Las empresas de servicios públicos pierden una gran oportunidad: La respuesta a la demanda en la industria

29 January 2017 por Ali Hasanbeigi
Las empresas de servicios públicos pierden una gran oportunidad: La respuesta a la demanda en la industria

La respuesta a la demanda (DR) ayuda a las empresas de servicios públicos a gestionar los picos de demanda de electricidad desplazando temporalmente la demanda del lado del consumidor. Por otro lado, los clientes utilizan la respuesta a la demanda para reducir su coste eléctrico utilizando las señales de precio del tiempo de uso. Actualmente se está trabajando para automatizar el proceso mediante la respuesta automática a la demanda (AutoDR)

En esta entrada no entraré en los detalles de la RD o la AutoDR, sino que hablaré del potencial de la RD en el sector manufacturero. Para que un sector o proceso de fabricación tenga un gran potencial de Respuesta a la Demanda, debe tener una o más de las cuatro características que se muestran en la figura siguiente. Si sólo se desplaza la producción del rectificado de materias primas o del rectificado de acabado, esta reducción se reducirá casi a la mitad. Se trata de un potencial de RD tan grande que espero que todas las empresas de servicios públicos y de cemento lo aprovechen. Hay muchos potenciales de RD en la industria textil. La industria textil podría tener un importante potencial de RD en la industria textil.


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La respuesta a la demanda (DR) ayuda a las empresas de servicios públicos a gestionar los picos de demanda de electricidad desplazando temporalmente la demanda del lado del consumidor en lugar de construir nuevas centrales eléctricas para satisfacer los picos de demanda de corta duración. Por otro lado, los clientes utilizan la respuesta a la demanda para reducir su coste eléctrico utilizando las señales de precio del tiempo de uso. En la actualidad se está trabajando para automatizar el proceso mediante la respuesta automática a la demanda (AutoDR).

En este post no entraré en los detalles de la RD o la AutoDR, sino que hablaré del potencial de la RD en el sector manufacturero. Creo que uno de los principales obstáculos a la RD en el sector manufacturero es que las empresas de servicios públicos, las empresas y otras partes implicadas no comprenden bien el potencial de la RD en este sector.

Basándome en mi experiencia en eficiencia energética y gestión de la demanda en la industria en los últimos 10 años, para que un sector o proceso de fabricación tenga un gran potencial de respuesta a la demanda (RD), debe tener una o más de las cuatro características que se muestran en la figura siguiente.

 

 

Nota: Un cuello de botella es una etapa de un proceso que hace que todo el proceso y la tasa de producción del producto final se ralenticen.

Permítanme que empiece dando algunos ejemplos de una industria que consume mucha energía (la industria del cemento) y de una industria que no consume mucha energía (la industria textil).

Ejemplo 1- Potencial de RD en la industria del cemento:

De forma sencilla, el proceso de producción de cemento consiste en la molienda de la materia prima (principalmente piedra caliza), el horno de alta temperatura para la fabricación de clinker y la molienda final del clinker y de algunos aditivos para obtener el cemento.

El uso de electricidad en una planta de cemento oscila entre 90 y 150 kWh/tonelada de cemento, dependiendo de la tecnología de molienda, las propiedades de la materia prima, etc. Una fábrica de cemento puede tener una capacidad de producción de menos de 1.000 toneladas al día hasta más de 10.000 toneladas al día. Por lo tanto, la cantidad de electricidad utilizada por una fábrica de cemento puede ser bastante considerable. Más del 70% de la electricidad utilizada en una fábrica de cemento se emplea en los procesos de molienda de materias primas y de acabado.

El proceso de molienda de materias primas tiene las siguientes tres características favorables a la DR:

  1. Es un proceso por lotes
  2. Tiene una gran capacidad de almacenamiento para su producción (materia prima molida) que dura horas y a menudo días
  3. El proceso siguiente (que es el horno) puede considerarse un cuello de botella de la producción. Esto, combinado con una gran capacidad de almacenamiento antes del proceso de cuello de botella (nº 2), proporciona una condición perfecta para la RD.

El proceso de molienda de acabado tiene las siguientes tres características favorables a la DR:

  1. Es un proceso por lotes
  2. Hay una gran capacidad de almacenamiento después del horno para el clinker molido (y antes de la molienda de acabado), que dura horas, si no días.
  3. Si la programación de la producción es flexible, la operación de molienda de acabado para producir el producto final de cemento puede retrasarse unas horas mientras el proceso anterior puede continuar su operación.

Si suponemos que una planta de cemento ejemplar utiliza 120 kWh/tonelada de cemento, de los cuales el 70% (84 kWh/tonelada de cemento) se emplea en la molienda de materias primas y la molienda de acabado, y produce 3.000 toneladas de cemento al día (125 toneladas/hora), cada hora de cambio en el funcionamiento de la molienda de materias primas y la molienda de acabado en respuesta a una señal de RD supondrá una reducción de 125*84=10.500 kWh en la demanda de electricidad.

Esto equivale aproximadamente al consumo medio diario de electricidad de 350 clientes residenciales estadounidenses. Si sólo se desplaza la producción de molienda de materia prima o de acabado, esta reducción se reducirá casi a la mitad. Se trata de un potencial de RD tan grande que espero que todas las empresas de servicios públicos y de cemento lo aprovechen.

Ejemplo 2 - Potencial de reducción de emisiones en la industria textil:

La industria textil tiene un gran potencial de reducción de emisiones. He trabajado mucho en este sector y podría hablar durante horas sobre el potencial de EE y RD en diferentes subsectores y procesos textiles. Sin embargo, como este post se está alargando más de lo previsto, sólo mencionaré brevemente dos potenciales de RD en esta industria. Si quiere saber más, no dude en ponerse en contacto conmigo.

El primer ejemplo para la industria textil está en el proceso de producción de hilo. Uno de los procesos principales es el llamado "proceso de hilado", que utiliza diferentes máquinas, como las de bastidor de anillo, las de extremo abierto, etc. El proceso de hilatura tiene las siguientes dos características que favorecen el DR:

  1. Es un proceso por lotes
  2. Es un proceso de cuello de botella. A menudo, los productos intermedios que se introducen en las máquinas de hilatura se alinean durante horas en la planta esperando a ser procesados por las máquinas de hilatura. Disponer de una capacidad de almacenamiento adecuada permitirá almacenar suficiente producto de alimentación para las máquinas de hilar y detener el proceso anterior, que supone alrededor del 30%-40% de la demanda de electricidad de todas las plantas de producción de hilo, durante unas horas en el periodo de RD.

 

Otro potencial importante de la RD en la industria textil es el de las plantas de procesamiento en húmedo. Las plantas de procesado en húmedo se encargan de la preparación, el teñido, el estampado y/o el acabado de hilos y tejidos y otros productos textiles. En las plantas de procesamiento en húmedo existen muchos procesos por lotes. Además, varios procesos como la secadora, la rameadora o las máquinas de teñido por lotes pueden ser procesos de cuello de botella que ofrecen la oportunidad de DR. A menudo, las plantas de proceso húmedo trabajan con varios pedidos y productos diferentes, por lo que una programación adecuada de la producción puede ofrecer una gran oportunidad de RD. Para aprovecharla, es necesario que exista un alto nivel de coordinación entre los distintos departamentos de una planta que se encargan de la planificación de la producción, la gestión de la energía, el pago de las facturas de los servicios públicos, etc. La siguiente figura ilustra el concepto de potencial de RD en procesos de producción con procesamiento por lotes, capacidad de almacenamiento y un proceso de cuello de botella.

 

 

En resumen, el sector manufacturero es un sector complejo y heterogéneo. Incluso dentro de un mismo subsector industrial (por ejemplo, la industria textil o alimentaria), existen subsectores completamente diferentes. Sin embargo, existen grandes posibilidades de ahorro energético y de respuesta a la demanda en el sector manufacturero. Un conocimiento más profundo de los procesos y tecnologías de producción y de los sistemas energéticos de cada subsector manufacturero nos permitirá aprovechar este potencial. No dude en ponerse en contacto conmigo si tiene alguna pregunta.

 

Ali Hasanbeigi, Ph.D. Fundador, CEO y Director de Investigación Correo electrónico: hasanbeigi(at)globalefficiencyintel.com

(publicado originalmente en Global Efficiency Intelligence)