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EDITORIAL
No ano em que o CTCV comemora 40 anos desde o seu registo como entidade jurídica, foram muitos os marcos, investimentos em recursos, infraestruturas e quadros altamente qualificados, para responder aos desafios da indústria. Este caminho, tem permitido afirmar o CTCV como parceiro tecnológico da indústria, aplicando o conhecimento, a excelência técnica e a experiência adquirida, respondendo com soluções integradas na resposta técnica informada e na transferência de saber e na inovação contínua em prol de uma indústria moderna e competitiva. Ao longo deste caminho, o CTCV participou em mais de 100 projetos de inovação, investigação e desenvolvimento, individuais e em consórcio com empresas industriais, fornecedores de soluções tecnológicas, universidades e centros de inovação nacionais e internacionais. Tem mais de 300 ensaios acreditados e mais de 15.000 ensaios desenvolvidos por ano. Tem atualmente mais de 70 colaboradores, altamente qualificados em áreas estratégicas e prevê-se que em 2025 estes números cresçam.
Os desafios são agora mais exigentes e imprevisíveis, a evolução tecnológica é mais acelerada, a informação flui com maior velocidade e o futuro do CTCV depende da capacidade de olhar para o futuro e antecipar necessidades, para construir algo maior nos próximos 40 anos. É nesse desígnio que as equipas do CTCV centram o seu trabalho, colocando o conhecimento da inovação tecnológica na cadeia de valor, ao serviço da indústria.
Os reptos ambientais e de desenvolvimento sustentável na resposta à necessidade de cuidar do ambiente e dos recursos é uma, se não a maior preocupação atual da indústria e obriga a uma procura permanente de melhoria, de eficiência e de inovação. Temos atualmente projetos em desenvolvimento, que acreditamos que irão ser um contributo importante para a evolução tecnológica, descarbonização e sustentabilidade da indústria, nomeadamente na forma como se utilizam os recursos e se concebem e fabricam os produtos.
Exemplo disso são os projetos que vão contribuir para a descarbonização, como os roteiros ou as agendas mobilizadoras apoiadas pelo PRR que o CTCV integra e que incidem sobre os diferentes vetores de descarbonização, desde os mais imediatos e ao alcance da maioria das indústrias, como a eficiência energética, até à utilização de fontes de energia renovável, como os gases renováveis ou a eletrificação. Numa outra área, o desenvolvimento de abordagens inovadoras para a conceção e produção de produtos, através de design generativo, inteligência artificial e fabrico aditivo, que permitirá a criação de formas complexas, ou ainda a criação de laboratórios de aprendizagem hands-on, onde seja possível recriar processos industriais simulados em ambientes controlados virtualmente, capacitando os colaborado-
res das empresas, ou num modelo de demonstração e validação de projetos, conceitos ou protótipos, impulsionando a transferência de tecnologia gerada no âmbito de projetos de I&D.
Em nome do Conselho de Administração, gostaria de deixar uma mensagem de agradecimento a todos os que ao longo destes 40 anos contribuíram para o crescimento do CTCV e dizer-vos que após 40 anos acreditamos que o futuro é decidido agora e que o CTCV vai continuar empenhado em escrever a sua história, continuando a investir e a reforçar a sua identidade, como parceiro tecnológico para a sustentabilidade da indústria.
Jorge Marques dos Santos Presidente do Conselho de Administração do CTCV
SUMÁRIO
Para uma Visão do CTCV nos seus 40 anos
A minha experiência no CTCV
Processos térmicos LOW CARBON: com a SACMI rumo à neutralidade climática na indústria cerâmica
Eficiência Energética na Indústria Cerâmica
O papel da ADENE na construção de um futuro europeu sustentável
Os caminhos para a descarbonização
A transição energética
As Redes de Gás do Futuro
Ação sem extremismos, nem negacionismos
Transição energética na Indústria Cerâmica: impacto da incorporação de novas fontes de energias renováveis nos processos de cozedura
Descarbonizar: queremos ou devemos?
Propriedade, Edição e Redação
CTCV - Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro Rua Coronel Veiga Simão, 3025-307 Coimbra (T) 239 499 200 (E) comunicacao@ctcv.pt (W) www.ctcv.pt NIF: 501632174
Diretor
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Subdiretor
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Coordenador
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Colaborações
Ana Lisboa, António Baio Dias, Artur Serrano, Augusto Vaz Serra Sousa, Benedetto Spinelli, Conceição Fonseca, Hélio Jorge, Inês Rondão, Jorge Cristino, Luc Hennetier, Luís Mira Amaral, Manuel Ferreira, Mariana Paiva, Mirco Berengari, Paulo Guimarães, Victor Francisco
Design e Arte Final
José Luís Fernandes
Capa
Projetada usando recursos do Adobe Stock Impressão
Gráfica Almondina - Progresso e Vida; Empresa Tipográfica e Jornalistica, Lda Rua da Gráfica Almondina, Zona Industrial de Torres Novas, Apartado 29, 2350-909 Torres Novas (T) 249 830 130 (E) geral@grafica-almondina.com (W) www.grafica-almondina.com
Tiragem
250 exemplares
Publicação Periódica inscrita na ERC (Entidade para a Comunicação Social) com o nº 127420
Estatuto Editorial disponível em https://www.ctcv.pt/estatuto-editorial.pdf
É proibida a reprodução total ou parcial de textos sem citar a fonte. Os artigos assina dos veiculam as posições dos seus autores.
Para uma Visão do CTCV
nos seus 40 anos
Augusto Vaz Serra Sousa
Direção CTCV até 2006, Conselho de Administração (2007-2011)
Qualquer instituição sobrevive e impacta o seu meio, se tiver uma Visão associada a valores, para uma prática útil e responsável.
Vale isto por dizer que a “história “ do CTCV confunde-se com a sua permanente procura de novas formas de “fazer “ industria e de disponibilização de conhecimento adaptativo e de “drive”, para novas soluções e exigências da prática industrial.
A Visão que sempre existiu foi a de conhecimento permanente e prospectivo, utilidade nas soluções, práticas responsáveis para empresas e instituições como parceiro confiável.
E esta forma de agir e trabalhar foi ganha e interiorizada pelos colaboradores que sempre foram incentivados a uma valorização de conhecimentos. Objetivamente, vai-se traduzir em resultados demonstráveis pelas diversas formas de transferência de tecnologia e de acompanhamento da indústria cliente. Mesmo quando existia alguma resistência à mudança, em alguns setores industriais, para novas formas de “fazer e saber fazer”, o CTCV nunca deixou de acompanhar, alertar, disponibilizar formas de atuar e de divulgar. Foi sempre parceiro!
Quando em 2000 foi decidido evoluir para novas instalações, de imediato tomamos a iniciativa junto da CM de Coimbra, que depois veio a transferir esse nosso pedido de reserva de espaço para o futuro iParque. E fomos os primeiros utilizadores desta nova infraestrutura do Parque Tecnológico! É de relembrar que sempre o CTCV teve uma Administração esclarecida e com este grande sentido de Visão para futuro! E a esta Visão junta-se uma Associação Empresarial, a APICER!
Essa decisão de novos espaços e instalações, foi a nossa manifestação de um pensamento prospetivo e paradigmático que contém em si uma necessidade de modernidade e ajuste a outras realidades.
E quando se fez o projeto deste novo espaço, foi com um sentido também de divulgação das boas práticas no uso dos materiais cerâmicos e de aplicação na construção. A alguns dos materiais aí usados, só algumas empresas lhes deram continuidade. Também para isso certamente terá contribuído, um período de maior concentração da produção com a necessidade de ganhos de produtividade por economia de escala.
Nesta mesma preocupação e como reforço dos sistemas construtivos de maior eficiência energética, também aí se fez uso e se instalou, sistemas de produção de energia. Sempre numa perspetiva demonstradora e de um menor impacto ambiental. Procurou também o aproveitamento de recursos hídricos (aproveitamento da águas pluviais) e uma envolvente com integração de cobertos naturais.
É de referir o apoio que tivemos na pessoa do Presidente da CCDRC, Prof. Alfredo Marques e posteriormente a Prof.ª Ana Abrunhosa, que conhecia muito bem a realidade das infraestruturas tecnológicas.
E este é o meu testemunho pessoal do que foi feito e da Visão que sempre presidiu à prática do CTCV.
Agora já, novamente e numa data mais recente, é notável a Visão de
dar uma finalidade de ocupação do espaço do primitivo CTCV, a um Hub de apoio e promoção de novas oportunidades e de startups!
O Lufapohub é uma iniciativa de grande mérito e de valorização de um espaço que num futuro próximo poderá ter grande impacto e retorno. No advento da IA e de outras formas de interação e comunicação, machine learning , deep learning, etc, virão novas formas de prestação de serviços a exigir um novo conhecimento.
E sintetizando:
Um Olhar para o Futuro: Digitalização, IA e Realidade Aumentada
Votos de que à medida que o setor cerâmico e vidreiro enfrenta um futuro de mudanças rápidas, o CTCV continue a ser um agente de transformação, adaptando-se às novas exigências da era digital.
A digitalização dos processos industriais está no topo da agenda, sendo vista como uma das chaves para aumentar a eficiência e reduzir os custos operacionais. Um CTCV focado em apoiar as empresas a integrar tecnologias digitais nos seus processos, permitirá um maior controle e otimização das operações.
A introdução da realidade aumentada (RA) é outra área a ter em atenção. Esta tecnologia oferece um enorme potencial para a indústria, permitindo visualizar processos em tempo real, identificar falhas e implementar correções de forma rápida e eficaz. A RA pode ser aplicada em diversas etapas da produção, desde o design de produtos até a manutenção de equipamentos, proporcionando uma visão mais detalhada e precisa dos processos.
O uso da inteligência artificial (IA) deverá ser uma área para o futuro. A IA permite a análise de grandes volumes de dados, identificando padrões e tendências que podem ser usados para otimizar a produção, prever a procura e melhorar a qualidade dos produtos. Com o apoio do CTCV, as empresas do setor cerâmico e vidreiro poderão explorar as vantagens da IA para aumentar a sua competitividade e responder de forma mais ágil às necessidades do mercado.
Formação Digital para um Futuro de Competências Avançadas
Preparar a próxima geração de profissionais para lidar com as novas tecnologias é uma prioridade para o CTCV. Deverá ser também uma prioridade, o investimento em programas de formação digital, que visam capacitar técnicos e engenheiros com as competências necessárias para operar numa indústria cada vez mais digital e automatizada. Estas formações abordam temas como a automação, a análise de dados, a programação e o uso de ferramentas digitais avançadas, assegurando que as empresas têm acesso a uma mão-de-obra qualificada e preparada para os desafios do futuro.
Compromisso com a Redução da Pegada de Carbono e a Sustentabilidade
Para o CTCV, o compromisso com a sustentabilidade deverá ser contínuo com a implementação de sistemas de captura de carbono. Estes esforços refletem certamente a visão do CTCV de uma indústria mais verde, alinhada com as metas globais de redução das emissões de gases de efeito estufa.
Reinvenção de Produtos e Sustentabilidade de Mercado
A procura por produtos sustentáveis e inovadores tem vindo a crescer, e o CTCV será mais uma vez um parceiro na ajuda às empresas a desenvolver soluções que combinem funcionalidade, estética e responsabilidade ambiental. Esta reinvenção é essencial para que o setor cerâmico e vidreiro continue a ser competitivo e relevante num mercado cada vez mais orientado para a sustentabilidade.
Conclusão
Ao celebrar 40 anos de história, o CTCV pode reafirmar o seu compromisso com a inovação e a sustentabilidade, continuando a ser um parceiro de confiança para a indústria cerâmica e vidreira em Portugal. Com uma visão orientada para o futuro, o CTCV estará preparado para enfrentar os novos desafios tecnológicos e ambientais, apoiando as empresas na adaptação e transformação que se avizinha. O trabalho desenvolvido pelo CTCV ao longo destas quatro décadas é um testemunho do impacto positivo que a inovação e a transferência de conhecimento podem ter na indústria e na sociedade, e o CTCV continuará a liderar o caminho para uma indústria mais sustentável, digital e competitiva.
Solus qui substitit tempore excluduntur
Só os parados no tempo serão excluídos
Vivat CTCV
Longa vida ao CTCV
A minha experiência no CTCV
Conceição Fonseca
Qualidade e Sistemas de Gestão
Solicitam-me um testemunho sobre a minha experiência no CTCV e visão do percurso do CTCV ao longo dos 40 anos de existência. Ao CTCV agradeço o convite para participar nesta edição da revista Técnica.
Neste artigo procuro relatar o meu percurso no CTCV, referindo que foi uma experiência que me proporcionou bastante satisfação, uma experiência marcante e enriquecedora quer a nível profissional quer a nível pessoal, aquela que vivi no CTCV. Foi uma honra e um privilégio ter sido parte desta Instituição.
As várias funções que abracei ao longo da minha carreira no CTCV – Laboratório, Qualidade, Normalização – todas elas complementares, permitiram-me adquirir um leque alargado de competências e pô-las em prática, com grande satisfação.
Estávamos na década de oitenta, quando iniciei a minha atividade no CTCV.
De 1987 a 1998 - LABORATÓRIO
A minha atividade, nas instalações da antiga Fábrica Lufapo de Faianças e Porcelanas, no Loreto, tinha como objetivo instalar os equipamentos da área física e tecnológica, passando assim pela montagem e arranque dos equipamentos com o apoio das empresas fornecedoras desses equipamentos, participação em formação na área de ensaios a matérias-primas e produtos cerâmicos em diversas Instituições de reconhecida competência e seguidamente na implementação das diversas análises e ensaios.
Recordo-me que foi no CTCV que aprendi a trabalhar e a utilizar o “Macintosh”, que para mim era algo novo, pois na Faculdade apenas tinha tido contacto com a linguagem de programação Fortran IV voltada para computação científica e técnica, na cadeira de computação no Departamento de Informática, integrada na minha licenciatura em Engenharia Química. A operação e utilização do Macintosh re-
Alguns dos Equipamentos com que trabalhei no CTCV:
(1) Porosímetro de Intrusão de Mercúrio CARLO ERBA
(2) Viscosímetro Rotacional de Cilindros Coaxiais HAAKE
(3) Equipamentos de Análise Térmica NETZSCH
velou-se-me muito atraente e de extrema facilidade. A forma como aprendemos a operar o Macintosh, aprendizagem num agradável ambiente de colegas de trabalho no CTCV, também permitiu que o Macintosh ficasse na minha memória.
E assim surgiu o Laboratório de Ensaios Físicos e Aptidão Tecnológica (LEFAT), do qual fui a Responsável. Posteriormente, e uma vez as análises e ensaios implementados, pensava-se já na Acreditação deste Laboratório assim como dos outros Laboratórios do CTCV.
E o Laboratório LEFAT iniciou a sua atividade de prestação de serviços para os clientes, externos e internos
A minha atividade passava também por toda a gestão do laboratório e contactos com os clientes, para a identificação de necessidades e resolução de eventuais questões que pudessem surgir.
A acreditação dos Laboratórios do Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro (CTCV), Laboratório de Análise Química (LAQ), Laboratório de Ensaios Físicos e Aptidão Tecnológica (LEFAT), Laboratório de Análise de Estrutura e Microestrutura (LAEM) e Laboratório de Ensaios Mecânicos (LEM), na altura assim designados, remonta a 1990 ainda pela Norma NP EN 45001:1990 – Requisitos Gerais de Competência para Laboratórios, concedida pelo IPQ – Instituto Português da Qualidade, o Organismo de Acreditação em Portugal, na altura. A acreditação é um processo rigoroso, complexo e exigente.
A minha atividade a partir de 1995, para além do Laboratório, passou também por iniciar o apoio de consultoria técnica na elaboração de planos de inspeção e ensaio nas áreas do pavimento e revestimento, porcelana, faiança, sanitário, cerâmica estrutural e vidro, integrada nas equipas do CTCV que prestavam assistência técnica nas empresas clientes. Esta atividade permitiu-me ficar a conhecer bem o processo de produção da cerâmica e do vidro. Também a partir dessa data iniciei a realização de auditorias da qualidade.
De 1998 a 2016 – QUALIDADE
Em 1998 fiz a transição do Laboratório para a Qualidade, passando a coordenar a Gestão da Qualidade dos Laboratórios do CTCV, tendo trabalhado ativamente na Acreditação dos Laboratórios que, em 2002 fizeram a transição da sua acreditação para a nova norma NP EN ISO/IEC 17025:2000 e mais tarde em 2020 a transição para a NP EN ISO/IEC 17025:2018.
A Acreditação passou a ser concedida pelo IPAC - Instituto Português de Acreditação, o organismo acreditador em Portugal, criado pelo Decreto-Lei 125/2004 de 31 de Maio.
A Acreditação de Ensaios utiliza critérios rigorosos que permitem assegurar a validade dos resultados, é uma atividade que exige trabalho e dedicação, no entanto foi uma atividade que me atraiu e motivou, nomeadamente a estatística aplicada ao tratamento dos
resultados dos ensaios e sua validação, assim como a interligação aos conceitos da Metrologia, e poder concluir que todo o trabalho empreendido nos permite ter um conhecimento muito mais profundo dos ensaios que realizamos no laboratório e detetar com maior facilidade eventuais situações de trabalho não conforme que possam ocorrer durante a realização dos ensaios, ou preveni-las.
A experiência que tive no laboratório foi-me extremamente útil para a atividade de coordenação da acreditação dos laboratórios e também para a atividade de normalização que assumi mais tarde e que refiro à frente. Considero que são experiências e atividades que se complementam e interligam bastante bem com o incremento nos resultados obtidos.
A definição de Acreditação segundo a ISO/IEC 17000 é a “Atestação de terceira parte, relativa a um organismo de avaliação da conformidade, que constitui um reconhecimento formal da sua competência, operação consistente e imparcialidade para a realização de atividades específicas da avaliação da conformidade”1. De uma forma simples, a acreditação é o reconhecimento formal, por parte de um organismo de acreditação, da competência técnica de entidades (para executar determinadas atividades de avaliação da conformidade como sejam calibrações, ensaios, certificações ou inspeções), de acordo com determinados requisitos e com credibilidade.
Continuando o trabalho na área da Qualidade, em 2003 foi acreditado um novo Laboratório do CTCV, na altura designado por Laboratório Móvel e de Amostragem (LMA) e foi implementado o sistema de gestão da qualidade para acreditação do Organismo de Inspeção Técnica e Auditoria (OITA) pela Norma NP EN ISO/IEC 17020. Em 2014, também viria a ser acreditado o Laboratório de Sistemas de Energia (LSE).
A ISO/IEC 17025 foi desenvolvida com o objetivo de promover a confiança no funcionamento dos laboratórios. Contém requisitos para laboratórios que lhes permitem demonstrar que operam com competência e são capazes de gerar resultados válidos.
Com a evolução natural da acreditação, e com a uniformização dos procedimentos a nível da European Accreditation (EA) entre todos os países signatários do acordo multilateral, a acreditação tornou-se cada vez mais exigente, quer a nível das próprias auditorias, quer a nível de todo o trabalho desenvolvido pelos laboratórios, tendo contribuído para uma cultura interna no CTCV de cada vez maior rigor.
No âmbito da formação profissional que recebi, refiro e saliento as várias ações de formação que frequentei na RELACRE – Associação dos Laboratórios Acreditados, sobre temas atuais e de muito interesse para os Laboratórios, formação essa que me permitiu ir sempre conhecendo novos temas de aprendizagem e conhecimento e pô-los em prática no CTCV.
(1) ISO/IEC 17000:2020 – Conformity assessment – Vocabulary and general principles
O CTCV privilegiou sempre a “aprendizagem e a atualização permanente dos conhecimentos como grande impulso da inovação e criatividade”, sendo este um dos seus principais valores.
Mais tarde deu-se início à implementação do Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ) para a Certificação do CTCV pela NP EN ISO 9001:2000, atividade que coordenei. Foi um processo complexo pois havia a necessidade de mudar hábitos de trabalho já enraizados nas pessoas, sistematizar e documentar as práticas de trabalho, exigindo a mentalização de todos os intervenientes para o cumprimento de procedimentos. De referir que nos Laboratórios este processo foi menos complexo, uma vez que os laboratórios já estavam acreditados pelo IPAC.
Uma vez ultrapassadas as dificuldades, em 2005 foi obtida a certificação do CTCV pela Entidade Certificadora APCER – Associação Portuguesa de Certificação. Em 2009 era feita a transição para a NP EN ISO 9001:2008 e em 2017 a transição para a NP EN ISO 9001:2015 pela entidade certificadora CERTIF – Associação para a Certificação.
Em 2012, o CTCV deu início à sua atividade nas novas instalações localizadas no iParque.
De 2016 a 2021 – QUALIDADE e NORMALIZAÇÃO
Em 2016 dei continuidade às minhas atividades na área da Qualidade, relativas à Acreditação dos Laboratórios do CTCV e à Certificação do CTCV.
Também mantive as minhas atividades de realização de formação, consultoria técnica em Laboratórios e Empresas clientes e auditorias internas e externas, sempre que surgia a necessidade desse tipo de trabalho na minha área de atividade e ainda uma outra atividade que já realizava há alguns anos que foi a promoção e coordenação de Ensaios de Comparação Interlaboratorial (ECI), o que nos era exigido/recomendado pelo IPAC para os ensaios em que não existiam ECI´s coordenados por entidades externas. Os ECI´s foram criados com o objetivo de se aumentar a confiabilidade das determinações dos laboratórios participantes através da avaliação da exatidão dos resultados de cada laboratório em relação a um determinado ensaio.
Mantive ainda uma atividade que já assumia há algum tempo: a realização de auditorias QB-UPEC aos fabricantes portugueses de pavimentos cerâmicos, subcontratadas pelo Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) ao CTCV, sendo também o Elemento de Ligação a nível operacional entre o CTCV e o CSTB em França.
Iniciei uma outra atividade – a Normalização. Neste âmbito fiz a coordenação a nível operacional da atividade de Normalização do Organismo de Normalização Setorial (ONS) do CTCV, na área dos Produtos de Construção, sendo o Elemento de Ligação entre o ONS/CTCV e o Organismo de Normalização Nacional (ONN)/IPQ
Esta foi outra atividade que me motivou bastante e me permitiu ter um relacionamento profissional com Professores das Universidades e Politécnicos, com os Fabricantes das Empresas, com Peritos Técnicos das Empresas ou a título individual, tendo como mais-valia o incremento de conhecimentos na área dos Produtos da Construção.
Nesse âmbito fiz a dinamização das várias Comissões Técnicas Nacionais de Normalização: a CT 118 – Rochas Ornamentais, a CT 139 – Aparelhos Sanitários, a CT 171 – Sustentabilidade dos Edifícios, a CT 176 – Alvenarias, a CT 189 – Ladrilhos Cerâmicos, a CT 202 – Louça Cerâmica Utilitária, tendo feito o Secretariado Técnico das CT´s 118, 139, 171, 176.
O CTCV procurou sempre e continua a desenvolver uma cultura de inovação contribuindo ativamente para um desenvolvimento económico sustentável, sendo a Qualidade e os Sistemas de Gestão ferramentas indispensáveis para alcançar esse desígnio, contribuindo inegavelmente para que o CTCV vá de encontro a um dos seus principais valores, a “preocupação de mudar na procura da melhoria”.
Esta foi a minha experiência no CTCV até atingir a idade da reforma, que ocorreu em novembro de 2021.
Processos térmicos LOW CARBON: com a SACMI rumo à neutralidade climática na indústria cerâmica
Paulo Guimarães, Benedetto Spinelli e Mirco Berengari
SACMI
Ibérica SA – Sucursal em Portugal
A transição energética representa um dos desafios mais importantes para a indústria cerâmica, chamada a reduzir as suas emissões para atingir os objetivos de neutralidade climática definidos pela União Europeia até 2050.
A SACMI, líder global no desenvolvimento de tecnologias para o setor, respondeu a esta necessidade com uma gama de tecnologias inovadoras para fornos, atomizadores e secadores, máquinas que contribuem com mais de 70% das emissões do setor.
Estes sistemas foram concebidos para integrar fontes de energia renováveis, garantindo a continuidade da produção e reduzindo drasticamente as emissões tendo em vista a fábrica com emissões zero.
Forno 100% elétrico e a hidrogénio
Protagonista na ótica da evolução low carbon, é o forno cerâmico. A SACMI é atualmente a única empresa no mundo que possui a tecnologia necessária para criar fornos cerâmicos industriais 100% elétricos e a hidrogénio.
O forno SACMI FMH “Maestro”, lançado em 2022, representa a primeira solução do mercado projetada para operar com misturas variáveis de metano e hidrogénio, até a utilização de 100% de hidrogénio puro.
Este sistema permite poupanças de emissões proporcionais ao aumento da proporção de hidrogénio na mistura. Por exemplo, uma mistura composta por 80% de H2 e 20% de gás natural permite uma redução nas emissões de CO2 de 55%. Que poderia chegar a 100% no caso da utilização de hidrogénio puro obtido de fontes renováveis.
Entre as vantagens desta tecnologia estão a dinâmica de fluídos semelhante à dos fornos tradicionais e a possibilidade de autoprodução de hidrogénio através de eletrolisadores alimentados por energia fotovoltaica.
A evolução da infraestrutura (maior disponibilidade de hidrogénio da rede ou investimentos na produção de eletricidade a partir de fontes renováveis) é, juntamente com os encargos crescentes sobre as
emissões (imposto sobre carbono), uma variável-chave em relação à qual todos os produtores de tecnologia devem estar atentos, antecipando todos os cenários possíveis.
É por isso que a SACMI, juntamente com o novo forno a hidrogénio, desenvolveu e apresentou ao mercado este ano o primeiro protótipo de forno 100% elétrico. Do ponto de vista tecnológico, esta nova solução combina módulos Flow Heater e painéis radiantes para otimizar o desempenho nas diferentes fases de cozedura. Esta configuração permite uma redução líquida do consumo de energia entre 10% e 20%, com uma redução dos fumos produzidos entre 30% e 60%. Se alimentado exclusivamente por fontes renováveis, o forno elimina as emissões de CO2, com exceção das emissões residuais ligadas à cozedura dos produtos e vidros.
Comparativamente ao forno a hidrogénio, o modelo elétrico foi concebido pela SACMI para produções de elevado valor acrescentado e baixo peso por metro quadrado. Além disso, neste tipo de fornos, a reduzida concentração de fumos simplificaria – e portanto, torna-se menos dispendiosa – a gestão dos poluentes.
Atomizadores: Hidrogénio e Dual Fuel
Assim como o forno, os atomizadores ATM SACMI de nova geração também estão disponíveis na versão adequada para serem alimentados com misturas variáveis de metano e hidrogénio, até mesmo operar somente com hidrogénio puro. Também neste caso, uma tecnologia flexível, que, face à disponibilidade de hidrogénio da rede mesmo em quantidades variáveis, não teria impacto na gestão tradicional do
processo, que continua a ser um fator fundamental para tornar estas tecnologias atrativas a grande escala.
Mas a inovação da SACMI não para aqui. Uma das soluções recentemente desenvolvidas e já presente no mercado é a inovadora configuração dual fuel, que integra um gerador de calor alimentado tanto por resistências elétricas (para funcionamento até 100% elétrico) como por combustíveis tradicionais (gás natural). A continuidade da produção em todas as condições – a mudança é automática em caso de energia elétrica insuficiente – é a base do grande interesse demonstrado nesta oportunidade por vários clientes da SACMI na Europa e em todo o mundo. Em termos de redução de emissões, por cada MW de eletricidade instalada, a poupança anual é igual a 1.200 toneladas equivalentes de CO2, potenciando o investimento em sistemas de autoprodução de energias renováveis (ex. coberturas fotovoltaicas).
Secadores: otimização e flexibilidade
Terceiro “pilar” dos processos térmicos da fábrica mas não menos importante, o secador também foi desenvolvido pela SACMI de acordo com a lógica de “Dual Fuel” aplicada com sucesso aos atomizadores. Também merece destaque a dupla oportunidade para os clientes: considerar a oportunidade de adquirir uma nova máquina “híbrida”, ou mesmo atualizar máquinas existente, com a possibilidade de realizar intervenções de revamping direcionadas nas soluções em utilização.
Este tipo de tecnologia no secador horizontal já está a funcionar em condições operacionais em Portugal, na Primus Ceramics, onde a SACMI forneceu uma atualização do secador existente, que está disponível para todos os novos modelos de secadores horizontais SACMI 5 e 7 (ECP, E7P ).
No caso específico, a máquina permitiu ao cliente poupar 1.461 MWh de calor e uma redução de 290 toneladas equivalentes de CO2. Também neste caso, uma das razões da escolha do investimento é a continuidade operacional em todas as condições: equipado com resistências elétricas integradas, o secador pode funcionar inteiramente com energia autoproduzida (neste caso a partir da grande cobertura fotovoltaica de 2 GWh disponível no Site da Primus Ceramics), comutando automaticamente para gás em caso de energia insuficiente.
Ainda nos secadores, a SACMI oferece desenvolvimento semelhante nos modelos verticais EVA. Nos projetos já desenvolvidos para clientes primários italianos, neste modelo de secador cada grupo independente desenvolve até 700 kW de energia elétrica, garantindo um funcionamento completo sem combustíveis fósseis. Para além das coberturas fotovoltaicas: a solução pode ser alimentada pela exploração do excesso de energia dos sistemas de cogeração.
Com a SACMI, a primeira instalação de louças sanitárias com emissão zero
A SACMI também colocou a perspetiva de Low Carbon no centro da produção de louças sanitárias e louças de mesa. Desenvolvidas numa perspetiva mais ampla de economia circular (que inclui por exemplo sistemas de recuperação quase total da água utilizada no processo), este tipo de instalações tem também no seu centro fornos de nova geração baseados em energia 100% elétrica proveniente de fontes renováveis.
A SACMI está construindo no Canadá para uma multinacional líder no setor, a primeira fábrica de louças sanitárias com emissão zero do mundo. A energia elétrica para alimentar a fábrica provem de fonte hidroelétrica, demonstrando a total versatilidade da tecnologia SACMI em relação a diferentes contextos e cenários globais.
Eficiência Energética na Indústria Cerâmica
Artur Serrano
Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro, Coimbra
A eficiência energética é hoje considerada como um importante recurso energético tal como são os combustíveis e a energia elétrica, sendo um importante fator na luta pela minimização do impacto das alterações climáticas. O conceito que lhe está associado é basicamente atingir o mesmo objetivo de produção consumindo menos energia.
Este recurso endógeno disponível nas empresas, permite:
Reduzir consumos de energia no processo
A redução do consumo de energia contribui para a redução de consumo de recursos primários de energia, como gás natural petróleo etc. e para além disso reduz efetivamente as emissões de GEE.
Reduzir os custos de produção das empresas
Como consequência da redução do consumo de energia representa uma economia significativa nos custos operacionais da empresa. A energia mais barata é aquela que tem custo zero e nesse sentido minimizar os desperdícios traduz-se na otimização dos custos de produção.
Aumentar a competitividade das empresas
Atualmente investir nessa área é fundamental para que as empresas cerâmicas mantenham a sua competitividade.
Minimizar impactos ambientais
A adoção de práticas e tecnologias mais eficientes contribui para a sustentabilidade ambiental, diminuindo a pegada de carbono e o impacto da produção de materiais cerâmicos no meio ambiente.
Portugal em termos energéticos depende menos do exterior. Em 2012 apresentava uma dependência energética de 79,4% e em 2022 esse valor situou-se nos 71,2%. A quota das energias renováveis na eletricidade aumentou para 61,0%, mais 2,6 p.p. relativamente a 2021 e mais 13,5 p.p. em relação a 2012.
No entanto em 2022 o setor dos transportes manteve-se como principal consumidor de energia, representando 35,4% do consumo total de energia final. No ano anterior representava 34,1% e em 2012, 35,6%. A eficiência energética nos transportes de passageiros é medida em quilómetro.passageiro por Quilojoule, (km.passageiro/kJ),
O consumo energético nos transportes é medido em termos de Quilojoules por quilómetro.passageiro ou (kJ/km.passageiro).
Quanto mais eficiente é o veículo, mais quilómetros percorre por passageiro transportado com um kJ (tem maior eficiência), ou menos kJ utiliza para viajar ao longo de um quilómetro por cada passageiro transportado (tem menor consumo). A eficiência energética nos transportes varia consideravelmente em função do meio de transporte.
Na Figura 1 apresenta-se a título de exemplo um estudo comparativo da eficiência e consumo dos transportes de passageiros no Reino Unido.
Em Portugal a dependência dos combustíveis fósseis numa procura de melhoria de eficiência energética e descarbonização a nível global tem vindo a diminuir sendo substituída por fontes de energia renovável, como a eólica e a solar como se mostra na Figura 2.
Figura 1 - Fonte: David Banister (University College, London UK)
Figura 2 - Fonte: DGEG/MAE, PORDATA
Eficiência
energética: Estratégias
e Tecnologias para a Indústria Cerâmica
A Cerâmica é um sector que consome grandes quantidades de energia térmica, sobretudo nos secadores, fornos e caldeiras.
Apresentam-se de seguida algumas práticas e também tecnologias que permitem otimizar os recursos energéticos existentes.
Otimização de fornos
Os fornos são os principais consumidores de energia na indústria cerâmica. As boas práticas de eficiente uso da energia nestes equipamentos incluem:
• Recuperação de calor: Aproveitar o calor dos gases de exaustão e do ar de arrefecimento dos produtos para pré-aquecer ar de combustão ou matérias-primas ou outras fases do processo.
• Otimizar o isolamento térmico: Reduzir perdas de calor em toda a rede de calor e pontos críticos dos fornos.
• Utilização de queimadores de elevada eficiência /Otimização de queimadores: Garantem uma combustão mais eficiente e mais controlada.
• Automação: Sistemas de monitorização e controlo inteligentes para controlar a temperatura e o consumo de combustível em tempo real.
Utilização de fontes de energia mais limpas que impactam no
consumo de combustíveis fósseis
• Substituição de combustíveis fósseis, gás (melhor rendimento de queima) ou outras fontes de energia que sejam renováveis.
• Instalação de painéis solares térmicos ou fotovoltaicos para suprir parte da energia consumida.
Eficiente utilização
de energia elétrica
• Usar motores e sistemas de ventilação de elevada eficiência.
• Usar variadores de velocidade para otimizar a operação de máquinas quando aplicável esta opção.
• Usar Iluminação LED nas áreas industriais.
Auditorias de Energia
Realizar Auditorias de Energia com regularidade para identificar:
• Pontos de desperdício de energia.
• Equipamentos ineficientes.
• Processos com elevado potencial de melhoria da sua eficiência energética.
• Estabelecer indicadores de desempenho a serem monitorizados; Consumo específico de energia - kWh/t (quilowatt.hora/ tonelada de produto) por exemplo.
Sistemas de cogeração: Produção simultânea de energia elétrica e térmica aproveitando recursos energéticos.
Secadores mais eficientes: Uso de secadores híbridos que combinam alimentação de ar quente e também transmissão de calor por radiação para reduzir o consumo energético.
Reciclagem subprodutos: Incorporar quebras no ciclo produtivo.
Formação
• Dar formação e estabelecer procedimentos para operação de equipamentos de maneira mais eficiente.
• Identificar e corrigir práticas de desperdício de energia no processo consciencializando os operadores promovendo a mudança de atitude.
Na transição energética a fim de melhorar a eficiência energética a Indústria Cerâmica do futuro terá de contar também com:
1 - A eletrificação dos processos fabris (na medida do possível)
2 - A utilização do hidrogénio
Como analisaremos a seguir, os dois principais agentes que têm vindo a emergir na mudança de paradigma com o fim de minimizar o impacto das alterações climáticas e consumo de combustíveis fósseis com maiores índices de emissão de GEE.
Termografia à saída de um forno de rolos SACMI (Pavimento e Revestimento)
Secador híbrido (Convecção e Radiação) desenvolvido pela JODI
1 - Eletrificação dos processos fabris
A eletrificação associada à eficiência energética representa uma transformação estratégica para a cerâmica.
No caso da Cerâmica a eletrificação dos processos fabris não será possível realizar na sua totalidade atendendo ao estado da arte das tecnologias e ao processo de cozedura muito específico com exigências particulares, mas poderá ser parcialmente realizada designadamente:
• Na substituição de sistemas que usam combustíveis fósseis (como alguns secadores, motores de combustão das frotas e/ ou caldeiras a gás) por alternativas que usam energia elétrica, bombas de calor, e veículos elétricos.
Elencam-se a seguir as vantagens que oferece a eletrificação:
Redução de emissões de carbono:
• Ela reduz ou elimina diretamente as emissões de gases de efeito estufa (GEEs). Quando combinada com fontes renováveis (solar, eólica, hidroelétrica), pode mesmo permitir altingir a neutralidade de carbónica).
Maior eficiência operacional:
• Sistemas elétricos de uma forma geral apresentam menores perdas energéticas do que os baseados em combustíveis fósseis. Por exemplo, motores elétricos em termos de mobilidade elétrica podem chegar a atingir um rendimento superior a 90%, enquanto motores de combustão para efeitos de mobilidade elétrica não ultrapassam rendimentos de 30%.
Redução de custos no longo prazo:
• Apesar do investimento inicial poder ser elevado em muitos casos, os equipamentos elétricos consomem menos energia e têm menores custos de manutenção de uma forma geral.
Flexibilidade energética:
• A eletrificação possibilita a integração com tecnologias emergentes mais fáceis de gerir, como redes inteligentes (smart grids) e armazenamento energético (baterias).
No entanto há um desafio para vencer relacionado com a infraestrutura elétrica existente, (rede de distribuição, carregadores auto etc.)
A eletrificação aumenta a procura de energia elétrica, exigindo redes mais robustas e resilientes e com mais capacidade instalada. Como solução será necessário a aplicação de investimentos em redes inteligentes e armazenamento de energia e aumento de capacidade instalada.
Alguns equipamentos elétricos podem ter um custo inicial elevado. A solução para incentivar a substituição de equipamentos existentes por equipamentos elétricos pode passar pela implementação de incentivos fiscais e linhas de financiamento específicas.
A eletrificação facilita a utilização de sistemas de monitorização e controlo/otimização em tempo real do consumo energético. A eletrificação de processos melhora a eficiência energética porque reduz a dependência de combustíveis fósseis que é necessário utilizar no processo fabril.
A eletrificação e a eficiência energética complementam-se contribuindo para que a Indústria Cerâmica melhore o seu nível de sustentabilidade energética e ambiental. Se implementadas de forma integrada, permitem atingir uma redução expressiva das emissões de GEE, aumentam a competitividade econômica e aceleram a transição para uma economia de baixo carbono.
2 – Utilização de hidrogénio
O hidrogénio é um vetor energético, (ou seja, um meio para armazenar, transportar e utilizar energia) importante que permite aplicações em setores difíceis de eletrificar como é o caso da Cerâmica no que diz respeito ao processo de cozedura e alguns processos de secagem, promovendo assim um uso mais eficiente de energia, especialmente quando combinado com fontes renováveis.
O hidrogénio que pode ser produzido de diversas formas:
• Hidrogénio verde: Produzido a partir da eletrólise da água utilizando energia elétrica de fontes renováveis, como a solar e a eólica.
• Hidrogénio azul: Produzido a partir de gás natural, com captura e armazenamento de carbono.
• Hidrogénio cinzento: Produzido a partir de gás natural, mas sem captura de carbono (emitindo CO2).
A eficiência energética na utilização do hidrogénio depende de todo o ciclo de vida energético, nas fases de produção, armazenamento, transporte e utilização:
Na Produção de H2
• A eficiência do processo de eletrólise é da ordem de 60-80%, mas pode melhorar com inovações tecnológicas que têm vindo a ser desenvolvidas.
Fonte : Agência Europeia do Ambiente
• As fontes de energia renováveis garantem maior eficiência energética geral, ao reduzir as perdas que estão associadas aos combustíveis fósseis.
No Armazenamento e Transporte de H2
• O hidrogénio pode ser comprimido, liquefeito ou armazenado em fluidos gasosos (como NH3 (amoníaco)). Todos estes processos apresentam desafios de eficiência energética devido à energia que é necessária para compressão e arrefecimento.
Na Utilização de H2
• Nas células de combustível, o hidrogénio é convertido em eletricidade com eficiência de 50-60%, alimentando motores de veículos elétricos que por sua vez podem ter rendimentos que chegam aos 90% sendo mais eficiente do que motores de combustão interna em termos de utilização para efeitos de mobilidade.
• Em processos industriais, pode substituir combustíveis fósseis para gerar calor de alta temperatura como é o caso da cozedura na indústria cerâmica.
Aplicações
do hidrogénio versus eficiência
energética
• Substituição de combustíveis fósseis em processos que requerem altas temperaturas, como é o caso da cerâmica.
• Utilização de hidrogénio como matéria-prima, por exemplo, na fabricação de amoníaco e metanol (combustíveis), eliminando emissões de carbono.
• Veículos movidos com células de combustível (veículos ligeiros, pesados e locomotivas) apresentam maior eficiência energética comparados aos motores de combustão.
• A título de exemplo de acordo com dados estatísticos do Conselho da UE 2.5% dos Veículos pesados de mercadorias e passageiros são responsáveis por 25% das emissões do setor rodoviário.
• Navios e aviões, movidos a hidrogénio podem reduzir drasticamente emissões em setores tão difíceis de eletrificar.
• O hidrogénio permite o armazenamento de energia renovável em larga escala, equilibrando a intermitência de fontes como solar e eólica. A sua conversão em eletricidade tem eficiência média de 50-60%, mas é uma solução viável para períodos prolongados de armazenamento.
• Os excedentes de eletricidade renovável podem ser convertidos em hidrogénio, que pode ser injetado em redes de gás natural ou armazenado no processo designado por Power-to-Gas.
Desafios
futuros para melhoria da eficiência energética na utilização do hidrogénio
- A cadeia de produção, transporte e uso do hidrogénio apresenta perdas energéticas significativas. Por exemplo: A eficiência do ciclo completo do hidrogénio nos transportes (produção, compressão e uso em células de combustível) é inferior à das baterias elétricas.
- A produção de hidrogénio verde ainda é mais cara do que alternativas fósseis. Os avanços tecnológicos podem reduzir estes custos.
- Há falta de redes de transporte e armazenamento dedicadas ao hidrogénio. Há necessidade de adaptar a indústria e as redes de energia.
Desafios futuros para melhoria da eficiência energética na utilização do hidrogénio
Investir em investigação fundamental e aplicada para melhorar tecnologias de eletrólise, células de combustível e armazenamento.
O Uso combinado de tecnologias:
Integração do uso do hidrogénio com baterias para gerir a oferta e procura de energia.
Aproveitamento do calor em processos industriais.
Fonte : Conselho da União Europeia (2024)/Associação de fabricantes de automóveis (2023)
O Impacto ambiental e económico
O hidrogénio verde pode ajudar a descarbonizar setores que respondem por mais de 30% das emissões globais, como transporte e indústria.
Ampliação da matriz energética com hidrogénio e renováveis melhora a segurança energética e reduz a dependência de combustíveis fósseis.
O hidrogénio, especialmente na forma verde, é uma peça-chave para melhorar a eficiência energética das empresas e descarbonização. Embora ainda existam desafios técnicos e económicos, os avanços contínuos, os investimentos e políticas públicas favoráveis têm o potencial de transformar o hidrogénio em um pilar da transição energética global.
Muitas vezes a aplicação das estratégias aqui descritas implica o conhecimento especializado nestas matérias e exige, suporte técnico para o qual o CTCV está preparado contando com uma equipa de técnicos especializados na área de Energia com longa experiência no sector cerâmico.
Os benefícios obtidos são de curto, médio e longo prazo.
Referências
Sustainable Transport and Public Policy – David Banister (University College, London UK)
Eficiência Energética LNEG - Enterprise Europe Network
Os Números da energia em Portugal, António Almeida, ADENE – junho de 2024
Energia em Números, edição 2024, Observatório de Energia, DGEG, ADENE
Espectrómetro de fluorescência de raios-X com dispersão de comprimento de onda.
Performance excecional com baixa manutenção graças à geometria ótica invertida, única no mercado, que evita a contaminação da ampola de raios-X e dos detetores.
O papel da ADENE na construção de um futuro europeu sustentável
Ana Lisboa
Técnica
Especialista da Direção de Indústria e Transição Energética da ADENE – Agência para a Energia
Compreender a relação entre energia e ambiente é essencial para enfrentar o maior desafio da Humanidade: alcançar um desenvolvimento sustentável. A produção e o consumo de energia têm impactos diretos no meio ambiente, e apenas com fontes mais limpas e consumos eficientes será possível combater as alterações climáticas e salvaguardar o equilíbrio necessário para o futuro.
Neste sentido, importa fornecer uma visão holística deste binómio que é, como já referido, a base do desenvolvimento sustentável e consequentemente a resposta que procuramos implementar para combater as alterações climáticas.
Ao longo de toda a história da humanidade, e em particular da história industrial, pela crescente necessidade de consumos energéticos, assistimos a impactos relevantes e significativos no meio ambiente.
Hoje, vivemos numa sociedade energeticamente intensiva, cuja elevada procura de energia causa desequilíbrios ambientais e contribui para as emissões de gases com efeito de estufa.
Reconhecendo a importância desta relação, a União Europeia (UE) definiu políticas energéticas ambiciosas para garantir a segurança energética, reduzir as emissões e impulsionar a economia de baixo carbono. Em 2015, a UE estabeleceu objetivos fundamentais, incluindo:
• Diversificação das fontes de energia, garantindo a segurança energética e a cooperação entre Estados-Membros;
• Melhorar a eficiência energética, diminuir a dependência externa de energia e reduzir as emissões;
• Descarbonizar a economia e impulsionar uma economia de baixo carbono;
• Promover a I&D de tecnologias limpas e hipocarbónicas, tendentes a impulsionar a transição energética justa e melhorando a competitividade.
Atualmente, assente na Estratégia para a União da Energia, a UE definiu como metas para 2020:
• Aumentar a quota-parte das energias renováveis no consumo final de energia para os 42,5%, com o propósito de atingir os 45%;
• Reduzir de 11,7% do consumo de energia primária e final, em comparação com 2020.
Sendo que o atual quadro regulamentar em matéria de política energética, teve como base o pacote “Fit for 55” (2021) que pretendia harmonizar as metas climáticas e energéticas. Pacote esse que foi posteriormente alterado pelo REPowerEU que surgiu como resposta rápida para terminar com a dependência dos combustíveis fósseis russos, aquando do início da guerra na Ucrânia. Estes dois instrumentos são cruciais na estratégia política da UE, melhorando a resiliência, a competitividade e a independência energética da Europa e, estando em linha de conta com a lei do clima, posicionam os Estados-Membros na linha da frente das tecnologias limpas.
De acordo com o novo relatório sobre o estado da união da Energia de 2024, publicado a 11 de setembro, fruto da ação determinada na implementação de medidas concretas, a UE superou coletivamente grande parte das medidas de curto prazo do REPowerEU (p.e. a redução drástica da dependência das importações russas) e deu passos sólidos para atingir os objetivos de médio e longo prazo estabelecidos pelo Pacto Ecológico Europeu.
O mesmo relatório, salienta o progresso em matéria de energia renovável que até ao primeiro trimestre de 2024 geraram aproximadamente 50% da eletricidade da UE particularmente, assinalando ainda o facto de a energia eólica ter ultrapassado o gás e representar a segunda maior fonte de eletricidade da UE, atrás da nuclear.
Ressalta ainda o referido relatório que, apesar da redobrada ambição e dos esforços crescentes e apesar de em 2022 o consumo primário de Energia da UE ter caído para os 4,1%, é ainda necessário uma maior ambição e comprometimento em matéria de eficiência energética e recurso a energias limpas.
Responder aos desafios que se impõem da relação Energia-Ambiente é afirmar como prioritário o desenvolvimento sustentável e tal só é possível se conseguirmos mudar para uma economia de baixo carbono com o foco na eficiente utilização de recursos. Mais do que um desafio, esta é uma oportunidade coletiva em que cada país, cada região, cada cidadão tem a sua quota-parte de responsabilidade.
A nível nacional, Portugal assumiu o compromisso de alcançar a neutralidade carbónica em 2050, apesar de encetar esforços no sentido de conseguir atingir esse objetivo em 2045. Para tal importa perceber o caminho que já foi percorrido e qual o caminho a percorrer.
Em 2019, foi publicado através da resolução do Conselho de Ministros n.º 107/2019, de 1 de julho, o Roteiro para a Neutralidade Carbónica (RNC2050). Este documento constitui-se como estratégia de longo prazo para a neutralidade carbónica da economia portuguesa até 2050 e estabelece a visão e a trajetória para atingir esse desiderato, demonstrando que a neutralidade carbónica até 2050 é técnica e economicamente viável, e assenta na redução das emissões entre 85% e 90% até 2050, tendo como ano de referência 2005.
Elencado com o RNC2050 surge o PNEC 2030 (Plano Nacional de Energia e Clima), aprovado dia 3 de dezembro pela Comissão de Ambiente e Energia da Assembleia da República, que traça as metas concretas para a década de 2020/2030, servindo com um acompanhamento intermédio.
O PNEC traça metas na área de energia e na área de descarbonização até 2030, nomeadamente:
• 51% de energias renováveis no consumo final de energia;
• 80% da eletricidade gerada a partir de fontes renováveis;
• Redução de 35% no consumo de energia primária (ano de referência 2007);
• Redução de 55% das emissões de Gases com Efeito de Estufa (GEE);
• Promoção de biocombustíveis avançados e combustíveis sintéticos de baixo carbono no transporte.
De uma forma prática há dois pontos de convergência, sendo o primeiro a expansão da capacidade solar e eólica, com o PNEC 2030 a definir os investimentos até 2030 e o RNC2050 a projetar o impacto até 2050, o segundo ponto assenta no desenvolvimento do hidrogénio verde como um vetor energético, crucial aos dois planos para descarbonizar a indústria e armazenar energia renovável.
A transição para uma economia de baixo carbono não é apenas um desafio, mas uma oportunidade para inovar e construir um futuro mais resiliente e sustentável. Este é um esforço coletivo, que requer a ação concertada de governos, empresas e cidadãos.
A ADENE – Agência para a Energia desempenha um papel central no cumprimento das metas estabelecidas pelo PNEC 2030 e pelo RNC2050, ao atuar como entidade impulsionadora na promoção da eficiência energética e da transição para fontes de energia renováveis. Através de programas de sensibilização, formação e apoio técnico, a ADENE tem contribuído para a adoção de práticas sustentáveis nos setores residencial, industrial e de serviços. A ADENE também promove iniciativas que incentivam a melhoria do desempenho energético dos edifícios e colabora no desenvolvimento de estratégias inovadoras para a descarbonização e eletrificação dos diversos setores de atividade, alinhando-se com os objetivos nacionais e europeus de neutralidade carbónica. O envolvimento da ADENE reforça a articulação entre políticas públicas, empresas e cidadãos, destacando o papel da formação, informação e inovação no alcance das metas climáticas.
Metas para o PNEC2030 e o RNC2050
Os caminhos para a descarbonização
António Baio Dias
Diretor-Geral do Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro, Coimbra
A descarbonização é cada vez mais uma necessidade que as empresas dos setores da Cerâmica e do Vidro têm para reduzir as emissões de carbono, provenientes quer da queima de combustíveis fósseis quer da utilização de matérias-primas carbonatadas.
Sabemos que as metas que nos são indicadas pela União Europeia são as de descarbonização total da economia até 2050 com uma meta intermédia de redução de 55% até 2030.
O caminho não é fácil, mas será inevitável, com mais ou menos esforço, com mais ou menos apoios mas é urgente que todos se ponham ao caminho e não fique ninguém para trás.
Introdução
Já todos percebemos que não podemos continuar a queimar combustíveis fósseis pois estes libertam grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) e este gás produz efeito de estufa que faz aumentar a temperatura do planeta, levando ao aquecimento global e às alterações climáticas. Pretende-se limitar o aumento da temperatura global do planeta a um máximo de 1,5ºC. Se não for feito um esforço maior de redução das emissões, este valor será rapidamente atingido e ultrapassado.
Eficiência Energética
Medidas de redução de consumos
Há várias medidas que podem ser implementadas para aumentar a eficiência energética numa indústria cerâmica ou de vidro. Seguem-se alguns exemplos:
Uma das mais usadas é recuperação de calor da zona de exaustão do forno para a zona de aquecimento ou para o secador, no caso da cerâmica, ou para uma arca de recozimento, no caso do vidro. O isolamento de tubagens que transportam calor é também uma medida de eficiência energética.
A melhoria da iluminação fabril, através da substituição de lâmpadas altamente consumidoras, como lâmpadas incandescentes, de halo-
génio, vapor de mercúrio ou flourescentes por lâmpadas de baixo consumo como as de tecnologia LED é também uma medida de eficiência energética.
O pré-aquecimento de ar de combustão ou a substituição de queimadores por queimadores de alta eficiência, pode melhorar em 10% a eficiência energética do forno e é também uma medida que se amortiza rapidamente.
A pintura de fornos no interior da zona de queima com um revestimento de alta emissividade também se traduz em melhoria da eficiência em cerca de 7%.
A substituição de motores elétricos antigos por modelos de maior eficiência energética, ou a instalação de variadores eletrónicos de velocidade em motores de bombas e ventiladores são também medidas recomendadas para a melhoria da eficiência energética.
Sistema de Gestão de Consumos Intensivos de Energia
Os caminhos possíveis a tomar na direção da descarbonização são vários e o primeiro passo terá de ser sempre o que vai no sentido de melhorar a eficiência energética. A eficiência energética pode ser
medida através de auditorias energéticas e, no âmbito do Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia (SGCIE), existem vários indicadores que podem dar uma ideia sobre a eficiência energética da empresa: o consumo específico, a intensidade energética e a intensidade carbónica:
CE – O Consumo Específico traduz o consumo em energia para produzir uma determinada quantidade de produtos. Calcula-se com base no rácio entre o consumo total anual de energia (C) em kgep1 e o volume de produção anual da empresa (P) em Kg:
IE – A Intensidade Energética traduz a incorporação de energia no valor do produto. Calcula-se com base no rácio entre o consumo total anual de energia (C) em kgep e o valor acrescentado bruto (VAB) em €:
IC – A Intensidade Carbónica traduz a incorporação de carbono na energia consumida. Calcula-se com base no rácio entre a emissão total anual de gases de efeito de estufa (GEE) em kg de CO2 e o consumo total anual de energia (C) em tep2
O objetivo do SGCIE é motivar os gestores das empresas consumidoras intensivas de energia a reduzirem gradualmente os seus consumos através de medidas de poupança, realizadas através de investimentos que se pagam por si em períodos relativamente curtos, normalmente abaixo de 3 anos, e confirmadas por auditorias externas com a monitorização dos consumos e indicadores de eficiência energética.
Sistema de Gestão de Energia ISO 50001
A par do SGCIE as empresas podem também adotar sistemas voluntários de gestão da energia, como por exemplo o Sistema de Certificação Energética baseado na norma ISO 50001. Trata-se de um sistema de gestão, baseado na organização de processos, e sistemas necessários para melhorar a eficiência energética da empresa.
A norma não estabelece objetivos ou exigências de desempenho energético, mas disponibiliza um conjunto de requisitos e metodologias de suporte para as organizações definirem as suas metas, melhorando continuamente o seu desempenho.
Tal como outros sistemas de gestão, o sistema de Gestão de Energia é baseado no ciclo de Demming: Plan, Do, Check, Act (PDCA).
(1) Kgep (kg equivalente de petróleo) é a unidade de energia da era dos combustíveis fósseis que deverá ser substituída na próxima revisão do Regulamento do SCIE por kWh. Um kgep é equivalente a 11,630 kWh. Para efeitos de cálculo interno sugere-se a utilização desta última unidade.
(2) Tep (tonelada equivalente de petróleo) é equivalente a 11,630 MWh
Plan – Planear, definir objetivos e indicadores Do – Implementar as ações Check – Monitorizar, auditar
Act – Agir em conformidade, corrigir, melhorar
O ciclo repete-se infinitamente com vista à melhoria contínua da eficiência energética.
De todos os Sistemas de Gestão (Qualidade, Ambiente, Segurança e outros) o Sistema de Gestão de Energia é aquele que gera mais economias a curto e médio prazo.
Combustíveis de origem renovável
Biometano e Hidrogénio
Os combustíveis fósseis, como é o caso do gás natural, usado como principal fonte de energia na generalidade das empresas cerâmicas, representando cerca de 80% do consumo total de energia, são a principal fonte de emissão de dióxido de carbono para a atmosfera. São usados na atomização, na secagem e na cozedura da cerâmica e nos fornos de fusão e arcas de recozimento do vidro que são os principais consumidores de energia nas indústrias da cerâmica e do vidro.
A substituição de combustíveis fósseis por combustíveis de origem renovável como o biometano ou hidrogénio verde podem ser soluções com vista à descarbonização.
O biometano é constituído essencialmente por moléculas de metano CH4, as mesmas moléculas do que as do gás natural, pelo que as indústrias não terão de fazer qualquer investimento nas instalações,
quer na rede de distribuição de gás quer nos equipamentos de queima para a substituição do gás natural por biometano. É produzido a partir de fontes renováveis como os resíduos orgânicos urbanos, resíduos da indústria alimentar, resíduos florestais ou da indústria agropecuária. Está previsto que o biometano seja introduzido gradualmente na rede de gás natural da REN, através de pontos de injeção distribuídos ao longo da rede, podendo ir até à substituição completa do gás natural. No caso da transição para o biometano as empresas não terão de fazer qualquer investimento para adaptação a este gás renovável.
O hidrogénio verde é produzido em eletrolisadores que separam a molécula H2O em O2 e H2, a partir de fontes de energia renovável, como a eólica, a fotovoltaica, a hídrica ou outra fonte de energia renovável. O hidrogénio, como é produzido a partir da eletricidade dificilmente terá um preço inferior ao da eletricidade e para além disso este processo de transformação da energia elétrica em gás tem perdas de cerca de 40% de energia.
Está previsto que o hidrogénio seja produzido regionalmente, para abastecer localmente as indústrias e uma parte injetado na rede. É previsível que a rede de distribuição de gás natural venha a transportar até 20% de H2 em mistura com o gás natural e/ou biometano. Esta percentagem de H2 na rede não altera significativamente as condições de queima pelo que os industriais não terão de alterar a rede de abastecimento, até 20% de H2. Esta percentagem de H2 na rede também não consegue descarbonizar mais do que 7% do CO2, pelo que, só por si, é uma medida insuficiente para os objetivos da neutralidade carbónica.
Outra forma de descarbonizar com hidrogénio é através da compra de hidrogénio verde, fornecido a granel ou em pipeline dedicado. Caso a percentagem de H2 ultrapasse 20% da mistura será necessário adaptar tubagens de abastecimento de gás e de ar para a combustão para diâmetros adequados, instalar um misturador de GN/H2 e substituir os queimadores. Trata-se de um investimento
superior à da adaptação para o biometano mas, ainda assim, comportável.
Dos ensaios feitos no CTCV a vários tipos de produtos cerâmicos como a faiança, o grés e a porcelana, com vários tipos de vidrados, os produtos não sofreram alterações significativas nas condições de produção nem na qualidade final dos produtos quando cozidos com misturas de GN até 50% de H2
Energia Renovável
A instalação de painéis fotovoltaicos na cobertura ou nos parques das instalações para efeitos de autoconsumo contribui para a descarbonização da energia porque parte da energia elétrica consumida deixa de ser proveniente da rede e passa a ser produzida na empresa por fontes exclusivamente renováveis. A energia proveniente da rede é um mix que compreende fontes renováveis e não renováveis e, portanto, conduz à emissão de carbono.
Eletrificação de processos
Os processos térmicos, como a atomização, a secagem e a cozedura na cerâmica, a fusão e o recozimento no vidro, são possíveis de eletrificar com resistências elétricas para os processos de maior temperatura e com bombas de calor para os processos de menor temperatura. As bombas de calor são máquinas com ciclo termodinâmico, transportando calor de uma fonte fria para uma fonte quente. Podem atingir temperaturas na ordem dos 150ºC e são os equipamentos elétricos ideais para utilização na secagem que opera a temperaturas em torno dos 100ºC. A vantagem de uma bomba de calor relativamente a uma resistência elétrica é a sua maior eficiência, medida através do COP (coeficient of performance) que pode ser 3 a 5 vezes mais eficiente do que a eficiência de uma resistência elétrica. Uma bomba de calor associada a um sistema fotovoltaico pode ter um consumo de energia elétrica nulo na rede.
A eletrificação de fornos também é possível, principalmente os fornos intermitentes. Há várias vantagens relativamente aos fornos a gás, nomeadamente a maior eficiência energética. Cerca de 70% da energia é aproveitada para o processo de cozedura enquanto que nos fornos a gás apenas 30% da energia é aproveitada. Os fornos elétricos também não emitem gases com efeito de estufa para a atmosfera e nem sequer necessitam de chaminé. A principal desvantagem é o custo da transformação de um forno a gás para eletricidade e também o preço do kWh da energia elétrica que é muito superior ao do kWh do gás natural.
Garantias de Origem
As Garantias de Origem são um sistema de certificação da origem renovável da energia e aplica-se quer à energia elétrica quer ao gás. A Entidade Emissora das Garantias de Origem EEGO é responsável pela implementação e gestão do sistema de emissão de certificados que
atestam que a fonte da produção dessa energia é renovável, compreendendo o registo, a emissão, a transferência e o cancelamento eletrónico destes certificados numa plataforma europeia.
Um fabricante pode assim adquirir energia verde, eletricidade ou gás, com certificados de origem garantida. em qualquer país da Europa, desde que esse fornecedor se encontre integrado nesta rede. Essa energia é injetada na rede e o fabricante ao adquiri-la pode beneficiar e contribuir para a descarbonização da economia. Prevê-se que no futuro essa aquisição pode ser considerada no sistema CELE.
Esta seria a forma mais interessante de descarbonizar pois não necessitaria de fazer qualquer investimento ou transformação nos seus equipamentos, para além da compra da energia com as garantias de origem.
Matérias-primas
As matérias-primas podem também ser uma fonte de emissões de gases com efeito de estufa, principalmente os carbonatos que são usados maioritariamente no fabrico da faiança e no fabrico do vidro.
A substituição de matérias-primas carbonatadas por outras isentas de carbonatos pode levar a uma redução dos gases com efeito de estufa.
A utilização de matérias-primas fundentes e a redução do tamanho das partículas, devido à sua maior reatividade, pode conduzir também a uma redução da temperatura de cozedura e contribuir assim para a redução das emissões de CO2.
No caso do vidro a utilização de casco (vidro reciclado) pode também reduzir até 30% o consumo de energia num forno de fusão.
Redução de ciclos de cozedura
Os ciclos de cozedura podem ser otimizados em função das matérias-primas utilizadas. Através de análises térmicas, ensaios e software de simulação é avaliada a possibilidade de redução de ciclos de cozedura. Esta análise e as ações subsequentes têm sido feitas em várias empresas cerâmicas com resultados muito significativos na redução do ciclo de cozedura e consequentemente no consumo de energia.
Produtos
mais sustentáveis
O eco design é uma ferramenta utilizada na fase de conceção dos produtos que os permite desenhar considerando a sua maior eficiência em todas as fases do ciclo de vida, desde a produção, à utilização, até à reutilização ao até ao fim do ciclo de vida.
Por exemplo, a produção de produtos pelo processo via seca, isto é, sem a adição de água que é usada para facilitar a preparação das
pastas, água essa que terá de ser removida por processos térmicos, é também uma forma de reduzir o consumo energético. Pelo processo de preparação via seca pode haver uma redução do consumo de energia de cerca de 30% e uma redução do consumo de água em cerca de 80%.
O desenvolvimento de produtos mais finos como a lâmina cerâmica, com cerca de 3mm de espessura é também uma forma de produzir produtos mais sustentáveis, com menor utilização de recursos e menor consumo de energia.
Também as ferramentas de cálculo da pegada de carbono permitem avaliar qual é a quantidade de carbono que é libertada para a atmosfera, analisar em que fases essas situações ocorrem, tendo como objetivo identificar ações para a sua redução através do design, das matérias-primas, do processo de produção utilizado, do transporte, do consumo de energia durante a sua utilização, do tempo de vida, da reciclagem, entre outros.
Conclusões
A descarbonização dos processos e dos produtos é fundamental para se cumprirem as metas de não aumento da temperatura global do planeta acima de 1,5ºC. Há vários caminhos, uns mais simples e de implementação imediata e outros mais difíceis e de implementação a médio prazo, mas a adoção de várias medidas de eficiência energética em simultâneo e a mudança de fontes energéticas permite, mudar o paradigma e reduzir significativamente as emissões de dióxido de carbono.
Será sempre necessário avaliar os custos do capex na transformação ou substituição de fornos e da opex relativamente ao uso da energia, para fazer opções pelas vias com melhor retorno económico. Já existem apoios ao capex, caso do PRR e PT 2030 mas caso não venham a existir apoios à opex dificilmente os fabricantes conseguirão suportar os custos do consumo das energias renováveis. Para que as energias renováveis, gás ou eletricidade, possam ser competitivas, o seu custo não poderá ser superior ao custo do GN mais o custo das licenças de emissão.
Por outro lado nota-se um atraso significativo na instalação de centrais de produção de gases renováveis como o biometano ou o hidrogénio verde, apesar de terem sido publicados os respetivos Planos de Ação. Sem a produção de gases renováveis dificilmente teremos uma descarbonização eficaz, pelo que é imperioso o governo apoiar, desburocratizar e incentivar a instalação deste tipo de centrais de produção para o avanço mais rápido da descarbonização.
A transição energética
Luís Mira Amaral
Engenheiro Eletrotécnico (IST) e Economista (MSc NOVASBE)
Ex-Ministro da Indústria e Energia (1987-95)
I - Clima e Acordo de Paris
Há uma grande discussão científica e económica sobre os objetivos das políticas climáticas, a qual é ignorada pela classe política e pelos media. O Acordo de Paris aprovado pela União Europeia e seguido no Pacto Ecológico Europeu (Green Deal), implica reduções muito drásticas das emissões de CO2, com limitação da subida da temperatura a 1,5-2ºC. Pelo contrário, a política ótima calculada pelo Prémio Nobel da Economia Nordhaus preconiza uma evolução mais gradual das emissões, limitando a subida da temperatura a 3,5ºC. Mas só sabemos a visão oficial...
II - As revoluções industriais e a transição energética
Na 1ª Revolução Industrial (RI) o carvão foi a energia que permitiu a descolagem industrial, tendo depois sido substituído pelo petróleo na 2ª Rl e apareceu também a energia nuclear. A 3ª Rl já foi liderada pela tecnologia, tendo a eletrónica substituído a eletromecânica e os sistemas analógicos foram trocados pelos sistemas digitais. Começou aí o gás natural como fonte de energia. Estamos agora na 4ª Revolução Industrial com as novas renováveis intermitentes, eólica e solar, e os gases não fósseis como o hidrogénio e o biometano.
Esta dita transição é conduzida de forma iluminada numa espécie de marchas forçadas pelo poder politico, designadamente na União Europeia (UE) e nos EUA com a Administração Biden, onde pode ser posta em causa pela nova Administração Trump, enquanto que as anteriores transições energéticas eram conduzidas pelo mercado numa forma descentralizada com a interação entre produtores e consumidores, havendo uma transição suave das formas de energia existentes para as novas, em que as existentes ajudavam as novas a emergir.
Desta vez, quis-se suprimir dum momento para o outro as formas de energia incumbentes, tentando impor as novas. Tal não é realista e bem se pode dizer que se quis fazer uma disrupção e não uma transição energética. Por outro lado, a Alemanha fez o erro crasso de abandonar o nuclear e como a eólica e a fotovoltaica não conseguiram substituir o nuclear por serem intermitentes, teve de recorrer a mais carvão e mais gás natural com mais emissões de CO2, mais dependência do gás russo e preços da eletricidade altíssimos.
No mundo desenvolvido, o petróleo vai perdendo importância relativa face ao desenvolvimento das fontes alternativas, mas devido à procura nos países em desenvolvimento, o seu consumo ainda vai continuar a subir antes de decrescer. A procura de petróleo, gás natural e mesmo de carvão continua ainda a aumentar no mundo graças às necessidades da China, Índia e dos países em desenvolvimento e por isso o insuspeito Survey da BP dizia que esta transição energética ainda mal tinha começado...
Por outro lado, esta pretendida transição energética é altamente intensiva em recursos minerais e metais raros para alimentar as energias eólica e solar, as baterias, as células de combustíveis, os motores elétricos seja dos veículos a baterias (BEV) seja dos veículos com células de combustíveis alimentados a hidrogénio (FCEV), e de um modo geral toda a eletrificação que se pretende fazer. Assim sendo, os problemas do lado da oferta, tais como a escassez desses recursos minerais e metais raros, e a dependência de zonas do mundo que não controlamos como é o caso da China que está a dominar e a militarizar esses recursos, ou o constrangimento de espaços disponíveis para as renováveis, podem atrasar o ritmo da transição.
III - A descarbonização nos transportes
A grande questão é substituir os derivados do petróleo nos transportes.
Vamos ter basicamente quatro soluções:
- Veículo elétrico a bateria (BEV/Battery Electric Vehicle)
- Veículo elétrico com pilhas de combustível alimentadas a hidrogénio (FCEV/Fuel Cell Electric Vehicle)
- Motor de combustão interna (novo) alimentado a hidrogénio (H2- ICE/Hydrogen Internal Combustion Engine)
- Motor de combustão interno (o atual) alimentado por combustíveis de baixo conteúdo carbónico, biocombustíveis e combustíveis sintéticos (e-fuels)
Teremos previsivelmente uma grande concorrência entre estas quatro alternativas, haverá grandes investimentos em I&DT em todas elas e acabará por vencer a tecnologia mais adaptada a cada carga/ uso específico, tendo em conta o Total Cost of Ownership e não apenas uma característica especifica. A maior eficiência dos BEV é contrabalançada pelos maiores custos da bateria e pelos seus tempos de carregamento, o FCEV é mais complexo tecnologicamente e em termos de segurança, devido à perigosidade do hidrogénio, que o BEV, as soluções a hidrogénio têm a vantagem dos tempos de carregamento se assemelharem ao dos combustíveis líquidos, os combustíveis de baixo carbono e os e-fuels têm a grande vantagem de preservarem os atuais motores de combustão interna (a Porsche anunciou que com os e-fuels que vai produzir, os atuais Porsche nem precisam de afinação do motor) mas o H2-ICE precisa dum novo motor térmico desenhado para essa solução. Para quem, como eu, não acredita na completa eletrificação da frota, os combustíveis de baixo carbono e os e-fuels permitirão manter uma parte das atuais tecnologias e frotas, com uma prudente diversificação em relação aos VE
Neste momento, o que está na moda são os BEV, os chamados veículos elétricos, e os FCEV, chamados veículos a hidrogénio. Mas nos dois casos, o motor elétrico pode ser exatamente o mesmo, a sua alimentação é que é diferente, bateria ou pilha de combustível. Uma pilha de combustível é o inverso do processo de eletrólise da água. Nesta, uma corrente elétrica atravessa a água, decompondo-a em
oxigénio e hidrogénio. Na pilha de combustível injeta-se hidrogénio na pilha, o qual combinado com o oxigénio lá existente, vai produzir a corrente elétrica e água. A Salvador Caetano já tem um excelente autocarro a bateria e desenvolveu agora um autocarro a hidrogénio, aproveitando o mesmo motor elétrico.
IV - A descarbonização na cerâmica e vidro
Aqui a grande questão é a substituição, nos fornos do gás natural, combustível que eu como Ministro da Indústria e Energia trouxe para Portugal tendo em mente este sector, por combustíveis não fósseis como o hidrogénio verde e o biometano. Tal transformação será feita a prazo por não haver ainda no mercado hidrogénio verde e biometano em quantidades e preços que permitam a sua utilização pela indústria.
Também o conceito de economia circular vai ser aplicado no sector. Na economia primária misturavam-se matérias-primas com água e energia para gerar quer os produtos úteis, aqueles que consumíamos, quer os resíduos e a poluição provocada pelo processo de transformação. Na economia da reciclagem, começámos a reintroduzir no processo produtivo os resíduos e até produtos já utilizados. Lembro-me de há trinta anos a RENOVA já reintroduzir no processo produtivo papel já utilizado para produzir novos produtos em papel.
Hoje, com o avanço tecnológico podemos ir mais longe e chegar ao conceito de economia circular que no fundo replica o que se passa na natureza: nada se perde, tudo se transforma. Chegamos assim ao conceito de matérias-primas secundárias com os resíduos e os produtos já consumidos que são reintroduzidos no processo produtivo. Este conceito de matérias-primas secundárias também vai ser utilizado neste sector para produzir novas pastas cerâmicas através dessas matérias-primas secundárias.
As Redes de Gás do Futuro
Mariana Paiva Energy Transition and New Technologies, FLOENE
O Grupo Floene é o maior operador de distribuição de gás em Portugal, agregando 9 operadoras regionais de distribuição (ORD) e mais de 13 700 km de rede, espalhada por 106 concelhos de norte a sul do país. Consequentemente, a Floene tem uma posição de destaque no processo de descarbonização e transição energética nacionais, sendo inclusivamente o promotor do Projeto Indústria de Futuro – Roteiro para a Introdução dos Gases Renováveis no Setor Industrial Nacional, apresentado no final deste artigo.
Face ao imperativo de descarbonização, a Floene promoveu, com o apoio da Roland Berger, um estudo que define o futuro das redes de distribuição de gás até 2050. As conclusões gerais do estudo, que enumeramos de seguida, são claras.
1. A descarbonização irá alterar o mix energético
O processo de descarbonização transformará profundamente o sistema económico, em particular na indústria, onde os processos produtivos serão transformados com a implementação dos roteiros de descarbonização, impactando o mix energético. Esta transformação processar-se-á a diferentes ritmos em função da evolução tecnológica, dos preços energéticos e do quadro regulamentar.
A descarbonização dos consumos é particularmente importante no setor industrial – ~70% da distribuição de gás, com foco nas indústrias com emissões hard-to-abate. Aqui, o gás continuará bem presente, transitando de fóssil para renovável (figura A).
2. A descarbonização tem de ser equilibrada, via eletrões e moléculas verdes
Um cenário de descarbonização equilibrada, que explore o potencial nacional de produção de eletricidade de origem renovável e de gases renováveis, atribuindo a ambos um papel fundamental na descarbonização, é o mais adequado, pois aproveita vantagens competitivas, minimiza disrupções e investimentos nos setores industrial e residencial, além de potenciar ativos existentes.
3. Operadores de redes de distribuição de gás terão papel-chave
Os ORDs terão um papel fundamental num cenário de descarbonização equilibrada, distribuindo, em 2050, ~18,8TWh/ano de gases verdes ao setor industrial e ~4,4TWh/ano aos restantes setores (figura B).
Esta evolução é possível devido ao forte potencial nacional de produção de gases renováveis que permitirá, em 2050, a injeção descentralizada de ~13,8TWh/ano de metano verde (~11 TWh/ano em unidades de biometano espalhadas por todo o território nacional, e ~2,8 TWh/ano de metano sintético), complementado por ~9,4TWh/ ano de hidrogénio verde.
Assim, é estimado que 60% da procura final de gás na distribuição seja suprido pelo metano verde em 2050.
Figura A - Potencial evolução do mix energético das principais indústrias nacionais
Verifica-se, então, uma substituição progressiva de gás natural por gases renováveis até se atingir a neutralidade carbónica em 2050. A aceleração da procura de gases renováveis ocorre após 2030 e é explicada pela eliminação gradual das licenças de emissão gratuitas na EU.
Para avaliar de forma robusta a procura final, é crítico aferir a sua consistência com a oferta de gases renováveis a nível nacional. Para tal, foi estimada a oferta de gases renováveis até 2050. As estimativas da oferta demonstram que o cenário de descarbonização equilibrada é possível, em virtude do elevado potencial de produção competitiva de gases verdes em Portugal.
(1) A partir de projetos previstos para produção de hidrogénio verde e da análise individual de mais de 200 potenciais unidades de produção de biometano.
Uma análise bottom-up1 da oferta de gases renováveis revela um potencial de produção competitiva a preços de mercado de ~59TWh/ ano em 2050. Parte significativa (~36TWh/ano) será hidrogénio verde que não irá ser injetado na rede, sendo antes utilizado em mobilidade e exportação (figura C).
Em termos de origem, a produção de biometano encontra-se repartida quase equitativamente entre biomassa florestal, resíduos de origem animal, resíduos urbanos e agroindústria, existindo uma menor contribuição dos efluentes de ETARs. É significativo que o total estimado de biometano é materialmente inferior ao potencial identificado por outras fontes. Tal resulta da opção de incluir apenas produtores de elevada viabilidade económica, tendo em consideração a dimensão potencial/escala dos biodigestores e a expectativa de evolução da produtividade dos mesmos. A título de exemplo, várias indústrias foram excluídas por falta de escala para injeção na rede,
Figura B - Evolução da procura final de gás (Cenário de descarbonização equilibrada)
Figura C - Oferta de gases renováveis (2025-2050) (Cenário de descarbonização equilibrada)
uma hipótese conservadora, pois não considera o potencial de agregação de diferentes produtores. A estimativa também não considera qualquer potencial de biometano derivado das culturas sequenciais, o que também é manifestamente conservador.
A rede de gás evoluirá, assim, segundo um paradigma de mudança de um sistema centralizado de injeção para um sistema de dinâmico com múltiplas injeções descentralizadas. Na Figura D, pode observar-se a evolução da injeção de gases renováveis no território com concessão da Floene.
O cenário de descarbonização equilibrada prevê um número relevante de produtores de gases renováveis ligados à rede em 2030, maioritariamente provenientes de instalações industriais de biogás/ biometano e de parques de hidrogénio.
Em 2050, os ORDs distribuirão uma mistura de metano verde e de hidrogénio verde e irão operar novas Unidades Autónomas de Gás (UAGs) para aproveitar o potencial local de metano verde. Adicionalmente, em algumas regiões, a rede deverá distribuir 100% de hidrogénio verde.
Figura D - Evolução da injeção de gases verdes (Floene) (Cenário de descarbonização equilibrada)
Figura E - Participação de energia renovável na rede de distribuição FLOENE, 2020-2050 [%]
Para a rede de distribuição gerida pela Floene, a evolução estimada da porção de cada gás circulante apresenta-se na Figura E. Estima-se que passará inteiramente do gás natural para hidrogénio e metano verde até 2050, resultando numa diminuição de cerca de 90% das emissões por ano.
4. São necessário investimentos ao longo da cadeia de valor
Descarbonizar o sistema energético implica um investimento não só ao longo de toda a cadeia de valor da rede de gás, como na cadeia de valor da rede elétrica, pois serão permutadas energias (TWh) entre sistemas.
Uma vantagem-chave do cenário de descarbonização equilibrada é o aproveitamento da infraestrutura de rede de gás existente, o que permite minimizar quer os investimentos na rede concessionada, quer nas redes e equipamentos dos consumidores
Neste contexto, estimamos que o cenário de descarbonização equilibrada implica um investimento global de 1.120-1.740M€ até 2050 nas redes concessionadas (figura F). Não obstante, o CAPEX de reconfiguração da rede de transporte e upgrade da rede elétrica representam a maioria do investimento necessário para alcançar o cenário de descarbonização equilibrada.
5. Condições para o equilíbrio do sistema
Para que o cenário de descarbonização equilibrada se concretize é crítico garantir uma agenda político-regulatória favorável e adotar políticas que incentivem a produção de gases renováveis e que mantenham o equilíbrio financeiro do sistema. Em particular, será necessário assegurar quatro temas-chave:
i. Incorporar as redes dedicadas de hidrogénio verde no Sistema Nacional de Gás,
ii. Incentivar a concretização do Plano de Ação para o Biometano (Resolução do Conselho de Ministros n.º 41/2024)
iii. Incentivar as ligações de gases renováveis à rede, e iv. Assegurar um modelo tarifário equitativo.
É imprescindível concretizar, de forma urgente, inadiável e indispensável, o Plano de Ação para o Biometano, que representa uma oportunidade única para a transição energética e a descarbonização de Portugal. A concretização deste plano é essencial para cumprir metas ambiciosas e preparar o país para um futuro mais sustentável.
O Plano indica ser possível substituir 9,1% do consumo de gás natural por biometano até 2030, aumentando para 18,6% em 2040. Para atingir esse objetivo, é crucial estabelecer metas claras e ambiciosas, simplificar processos de licenciamento, criar incentivos fiscais e financeiros e definir quadros legais que assegurem a produção de biometano e a sua integração na rede.
Portugal, ao tirar partido dos seus recursos renováveis, pode posicionar-se como líder europeu na descarbonização, promovendo uma transição energética limpa, económica e sustentável.
O biometano oferece uma solução que vai além da redução da dependência do gás natural e da diminuição das importações: fortalece a independência energética, impulsiona economias locais/regionais, fomenta a circularidade e a inovação, e enfrenta desafios ambientais como a gestão de resíduos.
Além disso, a produção local de biometano contribui para a promoção da coesão territorial, combate o despovoamento rural e assegura uma transição energética justa e inclusiva, que não deixe ninguém para trás. Este gás renovável não pode ser apenas uma promessa no papel; é uma oportunidade concreta para o desenvolvimento sustentável de Portugal.
Figura F - Necessidades de CAPEX para atingir o Cenário de descarbonização equilibrada, até 2050 (M€)
O adiamento já não é uma opção. O momento é agora: transformar o biometano na pedra angular do desenvolvimento sustentável do país é um passo estratégico e essencial para o futuro.
Indústria de futuro
O Projeto “Indústria de Futuro – Roteiro para a Introdução dos Gases Renováveis no Setor Industrial Nacional” é uma iniciativa pioneira em Portugal, desenvolvida pela Floene, para a Indústria, com financiamento do Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia (PPEC), aprovado pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos (ERSE). O Roteiro, que conta com 19 parceiros (entidades do setor industrial, energético e académico), tem como objetivo promover a partilha de conhecimento técnico e científico com vista à incorporação dos gases renováveis, como o hidrogénio e o biometano, no setor industrial com emissões hard-to-abate, numa ótica de eficiência energética e descarbonização.
As atividades do Roteiro – workshops, cursos de formação avançada, planos de ação setoriais, diagnósticos energéticos, entre outros - visam fomentar uma dinâmica positiva e simplificada na adaptação à transição, reforçar a comunicação de suporte entre produtores, distribuidores, consumidores e outras entidades do setor industrial e energético, além de ser induzido um aumento de eficiência energética.
O website oficial (www.industriadefuturo.pt) permite o acesso a conteúdos partilhados nas diversas atividades e disponibiliza uma ferramenta de simulação para autodiagnóstico energético, através do qual é possível simular o resultado da introdução dos gases renováveis numa unidade industrial.
Alguns key figures das atividades do Projeto (até ao momento):
• Mais de 2 350 inscrições em 10 eventos;
• Cerca de 280 empresas participantes, de mais de 30 setores económicos, dos quais se evidenciam a indústria cerâmica, química, metalúrgica e metalomecânica, entre outros;
• Cerca de 30 inscrições nos Diagnósticos Energéticos;
• Cerca de 100 profissionais creditados com Certificado de Formação Profissional SIGO;
• 5 artigos “Indústria de Futuro” publicados em revistas/páginas de entidades externas (AP2H2, CIP, APICER, CTCV e Eurogas).
• Apresentação da iniciativa na renomada conferência ENLIT Europe (Milão).
Conferência Final e Galardão Indústria de Futuro
A 21 de janeiro de 2025, terá lugar a Conferência Final do Projeto, no Pavilhão do Conhecimento em Lisboa. Este evento marca a conclusão do Roteiro, após cerca de 24 meses de iniciativas que apoiaram a descarbonização da indústria pelos gases renováveis.
Durante o evento, serão apresentados os resultados alcançados, discutidos os desafios e oportunidades associados aos gases renováveis, e partilhados casos de sucesso. Será, por fim, entregue o Galardão Indústria de Futuro, que visa premiar a entidade industrial nacional que mais se destaca pelo seu contributo para a descarbonização equilibrada de processos industriais, nomeadamente através do consumo de gases renováveis pelo Sistema Nacional de Gás.
Ação sem extremismos, nem negacionismos
Jorge Cristino Partner da Get2C
Para muitos o tempo de agir é uma mera expressão que nos impele para atuar e decidir. Para outros, é uma expressão que nos leva a reagir e a correr atrás do prejuízo. Seja como for, na verdade, quando aplicamos à Ação Climática, é um SOS, pelo nosso Planeta e pela Humanidade.
A expressão “Time to Act!” é mais do que um guião para um ativismo climático ou uma estratégia, muito mais do que slogans lançados pela União Europeia, ou mesmo muito mais que as afirmações assertivas das Nações Unidas, também elas importantes para o alertar de consciências, COP1 após COP.
A ação climática começa dentro de cada um de nós. O primeiro passo para termos uma ação positiva, é percebermos que as alterações climáticas são uma realidade, que têm impactos graves na natureza, na sociedade e na economia e que estas advêm de uma destabilização do sistema terrestre, provocado pelo aquecimento global, agravado e exponenciado pelo excesso de emissões de gases de efeito de estufa.
O segundo passo para uma ação climática consciente, informada e esclarecida é sabermos qual o caminho e por onde devemos dirigir a nossa ação. A expressão de que não vale a pena irmos depressa demais quando vamos na direção errada, aplica-se bem na longa maratona que temos para fazer.
O terceiro passo é abandonarmos sentimentos de impotência e desresponsabilização. Percebermos que apesar da dimensão individual de cada um e do seu impacto positivo reduzido, o somatório de todas as ações e a alteração comportamental coletiva, levará a que possamos reduzir e desacelerar os efeitos cascata e evitar a irreversibilidade dos planetary tipping points2. O Sistema Climático Terrestre não conhece fronteiras, nem se consegue separar de todos as camadas/esferas (atmosfera, litosfera, hidrosfera, biosfera e tecnoesfera), e muito menos é indissociável dos seus ciclos (água, carbono, azoto, etc).
O quarto passo para a Ação Climática é entendermos os principais conceitos para uma vida mais sustentável, que seja inspiracional e influenciadora para os que nos rodeiam. Passa por assumirmos a
desmaterialização, a desaceleração, a redução do consumo, a circularidade, a partilha, a proximidade e a frugalidade, como fundamentais para viver em harmonia com a natureza, mimetizando-a. Sem extremismos, nem fundamentalismos, compreender que a transição e a mudança dos padrões comportamentais são culturais e demoram tempo, é um processo longo que faz parte do equilíbrio do desenvolvimento sustentável, onde a identidade, a cultura, as tradições e a felicidade das pessoas fazem parte de uma transição mais justa.
O último e quinto passo para a Ação Climática, é educar para a adaptação e resiliência. É fundamental termos noção que combatermos as alterações climáticas é um processo ainda mais demorado que as alterações comportamentais e por isso é importante consciencializar todos os atores que temos de ter resiliência, melhorando a nossa capacidade de adaptação, aumentado a nossa consciência para o Risco, prevenindo, planeando e reconstruindo melhor.
Com estes 5 passos, o que falta para assumirmos uma transição climática, energética e ecológica justa e transparente?
Na verdade, bom senso. Termos noção da realidade e do contexto que nos rodeia, sem negacionismos e desconfianças da ciência.
Olhando à nossa volta não conseguimos encontrar um único objeto
ou produto que não tenha origem em recursos naturais. Não há um único produto, objeto, instrumento, estrutura ou mesmo alimento, para o qual não tenha sido necessário usar um recurso extraído da natureza. Tudo o que temos e fazemos, depende das matérias-primas disponíveis. Por isso, usá-las, reutilizá-las e reciclá-las é fundamental, como também é extremamente importante extraí-las de forma responsável e sustentável.
É por isso que as questões climáticas, provocadas pelo aquecimento global com origem no excesso de emissões na atmosfera, estão na base do nosso modelo económico e exigem uma abordagem circular e regenerativa, bem como uma análise aprofundada sobre os recursos indispensáveis à inovação e à sustentabilidade.
Nesse contexto, as matérias-primas emergem como fundamentais para a descarbonização da sociedade e da economia, nomeadamente para a transição energética, digital e ecológica, que se deve basear em tecnologias limpas. É imperativo que reconheçamos o papel crucial das matérias-primas críticas e estratégicas, conforme delineado pelo Ato das Matérias-Primas Críticas da União Europeia.
Com a ambição de alcançar a neutralidade climática até 2050, a Europa dará continuidade a uma estratégia que promove a utilização sustentável dos recursos naturais. O Ato das Matérias-Primas Críticas visa assegurar o acesso a matérias-primas essenciais, como lítio, cobalto, cobre e níquel, que são indispensáveis na produção de baterias e em várias tecnologias de energia renovável. No entanto, é essencial que a produção dessas 34 matérias-primas seja feita com o compromisso inabalável da sustentabilidade. A exploração irresponsável não só agrava as alterações climáticas, como impacta negativamente as comunidades locais e os ecossistemas.
Há exemplos notáveis de aproveitamento sustentável de recursos minerais em Portugal, que investem em tecnologias que minimizam o impacto ambiental e promovem a eficiência na extração e no processamento dos minerais, sendo modelos industriais alinhados com as melhores práticas de sustentabilidade. As massas minerais, como a pedra natural, as areias e argilas, também desempenham um papel
essencial no setor da construção e da indústria. Esses materiais são fundamentais na produção de vidro, cerâmica e na construção.
No setor das pedreiras, é crucial garantir não só a operação sustentável durante a extração, mas também a recuperação ambiental das áreas exploradas. Algumas explorações em Portugal têm adotado técnicas que garantem a regeneração dos ecossistemas locais, integrando a recuperação da biodiversidade e a preservação dos serviços de ecossistema.
É vital que a indústria extrativa atenda à crescente procura através de práticas de circularidade, como a reciclagem e o reaproveitamento de materiais. O desenvolvimento de tecnologias, a análise do ciclo de vida do produto, a sua rastreabilidade e o ecodesign, bem como a boa utilização de matérias-primas primárias, mas também o aproveitamento das secundárias e o uso eficiente de subprodutos, tem um papel crucial na redução da pressão sobre os recursos naturais, promovendo uma economia mais circular. Por exemplo, o aproveitamento de resíduos da mineração e de construção pode transformar desafios em oportunidades, ao mesmo tempo que se minimiza o desperdício e maximiza a eficiência.
A Agência Europeia do Ambiente refere que a implementação de práticas de economia circular pode gerar até 1,8 triliões de euros na UE até 2030, além dos benefícios sociais e ambientais. A transição energética não é apenas uma questão de tecnologia, é uma oportunidade para reimaginarmos a nossa relação com os recursos. Essa estratégia não só ajudará a reduzir a pressão sobre o planeta, mas também criará um ciclo sustentável.
Em conclusão, a importância das matérias-primas críticas para a descarbonização e a transição energética não pode ser subestimada. A União Europeia, através do seu Ato das Matérias-Primas Críticas, do Pacto Industrial Limpo, do futuro Plano de Ação para a Energia Acessível e da Lei Aceleradora da Descarbonização Industrial, assentes no Pacto Ecológico Europeu, continuarão a dar passos importantes na direção certa. No entanto, cada país deve comprometer-se a aproveitar os seus recursos naturais de forma sustentável, acelerando de forma responsável o acesso aos recursos, simplificando procedimentos e apoiando nos requisitos e exigências ambientais necessárias, como de resto veio apontado no Relatório Draghi. Os exemplos de Portugal têm ilustrado que é possível promover a extração de maneira responsável, alinhando as necessidades socioeconómicas com os objetivos ambientais.
O futuro das próximas gerações depende de um maior conhecimento dos nossos recursos, da sua proteção e do seu consumo responsável e sustentável, garantindo a preservação dos sumidouros de carbono e da regeneração dos serviços de ecossistema. Em suma, um crescimento que não seja à custa da nossa saúde planetária.
Figura 1 - Pegada Material por Nível de Rendimento (globais e per capita)
Fonte: UNEP-IRP (2023) Global Material Flow and Resource Productivity Database
Transição energética na Indústria Cerâmica: impacto da incorporação de novas fontes de energias renováveis nos processos de cozedura
Inês Rondão, Luc Hennetier, Hélio Jorge, Victor Francisco, António Baio Dias
Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro, Coimbra
Introdução
A Agenda Mobilizadora do PRR Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal (ECP) visa fortalecer a competitividade e a sustentabilidade destes setores, promovendo a integração de tecnologias avançadas e práticas sustentáveis nos seus processos produtivos. No decurso deste projeto têm sido desenvolvidas várias atividades de IDi no laboratório hipocarbónico do CTCV, procurando avaliar o impacto das diferentes alternativas energéticas no processo e propriedades dos materiais de cerâmica e de vidro. Apontando caminhos rumo à descarbonização destes sectores e cumprindo as metas europeias, em concreto para as empresas envolvidas no projeto, dos princípios do DNSH (“Do No Significant Harm”).
A investigação desenvolvida no CTCV, foca as questões relacionadas com fornos e soluções de queima, com especial atenção à incorpora-
ção de energias renováveis nos processos de cozedura de diferentes tipos de materiais cerâmicos (faiança, grés e porcelana, nesta fase). Procura-se validar alternativas aos sistemas atuais, que maioritariamente dependem de gás natural (GN), aos quais estão associadas emissões de carbono. Com o objetivo de viabilizar a transição energética verde dos sectores da cerâmica e do vidro, sem comprometer as propriedades dos materiais produzidos, quer em termos de propriedades técnicas, quer em termos de propriedades estéticas como a cor e o brilho.
Experimental
No forno híbrido intermitente instalado para este fim, foram testados três vetores energéticos: GN, eletricidade e misturas de GN e hidrogénio (GN+H2) numa proporção volúmica máxima de 50-50. Num trabalho conjunto com as várias empresas produtoras cerâmicas envolvidas no projeto, foram testados produtos cerâmicos de cada uma delas, com o objetivo de avaliar o impacto das alterações de fonte de energia nas suas propriedades. Nesta fase dos trabalhos foram já cozidos materiais de faiança (ciclo chacota e vidrado), grés e porcelana (ciclo chacota e vidrado).
As amostras cozidas a GN representam o estado atual da tecnologia, e as propriedades padrão dos materiais cerâmicos em teste, consistindo o padrão de comparação atendendo ao forno em causa em condições o mais próximas possível das industriais.
Resultados e Discussão
A eletricidade, quando proveniente de fontes renováveis, constitui uma fonte de energia verde. Embora tenha sido já uma prática comum no passado, a eletrificação de fornos levanta alguns desafios
Figura 1 - Produtos cozidos no forno híbrido intermitente, instalado no laboratório hipocarbónico do CTCV, no âmbito da Agenda Mobilizadora do PRR Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal.
tecnológicos, uma vez que o funcionamento de um forno elétrico apresenta diferenças face à tecnologia de combustão, atualmente dominante no que toca à tecnologia de fornos. A inexistência de gases resultante da combustão, num forno elétrico intermitente, desde logo, deixa antever que o forno será energeticamente mais eficiente, uma vez que são eliminadas as perdas de calor pela chaminé em fornos em que esta possa ser fechada. Contudo, a inexistência de gases de combustão a forçar a circulação de ar na câmara, também torna o aquecimento menos homogéneo, gerando gradientes térmicos que resultam numa cozedura não uniforme, sendo necessária a instalação de ventilação interna forçada para minimizar este efeito. A ausência de produtos de combustão, no funcionamento elétrico, implica uma cozedura em ar que pode ter impacto na coloração de pastas e vidrados, inviabilizando a realização de redução nos ciclos de porcelana, dificultando a utilização desta fonte de energia nesta tipologia de produtos, a menos que existam outras abordagens tecnológicas que permitam manipular a atmosfera do forno nesta fase do ciclo de aquecimento.
O H2 verde apresenta-se como um potencial combustível alternativo, viabilizando a descarbonização das indústrias da cerâmica e do vidro e implicando alterações tecnológicas menos significativas nos fornos já instalados do que no caso da eletricidade. No panorama energético atual, prevê-se que este combustível venha a ser disponibilizado em misturas com GN e/ou biometano, cuja composição química maioritária é essencialmente a mesma (metano). Da combustão destas misturas, resulta uma menor emissão de dióxido de carbono e um aumento do vapor de água dentro do forno. Estas variações podem ter impacto não só nos materiais cerâmicos produzidos, mas também no tempo de vida do refratário e mobília de forno.
Os testes de cozedura realizados tentaram dar resposta a todas estas problemáticas. Em termos de propriedades técnicas, absorção de água, resistência mecânica e retração, não tendo sido verificadas alterações significativas em nenhum dos vetores energéticos testados. Este é um resultado que é transversal a todas as tipologias de produ-
to testadas até agora. Estando em análise o estudo do impacto sobre os materiais refratários e de mobília de forno, cujo tempo de ensaio para estas cozeduras não é representativo da aplicação industrial, e serão necessárias mais horas de operação para avaliar os impactos nestes materiais.
Ao nível das cores, especialmente importantes para os materiais de faiança e grés, foram cozidos produtos dos diversos parceiros, vidrados em linha e posteriormente enviados para o CTCV. A cozedura destes produtos nos três vetores energéticos revelou um impacto reduzido no desenvolvimento da cor e no brilho. Apesar das limitações técnicas de um forno intermitente no arrefecimento, nomeadamente a dificuldade em obter um arrefecimento rápido, ideal para permitir um bom estiramento do vidrado, os resultados atingidos foram promissores e a validação por parte das empresas revela que estes resultados não inviabilizam a utilização de qualquer uma das fontes de energia testadas.
Nos produtos de porcelana, não foi possível fazer a 2ª cozedura em modo elétrico por falta de potência elétrica disponível e por não ser possível realizar a redução. Esta é uma fase do aquecimento onde o teor de oxigénio da câmara do forno é reduzido com recurso a uma combustão menos eficiente, com défice de ar. Não havendo combustão no modo elétrico, não é possível manipular o teor de oxigénio dentro do forno. No caso das misturas com hidrogénio esta manipulação é possível e foi realizada com sucesso a cozedura de porcelana com misturas de GN+H2 (50/50), sem comprometimento da brancura e translucidez da mesma, fator crítico neste tipo de produto. O controlo do forno intermitente nesta condição de redução exigiu um controlo muito próximo devido à necessidade de garantir os baixos teores de oxigénio. Este resultado será corroborado posteriormente aquando da instalação do forno contínuo de rolos neste laboratório hipocarbónico, a uma escala mais próxima do cenário industrial. Em termos de propriedades técnicas, tal como anteriormente referido, não houve alterações significativas, demonstrando a viabilidade da integração de H2 verde no processo de cozedura de porcelana.
Figura 2 - Resultados dos testes de cozedura de produtos de grés obtidos com as três fontes de energia testadas.
A não existência de um impacto evidente nas propriedades dos materiais cerâmicos mostra que o caminho para a descarbonização pode ser feito com recurso a várias alternativas tecnológicas. Esta versatilidade aponta para a possibilidade de realizar ciclos térmicos híbridos elétrico-combustão, estando previstos desenvolvimentos neste sentido.
Conclusão
O trabalho aqui apresentado revela o sucesso obtido na cozedura de materiais cerâmicos com recurso a diferentes vetores energéticos. Sendo este um trabalho inovador e em vários aspetos inédito no que toca a testes com hidrogénio nestes setores industriais.
Estes resultados são de grande importância para o setor, demonstrando a viabilidade da utilização de eletricidade e misturas de GN e H2 como fontes de energia para a produção de materiais cerâmicos. No caso particular da porcelana, demonstrou-se a possibilidade de realizar redução com misturas de GN e H2 até 50%, sem comprome-
ter a sua brancura, uma das características técnicas mais valorizadas neste tipo de produto.
A continuidade prevista desta linha de investigação permitirá à indústria progredir no seu processo de descarbonização, ajudando a alcançar os objetivos globais de redução de emissões e facilitando a transição para uma economia de baixo carbono.
Agradecimentos
Os autores agradecem os contributos das empresas envolvidas nesta fase: Vista Alegre, Ria Stone, Matceramica, Bordallo Pinheiro, Cerutil, Cerexport, MCS, Induzir e PRF, parceiras da Agenda Mobilizadora Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal (ECP).
Figura 3 - Resultados obtidos na cozedura de porcelana em gás natural e em mistura de gás natural com hidrogénio (50/50), sem e vidência de alteração de cor ou brilho.
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Descarbonizar: queremos ou devemos?
A energia em perspetiva
Manuel Ferreira
Business Developer na REGA ENERGY
Tenho o gosto de estar em contacto com a indústria há cerca de 17 anos, e dos muitos ensinamentos a que tenho tido o privilégio de aceder, destaco um em particular que me foi transmitido por um profissional da indústria cerâmica nacional. Costumava dizer-me: “Entre o que queremos e o que devemos fazer existe uma grande diferença. Se devemos, seja qual for a nossa vontade, temos de o fazer. Se queremos, então estamos perante uma escolha, mas que muitas vezes tem no seu âmago um sentido de dever!”. Neste artigo procurarei relacionar o dever e o querer com um tema atualmente tão explorado, o da descarbonização da indústria.
A descarbonização está tipicamente associada a um dever. Existem planos, metas e leis estabelecidas a nível europeu e nacional que se não forem cumpridos podem ter efeitos negativos nas empresas, nomeadamente a devolução de apoios financeiros para investimentos na descarbonização dos processos industriais, custos acrescidos com emissões de carbono, maior dificuldade de financiamento e efeitos desfavoráveis na perceção do mercado, entre outros.
À partida, a maior parte das pessoas até reconhece virtudes no fenómeno da descarbonização sob os pontos de vista ambiental e social, logo descarbonizar até poderia ser meramente um ato de vontade, mas a verdade é que grande parte das indústrias, nomeadamente as da cerâmica e do vidro, já percorreram um caminho tão significativo no que concerne à redução das emissões de gases com efeitos de estufa da sua atividade que, agora, descarbonizar exige a adoção de alternativas disruptivas do ponto de vista de mix energético.
A estas alternativas está, sem dúvidas, associado um custo, logo um dever, muito por via da necessidade de investimento no desenvolvimento e reforço de infraestruturas de produção, transporte e distribuição de energia. A um novo mix e portfolio de energias para a descarbonização estão também associados custos com atividades de Investigação e Desenvolvimento (I&D) e investimento em novos equipamentos, como garantia da qualidade dos produtos, assim como da necessária fiabilidade e produtividade dos processos.
A boa notícia é que vemos muito querer em todos os agentes. Em Portugal, criticávamos a falta de cooperação entre empresas do mesmo setor, mas hoje vemos consórcios compostos por indústrias do mesmo setor, partilhando inovações, desafios, riscos, vontades (o querer) e responsabilidades (o dever). As associações industriais
estão muito ativas no seu papel de defesa dos interesses dos associados e na delineação e promoção dos roteiros de descarbonização setoriais. Meritoriamente privilegiam-se as medidas de eficiência ainda possíveis ao nível dos processos industriais em si, a incorporação de materiais reciclados e novas matérias-primas descarbonatadas, bem como o design ecológico do produto. Do ponto de vista tecnológico, a eletrificação de processos é, com razão, apresentada como a prioridade, remetendo-se a incorporação de gases renováveis (biometano e hidrogénio verde), tecnologias de captura de carbono e outras soluções de descarbonização profunda dos processos para um papel complementar na descarbonização da indústria.
Idealmente, a junção de todas estas alternativas deveria ser possível em todas as instalações industriais. Tal verifica-se atualmente com o gás natural, no que se refere à componente das alternativas de energia. A esmagadora maioria das indústrias, nomeadamente as dos setores da cerâmica e do vidro, tem acesso a gás natural e eletricidade, utilizando sensivelmente os mesmos rácios de eletricidade e gás nos seus processos produtivos quando comparadas com competidores nacionais ou internacionais. A diferença reside nos preços da energia e do acesso às redes de eletricidade e de gás natural. Porém, se explorarmos os impactos do fenómeno da descarbonização quanto aos mix finais de energia, verificamos que nem todas as empresas, inclusivamente as que pertencem ao mesmo grupo industrial, terão acesso às mesmas infraestruturas e soluções para descarbonização.
Focando-nos ainda nas alternativas energéticas, importa referir que: • O acesso à eletricidade em alguns locais pode vir a ser limitado, impossibilitando o alcance de determinados níveis de eletrificação no curto/médio prazo, o que é especialmente crítico em indústrias com ciclos de investimento longos como os setores da cerâmica e do vidro, uma vez que condiciona as opções tecnológicas à data do investimento.
• O biometano, sendo uma potencial alternativa de descarbonização da indústria por via do offset das emissões de CO2, será escasso face às necessidades. O Plano de Ação para o Biometano (PAB) prevê a injeção de 2,7 TWh/ano de biometano nas redes de gás natural em Portugal em 2030. Ora, este valor é sensivelmente equivalente ao consumo anual atual de gás natural das sete maiores fábricas de vidro em Portugal, a que se somará a forte competição esperada do setor da mobilidade pelas garantias de origem e provas de sustentabilidade associadas.
• O hidrogénio verde atravessa uma fase de encontro com a realidade para muitos dos agentes envolvidos na cadeia de valor. Os grandes desafios na implementação destes projetos podem atrasar ou reduzir o acesso das indústrias a este gás renovável e muito poucas o terão disponível em escala (por pipeline dedicado). Da produção de hidrogénio verde resulta também o oxigénio, uma outra importante solução de descarbonização ao proporcionar uma queima mais eficiente.
Assim, enquanto atualmente existe uma certa uniformização no portfólio energético disponível (eletricidade e gás natural), numa realidade de descarbonização é esperado que o mix energético seja mais heterogéneo, em função (i) das opções tecnológicas adotadas em cada fábrica; (ii) da disponibilidade de infraestruturas de energia descarbonizada em escala, nomeadamente eletricidade e hidrogénio verde por pipeline; (iii) do acesso a quantidades de biometano, bem como do necessário e desejado enquadramento legal para este poder ser mais uma alternativa para as indústrias.
A diversificação do portfólio de energias disponíveis para descarbonizar adivinha-se como sendo um fator-chave para a futura competitividade das indústrias.
Um exemplo desta estratégia é o da LCGlass, que recentemente materializou uma parceria que se iniciou há cerca de três anos com a REGA ENERGY, assinando um contrato de longo prazo para o fornecimento de gases renováveis, hidrogénio verde e oxigénio, à unidade da Crisal, a serem produzidos pelo projeto Nazaré Green Hydrogen Valley (NGHV). O fornecimento destes gases surge como medida complementar de descarbonização do seu processo industrial, alicerçado na maximização das eficiências do processo de fabrico e investimento em equipamentos com elevado nível de eletrificação.
A este respeito, é interessante referir que a LCGlass é um exemplo prático de uma empresa que, com duas unidades industriais na Europa, em Leerdam (Países Baixos) e Marinha Grande (Portugal), enfrenta realidades inteiramente díspares ao nível das oportunidades de acesso a energias limpas em cada uma das fábricas: em Leerdam, o acesso a potência adicional de eletricidade está bloqueado e o pipeline de hidrogénio verde não passará próximo o suficiente para que possa ser uma alternativa ao gás natural fóssil. As condições atuais e futuras de acesso à potência disponível e a gases renováveis alavancaram a decisão de realizar investimentos significativos na fábrica da Marinha Grande, que, para além de eletricidade, terá disponíveis hidrogénio verde e oxigénio em pipelines dedicados e, assim, em escala.
Figura 1 - Infografia do modelo de Vale de Hidrogénio Verde REGA ENERGY
Este é um exemplo prático e real de como os desafios da descarbonização podem também representar oportunidades de desenvolvimento das regiões com capacidade para oferecer infraestruturas diferenciadoras às empresas já instaladas ou que se pretendam instalar, para a produção de produtos mais sustentáveis.
Sem prejuízo, é justo reconhecer que a energia cinzenta, nomeadamente o gás natural, ajudou a desenvolver a nossa economia durante muitos anos e vai, certamente, continuar a fazer parte da solução no médio prazo. Os incentivos à introdução deste combustível, com menores fatores de emissão de gases com efeito de estufa, permitiram a rápida adesão, e em condições competitivas, a uma energia que representou um salto significativo ao nível da redução de emissões e para a qual já existiam soluções tecnológicas desenvolvidas.
A realidade das energias renováveis é distinta. Apesar de todos os esforços de aceleração, o desenvolvimento de projetos de produção de energia elétrica renovável continuará a ser muito desafiante. A implementação de projetos de autoconsumo de energia elétrica maximizaria os benefícios da energia renovável disponível em Portugal.
O desenvolvimento de projetos afastados dos locais de consumo de eletricidade acarreta mais custos para todos, tanto para as empresas consumidoras numa primeira instância, como para todo o sistema, pois podem ser necessários investimentos adicionais nas redes públicas de transporte e distribuição. Da mesma forma, os projetos de gases renováveis, como de Biometano e de Hidrogénio Verde, estão expostos a importantes desafios na sua implementação junto das comunidades locais, bem como na sua exploração uma vez que é necessário realizar um investimento inicial significativo em toda a infraestrutura.
A dicotomia entre o querer e o dever agudiza-se sempre que caímos na tentação de comparar alternativas de descarbonização, para as quais são necessários avultados investimentos, com a alternativa fóssil do gás natural. Queremos descarbonizar, mas o green premium associado transforma o querer em dever. É necessário trabalharmos todos para minimizar o grey premium que as gerações futuras pagarão se adiarmos a implementação de leis, projetos e investimentos estruturantes para o desenvolvimento de uma economia e sociedade mais sustentáveis.
