La misión sobre las emisiones: predecir, detectar y evitar
En todo el mundo, existe una mayor urgencia y una mayor demanda de reducir las emisiones a medida que los efectos globales del cambio climático se vuelven más graves. Todas las estrategias de sostenibilidad, desde la captura del CO₂ y el uso de fuentes de energía más limpias y de combustibles verdes hasta la mejora de la eficiencia energética, se vinculan directa o indirectamente con la gestión de las emisiones.
La liberación de emisiones controladas y no controladas, que van desde gases de efecto invernadero hasta fugas tóxicas, ha sido un desafío constante durante décadas. Dado que la fabricación industrial y la producción de energía son responsables de casi el 50 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, los directores de sostenibilidad (CSO) de estos sectores están bajo una presión significativa para realizar cambios que tengan un impacto medible en las emisiones.
Los CSO, junto con sus pares de operaciones e ingeniería, están recurriendo a tecnologías de automatización, software y análisis para obtener beneficios comprobados a corto plazo que ayuden a impulsar los programas de toda la empresa y a cumplir sus objetivos de sostenibilidad. Al mismo tiempo que las empresas invierten en nuevas alternativas energéticas más limpias, también deben buscar formas de reducir las emisiones a corto, mediano y largo plazo. Específicamente, están estudiando las tecnologías de gestión de emisiones disponibles en la actualidad para: evitar las fugas en primer lugar; producir menos emisiones al utilizar fuentes de menor intensidad de carbono y ejecutar procesos con una combustión más eficiente y con menos emisiones.
Las empresas están sustituyendo combustibles menos intensivos en carbono, como el gas natural y el hidrógeno, y empleando energía renovable procedente de fuentes eólicas, solares, hidroeléctricas, geotérmicas y verdes. Estas conversiones requerirán grandes inversiones y décadas para completarse, pero son escalonamientos necesarios para lograr un impacto significativo en la reducción de emisiones.
El aumento de la población y las mayores expectativas de nivel de vida han ejercido presión sobre la fabricación y la producción de energía, lo que ha derivado en un incremento de las emisiones. Los avances en la fabricación desde la Revolución Industrial han generado una mayor producción de combustibles fósiles, un mayor uso de motores de combustión interna y una mayor demanda de confort, como el aire acondicionado y materiales como los textiles, así como un aumento de los desechos.
El mismo espíritu innovador que impulsó estos avances tecnológicos ahora puede conducir a soluciones más sostenibles. Veamos las oportunidades de reducción de emisiones y las tecnologías disponibles actualmente para gestionarlas.
Detectar, identificar y evitar fugas de emisiones fugitivas
Una de las formas más furtivas de emisión se conoce como emisiones "fugitivas", cuando se pierde la contención de gases y líquidos tóxicos debido a válvulas y tanques con fugas, ductos corroídos o conexiones mecánicas defectuosas. Lo más importante es el metano, un potente gas de efecto invernadero responsable de gran parte del calentamiento global. En el lado positivo, prevenir las emisiones de metano es una de las formas más rápidas y rentables de alcanzar los objetivos climáticos. Sin advertencia y con frecuencia con detección retardada, las mayores fuentes de metano y otras emisiones fugitivas industriales a menudo se ocultan a la vista: el 60 % proviene de válvulas, seguido de bridas y bombas, válvulas de descarga de presión y tanques.
Para evitar estas emisiones, las avanzadas válvulas de alivio de presión y de soplado de Emerson están diseñadas para proteger contra la acumulación de presión que, si no se gestiona adecuadamente, dará lugar a la descarga de gases y líquidos. Las nuevas tecnologías de válvulas también sellan automáticamente puntos de fuga en válvulas, conexiones de tuberías, sellos mecánicos y otros equipos para reducir las emisiones fugitivas. Los diseños mejorados de las válvulas de Emerson, que incluyen sistemas de sellado del vástago de alta eficacia, mayores capacidades de caudal y empaquetaduras para variaciones de temperatura, cumplen o superan los requisitos más estrictos de emisiones fugitivas. Por último, la monitorización avanzada de las válvulas de descarga de presión, la fricción de las empaquetaduras y los tanques de almacenamiento ayudan a evitar emisiones fugitivas.
Las tecnologías de medición, como la monitorización de gases por ultrasonido y la tecnología inalámbrica, combinadas con un software avanzado, proporcionan un enfoque rentable, con un alto rendimiento y conocimientos críticos para la localización de las emisiones. Un cliente de Emerson, Denka, vio una reducción del 7 % en la pérdida de vapor al utilizar sensores acústicos para “escuchar” las fugas de vapor en toda su planta.
Producir menos emisiones mediante el uso de fuentes de carbono de menor intensidad
Las empresas están sustituyendo combustibles menos intensivos en carbono, como el gas natural y el hidrógeno, y empleando energía renovable procedente de fuentes eólicas, solares, hidroeléctricas, geotérmicas y verdes. Estas conversiones requerirán grandes inversiones y décadas para completarse, pero son pasos necesarios para lograr un impacto significativo en la reducción de emisiones.
En Utah, Emerson colabora con Mitsubishi Hitachi Power Systems Americas para optimizar el desempeño y la fiabilidad, permitir estrategias de mantenimiento predictivas y basadas en inteligencia artificial (IA) y automatizar la toma de decisiones operativas en Intermountain Power Plant. Las turbinas Mitsubishi reemplazarán una planta de carbón y utilizarán un 30 % de hidrógeno verde y un 70 % de gas natural para generar electricidad; cambiarán eventualmente a hidrógeno verde al 100 %. Esta transición permitirá que las turbinas de gas generen electricidad con cero emisiones de carbono.
Ejecutar los procesos de manera más eficiente para un mayor consumo de energía con menos emisiones
Las operaciones de fabricación industrial son enormes consumidoras de energía, a menudo mediante procesos de calentamiento por combustión. Los quemadores, las calderas y los hornos encienden el combustible y el oxígeno para proporcionar calor y propiciar la conversión de materiales, la producción de vapor y mucho más. Al igual que un automóvil mal ajustado, estos procesos no sólo pueden consumir mucho combustible, sino que también pueden generar enormes cantidades de emisiones debido a la ineficacia de la combustión. Las tecnologías de automatización están disponibles hoy para optimizar los procesos de combustión, desde aumentar la eficiencia de las calderas, medir oxígeno y dióxido de carbono para un mejor consumo de combustible, hasta optimizar el tratamiento de gases de combustión, todos los cuales reducen las emisiones.
Las inversiones en tecnología van de la mano con la descarbonización. Descarbonizar no significa sacrificar rentabilidad.
En Colgate-Palmolive, los sensores neumáticos y el software integrado supervisan en tiempo real el caudal de aire comprimido para identificar fugas, optimizar los procesos neumáticos y mejorar la eficiencia del flujo de aire en las líneas de fabricación. Ya ha visto una reducción del 15 % en el consumo de energía en varias líneas de embalaje de pasta dental y cepillo de dientes y espera un mayor ahorro de energía a medida que la tecnología se extienda.
Capturar, almacenar y convertir las emisiones en recursos útiles, como el hidrógeno
Mientras que las tecnologías de gestión de emisiones proporcionan oportunidades inmediatas y escalables para tener un impacto significativo, las empresas pueden invertir en mejoras más transformadoras, como la tecnología de captura, uso y almacenamiento de carbono (CCUS) para obtener ganancias a largo plazo.
Los procesos de CCUS extraen las emisiones de carbono de fuentes puntuales y las aíslan bajo tierra. La tecnología tiene el potencial de eliminar del 90 % al 99 % de las emisiones de carbono de una planta industrial. También permite aumentar la producción de hidrógeno bajo en carbono al convertir las emisiones en la fuente de combustible alternativa.
De acuerdo con la Agencia Internacional de la Energía, CCUS es el único grupo de tecnologías que contribuye tanto a la reducción directa de las emisiones en sectores clave como a la eliminación del Co₂ de la atmósfera para equilibrar las emisiones que son más difíciles de prevenir, una parte crucial para alcanzar los objetivos de emisiones netas cero que un creciente número de gobiernos y empresas se han fijado para sí mismos.
En el proyecto Al Reyadah de Abu Dhabi National Oil Company, las tecnologías de Emerson están ayudando a la primera planta de captura de carbono a escala comercial de Oriente Medio a eliminar 800 000 toneladas de Co₂ al año de la industria del hierro y el acero.
No hay duda de que las inversiones en tecnología van de la mano de la descarbonización. Sin embargo, descarbonizar no significa sacrificar rentabilidad. Si bien el cumplimiento de los objetivos de emisiones es una prioridad principal, las tecnologías de automatización avanzadas también desempeñan un papel importante en la protección de la seguridad, la mejora de la rentabilidad de la planta y la reducción de los costes operativos.