En Brasil Industrial Heartland, un proyecto de energía pionero ha ganado un premio de la planta de potencia para transformar los desechos ricos en hidrógeno en una potencia limpia y confiable. La planta de cogeneración Vesta no solo estimula la efectividad del complejo petroquímico latinoamericano más grande, sino que también establece una nueva referencia para la innovación energética en el sector de fabricación de productos químicos. En el corazón del industrial de São Paulo, donde el primer complejo petroquímico en Brasil con una producción casi incesante, ha surgido un desafío aparentemente paradójico: ¿cómo cambiar a energía limpia cuando su proceso de fabricación genera gases ricos en hidrógeno como subproducto? Para la mayoría de las empresas, este exceso de gas simplemente sería estallado, una práctica innecesaria que libera emisiones sin capturar valor. Pero Braskem, el mayor productor termoplástico de las Américas, vio una oportunidad en la que otros no pueden hacerlo. Su visión y su respuesta al dilema fueron la fábrica Vesta de Cogeneración, un proyecto de modernización que demuestra que el camino hacia la fabricación sostenible no siempre requiere abandonar la infraestructura existente. En cambio, a veces significa encontrar formas ingeniosas de explotar la química que ya ocurre en sus procesos.
La región ABC de São Paulo, en Brasil, se refiere a un área metropolitana industrial compuesta en el origen de tres ciudades: Santo André (A), São Bernardo do Campo (B) y São Caetano do Sul (C). Estas tres ciudades forman un gran centro industrial en el sur de la ciudad de São Paulo y son reconocidas por sus importantes industrias automotrices, petroquímicas y metalúrgicas. Abierto en 1972, la primera central eléctrica en la región de ABC fue parte del primer complejo petroquímico en comenzar las operaciones en Brasil. Instalada en Santo André, la unidad es responsable de la transformación de materias primas de aceite, como la nafta, en productos químicos básicos como etileno, propena, butadieno e resinas de hidrocarburos, que son la base de diversos materiales, como los plásticos, utilizados en segmentos como la construcción, la industria automotriz, el empaquetado del sector de los alimentos, los ropa y los jugadores y los pies y los pies. En febrero de 2019, Braskem decidió unirse a Siemens Energy para modernizar el complejo petroquímico ABC. El proyecto, destinado a modernizar el sistema de energía, tuvo que proporcionar una mayor eficiencia en la producción y mejoras en los indicadores de sostenibilidad de Braskem en el complejo. La actualización tecnológica serviría a la galleta, la principal unidad industrial del complejo petroquímico, responsable de la producción de materias primas para los sectores químicos y plásticos. Como tal, no hizo la instalación de nuevos equipos: fue pionero de un modelo para la forma en que las industrias con alta intensidad energética podrían transformar sus flujos de desechos en ventajas competitivas. “Este proyecto es un ejemplo de los grandes esfuerzos utilizados por Braskem en la búsqueda de una excelente excelencia operativa, además de fortalecer nuestro compromiso con el desarrollo sostenible”, dijo Luís Pazin, director industrial de la Unidad de Químicos Braskem en la región sureste, cuando se anunció el proyecto. “Con la cogeneración combinada de electricidad y gas, consumiremos menos energía y emitiremos menos gases de efecto invernadero”. En particular, la compañía estimó que podría reducir el consumo de agua de la unidad en un 11,4% y CO 2 6.3% emisiones después del proyecto. “Braskem ha sido priorizado por Braskem en su fábrica industrial porque estaba completamente alineada con sus objetivos de eficiencia energética”, dijo Andre Colan Carrasco, Gerente de Operaciones y Mantenimiento (O&M) y servicios de Siemens Energy en Brasil, dijo FUERZA. “La cogeneración hizo posible reducir el consumo total de energía del sitio en alrededor de un 7,3%, al tiempo que aumentó la confiabilidad del suministro de electricidad. Con esto, Braskem se ha vuelto más competitivo en los costos de producción y reduce las pérdidas de producción vinculadas a los problemas del suministro externo de energía eléctrica, al tiempo que mejora los impactos ambientales”.
Siemens Energy fue responsable de la implementación del proyecto y la operación de la planta de cogeneración eléctrica y vapor durante un período inicial de 15 años. Como parte del contrato, Siemens acordó implementar una solución de equipo totalmente integrada y redundante, incluidas dos turbinas de gas SGT-600, una casa electrónica (es decir, un edificio eléctrico listo para usar que alberga todos los equipos de distribución y control de energía necesarios), así como una extensión de la alta carga de alta carga, tres compresores de recíprocidad, un sistema de carga avanzada y un software asociado. Las soluciones tecnológicas de corte de la fábrica han combinado una alta eficiencia energética y una confiabilidad operativa extrema con bajas emisiones. Estos elementos fueron parte de un concepto de energía como un servicio, lo que significa que Braskem recibe energía sin tener que invertir, construir y explotar la fábrica por sí misma. “Braskem’s Confidence in Defining Siemens as A Strategic Partner for this Challenging Project is a result of Our Technological and Operational Capability, Which coupled with the attractiveness of the innovative Boo (build, own, and operate) Model, Ensures Thatkem can focus its LEAVING SIEMENS With the Responsibility for Making The Necessary Investments in the Engineering, Implementation, Operation, and Maintenance of the Cogeneration Plant, “Yuri Sanches, General the director of Siemens Energía en Brasil, dijo cuando se desplegó el proyecto. Sin embargo, la colaboración fue más allá de la energía de Braskem y Siemens a otras compañías con sede en la región. “Hemos establecido asociaciones con varios proveedores y empresarios locales para obtener equipos y servicios.“ Además, hemos colaborado con establecimientos educativos locales para ofrecer oportunidades de capacitación y desarrollo para la fuerza laboral involucrada en el proyecto. El EPC (ingeniería, compra y construcción), que tiene una gran experiencia en centrales eléctricas, ha ejecutado el proyecto y tiene su sede en São Paulo, el mismo estado que Braskem Petrochemical. “
La construcción se lanzó en 2020 y se completó a mediados de 2010. A lo largo de la fase de construcción, Siemens Energy mantuvo un archivo de seguridad sólido, sin informes de incidentes importantes. En la parte superior de la construcción, tenía alrededor de 350 trabajadores en el sitio, todos uniéndose estrictos protocolos de seguridad para garantizar un ambiente de trabajo seguro. No se ha informado un accidente de personal desde el inicio de las operaciones comerciales el 1 de agosto de 2022, continuando el rendimiento de seguridad estelar en el sitio. Renato Mendes, director de la fábrica de plantas de cogeneración, dijo que uno de los principales desafíos del proyecto era garantizar la compatibilidad entre las turbinas SGT-600 y la infraestructura de las instalaciones petroquímicas existentes. “Esto implicó tratar variaciones en la composición del gas y garantizar que las turbinas pudieran operar efectivamente con el gas de proceso residual que contiene un alto contenido de hidrógeno”, dijo. “Existen varios flujos de gas de gas, con diferentes composiciones y variaciones naturales. Por lo tanto, las turbinas deben poder hacer frente a la playa planificada en la que probablemente operen. Además, tuvimos que administrar la integración de los sistemas de control avanzados para optimizar el rendimiento al tiempo que minimizan las perturbaciones en las operaciones continuas”. La construcción tuvo lugar mientras la fábrica petroquímica estaba en el servicio. El área otorgada en préstamo para la planta de cogeneración está dentro del sitio de Braskem y al lado de las operaciones petroquímicas. Las conexiones entre las unidades y la fábrica de Braskem se completaron durante un cierre general de mantenimiento, dentro de los plazos estrictamente limitados. Esto requirió un cronograma meticulosamente planificado para las interconexiones del sistema. Otros desafíos importantes se referían a la integración eléctrica y el mantenimiento de la estabilidad operativa en cualquier momento. El complejo petroquímico explotó sus sistemas eléctricos y de vapor existentes durante ciertas actividades de puesta en marcha, lo que complicó el proceso. Una decisión tomada durante la fase de diseño, que resultó ser crucial para el éxito, era colocar las estaciones de control de cogeneración operativa en el principal centro de control operativo en Braskem. Esto permitió a los equipos operativos de Siemens Energy y Braskem comunicarse en tiempo real y permanecer alineados.
Como se mencionó anteriormente, muchos procesos industriales, como los de complejos petroquímicos o refinerías, pueden producir hidrógeno como subproducto. El uso de este hidrógeno como combustible alternativo de gas natural puede ser económicamente atractivo. Muchos sitios con configuraciones similares utilizan gas de proceso para generar calor y vapor. Sin embargo, una opción aún más efectiva para la planta de proceso sería extender el uso de gas residual rico en hidrógeno para producir electricidad también. “Al igual que las industrias de descarbonización, el uso de gas de proceso residual con contenido de hidrógeno puede desempeñar un papel clave en las industrias químicas y petroquímicas en varias regiones del mundo”, señaló Carrasco. La potencia máxima de una turbina SGT-600 es de 24 MW. Para esta aplicación, cada turbina proporciona 19 MW de potencia continua y 80 toneladas por hora de vapor al complejo petroquímico por su unidad de vapor de recuperación de calor (HRSU). Además, las turbinas de gas tienen tecnología de tercera generación con bajas etmisiones (DLE). La tecnología DLE reduce CO 2 espectáculos, y no incógnita Los niveles de turbinas son bajos a solo 25 partes por millón (ppm). Un sistema de desprendimiento de carga garantiza un funcionamiento seguro de la fábrica al administrar todos los cargos de acuerdo con la fuente de alimentación disponible. “La tecnología de combustión DLE de tercera generación se ha desarrollado y validado antes de que el proyecto VESTA se libere para niveles de hidrógeno hasta el 80%”, dijo Mendes. “Solo fueron necesarios ajustes menores en el sistema de control para administrar las variaciones a veces rápidas y altas del contenido de hidrógeno durante las perturbaciones en el suministro de gas de combustible”. La planta de cogeneración de Vesta da pruebas claras a otras industrias de Brasil y en todo el mundo que funciona este modelo de negocio. Además de la sostenibilidad a largo plazo de la fábrica y su gran eficiencia, el proyecto también demuestra las ventajas del enfoque de “energía como servicio” que cubre toda la cadena de valor. “Siemens Energy ha construido, tiene y opera la planta de cogeneración durante 15 años. Esto satisface las necesidades de los clientes en operaciones confiables y seguras al tiempo que condujo a ahorros de gastos de capital”, elogió Carrasco. “Esto vino sin aumento de los precios y, al tiempo que reduce la exposición del gigante petroquímico al fracaso de la red”. El proyecto también está alineado con los objetivos de Braskem para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de las gafas 1 y 2 por 15% para 2030 y alcanzar la neutralidad de carbono para 2050. Obviamente, la planta de vesta de cogeneración es un ganador, no solo para el complejo, sino también para un FUERZA Precio de las mejores plantas.
