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Recuperação de Calor: o herói improvável no caminho para NET ZERO

Tim Kraemer, Diretor de Desenvolvimento de Negócios de Vapor GESTRA
4 minutos de leitura

À medida que o ano avança, tanto as empresas como a sociedade enfrentam diversos desafios e incertezas. Os mercados de energia permanecem voláteis, com o conflito na Europa a causar um impacto marcante na segurança energética em todo o mundo. Além disso, já estamos a assistir aos efeitos das alterações climáticas, com a ocorrência cada vez mais frequente de acontecimentos imprevisíveis. 

Uma coisa é certa: para alcançarmos o nosso objetivo universal NET ZERO, será necessário focarmo-nos de uma forma determinada na inovação e na ação. As empresas já estão a assumir a liderança, apercebendo-se que há mais a fazer, mas que temos menos tempo para atingir estes objetivos.

Refletindo os esforços das empresas com Visão (de futuro), os Governos também estão a começar a enfrentar os desafios que nos esperam. Neste ano, assistimos à entrada em vigor da EEG 2023 na Alemanha (uma adenda à Lei das Energias Renováveis). O objetivo desta adenda é que 80% do consumo de eletricidade do país seja proveniente de energia renovável até 2030 e que a geração de energia seja praticamente livre de gases com efeito de estufa (GEE) até 2035.

Atualmente, também está a ser analisada uma nova legislação relativa à Eficiência Energética na Alemanha por parte do Governo Federal. Se for aprovada, esta legislação obriga as empresas que consumam mais de 10 Gigawatts-hora (GWh) de energia por ano a implementarem sistemas de gestão de energia. As empresas mais pequenas que consomem 2,5 GWh terão de realizar Auditorias Energéticas, ao mesmo tempo que todas as empresas devem evitar o desperdício de calor nos processos de produção ou dar-lhe uso, se for economicamente viável.

A Alemanha não é a única que vê a Eficiência como um aspeto essencial para um potencial futuro NET ZERO. Em Setembro do último ano, a Administração Biden-Harris dos EUA publicou o seu Roteiro para a Descarbonização da Indústria. Tal como na Alemanha, nos EUA cerca de 30% dos requisitos do processo de calor industrial estão relacionados com a produção de vapor.

A Eficiência Energética é uma estratégia seminal e transversal no processo de Descarbonização e continua a ser a opção mais eficaz em termos de custos para as reduções de emissões de GEE
Roteiro para a Descarbonização da Indústria, Departamento de Energia dos EUA

Vermos que os maiores emissores de gases com efeito de estufa do mundo (a China, os EUA e a UE) estão a tratar a Eficiência como um fator-chave para atingir o objetivo NET ZERO, é um sinal muito positivo. Sim, é apenas um fator neste percurso, mas é uma parte de extrema importância e em desenvolvimento neste processo.

À medida que nos aproximamos dos prazos para a mitigação das alterações climáticas veremos, sem dúvida, outros aspetos a desempenhar papéis cada vez mais importantes. A eletrificação dos processos usando energia renovável e a utilização de hidrogénio como combustível e matéria-prima terão sempre um papel importante, mas vão demorar algum tempo a desenvolver-se. Ao fazer mais com menos, que é de facto o caso no que respeita à Eficiência, vamos acelerar a mudança enquanto aguardamos pelo surgimento de novas tecnologias.

A Eficiência na prática: Recuperação de Calor na sua Caldeira

Um grande benefício do foco na Eficiência é que esta envolve ação. Já hoje, não amanhã, e sem necessidade de efetuar alterações significativas nas infraestruturas. A melhoria da Eficiência dos sistemas de vapor não podia ser mais clara. O vapor continua a ser essencial para muitos processos e é a utilização de energia mais significativa no setor industrial. Porém, a nossa experiência diz-nos que muitas empresas não estão conscientes das oportunidades inexploradas para melhorar a Eficiência do vapor.

A principal função de um sistema de vapor é a geração de vapor e, seja qual for o seu combustível atualmente, este provém de uma Caldeira. Todas as Caldeiras estão sujeitas a evaporação contínua como parte do seu funcionamento normal. Isto aumenta gradualmente o número de sólidos dissolvidos (TDS) no interior, que tem se ser gerido para se evitarem danos tanto na Caldeira como no sistema de vapor associado.

A forma habitual de lidar com isto é através de algo chamado Purga da Caldeira. Esta divide-se em duas categorias: Purga de Fundo (também chamada purga intermitente) e Purga Contínua. Ambos os métodos purgam eficazmente quaisquer depósitos indesejados ao libertar um pouco da capacidade da Caldeira. Quando isto é visto simplesmente como uma operação necessária, sem nenhuma tentativa de recuperar o calor e a água envolvidos, o resultado é um desperdício significativo de energia.

Mas, em particular com os volumes maiores envolvidos na Purga Contínua, esta energia pode ser recolhida e utilizada. É evidente que a natureza de um sistema de vapor determina o potencial para a Recuperação e Poupança de Energia, mas mesmo num circuito de Recuperação de Calor simples, o tempo de recuperação do investimento pode ser apenas de alguns meses.

No caso do desenvolvimento de circuitos mais sofisticados (como no diagrama abaixo), em que o Vapor Flash e o Calor da Purga são utilizados para aquecer e desgasificar a água de alimentação, a Poupança Anual pode chegar às Dezenas de Milhares de Euros. E isto apenas com um pequeno investimento.

Esquema de uma instalação de purga Flash com recetor

Schematic diagram of a blowdown flash installation with blowdown receiver

Veja como a Recuperação de Calor pode ajudar no seu percurso até ao NET ZERO

A Recuperação de Calor pode poupar 15% no consumo de energia

Dado que o tempo médio de vida útil de uma Caldeira de Vapor pode ser de 20 a 30 anos, a maximização da sua Eficiência ao recuperar o calor da purga da Caldeira é uma decisão sensata e rentável. O passo seguinte será, logicamente, realizar uma Auditoria a todo o sistema, otimizando a Recuperação do Condensado, o Isolamento e a aplicação das várias soluções de Eficiência disponíveis. DENA, a Agência de Energia Alemã, estima que a Recuperação de Calor pode reduzir o consumo de energia na geração de vapor e água quente em 15 por cento, em média.

À medida que surgem novas tecnologias, outras opções poderão tornar-se viáveis. Dentro de pouco tempo haverá a possibilidade de modernizar e reconverter a Caldeira, de forma a que esta possa usar eletricidade renovável para criar vapor. Mas a utilização da Purga para garantir um funcionamento sem problemas continuará a ser necessária, e a Recuperação de Calor continuará a ter impacto no seu funcionamento eficiente e sustentável.

Também faz todo o sentido, comercialmente falando. Na qualidade de maior economia da Europa e maior emissor de GEE, a Alemanha está na posição perfeita para liderar este desafio. A nossa trajetória em Inovação e Engenharia é respeitada em todo o mundo. Basearmo-nos nisto para nos adaptarmos e alterarmos os nossos processos de forma positiva, vai ajudar a definirmo-nos como um Fornecedor Líder em Soluções para ajudar a combater as alterações climáticas.

Há mais de 120 anos que a GESTRA se foca no Desempenho e na Eficiência dos seus equipamentos para sistemas de vapor. Estamos aqui para ajudar a sua empresa, o seu negócio, neste processo de Transição Energética, usando o nosso conhecimento especializado e experiência para que mantenha todos os benefícios do vapor no futuro.

¹: Desenvolvimento de Energias Renováveis (página em alemão)| Governo Federal (bundesregierung.de)
²: Alemanha avança com a legislação relativa à Eficiência Energética, no decorrer de conversações na UE (artigo em alemão disponível em EURACTIV.com)

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