Ciencia y tecnología

Electrificación inteligente para la industria

Creando sustentabilidad en sus operaciones

Matthías Rebellius*

Ciudad de México, 23 de abril de 2021.— Al igual que el resto de la economía, las empresas industriales están saliendo de un año dominado por la pandemia de covid-19, algunas en mejor posición que otras, ya sea por razones geográficas o por su sector específico. Independientemente de cómo hayan sobrellevado el año, ahora mismo tenemos la oportunidad de avanzar en el marco de la recuperación verde pospandemia. Sobre todo porque este año de incertidumbre ha arrojado una brillante luz sobre otro reto urgente al que se enfrenta el mundo: el cambio climático.

Así pues, hemos llegado a un punto de inflexión, en el que se ha consolidado el consenso en torno a la necesidad de una acción concertada y significativa para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Esto se aplica igualmente al sector industrial, incluyendo a los procesadores y fabricantes que demandan mucha electricidad. La acción de este segmento es crucial, dado que la industria representa un tercio del consumo total de energía. Y no solo eso: mientras que otros sectores, como el de generación de energía, la agricultura y el residencial, han comenzado a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero, la industria difícilmente se ha movido, incluso en un país como Alemania.

Tres aceleradores para la reducción de emisiones

Para abordar esta cuestión, detectamos tres aceleradores para ayudar a la industria a seguir con la reducción de emisiones y la descarbonización. El primero es brindar una mayor flexibilidad en la manera en como se utiliza la energía, por ejemplo, adoptando soluciones de almacenamiento y habilitando plantas de energía virtuales. En segundo lugar, necesitamos digitalizar las operaciones para garantizar que la energía se utilice de manera eficiente. Esto se puede lograr implementando dispositivos, sensores y software que soporten el internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés). Por último, pero no por ello menos importante, habilitando la electrificación inteligente en todas las operaciones.

De los tres, la electrificación inteligente ofrece las oportunidades más grandes de descarbonización, pero puede beneficiarse significativamente de los otros dos. Dentro de la electrificación en sí, hay dos aspectos a considerar: suministro de energía al sitio industrial, por ejemplo, oportunidades para energías renovables que no emiten carbono, como la eólica, solar e hidráulica; y la gestión de la energía in situ, como la administración de la demanda de aquella basada en software.

La razón por la que la electrificación puede tener un gran impacto en la descarbonización, es que la energía limpia renovable puede reemplazar los procesos previamente habilitados por medio de tecnologías contaminantes, como las generadoras de diésel. Como resultado, un procedimiento que antes producía altas emisiones de carbono ahora puede producir cero, si se abastece de energía renovable.

Con respecto a la gestión energética in situ, abundan las oportunidades porque se abre la puerta a la digitalización y la electrificación inteligentes. Estas últimas, a su vez, brindan oportunidades no solo en eficiencia energética, sino también en resiliencia operativa y optimización de activos.

Sensores, datos e internet de las cosas

Hacer que la electrificación sea “inteligente” significa incorporar sensores y plataformas de IoT que puedan recolectar cantidades enormes de datos. Estos luego se agregan y analizan por medio de algoritmos y software para ayudar a los operadores de una planta a identificar oportunidades para hacer más eficientes los sistemas de energía de las mismas y otras operaciones más extensas.

Los resultados incluyen una producción optimizada, un menor consumo de electricidad y la identificación proactiva de situaciones que podrían comprometer la eficiencia del sistema, como fallas en los equipos.

Si vamos un paso más lejos, la digitalización puede habilitar el desarrollo de un gemelo digital para los sistemas de energía de la planta. Cuando se combina esto con la automatización industrial, los planificadores pueden probar una variedad de escenarios operativos para encontrar la coordinación óptima de sus sistemas y servicios para minimizar los índices de error y reducir los costos de planificación, construcción y mantenimiento.

Dos ejemplos del mundo real que pueden ayudar a ilustrar la magnitud de oportunidades disponibles para compañías industriales

El fabricante finlandés de cerveza Sinebrychoff que tiene 200 años, junto con un consorcio de inversionistas que incluye a Siemens, está construyendo un sistema de almacenamiento de energía basado en baterías (BESS, por sus siglas en inglés) que se conecta a la red energética. Con un software avanzado que guía las operaciones del proceso, la central funcionará como una planta de energía virtual (VPP, por sus siglas en inglés) que no solo optimiza el uso de electricidad en la cervecería, sino que también le permite involucrarse en el comercio de energía junto con el operador de la red.

Como resultado, la planta logrará una mayor eficiencia energética, así como un nuevo flujo de ingresos al recibir el pago del operador de la red para reducir la demanda de energía en ciertos periodos, un proceso habilitado por el software avanzado VPP y el almacenamiento habilitado con baterías dentro del sitio.

Otro ejemplo es Gestamp, un fabricante de piezas metálicas para la industria automotriz en España. Este tiene numerosos procesos con uso intensivo de energía pero no tenía la visibilidad de cómo era su consumo de aquella, incluso cuando se enfrentaba al aumento de los precios de la electricidad.

Mediante la instalación de medidores de energía y soluciones de comunicación vinculadas al análisis de big data en 15 de sus fábricas en seis países, Gestamp pudo identificar lo que necesitaba e implementar mejoras operativas que redujeron el consumo de electricidad en un 15 por ciento y disminuyeron sus emisiones de dióxido de carbono (CO2) en 14 mil toneladas anuales.

Huella de carbono más pequeña, impacto más grande

La gestión eficiente de la energía es fundamental para la descarbonización del sector industrial, y la forma más eficaz de conseguirlo es la electrificación inteligente. Para los gerentes de planta, los beneficios incluyen una mayor flexibilidad de producción, la optimización del ciclo de vida y un mejor desempeño. Esto también permite eliminar el carbono mediante la electricidad verde y brinda oportunidades significativas en la eficiencia energética.

Con la implementación de la electrificación inteligente en las plantas industriales, las compañías pueden reducir su huella medioambiental y respaldar compromisos nacionales y regionales de sustentabilidad como el llamado Green Deal en Europa.

La pandemia nos ha obligado a hacer una pausa y reconsiderar mucho sobre cómo operamos. Para las empresas industriales, ahora es el momento de construir para el futuro, incorporando la electrificación inteligente en sus planes de crecimiento y recuperación pospandémica. Los resultados no solo beneficiarán su balance general, sino también el futuro de sus clientes, la comunidad y nuestro planeta.

Para mayor información sobre la Unidad de Infraestructura Inteligente de Siemens, ver www.siemens.com/smartinfrastructure

* Miembro del Consejo de Administración de Siemens AG y director ejecutivo de la Unidad de Infraestructura Inteligente

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