Chiny: nowe technologie skraplania LNG? 

Kiedy słyszy się to pytanie, pierwsze, co przychodzi na myśl, to gigantyczne fabryki, moduły ważące dziesiątki tysięcy ton i oczywiście Gazprom. Jednak obecna rzeczywistość w Chinach często jest inna. Dużo mówi się o przełomach, ale w terenie, w projektach widać coś innego: nacisk na rozwiązania w małej i średniej skali, na adaptację, a nie tylko na gigantomanię. I tu kryje się wiele niuansów, które często giną w raportach.

Zmiana punktu ciężkości: od megaprojektów do elastyczności

Wcześniej wszyscy gonili za skalą, za analogami zakładów pokroju Yamal LNG. Logika jest prosta: większy wolumen oznacza niższy koszt jednostkowy. Ale chiński rynek gazu, zwłaszcza w odległych regionach lub w celu zaopatrzenia transportu, wymaga innej logiki. Konieczne jest szybkie rozmieszczenie instalacji, czasem mobilnej, do pracy z towarzyszącym gazem ziemnym lub małymi złożami. To tutaj znajduje się obecnie główny poligon doświadczalny technologii.

Widzę na przykład rosnące zapotrzebowanie na zastosowanie technologii upłynnianiamieszane czynniki chłodnicze(MRC) w kompaktowej obudowie. Nie te ogromne cykle kaskadowe, ale zoptymalizowane pod kątem konkretnych warunków dostaw gazu. Często skład gazu jest niestabilny, ciśnienie się zmienia - i gotowe „pudełkowe”. decyzje z Zachodu utknęły tutaj w martwym punkcie. Musimy to zmodyfikować, hybrydyzować. Tak właśnie się stało w przypadku jednego projektu w Xinjiangu: jako podstawę przyjęliśmy cykl ze wstępnym chłodzeniem propanem-etanem, ale musieliśmy zintegrować dodatkowy obieg, aby dostosować go do zmian sezonowych. Okazało się, że nie jest to idealne z punktu widzenia wydajności, ale instalacja pracuje i nie stoi w miejscu.

To właśnie w tej niszy – średnie i małe wydajności od 50 do 500 tys. ton rocznie – jest obecnie dużo eksperymentów. Słowo kluczowe -modułowość. Nie buduj latami na miejscu, tylko składaj z gotowych bloków. Jest tu jednak pewien haczyk: chiński sprzęt do kriogenicznych wymienników ciepła pozostawał daleko w tyle dziesięć lat temu. Teraz nadrabiają zaległości, ale szczerze mówiąc, zaufanie do nich wśród wielu operatorów nie jest jeszcze absolutne. Często widzę hybrydę: główne sprężarki są niemieckie lub amerykańskie, a układy pomocnicze i orurowanie są produkowane lokalnie.

Zimne serca projektów: sprężarki i wymienniki ciepła

Jeśli mówimy o rdzeniu technicznym, wszystko sprowadza się do dwóch węzłów. Pierwsza to turborozprężarki i sprężarki. Chińscy producenci, tacy jak Shenyang Blower Works, poczynili ogromne postępy w dziedzinie sprężarek osiowych do dużych instalacji. Jednak w przypadku zastosowań o średniej mocy często wymagane są wysokociśnieniowe dmuchawy odśrodkowe i w tym przypadku często preferowane są firmy Ariel lub Dresser-Rand. Nie dlatego, że nasz jest zły, ale dlatego, że rozwój niezawodności w ciągłym, wieloletnim cyklu nie jest czymś, co można szybko skopiować. Widziałem próby jego wymiany już na etapie przetargu – inżynierowie klienta zazwyczaj są temu zdecydowanie przeciwni, ryzyko wstrzymania produkcji jest zbyt duże.

Drugą jednostką są wymienniki ciepła. Alfabetowy bałagan technologii:RANA SPIRALNA(skręcone) z Linde lub Shell vsPŁYTKA-FIN(lutowana płytka-żebrowanie). Skręcone są niezawodne, ale drogie i ciężkie. Płytowe są bardziej kompaktowe i tańsze, ale wymagają ultraczystego gazu. Chiny obecnie aktywnie rozwijają produkcję płytowo-żebrowych wymienników ciepła. Firmy takie jak Hangzhou Hangyang robią dobre urządzenia, jednak jeśli chodzi o to co najważniejsze – główny kriogeniczny wymiennik ciepła dla dużej linii – klienci nadal często skłaniają się ku sprawdzonym zachodnim dostawcom. Tu nie chodzi o patriotyzm, ale o gwarancje. Miesięczna przerwa w dostawie takiego urządzenia może skutkować dziesiątkami milionów dolarów strat.

Efektywność energetyczna: gdzie szukać rezerw?

Wszyscy mówią o wydajności, ale w praktyce często poświęca się ją na rzecz kosztów kapitałowych lub szybkości uruchamiania. Typowa historia: instytut projektowy publikuje diagram technologiczny z pięknymi wartościami zużycia energii. Potem przychodzi klient i mówi: „Budżet został obcięty o 20%, zróbmy coś prostszego?” Rozpoczyna się optymalizacja: etap wstępnego chłodzenia zostaje usunięty, a system odzyskiwania chłodu zostaje uproszczony. W rezultacie instalacja działa, ale nie działa. 10-15% więcej energii niż mogłoby.

Trendem, który stara się to zrekompensować, jest integracja ze źródłami odnawialnymi. Słyszałem o projekcie pilotażowym w Qinghai, w ramach którego część energii do skraplania pobierana jest z paneli słonecznych. Na razie jest to bardziej demonstracja niż gospodarka. Generowanie zmiennych nie pasuje dobrze do procesu, który musi działać 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu. Ale jako źródło zapasowe lub do pokrycia szczytowych obciążeń urządzeń pomocniczych, pomysł ma prawo do życia.

Bardziej realistyczną rezerwą jest cyfryzacja i analityka predykcyjna. Wdrożenie cyfrowych systemów bliźniaczych do monitorowania wymienników ciepła i maszyn przepływowych. Pozwala to na wyłapanie spadku wydajności już na wczesnym etapie – np. poprzez wzrost spadku ciśnienia czy mikroskopijne zmiany wibracji. Ale znowu zwiększa to koszty oprogramowania i szkolenia personelu. Nie każdy operator jest gotowy.

Ludzie i wiedza: słabe ogniwo?

Technologia to tylko połowa historii. Można kupić najnowocześniejszy sprzęt, ale jeśli nie będzie zespołu, który rozumie fizykę procesu, a nie tylko wie, jak wciskać przyciski zgodnie z instrukcją, efekt będzie katastrofalny. W Chinach jest to trudne. Tylko kilku doświadczonych inżynierów zajmujących się kriogeniką przeszło kilka razy od rozruchu do zaplanowanej konserwacji. Zajmują się nimi duzi państwowi giganci, jak CNOOC czy Sinopec.

W przypadku małych prywatnych projektów jest to uciążliwe. Widziałem, jak w jednej z instalacji upłynniania APG operator, próbując uporać się z pienieniem w separatorze, w panice spuścił ciśnienie do układu, co doprowadziło do przestoju na jeden dzień. Problem można było rozwiązać standardowymi metodami, ale nie było doświadczenia. Stąd rosnące zapotrzebowanie na zewnętrzne wsparcie inżynieryjne i techniczne. To jest miejsce, gdzie firmy lubiąChengdu Yizhi Technology Co.- instytut projektowy stworzony przez Huaxi Technology. Nie tylko sprzedają technologię, ale towarzyszą projektowi na wszystkich etapach, co jest niezwykle ważne dla średnich przedsiębiorstw. Ich doświadczenie w technologii chemicznej, jak wynika z projektów, pomaga w rozwiązywaniu niestandardowych problemów ze składem gazu.

Trening to osobny ból głowy. Programy nauczania na uczelniach są oderwane od rzeczywistości. Absolwenci znają teorię cyklu Claude'a, ale nie mają pojęcia, jak w rzeczywistości wygląda regulator poziomu w dolnej kolumnie. Dlatego udane projekty zawsze obejmują długi etap nadzoru instalacji i uruchomienia z udziałem licencjodawcy technologii lub doświadczonego centrum inżynierskiego.

Patrząc w przyszłość: co będzie napędzać branżę?

Myślę, że w ciągu najbliższych 5-7 lat nie będziemy świadkami rewolucyjnych przełomów w samej fizyce upłynniania. Nie spodziewaj się pojawienia się jakiegoś cyklu „kwantowego”. Ewolucja będzie podążać drogą optymalizacji, cyfryzacji i dalszej miniaturyzacji. Ostrość zostanie przesunięta napływające jednostki skraplające LNG(FLNG) o mniejszym tonażu na zagospodarowanie złóż offshore na Morzu Południowochińskim. To nowe wyzwanie: rozbijanie, ograniczona przestrzeń, wymagania bezpieczeństwa przeciwwybuchowego są o rząd wielkości wyższe.

Kolejnym czynnikiem jest wodór. Obecnie wokół gospodarki wodorowej jest dużo szumu. Jednak wodór, aby można go było transportować, wymaga również skroplenia. A to zupełnie inne temperatury (20K w porównaniu do 111K dla LNG) i inne materiały. Chińskie instytuty badawcze i firmy już aktywnie prowadzą prace badawczo-rozwojowe w tej dziedzinie. Być może rozwój w dziedzinie kriogeniki wodoru zaowocuje wówczas nowymi rozwiązaniami dla tradycyjnego LNG, na przykład w zakresie materiałów izolacyjnych czy systemów zarządzania czynnikiem chłodniczym.

Ostatecznie „nowe technologie”? w Chinach często nie oznacza to wymyślania koła na nowo, ale inteligentne i szybkie dostosowanie światowego doświadczenia do specyficznych potrzeb: zdecentralizowane źródła gazu, rygorystyczne wymogi dotyczące okresu zwrotu nakładów, rosnące standardy ochrony środowiska. A głównym wyznacznikiem sukcesu nie są patenty, ale liczba instalacji, które pod kontrolą lokalnych specjalistów działają stabilnie w terenie, zarówno w zimne, jak i upalne dni. Jeśli chodzi o ten wskaźnik, patrząc na mapę nowych projektów, naprawdę jest postęp. Powolna, z zastrzeżeniami, z błędami, ale nieodwracalna.