Enquanto o menor consumo de energia durante a pandemia de COVID-19 virou notícia, uma maior fonte de potencial economia de energia cresce em segundo plano todos os dias em todas as indústrias: os quase 63% da energia perdida criada para os mercados de eletricidade, transporte, industrial, comercial e residencial.
À medida que as empresas avaliam seu roteiro para atingir suas metas Net Zero, essa energia perdida é uma "fruta fácil de pegar" que pode estimular o impulso e medidas imediatas em direção a uma meta de sustentabilidade vital.
Parte da energia criada por uma fonte de combustível, como gás ou carvão, a energia perdida é desperdiçada, muitas vezes em forma de calor residual, como calor de uma usina a carvão, motor de um carro ou lâmpada incandescente. Pesquisas mostram que, em qualquer planta industrial, quase dois terços (cerca de 67,5%) da energia sendo recebida é perdida antes de atingir o objetivo pretendido, a partir de trocadores de calor sujos, controle de combustão fraco, sistemas de ar comprimido com vazamentos ou falhas de purgador de vapor. A eficiência de nossas instalações de manufatura, carros e lâmpadas determina quanto calor excedente é produzido e quanto combustível e eletricidade podem ser colocados em uso produtivo.
Imagem de alta resoluçãoOuça o diretor de sustentabilidade da Emerson, Mike Train explicar o diagrama de sankey de energia dos EUA.Dado que o setor industrial representa 23% do consumo total de energia e uma planta industrial típica está gastando de 30% a 50% de seu orçamento operacional em energia, é fundamental focar a eficiência energética industrial para minimizar a perda de energia. Os dados da Emerson mostram que as empresas industriais podem reduzir o uso de energia em um local de 5% a 15%, usando tecnologias e softwares de gestão de energia que fornecem melhor medição, monitoramento, direcionamento e relatórios. Em última análise, essa economia é significativa: um cliente de refinaria teve uma economia de energia de mais de US$ 20 milhões em um ano.
Um forte gestão de emissões tem um efeito em cascata e, em todo o quadro, as empresas Top Quartile usam 20% menos energia e têm menos da metade da intensidade de energia daqueles no Bottom Quartile.
Imagem de alta resoluçãoExistem estratégias importantes que as empresas podem implementar para alcançar a gestão de energia Top Quartile.
Tecnologias digitais avançadas proporcionam visibilidade em tempo real do desempenho energético para que os operadores possam adotar medidas corretivas. Sensores inteligentes, particularmente dispositivos wireless, têm fornecido um melhor monitoramento de equipamentos há anos, fornecendo detecção antecipada de possíveis falhas que poderiam impactar o desempenho e resultar em maior consumo energético. As tecnologias de gêmeos digitais ajudam a otimizar o projeto e a operação das instalações, introduzindo novos protocolos para economizar energia sem afetar o desempenho da planta. E até mesmo a nova iluminação de LED pode economizar milhares em custos de energia em grandes plantas industriais.
Provavelmente, o maior avanço dos últimos anos é o que chamamos de “rastreador de adequação para energia industrial”: um sistema de informação de gestão da energia (EMIS). Historicamente, as plantas industriais têm revisado dados mensais de consumo de energia ao longo do tempo para monitorar a perda de energia. Um EMIS fornece informações significativas e atualizadas sobre o consumo de energia de uma unidade para identificar melhor as ineficiências e irregularidades, fornecendo dados e análises em tempo real para tomada de decisão que podem economizar milhões anualmente.
Tome-se as usinas de Abqaiq da Saudi Aramco, que fornecem 15% da produção global de petróleo. A Saudi Aramco implementou a EMIS da Emerson para otimizar suas operações e gerenciar melhor seu consumo energético. O sistema proporcionou maior visibilidade do desempenho das operações, reduziu significativamente os prazos de solução de problemas e identificou os melhores valores e pontos de ajuste, resultando em uma economia de energia de US$ 22 milhões por ano.
Embora o EMIS ofereça uma análise abrangente do gestão de energia, existem outras aplicações altamente específicas que comprovam que o antigo ditado é verdadeiro: você não pode gerenciar o que não pode medir. Quando combinados com softwares, como ferramentas de análise, as medições fornecem os dados para uma melhor tomada de decisão a fim de aprimorar a eficiência energética, segurança e confiabilidade. Aqui estão cinco prioridades de medição para gestão de energia.
- Monitoramento de coletores de vapor. A maioria das plantas industriais utiliza o calor do vapor para fornecer a energia que conduz suas operações. A conta de energia de uma planta típica pode ser de US$ 20 milhões a US$ 30 milhões por ano. Os milhares de coletores de vapor que permitem que a água condensada saia dos sistemas de vapor através dessas plantas são muitas vezes negligenciados. Em sistemas de vapor que não são mantidos por três a cinco anos, entre 15% e 20% dos coletores de vapor falharam, de acordo com o Departamento de Energia dos EUA. Os custos aqui podem aumentar: uma usina de geração de energia, por exemplo, descobriu que um coletor de vapor com vazamento estava custando US$ 2.200 por dia. Normalmente inspecionados manualmente uma vez por ano, agora os usinas a vapor podem ser monitorados acústicamente com dispositivos inteligentes, alertando os operadores sobre equipamentos com falha. Essa energia perdida pode ser capturada pelo monitoramento de coletores de vapor. A petroquímica sul-africana Sasol Technology instalou monitores acústicos em apenas vinte de seus coletores de vapor mais críticos e economizou US$ 42.000 em custos de vapor, bem como US$ 15.000 em custos de manutenção anuais. Os monitores inteligentes fizeram valer seu próprio custo em menos de três meses.
- Medição de fluidos de serviços gerais, como água, ar, gás e vapor. Embora os operadores de planta saibam quanto gás natural compram a cada ano, eles nem sempre sabem o quanto é usado por cada unidade de processo. Os medidores de vazão ajudam a detectar vazamentos ou mudanças incomuns no consumo de energia, equilibram o fluxo de energia até os pontos de uso e priorizam ações de economia de energia. Uma fábrica de celulose e papel da Nova Inglaterra implementou tecnologias de medição de vazão e agora responde por quase todo o uso de energia na fábrica. O projeto se pagou em menos de oito meses, com uma economia de bem mais de US$ 1 milhão em custos de energia no primeiro ano.
- Medição de ar comprimido. Os sistemas de ar comprimido são os principais usuários de energia e também podem ser as principais fontes de vazamentos. Enfrentando o aumento dos custos operacionais, a necessidade de maior capacidade e preocupações com a escassez de ar comprimido, uma planta química sul-americana adicionou tecnologias de medição de vazão e viu uma melhoria de 10% na eficiência geral do sistema de ar comprimido e uma redução de US$ 750.000 por ano nos custos elétricos.
- Controle preciso dos níveis de água da caldeira de vapor. O objetivo é que as caldeiras operem de forma estável sem ciclos dispendiosos de paradas, purga e partida. Uma fábrica de papel nos Estados Unidos estava perdendo produção e incorrendo em aumento dos custos de serviços gerais devido a viagens de caldeiras, mas depois que as tecnologias avançadas de medição foram adicionadas, a fábrica passou a gozar de maior eficiência, minimização da paralisação não planejada e aumento da produção.
- Melhora do desempenho do trocador de calor. As instalações industriais podem ter centenas de trocadores de calor que podem sujar ao longo do tempo, reduzindo a capacidade de produção e aumentando os custos de manutenção e o consumo de energia. Trabalhando com a Emerson, a Chevron implementou uma solução de monitoramento habilitada para nuvem para os trocadores de calor em uma de suas refinarias. Em vez de verificar manualmente os trocadores de calor, as tecnologias avançadas de medição forneceram aos operadores da Chevron dados de transferência de calor, falta de energia e outros dados de degradação para manter os trocadores de calor funcionando com o desempenho ideal.
Nunca antes as instalações industriais tinham o software, análise de dados e tecnologias avançadas de medição para realmente entender a otimização dinâmica de energia em tempo real de hoje, o que pode ajudar significativamente as empresas a atingir suas metas de Net Zero. Se a indústria adotar coletivamente essas tecnologias, os impactos serão rápidos e significativos.
