Si bien fue una novedad que los consumidores utilizaran menos energía durante la pandemia del COVID-19, cada día se acumula una mayor fuente de ahorro de energía potencial en todas las industrias: casi el 63 % de la energía perdida creada para los mercados eléctricos, industriales, comerciales, residenciales y de transporte.
Mientras las empresas evalúan su plan de acción para cumplir con sus objetivos de cero neto, esta energía perdida es “la opción más factible” que puede fomentar el impulso y los escalonamientos inmediatos hacia un objetivo de sostenibilidad importante.
Parte de la energía creada por una fuente de combustible como el gas o el carbón, la energía perdida se pierde o se desecha a menudo en forma de calor residual, como el calor de una central eléctrica alimentada con carbón, el motor de un vehículo o una bombilla incandescente. Las investigaciones muestran que en cualquier planta industrial, casi dos tercios (aproximadamente el 67,5 %) de la energía que ingresa se pierde antes de alcanzar su propósito deseado; ya sea por incrustaciones de intercambiadores de calor, control de combustión deficiente, fugas en los sistemas de aire comprimido o fallas en las trampas de vapor. La eficiencia de nuestras instalaciones de fabricación, de nuestros automóviles y de nuestras bombillas determina la cantidad de calor residual que se produce y la cantidad de combustible y electricidad que se puede utilizar de manera productiva.
Imagen de alta resoluciónPresta atención a la manera en la que el director de Sostenibilidad de Emerson, Mike Train, explica el Diagrama de Sankey de Balances Energéticos de EE. UU.Dado que el sector industrial representa el 23 % del consumo total de energía y que una planta industrial típica gasta entre el 30 % y el 50 % de su presupuesto operativo en energía, es importante centrarse en la eficiencia energética industrial para minimizar la pérdida de energía. Los datos de Emerson muestran que las empresas industriales pueden reducir el consumo energético de la planta entre un 5 % y un 15 % mediante el uso de tecnologías y software de gestión energética que proporcionan una mejor medición, monitorización, focalización y un mejor informe de energía. En definitiva, estos ahorros suman: un cliente de una refinería notó un ahorro de energía de más de USD 20 millones en un año.
Una gestión sólida de las emisiones tiene un efecto dominó y, a nivel general, las empresas del cuartil superior utilizan un 20 % menos de energía y tienen menos de la mitad de la intensidad energética que las que se encuentran en el cuartil inferior.
Imagen de alta resoluciónExisten estrategias clave que las empresas pueden implementar para alcanzar la gestión energética del cuartil superior.Las
tecnologías digitales avanzadas proporcionan visibilidad en tiempo real del desempeño energético para que los operadores puedan tomar medidas correctivas. Los sensores inteligentes, en particular los dispositivos inalámbricos, han proporcionado una mejor monitorización del equipo durante años, lo que ofrece una detección temprana de posibles fallas que podrían afectar el desempeño y provocar un mayor consumo de energía. Las tecnologías de gemelos digitales ayudan a optimizar el diseño y la operación de las instalaciones al incorporar nuevos protocolos para ahorrar energía sin afectar el desempeño de la planta. Incluso la nueva iluminación LED puede provocar un elevado porcentaje de ahorros en costos de energía en plantas industriales grandes.
Probablemente, el mayor avance de los últimos años es lo que nosotros llamamos el “rastreador de entrenamiento para la energía industrial”, un sistema de información de la gestión energética (EMIS). Históricamente, las plantas industriales han revisado los datos mensuales del consumo energético a lo largo del tiempo para observar la pérdida de energía. Un EMIS proporciona información actualizada y significativa sobre el consumo de energía de una planta para identificar mejor las ineficiencias e irregularidades, gracias al aporte de datos y análisis en tiempo real para la toma de decisiones, lo que puede hacer que se ahorren millones de dólares al año.
Tome como ejemplo las plantas Abqaiq de Saudi Aramco, las cuales suministran el 15 % de la producción mundial de petróleo. Saudi Aramco puso en práctica el EMIS de Emerson para optimizar sus funciones y administrar mejor su consumo energético. El sistema brindó una mayor visibilidad del desempeño de las operaciones, redujo de manera significativa los plazos de resolución de problemas e identificó los mejores valores y puntos de ajuste, lo que dio como resultado un ahorro de energía de USD 22 millones al año.
Si bien el EMIS ofrece una visión integral de la gestión energética, existen otras aplicaciones muy específicas que demuestran que es cierto lo que dice el antiguo refrán: “No puedes gestionar lo que no puedes medir”. Cuando se combinan con un software como las herramientas de análisis, las mediciones proporcionan los datos para una mejor toma de decisiones que mejoran la eficiencia energética, la seguridad y la confiabilidad. Aquí hay cinco prioridades de medición clave para la gestión energética.
- Monitorización de trampas de vapor. La mayoría de las plantas industriales utilizan calor de vapor para brindar la energía que impulsa sus funciones. Una factura de consumo típico de energía de una planta puede ser de USD 20 millones a USD 30 millones por año. Muy a menudo, se pasan por alto las miles de trampas de vapor que dejan salir agua condensada de los sistemas de vapor de estas plantas. Según el Departamento de Energía de EE. UU., en los sistemas de vapor que no han tenido mantenimiento durante un tiempo de entre tres a cinco años, entre el 15 % y el 20 % de las trampas de vapor ha presentado fallas. Aquí se puede registrar un aumento de costos: por ejemplo, una planta de producción de energía encontró una fuga en un purgador de vapor que les estaba costando USD 2200 por día. Por lo general, las trampas de vapor que se inspeccionan una vez al año de forma manual, ahora se pueden controlar de forma acústica con dispositivos inteligentes, los cuales van a alertar a los operadores sobre los equipos que presenten fallas. Esta energía perdida se puede capturar mediante la inspección de las trampas de vapor. La compañía petroquímica sudafricana Sasol Technology instaló monitores acústicos en solo 20 de sus trampas de vapor más importantes y ahorró USD 42 000 en costos de vapor, así como también USD 15 000 en costos de mantenimiento anuales. Los monitores inteligentes prácticamente se pagaron solos en menos de tres meses.
- Medición de fluidos de servicios públicos tales como agua, aire, gas y vapor. Si bien los operadores de plantas saben cuánto gas natural adquieren cada año, no siempre saben qué cantidad utiliza cada unidad de proceso. Los caudalímetros ayudan a detectar fugas o cambios inusuales en el consumo energético y a equilibrar el flujo de energía para utilizar puntos y priorizar las acciones de ahorro de energía. Una fábrica de papel y celulosa de Nueva Inglaterra implementó tecnologías de medición del caudal y ahora tiene en cuenta prácticamente todo el consumo energético dentro de la fábrica. El proyecto se amortizó en menos de ocho meses, con ahorros de más de USD 1 millón en costos de energía en el primer año.
- Medición de aire comprimido. Los sistemas de aire comprimido son los principales usuarios de energía y también pueden ser las principales fuentes de fugas. Al afrontar mayores costos operativos, una necesidad de mayor capacidad y preocupaciones sobre la escasez de aire comprimido, una planta química sudamericana incorporó tecnologías de medición del caudal y observó una mejora del 10 % en la eficiencia general del sistema de aire comprimido y una reducción de USD 750 000 por año en los costos de electricidad.
- Control preciso de los niveles de agua de las calderas de vapor. El objetivo es que las calderas funcionen de manera estable sin costosos ciclos de apagado, purga y reinicio. Una fábrica de papel en Estados Unidos estaba perdiendo producción e incurría en mayores costos de servicios debido a las activaciones de las calderas, pero después de haber incorporado tecnologías de medición avanzadas, la fábrica ahora disfruta de una mayor eficiencia, de una reducción en los apagados imprevistos y de un aumento en la producción.
- Mejora del desempeño de los intercambiadores de calor. Las plantas industriales pueden tener cientos de intercambiadores de calor que pueden provocar suciedad a lo largo del tiempo, y así reducir la capacidad de producción y aumentar los costos de mantenimiento y el consumo energético. En su trabajo junto con Emerson, Chevron ha implementado una solución de monitorización compatible con la nube para los intercambiadores de calor en una de sus refinerías. En lugar de revisar los intercambiadores de calor de forma manual, las tecnologías de medición avanzadas proporcionaron a los operadores de Chevron datos de transferencia de calor, suciedad y otros datos de degradación para mantener los intercambiadores de calor en funcionamiento con un desempeño óptimo.
Las plantas industriales nunca antes habían tenido el software, el análisis de datos ni las tecnologías de medición avanzadas para comprender realmente la optimización dinámica de energía en tiempo real de hoy en día, la cual puede ayudar de manera significativa a las empresas a alcanzar sus objetivos de cero neto. Si la industria adopta estas tecnologías en conjunto, los impactos serán rápidos y significativos.
