A transformação das indústrias de energia intensiva

A transformação das indústrias de energia intensiva

Os últimos registos são impressionantes: até 50% de poupança de energia e possivelmente até mais. Durante os últimos 4,5 anos foram implementados novos permutadores de calor de tubos de calor em três locais de demonstração industrial: uma fábrica de fundição de alumínio em Espanha(Fagor Ederlan), uma siderurgia na Eslovénia(SIJ Metal Ravne) e um produtor de cerâmica em Itália(Atlas Concorde). Todos coordenados pelo consórcio ETEKINA - um projecto de investigação europeu liderado pelo centro de investigação tecnológica Ikerlan em Espanha e pela Universidade Brunel de Londres. Engenheira Química e especialista em gestão de energia eléctrica e térmica, a Dra. Nerea Nieto fez parte da equipa de coordenação e desvendou ESCI alguns dos aspectos internos do complexo processo de transformação.

Caro Dr. Nieto, mais de 30% da procura global total de energia primária está relacionada com o sector industrial, incluindo ferro, aço, cimento, químicos e petroquímicos (fonte: iea). Uma mudança no sentido da eficiência energética e de oportunidades de produção mais sustentáveis é, portanto, inevitável. Aqui o projecto ETEKINA assumiu - com o objectivo de recuperar 57-70% do fluxo de calor desperdiçado nas indústrias intensivas em energia que até agora só saem da chaminé.

Nieto: Sim. Nunca antes a eficiência energética tinha sido tão importante para a indústria intensiva de energia. Os três parceiros industriais envolvidos na ETEKINA estão a obter poupanças significativas graças ao projecto, o que constitui um marco muito importante. Os gestores de energia têm frequentemente dificuldade em justificar um investimento para a recuperação de calor residual devido ao elevado retorno de investimento esperado. No entanto, o projecto ETEKINA tem demonstrado que é possível.

De facto, os cálculos confirmam que o investimento para instalar os novos permutadores de calor de tubos de calor recupera numa questão de poucos anos. De qualquer modo, foi difícil convencer os seus parceiros industriais a assumir o risco de implementar uma técnica completamente nova?

Nieto: Não foi fácil porque preferem implementar coisas que estão a funcionar de forma fiável durante alguns anos. Outro desafio era que quase todos os locais de produção precisavam de parar a produção para que pudéssemos instalar o novo equipamento e prepará-lo para funcionar. Isso afectou o timing e, adicionalmente, precisávamos de garantir que todos os produtos dos parceiros industriais continuariam a ser feitos com a mesma qualidade de antes. Uma vez que se mude alguma coisa, é preciso ter a certeza de que se obterá o mesmo perfil de temperatura. E isto é algo que só se sabe quando se faz a instalação e se faz algum tipo de validações ou demonstrações. Não é que os nossos parceiros não estivessem confiantes, mas este foi um ponto realmente importante no procedimento de comissionamento.

Os novos permutadores de calor de tubos de calor são uma ferramenta eficiente para recuperar calor de processos industriais, permitindo que o calor recuperado seja utilizado num outro processo. A nova invenção nos tubos de calor que está a implementar no projecto ETEKINA é que são selados e enchidos com um líquido volátil que transfere o calor rápida e passivamente de baixo para cima. Será que o desenvolvimento e a implementação destes foi o principal desafio técnico do projecto?

Nieto: Resumindo tudo, os maiores problemas não estiveram relacionados com o permutador de calor da tubagem de calor em si, mas sim com toda a engenharia em torno do permutador de calor da tubagem de calor ou do equipamento auxiliar, o desenho detalhado e o sistema de controlo. No local de demonstração em Fagor Ederlan, em Espanha, estes foram os principais problemas e fizemos muita verificação das válvulas se estão a fechar correctamente e se há perdas de calor. Portanto, isto é algo que é realmente necessário ter em conta quando se planeia uma instalação como esta, uma vez que, no final, é tempo e também dinheiro.

Mas finalmente em todos os três locais de demonstração, quer se tratasse da siderurgia na Eslovénia, da produção de fundição de alumínio em Espanha ou do produtor de cerâmica em Itália, os resultados revelaram-se excelentes em termos de viabilidade, usabilidade e poupança de energia.

Nieto: Sim, por exemplo, os últimos dados registados na produção de fundição de alumínio em Espanha mostram uma redução do consumo em 48% na primeira zona do forno. Precisamos agora de fazer uma análise de todo o consumo, mas os números iniciais são bastante optimistas. E, de facto, já temos algumas ideias para optimizar a eficiência do sistema. Portanto, estes números podem ser ainda melhores no final do projecto.

Como o projecto ETEKINA se encontra agora na sua fase final, acha que os resultados que pode fornecer convencerão também outras indústrias intensivas em energia a aplicar esta nova técnica de permutador de calor de tubos de calor?

Nieto: Sim, definitivamente, isto também pode ser replicado em indústrias semelhantes. E, de facto, alguns dos nossos parceiros industriais já demonstraram o seu interesse e empenho em instalar mais permutadores de calor de tubos de calor nas suas fábricas. E durante a última conferência, representantes de algumas outras indústrias também mostraram o seu interesse nesta solução para a recuperação de calor residual. O compromisso das indústrias intensivas em energia para cumprir os objectivos esperados na transição para processos neutros em carbono é real e a recuperação de calor desperdiçado será certamente parte da solução.

Dr. Nieto, uma vez que não só contribuiu para o projecto como especialista no desenvolvimento de plataformas de gestão de energia e soluções de recuperação de calor, como também assumiu o papel coordenador do seu colega Bakartxo Egilegor - como foi supervisionar um consórcio de 10 parceiros em cinco países e três locais de demonstração?

Nieto: Eu diria que Bakartxo fez o trabalho mais árduo para ter um projecto de sucesso no final. Houve muitas questões que teve de ultrapassar, tais como atrasos, Covid-19, diferentes problemas nos casos de demonstração, etc. Quando assumi a coordenação do projecto, todos os 3 HPHEs foram comissionados e em funcionamento. Em qualquer caso, é sempre um desafio coordenar um consórcio tão grande e penso que o maior desafio que teremos de enfrentar agora é o último período de relatório e a reunião de revisão final com a CE. Felizmente, podemos dizer que temos um projecto bem sucedido no final, o que é realmente fantástico!