Produção de GNL: Eficiência, compacidade e modularidade

Turbina a gás aeroderivada LM9000 da Baker Hughes.

“Não há dúvida de que a demanda por GNL está crescendo . De acordo com as estimativas da Baker Hughes , para atender a essa demanda, mais 100 a 150 milhões de toneladas por ano em novos projetos precisam ser aprovadas nos próximos dois a três anos.” Este é o prefácio de Enrico Calamai para uma discussão sobre as tendências na produção de GNL em todo o mundo .

Calamai é Líder Estratégico e de Crescimento de GNL na Baker Hughes e, como especialista no mercado de GNL, já compartilhou suas ideias e análises com nossos editores em mais de uma ocasião.

O exemplo mais recente foi apresentado na Reunião Anual da Baker Hughes de 2024, realizada em Florença, Itália, em janeiro de 2024. O evento reuniu mais de 2.000 participantes de todo o mundo para discutir a energização da mudança, não apenas no setor de energia, mas também em outros setores, como mineração, aeroespacial e setores com emissões de CO2 de difícil redução, como a produção de cimento e aço.

Segundo Calamari, existem mais de 800 milhões de toneladas por ano em projetos em diferentes estágios de desenvolvimento, competindo para alcançar a Decisão Final de Investimento (FID).

“Esses projetos são segmentados em termos da tecnologia utilizada para a liquefação, com algumas tendências importantes emergindo”, disse Calamai. “Para os acionadores que operam os compressores, estamos vendo uma mudança das turbinas a gás de grande porte para turbinas a gás aeroderivadas mais eficientes e motores elétricos .” Ele acrescentou que essa tendência também se confirma para projetos futuros que visam à redução de emissões.

“Em termos do tamanho das unidades de liquefação, observamos que os projetos futuros envolvem soluções menores, de porte médio. Unidades maiores ainda estão sendo instaladas para os projetos que já estão em andamento, mas não parecem ser a solução preferida daqui para frente.” A flexibilidade é um elemento-chave nas futuras instalações, onde as crescentes necessidades de produção podem ser atendidas posteriormente com a adição de mais unidades de liquefação.

No que diz respeito à execução de projetos, Calamai acrescentou que as soluções modulares estão cada vez mais em demanda e que as instalações offshore estão em crescimento.

“O mercado é muito volátil e muitos projetos são iniciados com a intenção de aproveitar uma fase positiva; nesse cenário, a execução rápida do projeto torna-se fundamental e a construção modular constitui uma abordagem ideal.”

As soluções modulares são uma importante área de pesquisa e investimento para a Baker Hughes. Um de seus desenvolvimentos de produto mais recentes é o módulo de liquefação compacto NMBL (Nota do Editor: NMBL se pronuncia Nimble), disponível em capacidades de até 1 MTPA e 1,5 MTPA.

A solução de módulos NMBL pode ser acionada por uma turbina a gás ou um motor elétrico sem necessidade de alterar a configuração do módulo. Os módulos são produzidos e totalmente testados na unidade da Baker Hughes em Avenza, Itália , e entregues no local como módulos plug-and-play . Isso permite uma entrada no mercado mais rápida: até dois anos mais rápido desde a concepção até a operação, reduzindo tanto o tempo de instalação quanto a equipe no local.

O NMBL é recomendado tanto para liquefação em terra quanto no mar, e para operações de pequeno a médio porte. É ideal para locais remotos, onde a Baker Hughes também pode oferecer opções dedicadas de geração de energia.

“Com operações movidas a motores elétricos, temos casos em que uma rede elétrica confiável não está disponível e uma solução dedicada de geração de energia no local pode ser necessária”, disse Calamai. “Nesses casos, podemos oferecer nossas turbinas a gás LM9000 em configurações de ciclo simples ou combinado para máxima eficiência.

As turbinas a gás Frame 9, como a LM9000, podem ser usadas em configurações de ciclo simples ou combinado para gerar energia para módulos de liquefação em áreas onde a rede elétrica não é confiável.

“A LM9000 é uma turbina a gás aeroderivada e, como tal, foi projetada para partidas e paradas frequentes. Isso a torna uma solução confiável também em combinação com fontes de energia renováveis, que são naturalmente variáveis.”

Calamai acrescentou que a Baker Hughes está atualmente explorando a possibilidade de um módulo NMBL maior e trabalhando para aprimorar sua cadeia de suprimentos e reduzir ainda mais o tempo de entrega e execução.

Rossella Palmieri, Gerente de Descarbonização de GNL da Baker Hughes, explicou que a descarbonização é um conceito fundamental para a Baker Hughes na cadeia de valor do GNL, mas também se aplica a toda a indústria de gás natural.

A este respeito, ela delineou três grandes tendências, começando pela eficiência tecnológica: "As nossas turbinas a gás aeroderivadas constituem a espinha dorsal dos nossos esforços de descarbonização no que diz respeito à tecnologia."

A turbina a gás LM9000 , por exemplo, atinge uma potência de saída de 73,5 MW com 44% de eficiência em ciclo simples e até 56% em ciclo combinado de calor e energia. "Esta turbina a gás é muito flexível e pode ser usada tanto em acionamento mecânico quanto em geração de energia, sendo adequada para aplicações com frequências de 50 ou 60 Hz."

De um modo geral, a eficiência também pode ser melhorada em projetos de modernização de instalações existentes, onde a Baker Hughes oferece kits de atualização para suas turbinas a gás.

“A segunda tendência para a descarbonização da produção de gás natural e GNL é a eletrificação ”, disse Palmieri. “A Baker Hughes deu um passo importante nessa direção com a aquisição da Brush Power Generation em 2022, que adicionou motores e geradores elétricos ao portfólio da empresa.”

Um dos projetos mais recentes que inclui motores elétricos da Brush Power Generation é o contrato com a ADNOC Gas, assinado em outubro de 2023, no qual a Baker Hughes fornecerá dois sistemas elétricos de liquefação para o projeto Ruwais LNG, nos Emirados Árabes Unidos.

Duas unidades de liquefação de GNL da Baker Hughes, com capacidade de 5 MTPA cada, acionadas por três motores elétricos de 75 MW da Brush Power Generation cada.

Por fim, a última tendência para a descarbonização analisa novas soluções energéticas. Segundo Palmieri, algumas tecnologias estão emergindo na cadeia do gás natural e em todas as suas aplicações – desde a extração até a produção. Entre elas, destacam-se o hidrogênio; a captura, reutilização e sequestro de carbono; a integração de fontes de energia renováveis; e a redução das emissões.

O Encontro Anual da Baker Hughes de 2024 contou com uma Feira de Soluções, onde produtos e tecnologias foram expostos.

“Além disso, os compressores e bombas de CO2 são os primeiros componentes que podem contribuir para a redução das emissões de CO2 em plantas de liquefação”, disse ela. “O gás de alimentação é pré-tratado antes de ser liquefeito para eliminar o CO2 que, de outra forma, congelaria durante o processo.

“Atualmente, o CO2 capturado é liberado na atmosfera, mas os clientes estão cada vez mais considerando o sequestro de CO2 como forma de reduzir as emissões.”

O projeto de Captura e Sequestro de Carbono (CCS) Kasawari da Petronas , que está sendo desenvolvido na costa do estado de Sarawak, na Malásia, e que deverá ser a maior instalação de CCS offshore do mundo, com capacidade para reduzir as emissões de CO2 em 3,3 milhões de toneladas por ano, é um ótimo exemplo de como essas tecnologias proporcionam reduções de emissões.

A Baker Hughes está fornecendo uma solução de compressão de última geração com tamanho e peso minimizados, além de uma densidade de potência que permite maiores vazões por unidade e a melhor eficiência da categoria. Os compressores serão usados para viabilizar o transporte e a reinjeção do CO2 separado do gás natural em um campo offshore esgotado por meio de um gasoduto submarino.

(Nota do editor: NMBL é uma marca registrada da Baker Hughes e se pronuncia "Nimble" - ágil)