Oportunidades perdidas por grandes serviços públicos: Resposta à procura no fabrico

Oportunidades perdidas por grandes serviços públicos: Resposta à procura no fabrico

A resposta à procura (DR) ajuda os serviços públicos a gerir o pico da procura de electricidade, deslocando temporariamente a procura do lado do consumidor em vez de construir novas centrais eléctricas para satisfazer o pico da procura a curto prazo. Por outro lado, os clientes utilizam a resposta à procura para reduzir os seus custos eléctricos utilizando os sinais de preço de tempo de utilização. Actualmente, estão em curso trabalhos para automatizar o processo utilizando a resposta automatizada à procura (AutoDR).

Neste post não vou entrar nos detalhes de DR ou AutoDR e sim discutir o potencial de DR no sector fabril. Creio que um dos principais obstáculos aos DR na indústria transformadora é que o potencial de DR neste sector não é bem compreendido pelos serviços públicos, empresas e outras partes envolvidas.

Com base na minha experiência em eficiência energética e gestão do lado da procura na indústria nos últimos 10 anos, para que um sector ou processo de fabrico tenha um grande potencial de resposta à procura (DR), deverá ter uma ou mais das quatro características mostradas na figura abaixo.

Nota: Um estrangulamento é uma fase de um processo que faz com que todo o processo e a taxa de produção do produto final abrande.

Deixem-me abrir este ponto, dando alguns exemplos abaixo de uma indústria intensiva de energia (indústria de cimento) e de uma indústria não intensiva de energia (indústria têxtil).

Exemplo 1- Potencial de DR na indústria cimenteira:

De uma forma simples, o processo de produção de cimento consiste na moagem de matéria-prima (principalmente calcário), forno de alta temperatura para a fabricação de clínquer, e acabamento da moagem de clínquer e alguns aditivos no cimento.

A utilização de electricidade numa fábrica de cimento varia entre 90 a 150 kWh/tonelada de cimento, dependendo da tecnologia de moagem, propriedades da matéria-prima, etc. Uma fábrica de cimento pode ter uma capacidade de produção de menos de 1000 toneladas por dia a mais de 10.000 toneladas por dia. Por conseguinte, a quantidade de electricidade utilizada por uma fábrica de cimento pode ser bastante substancial. Mais de 70% da utilização de electricidade numa fábrica de cimento é utilizada em processos de moagem de matérias-primas e de moagem de acabamento.

O processo de moagem da matéria-prima tem as três seguintes características favoráveis aos DR:

1. É um processo por lotes
2. Tem uma grande capacidade de armazenamento para a sua produção (matéria-prima moída) que dura horas e muitas vezes dias
3. O processo seguinte (que é o forno) pode ser considerado como um estrangulamento da produção. Isto combinado com uma grande capacidade de armazenamento antes do processo de engarrafamento (#2) proporciona uma condição perfeita para a DR.

O processo de moagem do acabamento tem as três seguintes características favoráveis aos DR:

1. É um processo por lotes
2. Há uma grande capacidade de armazenamento após o forno para clínquer moído (e antes de terminar a moagem), que dura horas se não dias.
3. Se a programação da produção for flexível, a operação de moagem de acabamento para produzir o produto de cimento final pode ser adiada por algumas horas enquanto o processo anterior pode continuar a sua operação.

Se assumirmos que uma fábrica de cimento exemplar utiliza 120 kWh/tonelada de cimento, dos quais 70% (84 kWh/tonelada de cimento) utilizados na moagem da matéria-prima e na moagem do acabamento, e produz 3000 toneladas de cimento antes do dia (125 toneladas/hora), cada hora de turno na operação tanto da moagem da matéria-prima como da moagem do acabamento em resposta a um sinal DR resultará numa redução de 125*84=10.500 kWh na procura de electricidade.

Isto é aproximadamente igual ao consumo médio diário de electricidade de 350 clientes de serviços públicos residenciais nos EUA. Se apenas a produção de trituração da matéria-prima ou de acabamento for deslocada, esta redução será reduzida para quase metade. Este é um potencial tão grande de DR que vou esperar que todas as empresas de serviços públicos e cimenteiras estejam a tirar partido dele.

Exemplo 2- Potencial de DR na indústria têxtil:

Existem muitos potenciais de DR na indústria têxtil. Tenho feito um trabalho substancial neste sector e posso falar durante horas sobre EE e potencial de DR em diferentes subsectores e processos têxteis. No entanto, uma vez que este posto está a ficar um pouco mais longo do que planeei, vou apenas mencionar brevemente dois potenciais de DR para esta indústria. Se gostar de saber mais, não hesite em contactar-me.

O primeiro exemplo para a indústria têxtil está no processo de produção de fios. Um dos principais processos chama-se "processo de fiação", que utiliza diferentes máquinas, tais como armação de anéis, máquinas Open-end, etc. O processo de fiação tem as duas seguintes características favoráveis aos DR:

1. É um processo por lotes
2. Trata-se de um processo de estrangulamento. Muitas vezes, os produtos intermediários que são alimentados em máquinas de fiar ficam alinhados durante horas no chão da fábrica à espera de serem processados por máquinas de fiar. Ter uma capacidade de armazenamento adequada permitirá armazenar produtos de alimentação suficientes para máquinas de fiação e encerrar o processo anterior, que representa cerca de 30%-40% da procura de electricidade de todas as fábricas de produção de fio, durante algumas horas durante o período DR.

Outro potencial significativo de DR na indústria têxtil é nas fábricas de transformação por via húmida. As fábricas de tratamento a húmido conduzem a preparação, tingimento, estampagem e/ou acabamento de fio e tecido e outros produtos têxteis. Existem muitos processos por lotes em fábricas de tratamento por via húmida. Além disso, vários processos como secadores, Stenter, ou máquinas de tingimento por lotes podem ser processos de engarrafamento que proporcionam a oportunidade de DR. Muitas vezes as fábricas de processamento por via húmida trabalham em várias encomendas e produtos diferentes; assim, uma programação de produção adequada pode proporcionar uma grande oportunidade de DR. Para tirar partido disto, é necessário que haja um elevado nível de coordenação entre os diferentes departamentos dentro de uma fábrica que são responsáveis pelo planeamento da produção, gestão de energia, pagamento de contas de serviços públicos, etc. A figura abaixo ilustra o conceito de potencial de DR em processos de produção com processamento de lotes, capacidade de armazenamento e um processo de engarrafamento .

Resumindo, o sector fabril é um sector complexo e heterogéneo. Mesmo dentro de um subsector industrial (por exemplo, indústria têxtil ou alimentar), existem subsectores completamente diferentes. No entanto, existem grandes potenciais de poupança de energia e de resposta à procura no sector transformador. Uma compreensão mais profunda dos processos e tecnologias de produção e dos sistemas energéticos em cada subsector de produção permitir-nos-á explorar este potencial. Por favor, sinta-se à vontade para me contactar se tiver alguma questão.

Ali Hasanbeigi, Ph.D. Fundador, CEO, e Director de Pesquisa Email: hasanbeigi(at)globalefficiencyintel.com

(originalmente publicado em Global Efficiency Intelligence)