¿Un mercado de hidrógeno en crecimiento?

Los compresores de tornillo se pueden utilizar en numerosas aplicaciones. (Foto: MAN Energy Solutions)

MAN Energy Solutions (MAN ES) fabrica compresores de tornillo desde hace más de 70 años. Los compresores de tornillo de la compañía se utilizaron por primera vez en una aplicación de hidrógeno en 1974 en una refinería de Oriente Medio.

Ahora la empresa ha encontrado un nuevo mercado de hidrógeno —y potencialmente enorme— para su tecnología.

Recientemente, la empresa ha recibido dos pedidos de su tecnología de compresores de tornillo para proyectos de electrolizadores de hidrógeno, declaró Dirk Woeckener, jefe de ventas de compresores de tornillo de MAN ES.

Uno de los proyectos es un electrolizador de 200 MW en Francia y forma parte del desarrollo del sector del hidrógeno renovable y bajo en carbono, para contribuir a la descarbonización de la industria en la región del norte de Francia.

Woeckener afirmó que los compresores de tornillo MAN se combinarán con compresores alternativos, una combinación que ofrecerá las ventajas de ambas tecnologías.

“El caudal del compresor de tornillo ofrece muchas posibilidades, pero está limitado en cuanto a la presión de descarga”, explicó Woeckener. “Según los requisitos, a menudo se utiliza una combinación de un compresor de tornillo con un compresor alternativo. El compresor de tornillo se coloca justo después de un electrolizador que opera a baja presión cuando el caudal es relativamente grande. Esta configuración evita el problema de necesitar un compresor alternativo con un pistón de 1 m de diámetro o más. Así, dado que el compresor de tornillo reduce el caudal justo después del electrolizador, el compresor alternativo genera la alta presión de descarga”.

Vista interna de un compresor de tornillo . (Foto: MAN Energy Solutions)

Woeckener afirmó que la empresa está observando mucho interés por parte de la industria en su tecnología .

“Esta es una nueva oportunidad de negocio para nosotros”, dijo Woeckener. “Hemos visto muchos estudios y recibido muchas consultas además de los dos pedidos. Hay mucho en desarrollo”.

Ventajas de la tecnología

Los compresores de tornillo exentos de aceite de MAN se utilizan en diversas aplicaciones, incluidas las industrias química y petroquímica, así como en la fabricación de acero. Según Woeckener, están diseñados para soportar condiciones difíciles, como gases contaminados.

“Son una solución ideal para el manejo de gases muy sucios y críticos ”, dijo Woeckener. “Podemos inyectar una gran cantidad de agua —más de la que se evaporaría— para tener agua líquida en el compresor, lo que lo protege contra las partículas”.

“Esa misma tecnología se está utilizando en las aplicaciones de hidrógeno , no por la contaminación del gas, sino para aumentar la eficiencia debido a su bajo peso molecular”, explicó Woeckener.

Woeckener mencionó que las dos series de compresores de tornillo de la compañía —CP y SKUEL— alcanzan caudales de entre 200 y 100 000 metros cúbicos por hora. La serie CP está diseñada para presiones más altas, de hasta 52 bar, y caudales medios de hasta 20 000 metros cúbicos por hora. La serie SKUEL ofrece una presión de descarga de hasta 16 bar y es adecuada para caudales elevados de hasta 100 000 metros cúbicos por hora.

“El compresor de tornillo es una solución ideal para un electrolizador productor de hidrógeno, ya que combina las ventajas de los compresores alternativos y los centrífugos”, afirmó Woeckener. “Al igual que el compresor alternativo, es una máquina de desplazamiento positivo, lo que nos ofrece ventajas en cuanto a pesos moleculares bajos, ya que podemos alcanzar altas relaciones de presión por etapa de compresión. Sin embargo, a diferencia de los compresores alternativos, que tienen válvulas sujetas a desgaste y masas oscilantes, los compresores de tornillo solo tienen piezas giratorias, como los compresores centrífugos. Esto se traduce en una altísima fiabilidad para un funcionamiento ininterrumpido, comparable a la de un compresor centrífugo. Estas máquinas pueden operar de tres a cinco años sin interrupción”.

Tecnología de sellado

Aunque MAN ES cuenta con una amplia experiencia trabajando con hidrógeno, la empresa decidió actualizar su tecnología de sellado para su uso en aplicaciones de electrolizadores.

“Disponemos de todo tipo de juntas para diferentes aplicaciones”, afirmó Jan Schnitzler, jefe de ingeniería de compresores de tornillo de MAN ES. “Entre ellas se incluyen juntas secas, juntas de contacto mecánico, anillos de carbono y laberintos. Para aplicaciones de hidrógeno, hemos introducido un nuevo diseño de sellado en colaboración con nuestros proveedores de juntas”.

Los compresores de tornillo se pueden utilizar en numerosas aplicaciones. (Foto: MAN Energy Solutions)

Este nuevo concepto de sellado presenta varias ventajas. Durante su funcionamiento, el sello garantiza la ausencia total de emisiones de hidrógeno al medio ambiente. Además, elimina la necesidad de utilizar nitrógeno o cualquier otro gas o líquido como amortiguador, explicó Schnitzler. De este modo, solo entra agua en contacto con el hidrógeno, que permanece completamente limpio. El sello puede utilizar, en general, el agua necesaria para los electrolizadores, lo cual resulta ventajoso dado que el agua ya está presente.

“Tenemos que tener especial cuidado en cuanto a la conductividad, que tiene requisitos especiales, pero en general, podemos usar casi la misma agua”, dijo Schnitzler.

Schnitzler también destacó que las fugas derivadas de la nueva tecnología de sellado “son mínimas, lo que mantiene bajos los costes operativos”.

El futuro del hidrógeno

Woeckener afirmó que, a medida que crezca la economía del hidrógeno , habrá más oportunidades para los compresores de tornillo.

“Cuando se hablaba de hidrógeno, la mayoría de la gente solo mencionaba los compresores alternativos”, dijo Woeckener. “Creo que los compresores alternativos seguirán desempeñando un papel importante en la compresión de hidrógeno porque son relativamente baratos, eficientes y están bien establecidos en el mercado”.

El problema surge cuando se necesitan grandes volúmenes, lo que requiere pistones más grandes y un mantenimiento más complejo. Cuando el diámetro se acerca al metro, el mantenimiento se vuelve complicado y costoso.

“Los compresores de tornillo son una alternativa muy razonable para caudales a partir de unos 8000 metros cúbicos por hora”, afirmó Woeckener. “Actualmente vemos aplicaciones de entre 50 y 300 MW, pero también solicitudes para proyectos aún mayores, que son idóneos para compresores de tornillo”.

Woeckener también mencionó que la empresa prevé futuras aplicaciones para compresores centrífugos cuando la cantidad de hidrógeno sea aún mayor, como en compresores para oleoductos. Los proyectos de electrolizadores que se están desarrollando actualmente están orientados a la red de distribución local, en lugar de alimentar oleoductos.

En cuanto la producción de hidrógeno aumente significativamente, Woeckener cree que se necesitarán todo tipo de tecnologías de compresores .

“Los requerimientos de hidrógeno son tan grandes, y es una molécula tan difícil, que creo que serán necesarios todo tipo de compresores para satisfacer estas demandas”, dijo Woeckener.