Usando alternative fuels para reduzir as emissões de carbono na fabricação de cimento

Depois da água, o cimento é o material mais procurado no planeta. É também um dos que mais consomem carbono, com a fabricação de cimento representando pelo menos 8% do CO2 global emissions. Isso ocorre principalmente porque a fabricação de cimento requer muito combustível – aproximadamente 120 kg de carvão por tonelada de cimento. Agora sabemos que a queima de combustíveis fósseis em grande escala resulta em emissões de gases de efeito estufa, como dióxido de carbono (CO2) e óxido de nitrogênio (NOx), que contribuem para as mudanças climáticas.

Co-processing – substituir combustíveis fósseis por alternative fuels sempre que possível – pode, portanto, ajudar a tornar a fabricação de cimento mais sustentável. Além disso, o aumento da volatilidade no preço dos combustíveis fósseis significa que alternative fuels podem se tornar um energy supply mais confiável e reduzir os custos.

O QUE SÃO ALTERNATIVE FUELS?

Alternative fuels é um termo genérico para combustíveis derivados de diferentes fontes industriais e municipais. Exemplos de alternative fuels sólidos incluem:

• Resíduos de construção e demolição
• Subprodutos agrícolas, como palha, borra de café e casca de arroz, folhas de cana-de-açúcar e bagaço, talos de colza e cascas de palmiste
• Biomassa não agrícola, incluindo gordura animal, esterco, carne e ossos
• Resíduos biodegradáveis domésticos ou industriais
• Combustíveis derivados de resíduos (RDF), como plásticos não recicláveis
• Pneus velhos.

QUAIS SÃO OS BENEFÍCIOS DOS ALTERNATIVE FUELS?

Alternative fuels oferecem benefícios de sustentabilidade, bem como uma forma de alcançar uma economia circular na produção de cimento. Por exemplo, há um aumento na redução global líquida nas emissões de CO2 quando os resíduos são incorporados em sistemas de fornos de cimento em oposição a incineradores dedicados. As emissões de NOx também são reduzidas quando alternative fuels de baixa qualidade são queimados devido a reações de requeima. Além disso, a substituição de combustíveis convencionais por alternativas derivadas de resíduos ajuda a conservar os recursos não renováveis. Sua incineração também reduz a dependência de aterros sanitários ou outros métodos de descarte de resíduos menos ecologicamente corretos.

Alternative fuels ainda são um mercado emergente na América do Norte e em outros territórios, mas oferecem um potencial econômico significativo. Em toda a Europa e em outros países onde o aterro sanitário não é uma opção, alternative fuels oferecem o potencial de reduções de custos de energy supply em comparação com os combustíveis convencionais, porque a maioria é gerada a partir de resíduos que têm apenas modestos requisitos de processamento. Os acordos comerciais necessários para explorar totalmente esse potencial ainda estão sendo desenvolvidos, mas, de acordo com McKinsey, a ampla oportunidade de consumo oferecida pela indústria de cimento significa que alternative fuels poderiam ser fornecidos gratuitamente ou mesmo a um custo negativo pelas indústrias produtoras. Espera-se que o ganho de valor líquido anual total da recirculação de energy supply seja de € 24 bilhões até 2050.

QUÃO FÁCIL É INTRODUZIR ALTERNATIVE FUELS?

As condições operacionais envolvidas na fabricação de cimento se prestam ao uso de alternative fuels. Por exemplo, a produção de clínquer em sistemas de rotary kiln combina altas temperaturas, uma atmosfera oxidante e ambiente alcalino com longos tempos de residência e alta inércia térmica. Essas condições garantem que o componente orgânico do combustível seja totalmente destruído, enquanto a parte inorgânica, incluindo metais pesados, é presa e combinada no final product devido à retenção de cinzas no clínquer.

Selecionar o alternative fuels correto é vital para alcançar a eficiência ideal, bem como a qualidade do final product. Como discutido anteriormente, alternative fuels vêm de diferentes fontes e, portanto, têm características diferentes dos combustíveis fósseis que substituem. Isso precisa ser levado em consideração para evitar problemas, como combustion incompleta ou bloqueios devido ao acúmulo de poeira residual nos fornos. A qualidade do final product também pode ser afetada, onde os subprodutos da combustion são incorporados ao clínquer.

Se alternative fuels são usados como um substituto completo ou em combinação com combustíveis fósseis, sua introdução requer um planejamento cuidadoso. Pode ser necessário um investimento inicial em relação ao ajuste ou substituição do queimador, estabelecimento de sistemas de entrega de alternative fuels, novas instalações de armazenamento de combustível e sistemas de distribuição de combustível.

SUPORTE COM A ADOÇÃO DE ALTERNATIVE FUELS

Alternative fuels ainda estão evoluindo, o que significa que as matérias-primas podem mudar com o tempo. Para os operadores de plantas de cimento, portanto, faz sentido adotar soluções de planta que podem ser facilmente personalizadas para usar o combustível mais eficiente e econômico disponível.

Os fabricantes de equipamentos podem oferecer orientação sobre o melhor sistema para suas necessidades, levando em consideração parâmetros operacionais, como a taxa de substituição térmica (TSR), que tem um efeito significativo no design geral do sistema e nos componentes usados.

A adoção de alternative fuels é uma decisão estratégica importante, portanto, certifique-se de trabalhar com um fabricante de equipamentos confiável que entenda seus requisitos técnicos e logísticos específicos e possa projetar sistemas de transporte e armazenamento personalizados que otimizarão seu retorno sobre o investimento.

PRINCIPAL CONCLUSÃO

A indústria de cimento deve descarbonizar para sobreviver, e alternative fuels oferecem múltiplas vantagens ambientais e comerciais. No entanto, sua adoção exige um planejamento cuidadoso e pode exigir grandes atualizações de equipamentos para serem alcançadas. À medida que os fabricantes de cimento continuam a transição para uma produção com menor emissão de carbono, é fundamental que se equipem com soluções que não apenas atenuem os desafios operacionais de hoje, mas também sejam flexíveis o suficiente para se adaptarem prontamente para acomodar alternative fuels do amanhã.