Indústria Verde

Indústrias reduzem custos e emissões de CO2 com projetos de eficiência energética

Trocar energia produzida por gás natural pelo carvão vegetal, melhorar o isolamento de fornos, automatizar a temperatura de máquinas, construir uma usina solar. Essas são algumas das iniciativas implementadas pela indústria para promover a eficiência energética. Além de reduzir custos na produção, essas medidas contribuem para a conservação do meio ambiente pela redução das emissões de gás carbônico, o principal causador do efeito estufa.

​Ações como as implementadas pela indústria terão papel-chave na redução das emissões de CO2. ​Estimativas do no Plano Decenal de Expansão de Energia 2030, da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), ​apontam que os ganhos de eficiência elétrica permitirão reduzir cerca de 6% do consumo energético total ​da indústria em 2030. ​Quando se fala do consumo elétrico, a expectativa é de queda de 3% no mesmo período, ou cerca de 12 ​TWh, equivalente ao montante consumido pelas indústrias de mineração e pelotização (transformação de ​minério de ferro) em 2019. ​Esses números poderão ser alcançados por meio de novas unidades industriais mais modernas e eficientes ​energeticamente (greenfield), ações de gestão de uso de energia e renovação das instalações elétricas, ​tanto por meio de ações autônomas das indústrias quanto de políticas voltadas para o setor.

Energia do sol para fazer sapatos
Em junho de 2018, a Grendene inaugurou em Sobral (CE) uma usina de geração de energia solar com capacidade instalada de 1,137 MWh no pico. “É uma usina piloto. A gente queria descobrir o potencial de geração e todos os riscos de ampliar a operação. A gente tinha muitas informações do mercado, mas não sabia como funcionaria na prática”, conta o gerente de Desenvolvimento Sustentável da Grendene, Carlos André Carvalho. O retorno foi positivo e a intenção é construir uma unidade na fábrica em Crato, também no Ceará. “É uma energia renovável, sem emissão de carbono, pelo pilar ambiental. E pelo pilar econômico, é um custo operacional baixo, se o projeto é bem definido. Hoje ele significa entre 2,5% a 3% do consumo de energia da unidade de Sobral, composta por oito fábricas. É o consumo equivalente ao de uma cidade de 100 mil habitantes”, explica. Foram instalados 3.500 painéis que geram em torno de 1.800 MW por ano e representam 10% da redução de emissões de gás carbônico da empresa. Ao todo, as mudanças nas plantas evitaram a emissão de aproximadamente 1.235 toneladas de CO2 por ano. Além da usina, as ações de eficiência energética foram centradas no uso dos recursos térmicos. As concepções técnicas vão desde a parte de isolamento do forno e também o conjunto eletrônico de temperatura. “Esse mecanismo ajusta a temperatura que precisa para o produto que está sendo produzido. É um conjunto eletrônico de termostato, que antes era praticamente manual”, afirma Carvalho. No caso dos fornos de plastisol (mistura do polímero conhecido como PVC com plastificantes e outros materiais para fabricação do calçado), foram instaladas paredes com espessura maior, para melhorar o isolamento térmico, além de adotadas mudanças nos sistemas de fechamento e abertura de porta e nos sensores de leitura para não queimar peças sensíveis.

Entre 2019 e 2020, foram trocadas 1.166 estufas, o que levou a uma redução de 43% no consumo de ​energia. Já as alterações nos fornos levaram a uma economia de 75% de energia. ​Hoje, a demanda instantânea de cada fábrica é em torno de 10 MW médio. As mudanças reduziram esse ​volume em ao menos 1,6 MW médio, o que representa um funcionamento 16% mais eficiente. Em números ​absolutos, são 15.123,78 MWh consumidos por hora a cada ano, o equivalente ao consumo de 8 mil ​residências. ​Com essas e outras mudanças implementadas nos últimos cinco anos, a Grendene economizou 13% da ​energia consumida para fazer cada par de sapatos. A companhia conta com 11 fábricas e tem capacidade ​instalada para produzir 250 milhões de pares por ano. Para o gerente de Desenvolvimento Sustentável, a ​mudança é percebida no mercado. “A gente nota que o consumidor é outro. Ele olha pelo propósito da ​marca. A gente tem nossos valores e ele enxerga o propósito da companhia de menor impacto ao meio ​ambiente e melhor impacto para as pessoas”, afirma

​Uma economia de R$ 50 milhões por ano ​Localizada na região da Grande Vitória, no Espírito Santo, a ArcelorMittal Tubarão possui uma área total de ​13,5 milhões de m2, sendo que a usina ocupa 7 milhões de metros quadrados. Terceira maior produtora brasileira de aços planos laminados, sua produção tem como destinos produtos como rodas de veículos, ​tubos para óleo e gás e peças para construção civil e naval

Em maio de 2018, foi iniciado o planejamento do programa Aliança na empresa. Criado em 2015, a iniciativa ​é resultado da união da Confederação Nacional da Indústria (CNI), com a Associação dos Grandes ​Consumidores Industriais de Energia e de Consumidores Livres (Abrace) e o Programa Nacional de ​Conservação de Energia Elétrica (Procel), do governo federal, junto com a Universidade Federal de Campina ​Grande (UFCG). ​O objetivo é reduzir o consumo de energia e de água em grandes indústrias por meio de ajustes nos ​processos de produção, identificar oportunidades de tratamento e reaproveitamento de efluentes e ​resíduos e de redução das emissões de gases do efeito estufa. ​No caso da ArcelorMittal, uma equipe técnica do programa e da unidade da siderúrgica em Tubarão ​definiram, conjuntamente, seis processos produtivos da cadeia do aço, além dos sistemas de tratamento ​de águas e efluentes e sistemas de produção e fornecimento de utilidades para usina que poderiam ser ​aprimorados do ponto de vista de uso de energia.

​Nos trabalhos de campo, a equipe chegou a 32 oportunidades e 21 delas já foram finalizadas. Foram 88.300 ​MWh/ano economizados, além de evitar a emissão de aproximadamente 5,78 mil toneladas de CO2 na ​cadeia produtiva por ano. ​Quanto à economia, as expectativas eram de reduzir os custos em ao menos R$ 35 milhões e, na prática, ​chegou a R$ 50 milhões em 2020. Isso porque um projeto relacionado à melhoria do sistema de limpeza de ​gás na coqueria (onde o carvão é transformado em coque para produção do aço) possibilitou o aumento da ​participação de carvão alto enxofre na mistura. ​O programa Aliança forneceu mão de obra especializada com experiência para análise de eficiência de ​processos. A equipe realizou a modelagem e simulação completa dos processos estudados com ajuda de ​softwares, possibilitando mudanças teóricas nos processos antes de implementações na prática. ​Energia limpa na produção de aço ​Focada na produção de tubos de aço sem costura para o setor de petróleo e gás, a usina de Jeceaba, no ​interior de Minas Gerais, foi o cenário para a implementação do Programa Aliança dentro da Vallourec, ​empresa do setor siderúrgico. Foi ampliada a substituição do gás natural pelo carvão vegetal, alternativa ​renovável e cuja emissão de CO2 é nula. As mudanças também reduziram custos em mais de R$ 4 milhões ​por ano.

​Foram feitas melhorias em diversas áreas, desde o beneficiamento do minério de ferro, etapa em que o ​material é separado após a extração, até a aciaria, fase em que o ferro é transformado em tipos de aço, ​além de outros processos, como laminação e tratamento térmico. ​Um grande exemplo das vantagens dos novos processos foi observado na pelotização, um dos principais ​processos de beneficiamento de minério de ferro. A redução de gás natural e sua substituição pelo carvão ​vegetal foi possível por meio do uso de modelos e simulações computacionais, que permitiu validar e ​priorizar cenários que levaram a testes industriais bem sucedidos. ​Também foi diminuído o uso de produtos químicos para o tratamento de água e foram revisados os ​parâmetros operacionais de motores e avaliadas temperaturas nos fornos de laminação e têmpera dos ​tubos, para checar a efetividade das práticas adotadas pela empresa. Além da assessoria da CNI, o programa ​possibilitou uma parceria técnica entre a Vallourec e a Universidade Federal de Campina Grande.

Programa Aliança
No âmbito do Programa Aliança, a CNI oferece metodologia de trabalho, equipe de consultores especializados, softwares e laboratórios, treinamento e acompanhamento da equipe da indústria. Em contrapartida, a empresa se compromete a implementar as ações aprovadas e manter o programa por 24 meses.
A primeira etapa do Aliança foi implementada entre 2017 e 2020 em 12 plantas industriais de setores como siderúrgico, metalurgia e mineração, cimento, papel e celulose e químico. As mudanças levaram a uma economia de energia superior a 175 GWh por ano, o suficiente para abastecer uma cidade de 60 mil habitantes por um ano. As empresas também aprovaram a implementação de mais ações, que poderão reduzir o consumo das plantas em 611 GWh/ano. Já a redução de emissões de GEE foi de 40.075,03 toneladas de CO2.

​Além dos benefícios para o meio ambiente, as iniciativas resultaram em uma redução de R$ 122 milhões ao ​ano nos custos operacionais das empresas, com payback médio de menos de um mês. Os investimentos de ​R$ 5,75 milhões foram feitos pelas indústrias participantes e 45% do orçamento necessário dos serviços de ​consultoria para a identificação e implementação das ações foi financiado por meio de um convênio ​celebrado entre a CNI e a Eletrobras, através do Plano de Aplicação de Recursos (PAR Procel – 2017). ​No caso da metalurgia, siderurgia e mineração, as ações incluíram aumento da geração de vapor nas ​caldeiras e otimização de alto-forno. Já nos setores químico, petroquímico, automotivo e de papel e ​celulose, algumas medidas foram redução do consumo de amônia e uso de modelagem fluidodinâmica das ​caldeiras de recuperação. ​Dentro do desenvolvimento dessas soluções, a rede dos Institutos SENAI de Inovação é uma aliada na busca ​da eficiência energética. No Instituto SENAI de Inovação em Metalmecânica, localizado em São Leopoldo ​(RS), por exemplo, pesquisadores desenvolveram um sistema de sensores de rastreamento de falhas em ​processos de produção.

​As novas tecnologias e a digitalização dos processos facilitam o uso racional da energia na indústria. É o caso, por exemplo, de máquinas que controlam seus sistemas eletrônicos a partir de informações que recebem. Com a ajuda de dados, equipamentos ou ferramentas elas podem aprender – no que ficou conhecido como machine learning – a desligar subsistemas e partes que não estão sendo utilizadas.