3D打印如何改變能源行業(yè)？

導(dǎo)讀：3D打印在能源行業(yè)的潛力正在逐漸顯現(xiàn)。經(jīng)過(guò)多年鼓勵(lì)石油和天然氣專業(yè)人士采用現(xiàn)場(chǎng)增材制造技術(shù)，3D打印公司終于得到了能源領(lǐng)域的認(rèn)可。

2021 年，全球3D打印市場(chǎng)價(jià)值超過(guò)130億美元，預(yù)計(jì)2022年至2030年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率將達(dá)到20.8%。到目前為止，3D打印技術(shù)的最大用途之一是醫(yī)療領(lǐng)域。但隨著市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大，其他行業(yè)正在研究如何使用3D打印技術(shù)獲得更大的價(jià)值。

跨入能源領(lǐng)域
3D聚合物材料制造商一直在制造助聽(tīng)器等醫(yī)療設(shè)備，因?yàn)槊绹?guó)對(duì)這些設(shè)備有很高的需求。在制造多種醫(yī)療設(shè)備的技術(shù)后，3D 打印公司認(rèn)為，通過(guò)制造所需的部件，還可以為能源行業(yè)增加顯著價(jià)值。通過(guò)3D打印，可以減少關(guān)鍵部件在破損更換時(shí)的時(shí)間，減少運(yùn)輸這些部件的碳足跡。它還具有解決能源公司供應(yīng)鏈問(wèn)題的潛力。

在蘇格蘭，Orthogonal獲得了在石油和天然氣行業(yè)工作的機(jī)會(huì)，這得益于其為工程、航空航天、汽車和其他行業(yè)提供打印服務(wù)的經(jīng)驗(yàn)。Orthogonal 在蘇格蘭阿伯丁設(shè)立了辦事處，可以與在北海工作的石油和天然氣公司合作。創(chuàng)始人John Niven（在石油和天然氣行業(yè)擁有超過(guò) 34 年的資深經(jīng)理和工程師）解釋說(shuō)：“在石油和天然氣行業(yè)經(jīng)營(yíng)多年，我看到了3D打印服務(wù)市場(chǎng)的空白，并決定開(kāi)展此業(yè)務(wù)。”



越來(lái)越多的3D打印制造公司開(kāi)始跨入石油和天然氣領(lǐng)域，希望與能源公司建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，能源公司也正在迅速認(rèn)識(shí)利用3D打印技術(shù)的好處。根據(jù)2021年的一份報(bào)告，接受調(diào)查的石油和天然氣公司中約有83%表示他們正在考慮使用3D打印或按需制造來(lái)改善他們的運(yùn)營(yíng)。這是大力推動(dòng)石油和天然氣現(xiàn)代化和數(shù)字化的重要一步，87% 的受訪者還表現(xiàn)出對(duì)機(jī)器人和自動(dòng)化的興趣。

像Shell 和 BP等石油巨頭已經(jīng)開(kāi)始采用3D打印技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)快速交付零件。打印大量不同零件意味著石油和天然氣公司無(wú)需在現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)大量零件，也不必依賴第三方公司交付組件。由于 3D 打印技術(shù)的創(chuàng)新，可以制造出能夠承受石油和天然氣運(yùn)營(yíng)惡劣條件的部件。

雖然石油和天然氣領(lǐng)域的3D打印仍然是一項(xiàng)相對(duì)邊緣的技術(shù)，但預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到320億美元到2030年將達(dá)到600億美元。人們認(rèn)為，采用這項(xiàng)技術(shù)可以提高運(yùn)營(yíng)的效率并降低成本。

實(shí)際案例
3D 打印不僅對(duì)石油和天然氣有用，越來(lái)越多的可再生能源公司正在研究如何使用該技術(shù)。例如，一名荷蘭學(xué)生最近提出了使用3D打印建造電解槽，用于使用電力將水分子分解成氫氣和氧氣，它將有助于為傳統(tǒng)制造節(jié)省大量資金。

GE 計(jì)劃為風(fēng)力渦輪機(jī)打印3D組件。GE Renewable Energy發(fā)布了一份關(guān)于在項(xiàng)目中使用3D打印技術(shù)的可行性研究，聲稱能夠使GE在風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)3D打印風(fēng)力渦輪機(jī)塔的底部， 大大降低運(yùn)輸成本。GE 于2020年與水泥巨頭Holcim和3D打印公司Cobod建立了多年合作關(guān)系，并在紐約卑爾根啟動(dòng)了一個(gè)研究機(jī)構(gòu)。據(jù)GE稱，使用的3D打印機(jī)有三層樓那么大，可以打印高達(dá)20米的渦輪機(jī)塔段，是世界上同類打印機(jī)中最大的打印機(jī)，能夠每小時(shí)打印超過(guò)10噸的混凝土，同時(shí)能夠降低運(yùn)輸成本并減少公司的碳足跡。


△GE的Haliade-X海上風(fēng)力渦輪機(jī)，圖片照片來(lái)自GE。

南極熊認(rèn)為3D打印在能源領(lǐng)域的探索才剛剛開(kāi)始，隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，相信3D打印技術(shù)將很快在石油和天然氣以及可再生能源項(xiàng)目中變得更加普遍，用于降低成本和提高效率。