Recuperação de Energia & DHC

HPHE e fornos mais ecológicos: uma combinação que pode fazer mergulhar as emissões na indústria do alumínio

22 Junho 2021 por Corinna Barnstedt
HPHE e fornos mais ecológicos: uma combinação que pode fazer mergulhar as emissões na indústria do alumínio

Os fornos podem ser responsáveis por mais de 70% do consumo de energia em instalações dedicadas à produção secundária de alumínio, libertando 25%-35% do calor que geram. É por este motivo que Insertec, um fabricante líder de fornos industriais com sede na província espanhola da Biscaia, tem sido um parceiro crucial num dos três estudos de caso em que a União Europeia financiou o projecto ETEKINA está a testar uma nova gama de permutadores de calor de tubos de calor (HPHE). A combinação de HPHE e ajustes que a Insertec está a fazer nos fornos para aumentar a sua eficiência energética ajudará a indústria do alumínio a melhorar a sua pegada de carbono em todo o mundo.

 

O Gestor de Contas Chave da empresa, Ignacio Yebra, explica nesta entrevista o papel da Insertec na ETEKINA.

Yebra: O nosso papel no projecto consiste em adaptar o sistema na Fagor Ederlan, um dos nossos parceiros no projecto ETEKINA, para integrar a HPHE num forno existente que foi construído há cerca de 10 anos pela Insertec. Somos os designers e fabricantes, pelo que o conhecemos melhor do que ninguém. Neste momento, estamos na fase em que o sistema, todos os tubos e circuitos de controlo, foi instalado no forno da fábrica e estamos a assegurar que tudo está no seu devido lugar antes de iniciarmos os ensaios propriamente ditos.

 

O projecto ETEKINA visa recuperar até 70% do fluxo de calor residual em indústrias de energia intensiva, como a siderurgia, o alumínio e a cerâmica. Alguns destes sectores, especialmente o alumínio, não são novidade para a Insertec, mas e quanto à componente de recuperação de calor? A reutilização de calor é algo com que já tinha trabalhado antes?

Yebra: Tentamos ser o mais ecológicos possível nos nossos projectos, progredindo com cada produto melhorando o próprio queimador e a sua integração nos nossos fornos para reduzir o consumo de energia, que é um imperativo para nós. Também tentamos redireccionar alguns dos fumos de escape para outros processos. No entanto, o que estamos a fazer aqui agora com o HPHE é completamente novo.

 

Que mudanças estão a HPHE a trazer à sua indústria?

O Yebra: Neste momento, os fumos vão para um sistema de baghouse e para a atmosfera, o que significa que todo este calor é perdido. Com HPHE recuperamos todos estes fumos quentes e utilizamo-los no processo seguinte, que acontece na mesma fornalha. Tem duas câmaras principais, e a temperatura pode atingir os 500 °C na primeira, onde acontece o tratamento térmico da solução. Depois, o metal é extinguido antes de entrar na segunda câmara, onde o envelhecimento ocorre a cerca de 200 °C. Ambas as câmaras precisam de calor e, com o HPHE, vamos utilizar o calor da primeira unidade para aquecer a segunda, em vez de o gerar com queimadores. Assim, evitaremos, ou pelo menos diminuiremos substancialmente, o consumo de gás natural nessa segunda área da fornalha.

Quais são os desafios? O primeiro é que as peças que tratamos neste tipo de fornos são peças de segurança, pelo que a temperatura deve ser muito controlada. Estamos a falar de mais 5 °C a menos durante todo o processo. Não podemos sair desta gama porque teríamos peças de baixa qualidade que não podem ser utilizadas para fins de segurança. Assim, ao integrar o HPHE estamos a acrescentar outro factor externo ao controlo, pelo que precisamos de recuperar toda esta energia enquanto controlamos o processo e os requisitos da fábrica.

 

A redução da pegada de carbono tornou-se uma prioridade para muitas empresas. Como fornecedor de equipamento de aquecimento industrial, que tradicionalmente liberta uma grande quantidade de emissões para a atmosfera, como evoluiu a sua tecnologia em fornos para a indústria do aço e do alumínio para satisfazer estas necessidades?

Yebra: A procura para reduzir a pegada de carbono nestes processos não é a mesma em todos os continentes. Neste momento, sentimos que a Europa e o Japão são as principais áreas em que as empresas sentem que isto se tornou obrigatório. Claro que todos querem diminuir o calor desperdiçado, mas nem todos estão dispostos a pagar por estas novas tecnologias. Mas a procura está a crescer. Por exemplo, alguns dos nossos clientes já começaram a promover os seus produtos informando os seus clientes sobre a pegada deixada pelos seus processos e produtos. Assim, para eles, tornou-se também uma questão de marketing e um argumento de vendas: se tiverem processos mais limpos, os clientes irão considerá-los. E, claro, há exigências crescentes da União Europeia para tornar a indústria mais ecológica. Não posso fornecer nomes (a confidencialidade é uma obrigação para nós), mas temos pelo menos cinco grandes clientes da UE com operações a nível mundial a pedir melhorias no equipamento para o tornar mais limpo.

 

E como é que os fornos podem ajudar a reduzir a pegada total de carbono numa fábrica?

Yebra: Por exemplo, na fábrica de alumínio onde estamos a testar o HPHE da ETEKINA, os fornos são uma das peças de equipamento que mais consome gás natural. Assim, se for capaz de reduzir este consumo através de fornos mais ecológicos, estará a reduzir uma grande percentagem das emissões libertadas por toda a fábrica.

 

Como tem sido a experiência de participar num projecto Horizon 2020, e em que outros projectos de investigação está a trabalhar neste momento?

O Yebra: Este é o nosso segundo projecto Horizonte 2020, e eu diria que tem sido mais desafiante porque, no anterior, estávamos a trabalhar com um forno num "ambiente de laboratório" (fora da linha de produção), enquanto agora estamos a melhorar um forno existente que está actualmente activo numa instalação industrial. Por isso, temos de trabalhar no projecto em paralelo com as operações da fábrica. Para além do Horizonte 2020, estamos activamente empenhados na investigação com o Ministério da Indústria espanhol e o Centro para o Desenvolvimento da Tecnologia Industrial (CDTI), bem como em projectos locais com o governo do País Basco, e instituições da Biscaia, uma vez que estamos sediados nesta região. Por isso, diria que neste momento estamos a participar em 10-12 projectos.

Alguns deles têm o objectivo de reduzir as emissões e o consumo de energia, enquanto outros estão mais relacionados com a segurança, novos produtos, novos objectivos produtivos, e outros. Por exemplo, estamos a aplicar tecnologias robóticas a processos que estão actualmente a ser executados por pessoas e onde existe um factor de risco para o empregado. Estamos também a explorar a electrificação dos fornos a gás existentes. Historicamente na Europa, a maioria dos fornos que requerem um certo nível de temperatura foram construídos para funcionar com gás natural devido ao seu custo versus o da electricidade. Noutros países/continentes, onde a electricidade era mais barata, ou onde os recursos naturais locais tornavam isso possível, o foco era colocado no equipamento eléctrico. Na Europa, os fornos a gás natural são os modelos mais comuns encontrados nas fábricas.

 

Acha que isto vai mudar num futuro próximo?

Yebra: Sim, penso que sim. Um dos projectos de investigação e desenvolvimento em que estamos envolvidos é em parceria com uma empresa eléctrica. Estamos a tentar converter os fornos a gás natural existentes em fornos eléctricos. Isto nem sempre pode ser feito com a tecnologia actual, mas também estamos a trabalhar nisto. E se obtivéssemos electricidade a partir de recursos naturais, a pegada seria muito menor.

 

Quais são os desafios da produção de fornos eficientes em termos energéticos?

Yebra: Quando um queimador está ligado, irá sempre libertar emissões. O volume pode ser inferior ou superior, mas eles estarão sempre lá. Os fabricantes de queimadores estão a tentar melhorar isso, e nós também o estamos a fazer integrando os últimos desenvolvimentos, e tendo controlo técnico de todo o forno. Os queimadores tendem a estar sempre ligados quando o calor é exigido pelo sistema, por isso, no projecto ETEKINA, estamos a fazer o máximo para os desligar e, portanto, reduzir o consumo. Se o HPHE nos deixasse atingir as temperaturas necessárias para os fornos com calor dos fumos provenientes da primeira câmara, não precisaríamos de utilizar queimadores na segunda, pelo que estes fornos libertarão menos emissões, reduzindo significativamente a sua pegada de carbono.

 

Autor: Stefania Gozzer

 


Sobre Corinna Barnstedt

Barnstedt

Corinna Barnstedt trabalha como Gestora de Projectos e Comunicadora Científica no Instituto Europeu de Comunicação Científica (ESCI). Possui um Diploma em Geografia e completou um Estágio Jornalístico na Jahreszeiten Verlag Hamburg. Tem escrito para as secções de ciência de vários jornais e começou a trabalhar na comunicação e gestão de projectos da UE em 2009.


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