Europa debe construir nuevas plantas de producción de los ocho productos químicos más importantes: amoníaco, eteno, propeno, ácido nítrico, negro de humo, caprolactama, ceniza de sosa y fluoroquímicos

Desde hace varios años, las empresas del sector de la ingeniería de plantas registran un creciente interés entre sus clientes por las soluciones para descarbonizar las cadenas de valor químicas. En vista de los elevados precios del gas natural y otras fuentes de energía, el desarrollo ha cobrado un impulso significativo en 2022. En general, los proveedores mundiales de plantas químicas informan de un aumento de los pedidos de soluciones sostenibles en sus últimos informes anuales. Pero el mercado ha cambiado significativamente en comparación con los años del coronavirus de 2020 y 2021: El negocio tradicional del petróleo y el gas también está disparado. El aumento de los precios del crudo y el gas natural ha provocado una reactivación de las actividades de exploración y producción en 2022. Con proyectos por valor de más de 2 billones de dólares estadounidenses, las inversiones de la industria del petróleo y el gas alcanzaron un nuevo récord en 2022. Y como las mayores empresas constructoras de plantas químicas suelen tener también presencia en el negocio del petróleo y el gas, la capacidad de construcción de plantas está empezando a escasear.

Proveedores multinacionales como Fluor, Worley, Technip y Samsung Engineering han informado recientemente no sólo de un aumento significativo de la entrada de pedidos, sino también de espectaculares proyectos de descarbonización por parte de sus clientes. En diciembre, por ejemplo, causó revuelo el inicio de la construcción de un nuevo cracker de vapor en el puerto de Amberes: el grupo petroquímico británico Ineos está construyendo allí un cracker de etano bajo el nombre de “Proyecto Uno”, que, tras su puesta en marcha en 2026, deberá emitir alrededor de un 50% menos de gases de efecto invernadero que las plantas de este tipo más eficientes hasta la fecha. Con 3.500 millones de euros, es el mayor proyecto de inversión en la industria química europea de los últimos 25 años. Technip Energies se ha hecho con el contrato para la licencia tecnológica y la ingeniería y diseño iniciales (FEED). Formada en 2021 a partir de la francesa Technip FMC, la empresa de ingeniería de plantas se centra en soluciones de ingeniería y tecnología para la transformación de la energía.

Este espectacular proyecto es sólo uno de tantos: Casi todas las empresas químicas que explotan crackers de vapor trabajan ahora en soluciones respetuosas con el clima para los hornos de craqueo, porque el eteno es el punto de partida de muchos plásticos y productos químicos básicos, y hasta la fecha se producen casi 700 kilogramos de dióxido de carbono por tonelada de eteno. El proyecto es de tal envergadura que exige nuevas cooperaciones entre constructores y operadores de plantas, e incluso competencias cruzadas: BASF, Sabic y Linde están desarrollando conjuntamente un horno de craqueo eléctrico. Al mismo tiempo, Dow y Shell, junto con investigadores de la TNO holandesa, están impulsando la electrificación de los craqueadores de vapor. Junto con el fabricante de plantas Fluor, Dow quiere construir un craqueador a vapor con cero emisiones netas de CO₂ en Fort Saskatchewan, Canadá. La empresa química brasileña Braskem quiere electrificar sus crackers junto con la empresa finlandesa de tecnología e ingeniería de plantas Coolbrook.

Y el tiempo apremia: Dado que las grandes plantas químicas, en particular, funcionarán durante varias décadas, los proyectos que se planifiquen hoy deben tener capacidad neta cero con vistas a 2050. Los nuevos procesos prometedores, como la pirólisis de metano o la síntesis de metanol a partir de biomasa o de hidrógeno por electrólisis, aún no están disponibles para su uso a gran escala. Tan pronto como los procesos se hayan desarrollado en el laboratorio, la ingeniería de plantas tendrá la tarea de escalar estas “primeras de su clase“ soluciones del laboratorio a la escala industrial.

Por ello, la captura y almacenamiento de CO₂, conocida como captura y almacenamiento de carbono (CAC), desempeña un papel clave, al menos como tecnología puente. Dow e Ineos, por ejemplo, apuestan por este enfoque en sus actuales proyectos de craqueo, pero el objetivo de cero emisiones netas también puede alcanzarse en otros procesos químicos, como la producción de amoníaco. En marzo de 2023, el primer transporte por barco de dióxido de carbono capturado en una planta química de Ineos en Amberes causó sensación: marcó el inicio del proyecto transfronterizo Greensand, en el que se almacenarán anualmente hasta 8 millones de toneladas de CO2 en un yacimiento petrolífero agotado frente a la costa danesa del Mar del Norte. Además de Ineos, participan en el proyecto la empresa energética Wintershall DEA y la empresa de ingeniería Aker Carbon Capture. También en Amberes, la empresa química BASF está desarrollando un proyecto de CAC con el especialista en ingeniería de plantas y gases industriales Air Liquide.

La CAC también puede acelerar enormemente la transición hacia una economía del hidrógeno neutra para el clima: Dado que la electrólisis del agua a partir de electricidad generada de forma sostenible no proporcionará las cantidades de hidrógeno verde que necesitan la industria y el sector químico durante mucho tiempo todavía, el hidrógeno azul es una opción respetuosa con el clima que está disponible muy rápidamente: En este proceso, el hidrógeno se sigue produciendo a partir de gas natural, pero el dióxido de carbono producido en el proceso se captura y almacena.

Sin embargo, está claro que la gigantesca tarea de la descarbonización también está cambiando la propia construcción de plantas químicas. En los últimos años, la avalancha de proyectos y el aumento de los precios ya han provocado un cambio de paradigma en el diseño de los contratos. Mientras que hace unos años los clientes podían comprometer a sus contratistas con contratos de precio fijo, ahora el viento ha cambiado a favor de los proveedores de EPC: el constructor de plantas químicas Worley, por ejemplo, informa de que la proporción de contratos de precio fijo (llave en mano a tanto alzado) en la facturación ha caído al 1%. La empresa factura ahora el 80% de sus contratos sobre una base reembolsable.

En el futuro mercado del hidrógeno, los fabricantes de plantas de electrólisis tienen previsto ampliar masivamente sus capacidades. Entre ellos figuran, por ejemplo, Thyssenkrupp Nucera, ITM Power o Siemens Energy AG, que coopera con Air Liquide para ampliar la capacidad de electrólisis. El sector de la construcción de plantas químicas invertirá masivamente en su propia tecnología y desarrollo corporativo en los próximos años. Y como los inversores conceden cada vez más importancia a los modelos de negocio sostenibles, las propias empresas del sector de la construcción de plantas químicas deben operar de acuerdo con criterios ESG. Por eso, casi todos los informes anuales del sector contienen últimamente una referencia a los avances en los ámbitos medioambiental, social y de gobierno corporativo responsable.

Centrarse en una contribución de valor a la solución del problema climático y la gestión sostenible también es importante para la ingeniería de plantas por otra razón: atraer talento a través de la marca empleador. Al fin y al cabo, uno de los mayores retos a los que se enfrenta actualmente el sector es la falta de especialistas cualificados.

Dado que en los próximos años seguirán escaseando no solo el personal, sino también otros recursos importantes para la construcción de plantas químicas, el sector se está centrando en aumentar la productividad: la digitalización y automatización de los procesos de ingeniería y la inteligencia artificial son solo algunas de las palancas con las que el sector está abordando la cuestión. El fabricante coreano de plantas químicas Samsung Engineering, entre otros, está siguiendo un enfoque radical: ya este año, la empresa quiere cambiar su procesamiento EPC de tal manera que el esfuerzo en ingeniería y en la obra se reduzca a la mitad en comparación con 2018. Un papel clave lo desempeña la ingeniería basada en datos, que se centra en una plataforma de datos de ingeniería en lugar de documentos. Esto permite automatizar los procesos de planificación hasta un punto sin precedentes. El fabricante danés de plantas Haldor Topsoe también sigue un enfoque similar y se ha fijado el objetivo de realizar más proyectos a menor coste mediante la ingeniería centrada en los datos.

Otros constructores de plantas químicas también utilizan cada vez más el aprendizaje automático y la inteligencia artificial para identificar riesgos en los proyectos, por ejemplo, o para leer planos de P&ID y hacerlos evaluables digitalmente. En el futuro, también se utilizarán robots, drones e impresoras 3D en las obras para acortar el tiempo de construcción. Un ejemplo llamativo es el proyecto HUGRS del grupo petroquímico saudí Aramco, en el que Samsung Engineering está creando por primera vez un edificio enteramente a partir de una impresora 3D.

Conclusión: Con su experiencia en soluciones, la industria mundial de ingeniería de plantas químicas es un importante facilitador para la descarbonización de la química y la transformación energética de la economía. La industria está afrontando el reto de la escasez de recursos humanos y de ingeniería mediante la digitalización y la inversión en su propio negocio.