃技术显著提高了汽油发动机的效率,燃料消耗和二氧化碳排放量能够减少25%。这项技术能使发动机实现超低排放,同时又能拥有柴油发动机的效率。
目前市场在售的汽油即可实现高效率低排放的效果,如果使用优化的低碳燃料,将进一步加强发动机的燃烧表现。
沙特阿美正在探索多种方法来实现这项技术,有的工作是公司独立完成,也有一些是与汽车制造商、技术开发商和研究机构合作完成。比如,沙特阿美与马自达就展开了合作,旨在共同研发先进的发动机和燃料,从而降低从油井到汽车全生命周期的二氧化碳排放。
采用汽油压燃技术提高发动机效率的好处
沙特阿美正在为湍流喷射点火(TJI)汽油发动机开发一种稀薄燃烧策略。湍流喷射点火是一种能明显改进点火过程的技术,提高了燃油效率,降低了发动机排放。
湍流喷射点火技术使用额外的空气或废气对油气混合物进行稀释,并且能够确保燃烧稳定进行。
它的工作原理是将少量的空气和燃料在预燃室中预混合(预燃室是一个与主燃烧室分开的小空间)。然后,这种混合气被点燃,产生热自由基的湍流射流,进入主燃烧室,提供比传统火花塞更广泛的点火源分布。
沙特阿美已经熟练掌握了这种颇具前景的燃烧模式,聚焦以下两种不同的点火方法: 主动式和被动式。
主动式:
在预燃室内部设置火花塞和二次燃油喷射器。喷射器引入少量燃料,然后由火花塞点燃,产生自由基的湍流射流,再点燃燃烧室中的主要燃料。
被动式:
这种方式不需要二次喷射器,因为该方法依靠活塞设计和喷射策略,将少量空气和燃料引入预燃室后再由火花塞点燃。
虽然这两种方法采用了不同的硬件,但都产生了更高的效率和更低的排放。
多家技术开发商已经成功测试了这项技术,沙特阿美目前正将湍流喷射点火技术集成到一款先进的汽油车中,预计将于2020年对外亮相。如果此项技术集成到汽车被证明是成功的,沙特阿美希望它能在不久的将来投放市场。
采用湍流喷射点火(TJI)技术提高发动机效率的好处
对置活塞发动机是一种有发展前景的替代产品,能显著增强发动机功率和燃油效率。
这种发动机每缸使用两个活塞,做相反的往复运动。这种设计减少了摩擦和热损失,带来了更大的效率,进而提高了燃油经济性,降低了排放。
这是一个通用型解决方案。对置活塞发动机可以使用火花塞点火或压缩点火,也能使用汽油或柴油燃料。当该结构与沙特阿美的其他技术相结合,能创造更高的燃油效率和减排效益。
沙特阿美正在与其他技术开发商合作,如Achates Power和INNEngine,探索对置活塞发动机不同的设计方法。
Achates Power已经开发了一种双冲程对置活塞发动机,这种发动机采用直列式气缸和两曲轴布局。沙特阿美正在与Achates Power合作开发三缸汽油压燃点火发动机版本,目的是将车辆燃油经济性提高50%,同时满足未来的排放标准。
INNengine正在设计一种两冲程对置活塞结构。两个活塞围绕一个中心轴布置,通过中心轴将扭矩传递给变速器。这样的布置能使发动机更加紧凑。按照设计,在每旋转一次,每个气缸中会发生两次燃烧,这是传统四冲程发动机功率的两倍,提供了更大的功率密度。下一步,沙特阿美计划与INNengine合作,进一步推进这项技术的研发。
采用对置活塞发动机技术改进发动机设计的好处
移动碳捕获(MCC)是一项创新技术,可以降低运输业的二氧化碳排放。
经过沙特阿美科学家九年时间的改进,现在这一技术的最新成果已经可以从汽车尾气中捕获高达25%的二氧化碳排放量。捕获的二氧化碳会存储在车上,卸载下的二氧化碳可应用于各种工业和商业场景,例如利用沙特阿美的聚合技术(Converge)制造高价值产品。
沙特阿美已经成功地在福特F-250皮卡和丰田凯美瑞中型乘用车上展示了移动碳捕获技术。最近,公司团队也开始将移动碳捕获技术集成到一款8级重型卡车上。沙特阿美的目标是将移动碳捕获技术与汽油压燃点火和其他提高效率的技术结合起来,将卡车的二氧化碳排放减少50%。
移动碳捕获技术具有大幅减少货运行业碳排放的潜力,尤其适用于运输车队。
沙特阿美的下一个目标是在沃尔沃8级重卡上减少50%的二氧化碳排放量。
沙特阿美在丰田凯美瑞乘用车上成功减少25%的二氧化碳排放量。
沙特阿美的可行性原型技术在福特F-250皮卡上成功减少25%的二氧化碳排放量。
启动移动碳捕获系统研发工作
移动碳捕获技术的好处
世界领先的能源与化工一体化企业沙特阿美与阿斯顿-马丁阿美一级方程式®车队合作,在2024年F1中国大奖赛开赛前夕,在上海联合启动“Make A Mark”行动。
为进一步推进产学研深入结合,实现学科专业、行业产业相互促进、共同发展,2月1日上午,南开大学化学学院与北京研发中心座谈暨合作备忘录签约仪式在我校举行。