Tässä blogikirjoituksessa tarkastelemme FPSO-alusten rakennetta ja toimintoja, jotka ovat nousseet uudeksi ratkaisuksi meren luonnonvarojen kehittämiseen, sekä niiden etuja kiinteisiin alustoihin verrattuna.
Jos joku kysyisi minulta laivanrakennus- ja meriteollisuuden tulevaisuudesta laivanrakennusinsinöörinä, vastaisin "meren luonnonvarat". Nykytilanteessa, jossa maaresurssit ovat ehtyneet ja vaihtoehtoisia luonnonvaroja tarvitaan, ihmisen toiminta kääntyy väistämättä tutkimattomien valtamerien puoleen. Teknologian kehittyessä olemme siirtymässä aikakauteen, jossa voimme tutkia ja hyödyntää erilaisia luonnonvaroja valtamerestä. Sähköntuotanto merienergialla, syvänmeren mineraalivarojen louhinta ja meren biologisten luonnonvarojen tutkimus kuuluvat kaikki merellisten luonnonvarojen luokkaan. Tämä monitahoinen lähestymistapa tekee laivanrakennus- ja meriteollisuuden tulevaisuudesta entistä valoisamman.
Tarkasteltaessamme Korean laivanrakennusteollisuuden nykytilaa näiden yleismaailmallisten vaatimusten valossa voimme olla entistä varmempia vastauksessamme. Tällä hetkellä Korean laivanrakennusteollisuus menettää markkinaosuuksia nopeasti kasvavalle Kiinan laivanrakennusteollisuudelle. Korean laivanrakennusteollisuuden markkinaosuus oli kärjessä 2000-luvun puoliväliin asti, mutta sittemmin Kiina on syrjäyttänyt sen kärkipaikalta kilpailussa halpojen tilausten voittamisesta. Tämä tilanne on asettanut uusia haasteita Korean laivanrakennusteollisuudelle, ja sen seurauksena se on keskittynyt korkean jalostusarvon laivanrakennusteknologian kehittämiseen. Korean laivanrakennusteollisuus, joka aisti kriisin, tunnisti tarpeen uudelle korkean jalostusarvon laivanrakennusteknologialle. Vastauksena tähän korealaiset telakat kääntävät vähitellen huomionsa meren luonnonvarojen kehittämiseen.
Meren luonnonvarojen kehittämiseen käytettäviä laitoksia kutsutaan yleensä "offshore-laitoksiksi". Laajasti ottaen merelliset energialaitokset, havainnointilaitokset ja merelliset laitokset luokitellaan myös offshore-laitoksiksi, mutta laivanrakennus- ja meriteollisuudessa merellisten luonnonvarojen kehittämiseen liittyviä rakenteita kutsutaan yleisesti offshore-laitoksiksi. Offshore-laitosten päätehtävänä on porata meren luonnonvaroja. Aiemmin offshore-poraus tehtiin kiinteissä laitoksissa, joissa poraus ja jalostus suoritettiin ennen kuin öljy lähetettiin maissa sijaitseviin varastointilaitoksiin. Tämä menetelmä vaati suuria laitoksia sekä porauksen että jalostuksen suorittamiseen, ja pitkät putkistot oli yhdistettävä maissa oleviin laitoksiin. Koska ne olivat kiinteitä, niitä oli vaikea asentaa yli 200 metrin syviin vesiin, ja laitokset jouduttiin purkamaan, kun öljylähteet olivat ehtyneet. FPSO-laitokset kehitettiin näiden ongelmien ratkaisemiseksi.
FPSO:t (Floating Production Storage and Offloading) ovat kelluvia laitoksia, jotka hoitavat kaikki raakaöljyn tuotannon, jalostuksen, varastoinnin ja purun osa-alueet. Toisin sanoen ne hoitavat kaikki prosessit paitsi porauksen. Kun porausalus (porauslaitos) on suorittanut porauksen, FPSO vetää raakaöljyä kaivoista. FPSO jalostaa öljyn saadakseen vain haluamaamme öljyä. Koska laitos vastaa vain porauksesta, FPSO:n käyttö voi pienentää laitoksen kokoa dramaattisesti. Lisäksi, koska FPSO suorittaa kaikki toiminnot paitsi porauksen, prosessi yksinkertaistuu. Lisäksi FPSO voi korvata maalla sijaitsevia varastointilaitoksia ja pitkiä putkistoja, mikä parantaa raakaöljyn porauksen vakautta ja kannattavuutta. FPSO:t ovat rakenteita, jotka soveltuvat pienimuotoiseen öljykaivojen kehittämiseen. Kiinteät alustat on purettava, kun öljykaivot ovat tyhjentyneet, mikä on kallis ja monimutkainen prosessi, mutta FPSO:ita ei tarvitse purkaa porauksen jälkeen, ja ne voidaan yksinkertaisesti siirtää. Lisäksi FPSO:issa on suuret kannet, mikä helpottaa tilan varmistamista ja niiden suunnittelua verrattuna muihin laitoksiin. Erityisesti vanhat, vähäisen hyötyarvon omaavat alukset voidaan muuntaa FPSO-aluksiksi, ja monet FPSO-alukset on itse asiassa suunniteltu muuntamalla olemassa olevia laivoja.
FPSO-öljynporauslaitosten päätehtävänä on erottaa puhdasta öljyä raakaöljystä. Millaista prosessijärjestelmää tässä prosessissa sitten käytetään? Tarkastellaan kussakin vaiheessa käytettyjä järjestelmiä. Ensinnäkin öljylähteestä pystysuoraa putkea pitkin uutettu seos lähetetään lämmittimeen ensisijaista lämmitystä varten. Lämmön kohdistamisen tarkoituksena on vähentää viskositeettia, mikä parantaa virtausta ja lisää tehokkuutta nesteen luokittelun aikana. Neste siirtyy sitten tuotantoerottimeen, jossa se erotetaan öljyksi, kaasuksi ja vedeksi nestedynamiikan avulla. Tämän prosessin aikana öljy käy läpi yhdisteiden poistoprosessin ja varastoidaan säiliöihin. Varastoitu öljy puretaan sitten sukkula-tankkereihin ja kuljetetaan toimituskohteisiin. Kaasunpoistoprosessin jälkeen kaasu lähetetään generaattoriin tai soihduntajärjestelmään (laitos, joka kerää ja polttaa prosessin aikana syntyvän ylimääräisen kaasun) nestemäisten komponenttien poistamiseksi. Vesi suodatetaan vedenkäsittelyjärjestelmän läpi, ja osaa siitä käytetään öljylähteen paineen säätelyyn.
Jotta FPSO, joka suorittaa nämä prosessit sisäisesti, toimisi kelluvana laitoksena, sen on oltava kiinteästi paikallaan ilman, että ulkoiset voimat heiluttavat sitä. FPSO:n paikallaan pysymisen käytön aikana mahdollistavat kaksi pääkomponenttia. Ensimmäinen on tornilaitteisto. Tornissa käytetään pyörivää osaa, joka pitää FPSO:n paikallaan, vaikka alusta heiluttaisivat ulkoiset voimat, kuten aallot ja tuuli, jotta raakaöljyn tuotantolinja ei kärsi. Torni toimii myös kulkureittinä napanuoriksi kutsutuille kaapeleille, jotka syöttävät virtaa ja signaaleja merenalaisiin kaivoihin. Toinen laite on kiinnitysjärjestelmä. Peruskiinnityslaitteet ovat hajautettu kiinnitysmenetelmä, jossa kiinnitysköydet ankkuroidaan merenpohjaan ja liitetään runkoon, ja tornikiinnitysmenetelmä, jossa tornilaitteistoon sisällytetään kiinnitystoimintoja. Sopiva kiinnitysmenetelmä valitaan ympäröivän ympäristön, kuten tuulen, vuoroveden ja maaston, mukaan. Vakaissa ympäristöissä käytetään pääasiassa hajautettua kiinnitysmenetelmää, kun taas suhteellisen epävakaissa ympäristöissä käytetään pääasiassa tornikiinnitysmenetelmää. Äärimmäisissä olosuhteissa, kuten napa-alueilla, käytetään irrotettavaa sisäistä tornikiinnitysmenetelmää. Tämä järjestelmä on suunniteltu estämään FPSO-alusten vaurioituminen tai tuhoutuminen ulkoisten voimien (aaltojen, jäävuorten jne.) vaikutuksesta, jotka ylittävät suunnitteluolosuhteet napa-alueiden ankarissa olosuhteissa. Hätätilanteessa tämä järjestelmä voi irrota rungosta ja kytkeä sen uudelleen.
Korean laivanrakennusteollisuus pyrkii monin tavoin varmistamaan vertaansa vailla olevan teknologisen osaamisen offshore-laitosmarkkinoilla. Esimerkiksi ympäristöystävällisten offshore-laitosten kehittämiseksi tehdään aktiivisesti tutkimusta. Teollisuus pyrkii suojelemaan meriympäristöä ja kestävää kehitystä. Tällaisten ympäristöystävällisten teknologioiden käyttöönotto on tärkeässä roolissa kilpailukyvyn parantamisessa kansainvälisessä yhteisössä.
Tällä hetkellä Korean laivanrakennusteollisuus on vakiinnuttanut asemansa FPSO-alusten ollessa sen pääasiallinen alustyyppi, ja se on saavuttanut merkittäviä tuloksia FPSO-alalla. Yksi edustavista esimerkeistä Korean FPSO-teknologiasta on itseliikkuva FPSO. Yleensä FPSO-aluksissa ei ole moottoreita, ja niitä siirretään hinaajilla. Napa-alueilla on kuitenkin olemassa rungon vaurioitumisriski jään ja jäälauttojen vuoksi, joten FPSO-alusten on kyettävä liikkumaan omin voimin. Tästä syystä syntyi tarve itseliikkuville laitteille, ja helmikuussa 2004 Samsung Heavy Industries rakensi maailman ensimmäisen itseliikkuvan FPSO-aluksen, Ngangaran. Lisäksi vuonna 2010 Hyundai Heavy Industries sai tilauksen erittäin suuresta sylinterimäisestä FPSO-aluksesta ja sai uuden sertifikaatin. Verrattuna olemassa oleviin FPSO-aluksiin, sylinterimäiset FPSO-alukset kestävät paremmin ankaria meriympäristöjä, kuten tuulta, virtauksia ja aaltoja, mikä mahdollistaa tehokkaan toiminnan napa-alueilla. Samana vuonna Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering sai myös tilauksen suuresta offshore-porauslaitoksesta, mikä erottaa heidät porausalalla. Nämä saavutukset ovat esimerkkejä Korean laivanrakennusteollisuuden innovatiivisesta teknologiasta ja haastavasta hengestä. Näiden menestysten pohjalta teollisuus tulee saavuttamaan entistä suurempia tuloksia tulevaisuudessa.
Teknologian lisäksi myös henkilöstöresurssien kehittämisellä ja koulutuksella on tärkeä rooli laivanrakennus- ja offshore-teollisuuden kehittämisessä. Meren luonnonvarojen tuleva kehitys ja laivanrakennus- ja offshore-teollisuuden kestävä kasvu edellyttävät lahjakkaita yksilöitä, joilla on erikoisosaamista. Tätä varten eri yliopistot ja tutkimuslaitokset toteuttavat laajan valikoiman meritekniikkaan liittyviä ohjelmia ja tutkimusta. Nuorille kyvyille tarjotaan mahdollisuuksia osallistua meriteollisuuden kehittämiseen tällaisen koulutuksen ja tutkimuksen avulla.
