Cina: nuove tecnologie di liquefazione del GNL? 

Quando si parla di nuove tecnologie di liquefazione in Cina, molti immaginano immediatamente le gigantesche fabbriche sulla costa. Ma la realtà è spesso più sottile e interessante: risiede nell'adattamento e nella modernizzazione dei processi per condizioni specifiche, a volte piuttosto complesse, e non solo in scoperte di alto profilo. A volte sembra che la sfida principale non sia creare qualcosa da zero, ma far sì che soluzioni collaudate funzionino in modo più affidabile ed economico in un nuovo ambiente.

Dai giganti alle soluzioni di nicchia: l'evoluzione dell'approccio

In precedenza, l’attenzione era rivolta alla scala. Progetti come gli stabilimenti di Shanghai o Shenzhen hanno seguito progetti classici come il processo AP-X o il ciclo a cascata C3MR. Le tecnologie erano principalmente importate. Ora il vettore si è spostato. Sì, i grandi progetti non sono scomparsi, ma parallelamente si lavora attivamente su soluzioni per capacità medie e piccole, per impianti galleggianti di liquefazione (FLNG) e persino per l’utilizzo del gas di petrolio associato in giacimenti remoti. Ciò richiede un'ottica diversa.

Le soluzioni con licenza già pronte non sono più sempre adatte qui. Necessita di adattamento. Ad esempio, le società di ingegneria cinesi offrono sempre più progetti ibridi. Prendiamo lo stessotecnologia della liquefazionebasati sulla doppia espansione dell'azoto, ma con scambiatori di calore ottimizzati di nostra progettazione per ridurre il consumo energetico. Questa non è una rivoluzione, ma un'evoluzione, ma è proprio questa che dà un effetto economico a progetti specifici.

Uno dei fattori chiave è la domanda interna di gassificazione delle aree remote e lo sviluppo dell’energia distribuita su piccola scala. La domanda di impianti di liquefazione compatti e modulari con una capacità, diciamo, da 50 a 500 mila tonnellate all’anno è cresciuta in modo esponenziale. E questa è un’area in cui gli attori locali stanno mostrando maggiore flessibilità rispetto ai giganti della tecnologia tradizionale.

Ciclo frigorifero e “ferro”: dove si cerca l’efficienza

Se si scava più a fondo, gli sforzi principali nei nuovi sviluppi si concentrano su due cose: l’ottimizzazione del ciclo di refrigerazione e la localizzazione delle apparecchiature critiche. Lavorano con il ciclo, cercando di aumentarne la flessibilità. Ad esempio, per le installazioni galleggianti, non è importante solo l'efficienza, ma anche la resistenza al beccheggio e la compattezza. Stanno emergendo soluzioni che combinano il preraffreddamento del propano con il ciclo principale del refrigerante misto (MR), ma con un circuito di controllo semplificato e più affidabile.

Per quanto riguarda l'hardware, è qui che i progressi sono più evidenti. Solo cinque anni fa, i principali turboespansori, pompe criogeniche e scambiatori di calore “cold box”. acquistato in Europa o negli Stati Uniti. Ora diversi produttori cinesi, come Hangyang o Siyuan, hanno raggiunto in alcune posizioni un livello completamente competitivo. Le loro attrezzature sono spesso più economiche e per le modalità operative standard l'affidabilità è già stata dimostrata dai progetti. Ma per parametri estremi o capacità maggiori, la fiducia nei comprovati marchi occidentali è ancora maggiore.

Un punto interessante è lavorare con i refrigeranti. A causa delle normative ambientali, si cercano alternative. Alcuni progetti pilota stanno provando miscele con un potenziale di riscaldamento globale (GWP) inferiore. Per ora, ciò aggiunge complessità ai calcoli e al funzionamento, ma la tendenza è stata stabilita e gli ingegneri devono tenerne conto già nella fase di progettazione concettuale.

Prove sul campo: teoria vs. pratica utilizzando l'esempio di installazioni modulari

Tutto sembra a posto sulla carta e nei centri di test. Ma la vera prova è sul campo. Ho avuto l'esperienza di supervisionare l'avvio di un impianto modulare di liquefazione nello Xinjiang. La capacità è ridotta, circa 100mila tonnellate all'anno, la tecnologia è ibrida, con particolare attenzione al raffreddamento ad aria a causa della carenza d'acqua nella regione.

Il primo problema che abbiamo riscontrato è stata l’instabilità della composizione del gas grezzo proveniente dai pozzi. Il progetto è stato concepito per un certo intervallo, ma le fluttuazioni effettive erano più ampie. Ciò ha portato a formazione di ghiaccio periodico negli scambiatori di calore e malfunzionamenti dell'espansore. Abbiamo dovuto modificare al volo il sistema di prelavaggio e adattare gli algoritmi di controllo. Questa è una storia tipica: le condizioni ideali esistono solo negli studi di fattibilità.

Un'altra lezione è la logistica e la qualificazione del personale locale. Assemblare moduli in una fabbrica è una cosa. Installarli in un sito con un clima rigido e formare operatori che in precedenza lavoravano solo con l'estrazione tradizionale è un compito di ordine diverso. A volte il più semplice errore durante l'avvio può comportare un arresto del sistema per diversi giorni. Pertanto, ora molte aziende, compresi gli istituti di ingegneria, includono nei loro contratti non solo la fornitura di tecnologia, ma un pacchetto ampliato di supervisione e formazione dell'installazione.

Parlando di ingegneria. Recentemente, l'attività di istituti di design comeChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Questo è solo un esempio di una struttura nata per lo sviluppo approfondito di soluzioni tecnologiche. In qualità di istituto sussidiario di Huaxi Technology, con un capitale sociale di 120 milioni di RMB, si concentrano sull'intero ciclo, dalla ricerca e sviluppo alla progettazione dettagliata. Il loro approccio è spesso basato sull’adattamentoTecnologie di liquefazione del GNLper le materie prime provenienti da depositi specifici, il che è fondamentale per le stesse condizioni del campo.

Tecnologie correlate: senza le quali una nuova liquefazione è impossibile

Quando si parla di nuove tecnologie non possiamo limitarci al processo di liquefazione. Questa è solo una parte della catena. I progressi nei settori correlati non sono meno importanti. Ad esempio i sistemi di prepurificazione dei gas (rimozione di CO2, mercaptani, umidità). Se prima si utilizzavano unità di adsorbimento ingombranti, ora vengono sempre più utilizzate tecnologie a membrana o ibride, che riducono le dimensioni e i costi energetici, soprattutto per le soluzioni offshore.

L’automazione ha fatto grandi passi avanti. L’introduzione dei gemelli digitali per il monitoraggio e l’analisi predittiva delle apparecchiature non è più una fantasia, ma una realtà in alcune nuove fabbriche. Ciò consente di prevedere l’usura delle turbine o un calo di efficienza degli scambiatori di calore, pianificare le riparazioni e ridurre al minimo i tempi di fermo. Anche se, a dire il vero, in molti impianti esistenti gli operatori guardano ancora con diffidenza questi “intelligenti”. sistemi e si affidano maggiormente alle letture dei manometri convenzionali.

Un altro blocco sono le tecnologie di stoccaggio e trasporto. Sviluppo di materiali isolanti più efficaci per serbatoi e cisterne, sistemi di rigassificazione migliorati. Tutto questo insieme determina l'economia dell'intero progetto. È possibile avere il ciclo di liquefazione più efficiente, ma perdere tutti i vantaggi di una logistica costosa.

Guardando al futuro: cosa muoverà il settore in futuro

Allora dove sta andando tutto? Secondo me i principali punti di crescita saranno tre direzioni. Il primo è l’ulteriore miniaturizzazione e modularizzazione dell’energia decentralizzata e l’uso del gas nei trasporti. Il secondo è la profonda integrazione con le fonti energetiche rinnovabili. Esistono già progetti pilota in cui l’energia in eccesso proveniente dalle turbine eoliche o dai pannelli solari viene utilizzata per azionare elettricamente i compressori di liquefazione. Per ora è costoso, ma a lungo termine questi ibridi rappresentano il futuro.

La terza direzione è? Verde? GNL e decarbonizzazione del processo stesso. Ciò include sia l’uso del biometano come materia prima che la cattura del carbonio durante la fase di liquefazione. Per ora è più una questione di immagine e di conformità ai futuri standard normativi, ma i principali attori stanno già incorporando le capacità corrispondenti nei progetti di nuovi stabilimenti.

Torniamo all'inizio. NuovoTecnologie di liquefazione del GNLin Cina non si tratta tanto di scoperte fondamentali, ma piuttosto di un lavoro sistematico e minuzioso di adattamento, integrazione e ottimizzazione. Questo è un percorso dall'importazione di soluzioni già pronte alla creazione di un ecosistema in cui le proprie attrezzature, ingegneria ed esperienza operativa in condizioni specifiche iniziano a svolgere un ruolo chiave. E in questo ecosistema non sono importanti solo i colossi, ma anche player di nicchia capaci di risolvere problemi specifici, a volte non ovvi.