China: ¿nuevas tecnologías de licuefacción de GNL? 

Cuando escuchas esta pregunta, lo primero que te viene a la mente son fábricas gigantes, módulos que pesan decenas de miles de toneladas y, por supuesto, Gazprom. Pero la realidad actual en China suele ser diferente. Se habla mucho de avances, pero sobre el terreno, en los proyectos, se ve algo más: un énfasis en soluciones de pequeña y mediana escala, en la adaptación, y no sólo en la gigantomanía. Y aquí residen muchos matices que a menudo se pierden en los informes.

Cambio de enfoque: de los megaproyectos a la flexibilidad

Anteriormente, todo el mundo perseguía la escala, detrás de plantas análogas como Yamal LNG. La lógica es simple: más volumen significa menor costo unitario. Pero el mercado chino del gas, especialmente en regiones remotas o para abastecer el transporte, requiere una lógica diferente. Es necesario desplegar rápidamente una instalación, a veces móvil, para trabajar con gas de petróleo asociado o con pequeños campos. Aquí es donde se encuentra ahora el principal campo de pruebas de la tecnología.

Por ejemplo, veo una demanda creciente de tecnologías de licuación que utilizanrefrigerantes mixtos(MRC) en un diseño compacto. No esos enormes ciclos en cascada, sino aquellos optimizados para condiciones específicas de suministro de gas. A menudo, la composición del gas es inestable, la presión fluctúa y los "en caja" ya preparados. Las decisiones de Occidente están estancadas aquí. Tenemos que modificarlo, hibridarlo. Esto es lo que sucedió en un proyecto en Xinjiang: tomamos como base un ciclo con preenfriamiento de propano-etano, pero tuvimos que integrar un circuito adicional para adaptarlo a los cambios estacionales. Resultó que no era ideal desde el punto de vista de la eficiencia, pero la planta está funcionando y no está parada.

Es en este nicho (capacidades medianas y pequeñas de 50 a 500 mil toneladas por año) donde ahora se está experimentando mucho. Palabra clave -modularidad. No construya en el sitio durante años, ensamble a partir de bloques ya hechos. Pero aquí hay un problema: hace diez años, los equipos chinos para intercambiadores de calor criogénicos estaban muy por detrás. Ahora se están poniendo al día, pero, francamente, la confianza de muchos operadores en él aún no es absoluta. A menudo veo un híbrido: los compresores principales son alemanes o americanos, y los sistemas auxiliares y las tuberías se fabrican localmente.

Corazones fríos de proyectos: compresores e intercambiadores de calor.

Si hablamos del núcleo técnico, entonces todo se reduce a dos nodos. El primero son los turboexpansores y compresores. Los fabricantes chinos como Shenyang Blower Works han logrado grandes avances en compresores axiales para grandes instalaciones. Pero para aplicaciones de potencia media, a menudo se requieren sopladores centrífugos de alta presión, y aquí se suele preferir Ariel o Dresser-Rand. No porque el nuestro sea malo, sino porque la evolución de la fiabilidad en un ciclo continuo que dura años no es algo que se pueda copiar rápidamente. Vi intentos de reemplazarlo en la etapa de licitación: los ingenieros del cliente generalmente están firmemente en contra, los riesgos de detener la producción son demasiado grandes.

La segunda unidad son los intercambiadores de calor. Lío alfabético de tecnologías:HERIDA ESPIRAL(retorcido) de Linde o Shell vsPLACA-ALETA(placa soldada con aletas). Los retorcidos son fiables, pero caros y pesados. Los de tipo placa son más compactos y económicos, pero requieren gas ultrapuro. Actualmente China está desarrollando activamente su producción de intercambiadores de calor de placas y aletas. Empresas como Hangzhou Hangyang fabrican buenos dispositivos, pero cuando se trata de lo más importante, el principal intercambiador de calor criogénico para una línea grande, los clientes a menudo todavía se inclinan por proveedores occidentales probados. No es una cuestión de patriotismo, sino de garantías. Una interrupción en el suministro de un dispositivo de este tipo durante un mes podría provocar pérdidas de decenas de millones de dólares.

Eficiencia energética: ¿dónde buscar reservas?

Todo el mundo habla de eficiencia, pero en la práctica a menudo se sacrifica en aras de los costes de capital o la velocidad de inicio. Una historia típica: un instituto de diseño publica un diagrama tecnológico con bonitas cifras específicas de consumo de energía. Entonces viene el cliente y dice: “El presupuesto se redujo en un 20%, ¿vamos a hacer algo más simple?” Y comienza la optimización: se elimina la etapa de preenfriamiento y se simplifica el sistema de recuperación de frío. Como resultado, la instalación funciona, pero no funciona. 10-15% más energía de la que podría.

Una tendencia que intenta compensar esto es la integración con fuentes renovables. Escuché sobre un proyecto piloto en Qinghai, donde parte de la energía para la licuefacción se obtiene de paneles solares. Por ahora, esto es más una demostración que una economía. La generación de variables no encaja bien con un proceso que debe ejecutarse 24 horas al día, 7 días a la semana. Pero como fuente de respaldo o para cubrir picos de carga en equipos auxiliares, la idea tiene derecho a vivir.

Una reserva más realista es la digitalización y el análisis predictivo. Implantación de sistemas de gemelos digitales para el seguimiento de intercambiadores de calor y turbomáquinas. Esto le permite detectar una caída en la eficiencia en una etapa temprana, por ejemplo, por un aumento en la caída de presión o cambios microscópicos en la vibración. Pero nuevamente, esto agrega costos de software y capacitación del personal. No todos los operadores están preparados.

Personas y conocimiento: ¿el eslabón débil?

La tecnología es sólo la mitad de la historia. Puedes comprar el equipo más moderno, pero si no hay un equipo que comprenda la física del proceso y no solo sepa presionar los botones según las instrucciones, el resultado será desastroso. Esto es difícil en China. Solo hay unos pocos ingenieros criogénicos con experiencia que han pasado varias veces desde la puesta en marcha hasta el mantenimiento programado. De ellos se ocupan grandes gigantes estatales como CNOOC o Sinopec.

Para pequeños proyectos privados esto es una molestia. Vi cómo en una planta de licuefacción de APG, un operador, tratando de hacer frente a la formación de espuma en el separador, presa del pánico, liberó presión en el sistema, lo que provocó una parada por un día. El problema se pudo resolver utilizando métodos estándar, pero no había experiencia. De ahí la creciente demanda de ingeniería y soporte técnico de terceros. Aquí es donde a las empresas les gustaChengdu Yizhi Technology Co.- un instituto de diseño creado por Huaxi Technology. No solo venden tecnología, sino que acompañan el proyecto en todas las etapas, lo cual es de vital importancia para las medianas empresas. Su experiencia en tecnología química, a juzgar por los proyectos, ayuda a resolver problemas no estándar con la composición del gas.

El entrenamiento es un dolor de cabeza aparte. Los planes de estudio de las universidades están divorciados de la realidad. Los graduados conocen la teoría del ciclo de Claude, pero no tienen idea de cómo es en la vida real el regulador de nivel de la columna inferior. Por lo tanto, los proyectos exitosos siempre incluyen una larga etapa de supervisión de la instalación y puesta en marcha con la participación de un licenciante de tecnología o un centro de ingeniería experimentado.

De cara al futuro: ¿Qué impulsará la industria?

Creo que en los próximos 5 a 7 años no veremos avances revolucionarios en la física de la licuefacción en sí. No espere la aparición de algún tipo de ciclo "cuántico". La evolución seguirá el camino de la optimización, la digitalización y una mayor miniaturización. El enfoque cambiará aunidades flotantes de licuefacción de GNL(FLNG) de menor tonelaje para el desarrollo de campos marinos en el Mar de China Meridional. Este es un nuevo desafío: los requisitos de seguridad contra cabeceos, espacio limitado y explosiones son un orden de magnitud mayores.

Otro impulsor es el hidrógeno. En este momento hay muchos rumores en torno a la economía del hidrógeno. Pero el hidrógeno también necesita licuarse para poder transportarse. Y estas son temperaturas completamente diferentes (20K versus 111K para GNL) y diferentes materiales. Los institutos y empresas de investigación chinos ya están realizando activamente actividades de investigación y desarrollo en esta área. Quizás los avances en el campo de la criogenia del hidrógeno den como resultado nuevas soluciones para el GNL tradicional, por ejemplo en el campo de los materiales aislantes o los sistemas de gestión de refrigerantes.

En definitiva, ¿las ?nuevas tecnologías? En China, esto a menudo no es reinventar la rueda, sino una adaptación inteligente y rápida de la experiencia mundial para satisfacer sus necesidades específicas: fuentes de gas descentralizadas, requisitos estrictos sobre el período de recuperación de la inversión, estándares ambientales crecientes. Y el principal indicador del éxito no son las patentes, sino la cantidad de instalaciones que funcionan de manera estable en el campo, en climas fríos y cálidos, bajo el control de especialistas locales. En cuanto a este indicador, mirando el mapa de nuevos proyectos, realmente hay avances. Lento, con reservas, con errores, pero irreversible.