Utilização de software para reduzir a energia e as emissões nas indústrias siderúrgica, química e cimenteira

Eletrificação da indústria

Nas indústrias siderúrgica, química e cimenteira, um passo fundamental no caminho para as emissões zero de carbono é a eletrificação: substituir elementos de produção baseados em combustíveis fósseis por alternativas baseadas em eletricidade de origem sustentável. Há dois pontos principais em que a eletrificação pode reduzir as emissões de carbono na indústria pesada: a geração de calor a alta temperatura e o funcionamento dos processos de produção.

Por exemplo, na indústria siderúrgica, quase todas as emissões resultam da produção de energia térmica para fundir o aço e conduzir o seu processamento, e da redução do minério de ferro a ferro. Os fornos de arco elétrico podem substituir os fornos a carvão ou a coque, e o hidrogénio produzido por eletrólise (em vez da reforma do metano a vapor) pode substituir o gás natural no processo de redução. Na indústria química, a eletricidade passa a ser o combustível que impulsiona a criação de hidrogénio e os processos de utilização intensiva de energia, como a gaseificação e o craqueamento a vapor. E na indústria do cimento, todo o processo de produção passa a ser electrificado, incluindo os fornos de alto calor, que consomem muita energia, no início do processo.

Pagar o preço

Mas mudar processos fundamentais para que funcionem com eletricidade exige grandes investimentos. E à medida que a eletricidade se torna o combustível dominante para o aquecimento e a produção, o custo de fabrico do aço, dos produtos químicos e do cimento estará diretamente ligado ao custo da eletricidade com zero emissões de carbono, o que torna importante cada megawatt que possa poupar. O software moderno de inteligência energética pode ajudar em ambas as frentes, para que estas indústrias possam eletrificar-se da forma mais inteligente e rentável possível.

Três formas de o software de inteligência energética ajudar a manter o preço baixo

1. Ao avaliar o desempenho atual das suas máquinas e operações, para expor os principais factores de ineficiência energética. Isto ajuda-o a ver onde o consumo de energia pode ser optimizado, como actualizações de equipamento, modificações de processos ou ajustes operacionais. Ao compreender os seus níveis de desempenho actuais e identificar ineficiências, pode tomar medidas específicas para reduzir o consumo de energia e os custos associados.
2. Simulando o retorno de investimentos de elevado CAPEX, para o ajudar a escolher as soluções mais eficazes a longo prazo. A eletrificação requer frequentemente investimentos de capital significativos, especialmente quando se substituem máquinas ou infra-estruturas existentes por alternativas eléctricas. O software de inteligência energética pode utilizar os seus dados reais para projetar o retorno do investimento de projectos de elevada despesa de capital, tendo em conta factores como a poupança de energia, a eficiência operacional e a vida útil do equipamento. Isto permite-lhe avaliar a justificação comercial de diferentes opções, comparar resultados potenciais e tomar decisões informadas sobre onde afetar os seus recursos para obter o máximo impacto.
3. Acompanhando as poupanças realizadas ao longo do tempo, para informar as decisões futuras com base em melhorias efectivas. Um caso de negócio é uma coisa; os resultados efectivos são outra. O software de inteligência energética pode avaliar o verdadeiro impacto das suas iniciativas no consumo de energia e na redução de custos. Esta informação serve como um valioso ciclo de feedback, permitindo à sua organização compreender a eficácia dos seus esforços de poupança de energia. Ao comparar as melhorias reais com as projecções iniciais, pode aperfeiçoar a sua estratégia, tomar decisões baseadas em dados e identificar áreas para uma maior otimização.

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Um estudo de caso da indústria química

Duas bombas de neutralização de resíduos funcionavam em simultâneo no mesmo processo. A partir dos dados, o software de inteligência energética determinou que a bomba 1 contribuía com a maior parte do caudal; a bomba 2 funcionava com um caudal muito baixo e registava elevadas perdas de energia operacionais. Este tipo de funcionamento não só era ineficiente em termos energéticos, como também desencadeava vários eventos de cavitação em ambas as bombas (detectados pelo sistema de monitorização do estado dos activos instalado nas bombas). Com o tempo, esta cavitação desgastaria as bombas mais rapidamente, tornando-as ainda menos eficientes e causando, em última análise, uma avaria prematura.

Utilizando os dados históricos traçados em relação às curvas de desempenho das bombas, o sistema de inteligência energética determinou que o caudal nunca excedeu o intervalo aceitável para uma única bomba. O sistema recomendou que o proprietário da bomba alterasse o perfil operacional para fazer funcionar apenas uma bomba de cada vez, activando a segunda apenas se o caudal ultrapassasse o limite superior.

Depois que o proprietário da bomba implementou a mudança, o sistema de inteligência energética confirmou um aumento de cinco vezes na eficiência da estação de bombeamento, de 9,6% para 43,4%. Esta iniciativa única em apenas duas bombas está a poupar ao proprietário da bomba 39 MWh de eletricidade e 17 toneladas métricas de emissões de CO2 por ano.

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Adotar software de inteligência energética mais cedo do que tarde

Muitas das tecnologias necessárias para eletrificar as indústrias do aço, química e do cimento ainda estão em desenvolvimento - mas deve começar a investigar software de inteligência energética agora. Muitas das suas bombas, rolos e outras máquinas já funcionam com eletricidade, pelo que faz todo o sentido optimizá-las. Começará a poupar dinheiro de imediato - e também emissões, se a sua fonte de eletricidade ainda não for totalmente zero-carbono. E ao começar cedo, estará a reunir informações valiosas sobre energia no seu equipamento e processos existentes, para que possa modelar futuros investimentos de elevado CAPEX utilizando os seus próprios dados reais.

Além disso, ao adotar estas ferramentas agora, terá tempo para experimentar diferentes plataformas e fornecedores e escolher um ou mais sistemas a longo prazo. Dica rápida: procure ferramentas que forneçam informações específicas sobre activos e processos que sejam relevantes para si e que se integrem nos seus dados e sistemas existentes. Desejamos-lhe muito sucesso no caminho para o Net Zero!

REFERÊNCIAS

1. Transformação Industrial 2050 - Vias para emissões líquidas nulas da indústria pesada da UE por Material Economics (2019).
2. Melhorias tecnológicas da eficiência energética nas indústrias de cimento por Cantini et al. (2021).
3. A corrida de quatro cavalos para descarbonizar o aço por Oliver Gordon no Energy Monitor (2023).
4. Eletrificação da indústria química - inovações em materiais para um futuro com menos carbono por Eryazici et al. (2022).