Chine : de nouvelles technologies de liquéfaction du GNL ? 

Lorsqu’on parle des nouvelles technologies de liquéfaction en Chine, beaucoup imaginent immédiatement des usines géantes sur la côte. Mais la réalité est souvent plus subtile et plus intéressante : elle réside dans l’adaptation et la modernisation des processus pour des conditions spécifiques, parfois assez complexes, et pas seulement dans des avancées majeures. Parfois, il semble que le principal défi ne soit pas de créer quelque chose à partir de zéro, mais de faire fonctionner des solutions éprouvées de manière plus fiable et moins coûteuse dans un nouvel environnement.

Des géants aux solutions de niche : l’évolution de l’approche

Auparavant, l’accent était mis sur l’échelle. Des projets tels que les usines de Shanghai ou de Shenzhen ont suivi des conceptions classiques telles que le procédé AP-X ou le cycle en cascade C3MR. Les technologies étaient principalement importées. Maintenant, le vecteur s'est déplacé. Certes, les grands projets n'ont pas disparu, mais en parallèle, des travaux actifs sont en cours sur des solutions pour les moyennes et petites capacités, pour les usines de liquéfaction flottantes (FLNG) et même pour l'utilisation du gaz de pétrole associé dans des champs éloignés. Cela nécessite une optique différente.

Les solutions sous licence toutes faites ne conviennent plus toujours ici. Besoin d'adaptation. Par exemple, les sociétés d’ingénierie chinoises proposent de plus en plus de conceptions hybrides. Prenons la même chosetechnologie de liquéfactionbasé sur la double détente de l'azote, mais avec des échangeurs de chaleur optimisés de notre propre conception pour réduire la consommation d'énergie. Il ne s'agit pas d'une révolution, mais d'une évolution, mais c'est précisément cela qui donne un effet économique à des projets spécifiques.

L’un des principaux moteurs est la demande intérieure de gazéification des zones reculées et le développement de l’énergie distribuée à petite échelle. La demande d'usines de liquéfaction compactes et modulaires d'une capacité de, disons, 50 à 500 000 tonnes par an a augmenté de façon exponentielle. Et c’est un domaine dans lequel les acteurs locaux font preuve de plus de flexibilité que les géants technologiques traditionnels.

Cycle frigorifique et « fer » : où l’efficacité est recherchée

Si l’on creuse plus profondément, les principaux efforts des nouveaux développements se concentrent sur deux choses : l’optimisation du cycle de réfrigération et la localisation des équipements critiques. Ils travaillent avec le cycle, essayant d'augmenter sa flexibilité. Par exemple, pour les installations flottantes, non seulement l’efficacité est importante, mais aussi la résistance au tangage et la compacité. Des solutions émergent qui combinent le prérefroidissement du propane avec le cycle principal de mélange de réfrigérants (MR), mais avec un circuit de contrôle simplifié et plus fiable.

Quant au matériel, c’est là que les progrès sont les plus visibles. Il y a cinq ans à peine, les principaux turbodétendeurs, pompes cryogéniques et échangeurs de chaleur « boîtes froides ». acheté en Europe ou aux USA. Aujourd'hui, un certain nombre de fabricants chinois, comme Hangyang ou Siyuan, ont atteint un niveau tout à fait compétitif sur certains postes. Leurs équipements sont souvent moins chers et, pour les modes de fonctionnement standards, la fiabilité a déjà été prouvée par des projets. Mais pour des paramètres extrêmes ou des capacités plus importantes, la confiance dans les marques occidentales éprouvées est encore plus élevée.

Un point intéressant est de travailler avec des réfrigérants. En raison des réglementations environnementales, des alternatives sont recherchées. Certains projets pilotes tentent de mélanger des mélanges présentant un potentiel de réchauffement climatique (PRG) plus faible. Pour l’instant, cela ajoute de la complexité aux calculs et au fonctionnement, mais la tendance est tracée et les ingénieurs doivent en tenir compte dès la phase de conception.

Tests sur le terrain : théorie vs pratique à l'aide de l'exemple des installations modulaires

Tout semble bon sur le papier et dans les centres de test. Mais le véritable test est sur le terrain. J'ai eu l'expérience de superviser le démarrage d'une usine de liquéfaction modulaire au Xinjiang. La capacité est petite, environ 100 000 tonnes par an, la technologie est hybride, l'accent étant mis sur le refroidissement par air en raison du manque d'eau dans la région.

Le premier problème que nous avons rencontré était l’instabilité de la composition du gaz brut des puits. Le projet a été conçu pour une certaine plage, mais les fluctuations réelles étaient plus larges. Cela a entraîné un givrage périodique des échangeurs de chaleur et des dysfonctionnements du détendeur. Nous avons dû modifier à la volée le système de pré-nettoyage et adapter les algorithmes de contrôle. C'est une histoire typique : les conditions idéales n'existent que dans les études de faisabilité.

Une autre leçon concerne la logistique et les qualifications du personnel local. Assembler des modules dans une usine est une chose. Les installer sur un site au climat rigoureux et former des opérateurs qui travaillaient auparavant uniquement avec l'exploitation minière traditionnelle est une tâche d'un autre ordre. Parfois, la plus simple erreur lors du démarrage peut entraîner un arrêt pendant plusieurs jours. C'est pourquoi de nombreuses entreprises, y compris des instituts d'ingénierie, incluent désormais dans leurs contrats non seulement la fourniture de technologies, mais également un ensemble élargi de supervision et de formation des installations.

En parlant d'ingénierie. Récemment, l'activité d'instituts de design tels queChengdu Yizhi Technology Co. (https://www.yzkjhx.ru). Ceci n'est qu'un exemple d'une structure créée pour le développement en profondeur de solutions technologiques. En tant qu'institut filiale de Huaxi Technology, avec un capital social de 120 millions de RMB, ils se concentrent sur le cycle complet depuis la R&D jusqu'à la conception détaillée. Leur approche est souvent basée sur l'adaptationTechnologies de liquéfaction du GNLpour les matières premières provenant de gisements spécifiques, ce qui est critique pour ces mêmes conditions de terrain.

Technologies associées : sans lesquelles une nouvelle liquéfaction est impossible

Lorsqu’on parle de nouvelles technologies, on ne peut pas se limiter au processus de liquéfaction. Ce n'est qu'une partie de la chaîne. Les progrès dans les domaines connexes ne sont pas moins importants. Par exemple, les systèmes de pré-purification des gaz (élimination du CO2, des mercaptans, de l'humidité). Si l'on utilisait auparavant des unités d'adsorption encombrantes, on utilise désormais de plus en plus des technologies membranaires ou hybrides, qui réduisent la taille et les coûts énergétiques, notamment pour les solutions offshore.

L’automatisation a fait de grands progrès. L’introduction de jumeaux numériques pour la surveillance et l’analyse prédictive des équipements n’est plus un fantasme, mais une réalité dans certaines nouvelles usines. Cela permet de prévoir l'usure des turbines ou une baisse de rendement des échangeurs de chaleur, de planifier les réparations et de minimiser les temps d'arrêt. Même si, pour être honnête, dans de nombreuses installations existantes, les opérateurs considèrent encore ces installations « intelligentes » avec méfiance. systèmes et s’appuient davantage sur les lectures des manomètres conventionnels.

Un autre bloc concerne les technologies de stockage et de transport. Développement de matériaux isolants plus efficaces pour réservoirs et réservoirs, systèmes de regazéification améliorés. Tout cela ensemble détermine l’économie de l’ensemble du projet. Vous pouvez bénéficier du cycle de liquéfaction le plus efficace, mais perdre tous les avantages d’une logistique coûteuse.

Regard vers l’avenir : qu’est-ce qui fera bouger l’industrie ensuite

Alors, où va tout ? À mon avis, les principaux points de croissance seront trois directions. Le premier est la poursuite de la miniaturisation et de la modularisation pour l’énergie décentralisée et l’utilisation du gaz dans les transports. La seconde est une intégration profonde avec les sources d’énergie renouvelables. Il existe déjà des projets pilotes dans lesquels l’énergie excédentaire des éoliennes ou des panneaux solaires est utilisée pour entraîner électriquement des compresseurs de liquéfaction. C'est cher pour l'instant, mais à long terme, ces hybrides sont l'avenir.

La troisième direction est « verte » GNL et décarbonation du processus lui-même. Cela inclut à la fois l’utilisation du biométhane comme matière première et la capture du carbone pendant l’étape de liquéfaction. Pour l’instant, il s’agit plutôt d’une question d’image et de respect des futures normes réglementaires, mais de grands acteurs intègrent déjà les capacités correspondantes dans les projets de nouvelles usines.

Revenons au début. NouveauTechnologies de liquéfaction du GNLen Chine, il ne s’agit pas tant de découvertes fondamentales que d’un travail systématique et minutieux d’adaptation, d’intégration et d’optimisation. Il s'agit d'un chemin allant de l'importation de solutions prêtes à l'emploi à la création d'un écosystème dans lequel les propres équipements, l'ingénierie et l'expérience d'exploitation dans des conditions spécifiques commencent à jouer un rôle clé. Et dans cet écosystème, non seulement les géants sont importants, mais aussi les acteurs de niche capables de résoudre des problèmes spécifiques, parfois peu évidents.