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Uso de programas informáticos para reducir el consumo de energía y las emisiones en las industrias siderúrgica, química y cementera

Índice

En la conversación sobre descarbonización industrial, el acero, los productos químicos y el cemento son conocidos como sectores "difíciles de abandonar": industrias cuyas necesidades de combustibles fósiles son enormes y están estrechamente entrelazadas con sus materias primas y procesos. ¿Cómo puede ayudarles el software de inteligencia energética en su camino hacia Net Zero 2050?

Electrificar la industria

En las industrias siderúrgica, química y cementera, un peldaño fundamental en el camino hacia las emisiones cero de carbono es la electrificación: sustituir los elementos de producción basados en combustibles fósiles por alternativas basadas en la electricidad de origen sostenible. Hay dos ámbitos principales en los que la electrificación puede reducir las emisiones de carbono en la industria pesada: la generación de calor a alta temperatura y el funcionamiento de los procesos de producción.

Por ejemplo, en la industria siderúrgica, casi todas las emisiones proceden de la producción de energía térmica para fundir el acero e impulsar su procesamiento, y de la reducción del mineral de hierro a hierro. Los hornos de arco eléctrico pueden sustituir a los de carbón o coque, y el hidrógeno producido por electrólisis (en lugar del reformado de metano con vapor) puede sustituir al gas natural en el proceso de reducción. En la industria química, la electricidad se convierte en el combustible que impulsa la creación de hidrógeno y los procesos de alto consumo energético, como la gasificación y el craqueo al vapor. Y en la industria cementera, todo el proceso de producción se electrifica, incluidos los hornos de alto consumo energético al inicio del proceso.



Pagar el precio

Pero cambiar procesos fundamentales para que funcionen con electricidad requiere grandes inversiones. Y a medida que la electricidad se convierte en el combustible dominante para la calefacción y la producción, el coste de fabricar acero, productos químicos y cemento estará directamente ligado al coste de la electricidad con cero emisiones de carbono, lo que hace que cada megavatio que se pueda ahorrar sea importante. Un moderno software de inteligencia energética puede ayudar en ambos frentes, para que estas industrias puedan electrificarse de la forma más inteligente y rentable posible.

Tres formas en que el software de inteligencia energética ayuda a mantener el precio bajo

  1. Mediante la evaluación comparativa del rendimiento actual de sus máquinas y operaciones, para sacar a la luz los principales factores de ineficiencia energética. Esto le ayuda a ver dónde se puede optimizar el consumo de energía, como actualizaciones de equipos, modificaciones de procesos o ajustes operativos. Si conoce sus niveles de rendimiento actuales e identifica las ineficiencias, podrá tomar medidas específicas para reducir el consumo de energía y los costes asociados.
  2. Simulando el rendimiento de las inversiones de alto CAPEX, para ayudarle a elegir las soluciones más eficaces a largo plazo. La electrificación suele requerir importantes inversiones de capital, especialmente cuando se sustituye maquinaria o infraestructuras existentes por alternativas eléctricas. El software de inteligencia energética puede utilizar sus datos reales para proyectar el rendimiento de la inversión de proyectos con un elevado gasto de capital, teniendo en cuenta factores como el ahorro de energía, la eficiencia operativa y la vida útil de los equipos. Esto le permite evaluar los argumentos comerciales de las distintas opciones, comparar los resultados potenciales y tomar decisiones informadas sobre dónde asignar sus recursos para obtener el máximo impacto.
  3. Mediante el seguimiento del ahorro realizado a lo largo del tiempo, para fundamentar futuras decisiones basadas en mejoras reales. Una cosa son los argumentos comerciales y otra los resultados reales. El software de inteligencia energética puede evaluar el verdadero impacto de sus iniciativas en el consumo de energía y la reducción de costes. Esta información sirve como un valioso bucle de retroalimentación, que permite a su organización comprender la eficacia de sus esfuerzos de ahorro de energía. Al comparar las mejoras reales con las previsiones iniciales, puede perfeccionar su estrategia, tomar decisiones basadas en datos e identificar áreas para una mayor optimización.

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Un caso práctico de la industria química

Dos bombas de neutralización de residuos funcionaban simultáneamente en el mismo proceso. A partir de los datos, el software de inteligencia energética determinó que la bomba 1 aportaba la mayor parte del caudal; la bomba 2 funcionaba con un caudal muy bajo y experimentaba elevadas pérdidas de energía operativa. Este tipo de funcionamiento no sólo era ineficiente desde el punto de vista energético, sino que también provocaba múltiples episodios de cavitación en ambas bombas (detectados por el sistema de supervisión del estado de los activos instalado en las bombas). Con el tiempo, esta cavitación desgastaría las bombas con mayor rapidez, lo que las haría aún menos eficientes y, en última instancia, provocaría una avería prematura.

Utilizando datos históricos comparados con las curvas de rendimiento de las bombas, el sistema de inteligencia energética determinó que el caudal nunca superaba el rango aceptable para una sola bomba. El sistema recomendó al propietario de la bomba que modificara el perfil operativo para que sólo funcionara una bomba a la vez, activando la segunda sólo si el caudal superaba el umbral superior.

Después de que el propietario de la bomba aplicara el cambio, el sistema de inteligencia energética confirmó que la eficiencia de la estación de bombeo se había quintuplicado, pasando de 9,6% a 43,4%. Esta única iniciativa en sólo dos bombas está ahorrando al propietario 39 MWh de electricidad y 17 toneladas métricas de emisiones de CO2 al año.

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Dos gráficos generados por el sistema de inteligencia energética: pérdidas de eficiencia en la situación original, con las dos bombas en funcionamiento (arriba), y tras cambiar a una sola bomba en funcionamiento (abajo).

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Adoptar el software de inteligencia energética cuanto antes

Muchas de las tecnologías necesarias para electrificar las industrias siderúrgica, química y cementera están aún en fase de desarrollo, pero debería empezar a investigar ya el software de inteligencia energética. Muchas de sus bombas, rodillos y otras máquinas ya funcionan con electricidad, y tiene sentido optimizarlas a pesar de todo. Empezará a ahorrar dinero de inmediato, y también emisiones, si su fuente de electricidad aún no es totalmente libre de carbono. Además, si empieza pronto, estará recopilando valiosa información energética sobre sus equipos y procesos actuales, lo que le permitirá modelizar futuras inversiones de alto CAPEX a partir de sus propios datos reales.

Además, si adopta estas herramientas ahora, tendrá tiempo de probar distintas plataformas y proveedores y elegir uno o varios sistemas a largo plazo. Un consejo rápido: busque herramientas que ofrezcan información específica sobre activos y procesos que le resulten relevantes y que se integren con sus datos y sistemas actuales. Le deseamos mucho éxito en su camino hacia el Net Zero.

REFERENCIAS

  1. Transformación industrial 2050: vías para que la industria pesada de la UE emita cero emisiones netas de Material Economics (2019).
  2. Mejoras tecnológicas de la eficiencia energética en la industria cementera de Cantini et al. (2021).
  3. La carrera de cuatro caballos para descarbonizar el acero por Oliver Gordon en Energy Monitor (2023).
  4. Electrificación de la industria química: innovación de materiales para un futuro con menos carbono de Eryazici et al. (2022).

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