China: ¿nuevas tecnologías de licuefacción de GNL? 

Cuando se habla de nuevas tecnologías de licuefacción en China, muchos se imaginan inmediatamente fábricas gigantes en la costa. Pero la realidad es a menudo más sutil e interesante: reside en la adaptación y modernización de los procesos a condiciones específicas, a veces bastante complejas, y no sólo en avances de alto perfil. A veces parece que el principal desafío no es crear algo desde cero, sino hacer que las soluciones probadas funcionen de manera más confiable y económica en un nuevo entorno.

De gigantes a soluciones de nicho: la evolución del enfoque

Anteriormente, la atención se centraba en la escala. Proyectos como las plantas de Shanghai o Shenzhen siguieron diseños clásicos como el proceso AP-X o el ciclo en cascada C3MR. Las tecnologías fueron principalmente importadas. Ahora el vector se ha desplazado. Sí, los grandes proyectos no han desaparecido, pero paralelamente se trabaja activamente en soluciones para capacidades medianas y pequeñas, para plantas flotantes de licuefacción (FLNG) e incluso para el uso de gas asociado al petróleo en yacimientos remotos. Esto requiere una óptica diferente.

Las soluciones con licencia ya preparadas ya no siempre son adecuadas en este caso. Necesita adaptación. Por ejemplo, las empresas de ingeniería chinas ofrecen cada vez más diseños híbridos. tomemos lo mismotecnología de licuefacciónBasado en doble expansión de nitrógeno, pero con intercambiadores de calor optimizados de diseño propio para reducir el consumo energético. Esto no es una revolución, sino una evolución, pero es precisamente esto lo que da un efecto económico en proyectos concretos.

Uno de los impulsores clave es la demanda interna de gasificación de áreas remotas y el desarrollo de energía distribuida a pequeña escala. La demanda de plantas de licuefacción modulares y compactas con una capacidad de, digamos, entre 50.000 y 500.000 toneladas al año ha crecido exponencialmente. Y ésta es un área donde los actores locales están mostrando más flexibilidad que los gigantes tecnológicos tradicionales.

Ciclo frigorífico y “fierra”: donde se busca la eficiencia

Si se profundiza, los principales esfuerzos en nuevos desarrollos se centran en dos cosas: optimización del ciclo frigorífico y localización de equipos críticos. Trabajan con el ciclo, intentando aumentar su flexibilidad. Por ejemplo, para instalaciones flotantes, no sólo es importante la eficiencia, sino también la resistencia al cabeceo y la compacidad. Están surgiendo soluciones que combinan el preenfriamiento de propano con el ciclo principal de refrigerante mixto (MR), pero con un circuito de control simplificado y más confiable.

En cuanto al hardware, aquí es donde más se nota el avance. Hace apenas cinco años, los principales turboexpansores, bombas criogénicas e intercambiadores de calor “caja fría”. comprado en Europa o EE. UU. Ahora varios fabricantes chinos, como Hangyang o Siyuan, han alcanzado un nivel completamente competitivo en algunas posiciones. Su equipamiento suele ser más económico y, en los modos de funcionamiento estándar, la fiabilidad ya ha sido demostrada mediante proyectos. Pero para parámetros extremos o las capacidades más grandes, la confianza en marcas occidentales probadas es aún mayor.

Un punto interesante es trabajar con refrigerantes. Debido a las regulaciones ambientales, se están buscando alternativas. Algunos proyectos piloto están probando mezclas con un potencial de calentamiento global (GWP) más bajo. Por ahora, esto añade complejidad a los cálculos y al funcionamiento, pero la tendencia ya está marcada y los ingenieros deben tener esto en cuenta ya en la fase de diseño conceptual.

Pruebas de campo: teoría versus práctica usando el ejemplo de instalaciones modulares

Todo luce bien sobre el papel y en los centros de pruebas. Pero la verdadera prueba está en el campo. Tuve la experiencia de supervisar la puesta en marcha de una planta modular de licuefacción en Xinjiang. La capacidad es pequeña, alrededor de 100 mil toneladas por año, la tecnología es híbrida, con énfasis en el enfriamiento por aire debido a la escasez de agua en la región.

El primer problema que encontramos fue la inestabilidad de la composición del gas crudo de los pozos. El proyecto fue diseñado para un cierto rango, pero las fluctuaciones reales fueron más amplias. Esto provocó formación de hielo periódica en los intercambiadores de calor y fallos de funcionamiento del expansor. Tuvimos que modificar sobre la marcha el sistema de prelimpieza y adaptar los algoritmos de control. Ésta es una historia típica: las condiciones ideales sólo existen en los estudios de viabilidad.

Otra lección es la logística y las calificaciones del personal local. Montar módulos en una fábrica es una cosa. Instalarlos en un sitio con un clima severo y capacitar a operadores que antes trabajaban únicamente con la minería tradicional es una tarea de otro orden. A veces, el error más simple durante el inicio puede provocar un apagado durante varios días. Por lo tanto, ahora muchas empresas, incluidos los institutos de ingeniería, incluyen en sus contratos no sólo el suministro de tecnología, sino también un paquete ampliado de supervisión de instalación y capacitación.

Hablando de ingeniería. Recientemente, la actividad de institutos de diseño comoChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Este es sólo un ejemplo de una estructura creada para el desarrollo en profundidad de soluciones tecnológicas. Como instituto subsidiario de Huaxi Technology, con un capital registrado de 120 millones de RMB, se centran en el ciclo completo desde I+D hasta el diseño detallado. Su enfoque se basa a menudo en la adaptación.Tecnologías de licuefacción de GNLde materias primas de yacimientos específicos, lo cual es crítico para esas mismas condiciones de campo.

Tecnologías relacionadas: sin las cuales la nueva licuefacción es imposible.

Cuando hablamos de nuevas tecnologías no podemos limitarnos al proceso de licuefacción. Esto es sólo una parte de la cadena. Los avances en áreas relacionadas no son menos importantes. Por ejemplo, sistemas de prepurificación de gases (eliminación de CO2, mercaptanos, humedad). Si antes se utilizaban unidades de adsorción voluminosas, ahora se utilizan cada vez más tecnologías de membrana o híbridas, que reducen el tamaño y los costes energéticos, especialmente en el caso de las soluciones offshore.

La automatización ha avanzado mucho. La introducción de gemelos digitales para el seguimiento y el análisis predictivo de equipos ya no es una fantasía, sino una realidad en algunas fábricas nuevas. Esto permite predecir el desgaste de las turbinas o la caída de la eficiencia de los intercambiadores de calor, planificar reparaciones y minimizar el tiempo de inactividad. Aunque, para ser honesto, en muchas instalaciones existentes los operadores todavía miran con desconfianza a estas "inteligentes". sistemas y dependen más de las lecturas de los manómetros convencionales.

Otro bloque son las tecnologías de almacenamiento y transporte. Desarrollo de materiales aislantes más eficaces para depósitos y depósitos, mejora de los sistemas de regasificación. Todo esto en conjunto determina la economía de todo el proyecto. Puede tener el ciclo de licuefacción más eficiente, pero perder todos los beneficios de una logística costosa.

De cara al futuro: qué impulsará a la industria a continuación

Entonces, ¿adónde va todo? En mi opinión, los principales puntos de crecimiento serán tres direcciones. El primero es una mayor miniaturización y modularización para la energía descentralizada y el uso de gas en el transporte. El segundo es una profunda integración con las fuentes de energía renovables. Ya existen proyectos piloto en los que el exceso de energía procedente de turbinas eólicas o paneles solares se utiliza para accionar eléctricamente compresores de licuefacción. Por ahora es caro, pero a largo plazo estos híbridos son el futuro.

¿La tercera dirección es? Verde? GNL y descarbonización del propio proceso. Esto incluye tanto el uso de biometano como materia prima como la captura de carbono durante la etapa de licuefacción. Por ahora, se trata más de una cuestión de imagen y de cumplimiento de futuras normas regulatorias, pero los principales actores ya están incorporando las capacidades correspondientes en los proyectos de nuevas fábricas.

Volvamos al principio. NuevoTecnologías de licuefacción de GNLen China no se trata tanto de descubrimientos fundamentales, sino más bien de un trabajo sistemático y minucioso de adaptación, integración y optimización. Este es el camino desde la importación de soluciones listas para usar hasta la creación de un ecosistema donde los equipos propios, la ingeniería y la experiencia operativa en condiciones específicas comienzan a desempeñar un papel clave. Y en este ecosistema no sólo son importantes los gigantes, sino también los actores de nicho capaces de resolver problemas específicos, a veces no obvios.