Der Energiesektor ist eine dynamische und vielseitige Branche, die entscheidend zur weltweiten Energieversorgung beiträgt. Sie umfasst ein breites Spektrum von Aktivitäten, darunter sowohl fossile als auch erneuerbare Energiequellen. Jeder Sektor birgt einzigartige Herausforderungen und Überwachungsanforderungen in sich, die durch die Komplexität der Gewinnung und Nutzung von Energie aus der Erde bedingt sind.
Energiequellen und ihr Potenzial
In der sich stetig wandelnden Energielandschaft ist ein vielfältiger Energiemix unerlässlich, um den wachsenden globalen Bedarf zu decken und gleichzeitig Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Der Energiesektor versorgt nicht nur Industrie, Haushalte und den Verkehr mit Energie, sondern treibt auch wirtschaftlichen und technologischen Fortschritt voran. Um dieses Gleichgewicht zu wahren, ist eine Kombination aus traditionellen und neuen Energiequellen erforderlich. Jede Energieform – ob fossil oder erneuerbar – bringt eigene Vorteile, Herausforderungen, Überwachungs- und Wartungsanforderungen mit sich.
Während der Energiesektor verstärkt auf sauberere und nachhaltigere Lösungen setzt, werden neue Technologien und Methoden in bestehende Systeme integriert.
Eine effektive Überwachung ist entscheidend, um die Leistung zu optimieren, die Sicherheit zu gewährleisten und Umweltauswirkungen kosteneffizient zu minimieren. Dieser anhaltende Wandel unterstreicht die entscheidende Rolle der verschiedenen Energiequellen bei der Gestaltung einer Zukunft, in der der Energiebedarf verantwortungsvoll gedeckt werden kann.
Oil & Gas Upstream (O&G)
Der Upstream-Sektor der Öl- und Gasindustrie (O&G) umfasst die Phasen von der Exploration bis zur Produktion von Kohlenwasserstoffen. Diese Aktivitäten decken nicht nur den globalen Energiebedarf, sondern fördern auch wirtschaftliches Wachstum und technologische Innovationen. Dieser Sektor steht jedoch vor Herausforderungen, insbesondere bei der Überwachung und Bewirtschaftung der Reservoires, um eine sichere und effiziente Produktion zu gewährleisten.
Ein modernes Reservoir-Management in der Öl- und Gasindustrie setzt auf eine kontinuierliche Echtzeitüberwachung im Bohrloch, um die Leistung zu optimieren. Faseroptische Sensoren liefern präzise Daten zu Temperatur und akustischen Signalen, was fundierte Entscheidungen ermöglicht und die Effizienz sowie Sicherheit der Förderprozesse erhöht.
Neben betrieblichen Verbesserungen trägt die Glasfasertechnologie dazu bei, den ökologischen Fußabdruck von Upstream-Aktivitäten zu verringern. Durch die frühzeitige Erkennung von Problemen wie Lecks verhindert sie Gefahren und unterstützt nachhaltige Praktiken. Mit Glasfasern kann die Branche die Kohlenwasserstoffgewinnung optimieren und datengesteuerte Strategien einsetzen, um effizientere und umweltbewusstere Betriebsabläufe zu erreichen.
Carbon Capture & Storage (CCS)
Mit dem Wandel hin zu saubereren und nachhaltigeren Praktiken gewinnt Carbon Capture & Storage (CCS) zunehmend an Bedeutung. Diese Technologie ist entscheidend, um den CO₂-Fußabdruck des Energiesektors zu reduzieren, insbesondere bei der fortgesetzten Nutzung fossiler Brennstoffe. Durch die Abscheidung von Kohlendioxidemissionen aus industriellen Prozessen und der Stromerzeugung, bevor sie in die Atmosphäre gelangen, trägt CCS dazu bei, die Umweltauswirkungen traditioneller Energiequellen zu minimieren.
Diese Technologie spielt eine zentrale Rolle dabei, die Nutzung von Kohlenwasserstoffen mit der dringenden Notwendigkeit zur Bekämpfung des Klimawandels in Einklang zu bringen – und ist somit unverzichtbar für den globalen Übergang in eine CO₂-arme Zukunft.
CCS ist eine zentrale Technologie zur Reduzierung von CO₂-Emissionen, indem Kohlendioxid abgeschieden und unterirdisch gespeichert wird. Faseroptische Überwachung gewährleistet die Integrität der Speicherstätten, indem sie Echtzeitdaten zur CO₂-Bewegung liefert und potenzielle Lecks frühzeitig erkennt. Dadurch trägt sie maßgeblich zur Umweltsicherheit bei.
Geothermieüberwachung
Geothermische Ressourcen zeichnen sich als zuverlässige und nachhaltige Energiequelle aus. Durch die Nutzung der natürlichen Erdwärme wird Strom mit einem minimalen ökologischen Fußabdruck erzeugt. Geothermische Energie wird zunehmend als wichtiger Bestandteil eines diversifizierten globalen Energiemixes anerkannt.
Faseroptische Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Überwachung von Temperaturgradienten und seismischer Aktivität in geothermischen Reservoiren. Durch ihr robustes Design hält sie rauen geothermischen Umgebungen stand und stellt somit eine langlebige und zuverlässige Lösung für die kontinuierliche Überwachung dar. Darüber hinaus bieten Glasfasern eine umweltfreundliche Lösung, die die langfristige Sicherheit und Effizienz der geothermischen Energiegewinnung gewährleistet.
Geophysikalische Überwachung
Die geophysikalische Überwachung ist im gesamten Energiesektor von entscheidender Bedeutung und liefert wichtige Daten für die Entscheidungsfindung und das Risikomanagement. Im Upstream-Sektor der Öl- und Gasindustrie ermöglichen Verfahren wie die seismische Bildgebung die Identifikation von Reserven und die Bewertung geologischer Strukturen, wodurch verschiedene Risiken minimiert werden.
In der Geothermie sorgt sie für eine sichere Wärmegewinnung, indem sie unterirdische Strukturen kartiert und potenzielle Gefahren überwacht. Beim CCS wird das gespeicherte Kohlendioxid nachverfolgt, um eine sichere Einschließung zu gewährleisten.
Darüber hinaus ermöglicht die geophysikalische Überwachung eine präzise Bewertung potenzieller oberflächennaher Gefahren, einschließlich Bodenverformungen und aufkommender unterirdischer Instabilitäten. Ein wesentlicher Bestandteil ist die Überwachung seismischer Ereignisse, die unser Verständnis der Untergrundprozesse erheblich verbessert und dazu beiträgt, sowohl Menschen als auch die Umwelt zu schützen.
Faseroptische Sensoren bieten zahlreiche Vorteile für die geophysikalische Überwachung, wie die kontinuierliche, hochauflösende Datenerfassung über große Entfernungen ohne Unterbrechung. Diese Sensoren liefern in Echtzeit zuverlässige Einblicke in die Untergrundbedingungen und verbessern die Genauigkeit der Gefahrenfrüherkennung als auch der Untergrundkartierung erheblich. Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit, vorhandene Telekommunikationsfasern für die geophysikalische Überwachung zu nutzen, wodurch die Ressourcennutzung maximiert wird.
Die Überwachung von Parametern wie Temperatur, Druck, akustischen Signalen, Deformationen und seismischer Aktivität liefert entscheidende Daten, die die Entscheidungsfindung und betriebliche Effizienz verbessern. Da die Energieerkundung immer komplexer wird, war der Bedarf an genauen Echtzeitdaten noch nie so wichtig wie heute. Unsere Technologie ermöglicht eine präzise und kontinuierliche Überwachung in verschiedenen Energiesektoren, wie zum Beispiel:
- Erdrutsche und Steinschläge
- Oberflächennahe Geophysik
- Bergbau
- Stauanlagen: Leckagen und Sickerwasser
- Erdbeben
- CO2-Transport per Pipeline
- Unterirdische Injektion
- Permanente Speicherung
- Bohrlochintegrität und -ausrüstung
- Produktions-/Injektionsprofilierung
- Bohrlochseismik
- Hydraulisches Fracking
- Enhanced Oil Recovery (EOR)-Projekte
- Unterseeische Versorgungsleitungen und Steigleitungen
- Geothermiekraftwerke
- DFOS-seismische Messungen an der Oberfläche und in Bohrlöchern
- Produktionsbohrungen
- Injektionsbohrungen
- Erdgekoppelte Wärmepumpensysteme
- Vulkanische Aktivitäten
Spezifische Herausforderungen und Chancen
Der Energiesektor steht vor vielfältigen Herausforderungen, darunter die Notwendigkeit einer zuverlässigen Echtzeitüberwachung in extremen Umgebungen, die Integration erneuerbarer Energiequellen und die Reduzierung von CO₂-Emissionen. Zudem stoßen herkömmliche Messsysteme häufig an ihre Grenzen, wenn es um langfristige Stabilität und Präzision geht – was Ineffizienzen und höhere betriebliche Risiken zur Folge haben kann. Die Bewältigung dieser Herausforderungen erfordert fortschrittliche Technologien und innovative Lösungen.
Aktuelle Trends in der Energieexploration & -überwachung
- Dekarbonisierung
- Kosteneffiziente Lösungen
- Risikominderung, die mit herkömmlichen Überwachungsinstrumenten verbunden ist
- Nachhaltige Praktiken
- Integration erneuerbarer Energiequellen
- Einsatz fortschrittlicher Technologien zur Verbesserung der Betriebseffizienz und Sicherheit
- Vorausschauende Wartung
Faseroptische Sensortechnologien gewinnen zunehmend an Bedeutung, da sie kontinuierliche Echtzeitdaten mit hoher Genauigkeit liefern und diese Entwicklungen gezielt unterstützen.
Die Lösungen von AP Sensing und ihre Vorteile
Distributed Temperature Sensing (DTS)
Das DTS von AP Sensing basiert auf der bewährten optischen Zeitbereichsreflektometrie-Technologie nach Raman (engl. Raman Optical Time Domain Reflectometry, R-OTDR). AP Sensing verwendet seine patentierte Code Correlation OTDR (CC-OTDR), die den Einsatz niedriger optischer Leistung ermöglicht. Diese stellt sicher, dass Probleme mit der Laseralterung eliminiert und eine langfristige, stabile Messung ohne Wartungsaufwand gewährleistet werden kann.
Die DTS-Technologie von AP Sensing spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen Energieanwendungen, indem sie kontinuierliche Echtzeit-Temperaturdaten über große Bereiche bereitstellt.
- Im Bereich Öl und Gas (Upstream) hilft sie, die Leistung von Bohrlöchern zu optimieren, Anomalien zu erkennen und die Integrität der Anlagen sicherzustellen.
- In der Geothermie überwacht DTS Temperaturgradienten, um eine effiziente Wärmegewinnung und einen sicheren Betrieb zu ermöglichen.
- Im Bereich Carbon Capture & Storage (CCS) liefert DTS wertvolle Daten zur Überwachung der CO₂-Bewegung, zur Sicherstellung der Standortintegrität und zur Leckageerkennung.
Distributed Acoustic Sensing (DAS)
Das phasenbasierte DAS-System von AP Sensing misst akustische Vibrationen entlang der Faser basierend auf den Prinzipien der kohärenten optischen Zeitbereichsreflektometrie (engl. Coherent Optical Time Domain Reflectometry, C-OTDR). Die revolutionäre 2P-Squared-Technologie des DAS von AP Sensing ermöglicht eine präzise lineare Messung dynamischer Faserlängenänderungen, die durch Dehnung infolge akustischer Signale, Vibrationen oder Temperaturfluktuationen entstehen.
- AP Sensings DAS verbessert den Betrieb im Öl- und Gas- (Upstream-) Sektor, indem es akustische Signale im Zusammenhang mit Strömungsdynamik und Leckagen erkennt. Dies unterstützt die Optimierung der Bohrlochleistung und die Identifikation von Problemen in Echtzeit.
- In der Geothermie überwacht DAS seismische und akustische Signale, um unterirdische Aktivitäten zu erfassen, eine effiziente Wärmegewinnung sicherzustellen und die Reservoirüberwachung zu verbessern.
- Für die seismische Überwachung liefert DAS hochauflösende, kontinuierliche Daten zur Analyse seismischer Ereignisse und zur Verbesserung der Erdbebenerkennung.
- Im Bereich Carbon Capture and Storage (CCS) detektiert DAS akustische Signale zur Überwachung der CO₂-Injektion und -Migration, um die Standortintegrität sicherzustellen und potenzielle Leckagen zu erkennen.
Distributed Temperature & Strain Sensing (DTSS)
Das DTSS von AP Sensing basiert auf der Brillouin Optical Time-Domain Reflectometry (BOTDR)-Technologie. BOTDR arbeitet mit einem hohen optischen Budget auf einer einseitig angebundenen Faser (Stichleitung) und ist weniger anfällig für Änderungen der Faserdämpfung. Diese Technologie ermöglicht großflächige und präzise Messungen von sowohl Temperatur als auch Dehnung innerhalb des Messbereichs.
AP Sensings DTSS liefert essenzielle Erkenntnisse in verschiedenen Sektoren, indem es Dehnung und Verformung entlang faseroptischer Kabel misst:
- Im Öl- und Gas- (Upstream-) Bereich unterstützt DTSS die Überwachung der Bohrlochstabilität und erkennt Verformungen oder Verschiebungen, die die Integrität des Bohrlochs beeinträchtigen könnten.
- In der Geothermie verfolgt DTSS Dehnungen in unterirdischen Strukturen, um eine effiziente Wärmegewinnung sowie die Stabilität von geothermischen Reservoirs sicherzustellen.
- Für die seismische Überwachung misst DTSS Bodenverformungen, um seismische Aktivitäten zu analysieren und Strategien zur Erdbebenreaktion zu verbessern.
- Im Bereich Carbon Capture and Storage (CCS) erkennt DTSS Dehnungsänderungen an Speicherstätten, um die CO₂-Bewegung zu überwachen, die Standortintegrität zu gewährleisten und potenzielle Probleme frühzeitig zu identifizieren.
Innovative Softwarelösungen
SmartVision
Die SmartVision-Suite von AP Sensing bietet auf einen Blick eine umfassende Übersicht über Ihre Anlage – gesteuert durch eine intuitive grafische Benutzeroberfläche (GUI). Sie integriert verschiedene Technologien, darunter DAS, DTS, DTSS und weitere Sensoren, nahtlos in einer einzigen Plattform.
In Notfallsituationen werden Alarme direkt auf dem Bildschirm angezeigt, sodass Betreiber sofort über die Position kritischer Ereignisse informiert werden. Gleichzeitig sind Temperaturgrafiken und Hotspot-Tabellen jederzeit abrufbar.
PLATO-DTS
PLATO-DTS wurde entwickelt, um DTS-Daten aus jeder Bohrung zu visualisieren und zu interpretieren, sodass Produktions- und Injektionsprofile abgeleitet werden können. Durch die Nutzung eines Enthalpiebilanzmodells berücksichtigt PLATO-DTS den Wärmetransport sowohl durch Wärmeleitung als auch durch Konvektion.
Das Modell erfasst dabei auf natürliche Weise Temperaturveränderungen, die durch Reibungserwärmung, Joule-Thomson-Kühlung, Skin-Effekte und Phasenübergänge entstehen. Mit Funktionen, die DTS-Daten von der Visualisierung bis zur dauerhaften Überwachung optimieren, hat sich PLATO-DTS als Industriestandard für die Temperaturmodellierung etabliert.
ARIANE-SP2S
ARIANE-SP2S ermöglicht die Echtzeitverarbeitung von DFOS-Daten und bietet eine unbegrenzte, hochauflösende Multi-Skalen-Visualisierung. Als umfassende Lösung für DAS-Monitoring stellt ARIANE-SP2S erfasste Daten dynamisch und ohne zeitliche Einschränkungen in Echtzeit dar – unabhängig von der Dauer der Messung.
Mit nachgewiesener Expertise und kontinuierlicher Innovation bietet AP Sensing eine vollständig integrierte End-to-End-Lösung – Made in Germany. Unser Team arbeitet eng mit Ihnen zusammen, um die richtige Kombination von Technologien für Ihre Anforderungen auszuwählen. Darüber hinaus bieten wir Vor-Ort-Services, Hotline- und Online-Support, Wartung sowie Produktschulungen an.
In unserer Mediathek finden Sie alle unsere Broschüren, Anwendungsflyer, Produktflyer, Videos und weitere Case Studies überwiegend in englischer Sprache.