| dc.description.abstract | I dette studiet ble miljøpåvirkningen gjennom livssyklusen til det planlagte undervannskompresjonssystemet Jansz-Io utenfor kysten i Vest-Australia evaluert. Kompresjonssystemet vil operere på en vanndypde på omtrent 1350 m. Prosess simuleringer ble gjennomført for forventet produksjonsdata fra Jansz-Io-feltet og planlagte tilknytningsfelt i 50 års drift. Resultatene ble brukt til å bestemme kraftforbruket gjennom livssyklussen til systemet og viktige ineffektiviteter i systemdesignet. Simuleringsmodellen i Aspen HYSYS ble integrert i en vugge-til-grav LCA-modell i SimaPro for å estimere miljøpåvirkningene av systemet. LCA modellen dekket råstoffutvinning, produksjon, installasjon, operasjon, vedlikehold og avvikling.
Simuleringsresultatene viser at systemytelsen til kompresjonssystemet er god sammenlignet med resultater i litteraturen grunnet høy polytropisk effektivitet og ingen behov for Anti-Surge resirkulering. De største ineffektivitetene ble observert i kraftoverføring og resirkulering av kjølegass, samt lekkasje fra balansestempelet til kompressoren. Basert på funnene ved bruk av livssyklusanalysemetoden ReCiPe midpoint (Hierarchist), ser det ut til å være en sterk sammenheng mellom kraftforbruket til kompresjonssystemet og miljøpåvirkningen i alle miljøkategorier som ble vurdert. De sterkeste korrelasjonene ble funnet for global oppvarming, stratosfærisk ozonnedbrytning og utarming av fossile ressurser og vann. I disse kategoriene utgjorde kraftforbruket mer enn 99% i hver kategori.
To alternative scenarier ble evaluert som mulige strategier for å redusere miljøpåvirkningene av systemet. Det første scenariet var våtgasskompresjon, som viste en liten (~1\%) reduksjon for alle miljøkategorier evaluert. Det andre scenariet var offshore vindkraftproduksjon. Kraftgenerering ved bruk av havvind ser ut til å redusere miljøpåvirkningene betydelig i miljøpåvirkningskategoriene global oppvarming, stratosfærisk ozonnedbrytning og knapphet på fossile ressurser. Den høye materialvekten til havvindparken resulterte likevel i en økning i 7 miljøpåvirkningskategorier sammenlignet med base case, der havvind viste seg å ha størst påvirkning sammenlignet med base case på knapphet av mineralressurser og kreftfremkallende helsegifter.
I en generell sammenheng gir dette studiet innsikt i bruken av LCA i kombinasjon med prosess simuleringer som en egnet tilnærming for å forbedre den generelle miljøytelsen til kompresjonssystemer. Sammen med usikkerheter knyttet til fremtidig gassproduksjon av feltene var største kilden til usikkerhet i dette studiet den fremtidige ytelsen til gassturbinene som skal drive kompresjonssystemet fra Barrow Island. Det anbefales at livssyklus effektiviteten til gassturbiner blir evaluert i lignende fremtidige studier. Det anbefales også at fremtidige studier vurderer avveiningene mellom fordelene havvind har på miljøet knyttet til reduksjon av fossilt brensel versus den potensielle økningen i miljøpåvirkninger knyttet til materialforbruket av havvindparker. | |
| dc.description.abstract | In this study, the life-cycle environmental impact of the planned Jansz-Io subsea compression system offshore Western Australia at a water depth of approximately 1350 m was evaluated. Process simulation of the expected production from the Jansz-Io field and planned tie-in fields over 50 years of operation was performed to determine life-cycle power consumption and key inefficiencies in the system design. The simulation model in Aspen HYSYS was integrated into a cradle-to-grave LCA model in SimaPro covering raw material extraction, manufacturing, installation, operation, and maintenance to estimate the environmental impacts of the system.
The results of the simulation cases showed that system performance compared favourably with results in the literature, as high polytropic efficiencies were observed in all cases without the need for anti-surge recycling. The largest inefficiencies were observed in cooling gas recirculation, balance piston leakage, and power transmission. Based on the ReCiPe midpoint (Hierarchist) life cycle impact assessment method, the results showed that there was a strong correlation between the power consumption of the compression system and the environmental impact in all impact categories assessed. The strongest correlations were found for global warming, stratospheric ozone depletion, fossil resource scarcity, and water consumption, where power consumption accounted for more than 99% in each category.
Two alternative scenarios were explored as possible strategies to mitigate the energy-related environmental impacts of the system. The first scenario was wet gas compression, which showed a small (~1%) reduction in environmental impacts for all indicators. The second scenario was offshore wind power generation, which showed a significant reduction in the environmental impact categories global warming, stratospheric ozone depletion, and fossil resource scarcity. Nevertheless, the high material weight of the offshore wind farm resulted in an increase in 7 impact categories compared to the base case, with the largest impacts on mineral resource scarcity and human carcinogenic toxicity.
In a general context, this study provides insight into the use of LCA in combination with process simulations as a suitable approach to improve the overall environmental performance of compression systems. In addition to future field production, the largest source of uncertainty in this study was the future performance of the gas turbines powering the compression system from Barrow Island. It is recommended for future studies to evaluate the life cycle efficiency of gas turbines. It is also recommended that future studies consider the tradeoffs between the benefits of offshore wind in reducing fossil fuel impacts and the potential increase in impacts associated with material consumption in offshore wind farms. | |