Producción de GNL: Eficiencia, compacidad y modularidad

Turbina de gas aeroderivada LM9000 de Baker Hughes.

«No cabe duda de que la demanda de GNL está creciendo . Según las estimaciones de Baker Hughes , para satisfacer esta demanda se necesitan entre 100 y 150 millones de toneladas anuales adicionales de nuevos proyectos en los próximos dos o tres años». Este es el prefacio de Enrico Calamai a un análisis sobre las tendencias en la producción de GNL en todo el mundo .

Calamai es líder estratégico y de crecimiento de GNL en Baker Hughes y, como experto en el mercado del GNL, ha compartido sus ideas y análisis con nuestros editores en más de una ocasión.

La más reciente tuvo lugar en la Reunión Anual de Baker Hughes de 2024, celebrada en Florencia, Italia, en enero de 2024. Un evento que reunió a más de 2000 participantes de todo el mundo para debatir sobre cómo impulsar el cambio, no solo en la industria energética, sino también en otras industrias como la minería, la aeroespacial y sectores con emisiones de CO2 difíciles de reducir, como la producción de cemento y acero.

Según Calamari, existen más de 800 MTPA de proyectos en diferentes etapas de desarrollo que compiten para alcanzar la Decisión Final de Inversión (FID).

“Estos proyectos se segmentan según la tecnología empleada para la licuefacción, y se observan algunas tendencias importantes”, afirmó Calamai. “En cuanto a los motores que operan los compresores, estamos viendo una transición de las turbinas de gas de gran potencia a turbinas de gas aeroderivadas más eficientes y motores eléctricos ”. Añadió que esta tendencia se confirma también para futuros proyectos que buscan reducir las emisiones.

En cuanto al tamaño de los trenes de licuefacción, observamos que los proyectos futuros contemplan soluciones más pequeñas, de tamaño mediano. Si bien se siguen instalando trenes de mayor tamaño para los proyectos ya en marcha, no parecen ser la solución preferida a futuro. La flexibilidad es un elemento clave en las futuras instalaciones, donde las crecientes necesidades de producción pueden satisfacerse posteriormente mediante la adición de más trenes de licuefacción.

En lo que respecta a la ejecución de proyectos, Calamai agregó que las soluciones modulares tienen cada vez más demanda y que las instalaciones marinas están creciendo.

“El mercado es muy volátil y muchos proyectos se inician con la intención de aprovechar una fase positiva; en este escenario, la rápida ejecución del proyecto se vuelve clave y la construcción modular constituye un enfoque ideal.”

Las soluciones modulares constituyen un área importante de investigación e inversión para Baker Hughes. Uno de sus últimos desarrollos de producto es el módulo de licuefacción compacto NMBL (Nota del editor: NMBL se pronuncia Nimble), disponible con capacidades de hasta 1 MTPA y 1,5 MTPA.

La solución modular NMBL puede funcionar con una turbina de gas o un motor eléctrico sin necesidad de modificar su configuración. Los módulos se fabrican y prueban exhaustivamente en las instalaciones de Baker Hughes en Avenza, Italia , y se entregan listos para usar en la planta. Esto permite una mayor rapidez de comercialización: hasta dos años menos desde la concepción hasta la puesta en marcha, reduciendo el tiempo de instalación y el personal necesario en la planta.

Se recomienda NMBL tanto para la licuefacción terrestre como marina y para operaciones de pequeña a mediana escala. Resulta ideal para ubicaciones remotas, donde Baker Hughes también ofrece opciones de generación de energía dedicadas.

“En operaciones impulsadas por motores eléctricos, hay casos en los que no se dispone de una red eléctrica fiable y puede ser necesaria una solución de generación de energía dedicada en el sitio”, dijo Calamai. “En tales casos podemos ofrecer nuestras turbinas de gas LM9000 en configuración de ciclo simple o combinado para una máxima eficiencia.

Las turbinas de gas Frame 9, como la LM9000, pueden utilizarse en configuración de ciclo simple o combinado para generar energía para módulos de licuefacción en áreas donde la red eléctrica no es confiable.

“La LM9000 es una turbina de gas aeroderivada y, como tal, está diseñada para arranques y paradas frecuentes. Esto la convierte en una solución fiable incluso en combinación con fuentes de energía renovables, que son fluctuantes por naturaleza.”

Calamai añadió que Baker Hughes está explorando actualmente la posibilidad de un módulo NMBL más grande y está trabajando para mejorar su cadena de suministro y reducir aún más el tiempo de entrega y ejecución.

Rossella Palmieri, Gerente de Descarbonización de GNL de Baker Hughes, explicó que la descarbonización es un concepto clave para Baker Hughes en la cadena de valor del GNL, pero que también se aplica a toda la industria del gas natural.

En este sentido, destacó tres tendencias principales, comenzando por la eficiencia tecnológica: “Nuestras turbinas de gas aeroderivadas constituyen la columna vertebral de nuestros esfuerzos de descarbonización en lo que respecta a la tecnología”.

La turbina de gas LM9000 , por ejemplo, alcanza una potencia de 73,5 MW con una eficiencia del 44 % en ciclo simple y de hasta el 56 % en ciclo combinado de calor y electricidad. «Esta turbina de gas es muy flexible y puede utilizarse tanto para accionamiento mecánico como para generación de energía, y es apta para aplicaciones con frecuencias de 50 o 60 Hz».

En general, también se puede mejorar la eficiencia en proyectos de ampliación de terrenos industriales, donde Baker Hughes ofrece kits de actualización para sus turbinas de gas.

“La segunda tendencia para la descarbonización de la producción de gas natural y GNL es la electrificación ”, afirmó Palmieri. “Baker Hughes dio un paso importante en esta dirección con la adquisición de Brush Power Generation en 2022, que incorporó motores y generadores eléctricos a la cartera de la empresa”.

Uno de los proyectos más recientes que incluye los motores eléctricos de Brush Power Generation es el contrato con ADNOC Gas firmado en octubre de 2023, en el que Baker Hughes suministrará dos sistemas eléctricos de licuefacción para el proyecto Ruwais LNG en los Emiratos Árabes Unidos.

Dos trenes de licuefacción de GNL de Baker Hughes con una capacidad de 5 MTPA cada uno, impulsados por tres motores eléctricos Brush Power Generation de 75 MW cada uno.

Por último, la última tendencia en descarbonización se centra en las nuevas soluciones energéticas. Según Palmieri, están surgiendo algunas tecnologías en la cadena del gas natural y todas sus aplicaciones: producción, distribución y extracción. Estas incluyen el hidrógeno; la captura, reutilización y almacenamiento de carbono; la integración de fuentes de energía renovables; y la reducción de emisiones.

La reunión anual de Baker Hughes de 2024 incluyó una feria de soluciones con productos y tecnologías en exhibición.

“Además, los compresores y bombas de CO2 son los primeros componentes que pueden contribuir a la reducción de las emisiones de CO2 en las plantas de licuefacción”, dijo. “El gas de alimentación se somete a un pretratamiento antes de ser licuado para eliminar el CO2 que de otro modo se congelaría durante el proceso.

“Actualmente, el CO2 capturado se libera a la atmósfera, pero los clientes están considerando cada vez más la captura y almacenamiento de CO2 para reducir las emisiones.”

El proyecto de captura y almacenamiento de carbono (CAC) Kasawari de Petronas , que se está desarrollando frente a la costa del estado de Sarawak en Malasia y que se espera que sea la instalación de CAC marina más grande del mundo, con capacidad para reducir las emisiones de CO2 en 3,3 MTPA, es un gran ejemplo de cómo estas tecnologías generan reducciones de emisiones.

Baker Hughes ofrece una solución de compresión de última generación con un tamaño y peso reducidos, además de una densidad de potencia que permite mayores caudales por unidad y una eficiencia líder en su clase. Los compresores se utilizarán para transportar y reinyectar el CO₂ separado del gas natural en un yacimiento marino agotado mediante un gasoducto submarino.

(Nota del editor: NMBL es una marca registrada de Baker Hughes y se pronuncia Nimble)