Enfrentando a transição energética da petroquímica com hidrogênio

Essa foi a questão que a Braskem, maior produtora de resinas termoplásticas das Américas e líder mundial na produção de biopolímeros, se deparou. Devido a problemas de qualidade da rede e baixa eficiência no consumo de gás, o Brasil tem um histórico de perdas de produção e altos custos de manutenção. Como a Braskem atende, entre outras regiões, a extensa cidade de São Paulo com mais de 12 milhões de habitantes, a empresa também precisava reduzir seu impacto ambiental, minimizando o uso de água e as emissões de CO2.

Em parceria com a Siemens Energy, a Braskem encontrou uma solução: o projeto do Pólo Petroquímico do ABC, em Mauá, vai modernizar o sistema de geração de energia da região, resultando em maior eficiência na produção, e ao mesmo tempo melhorar os indicadores de sustentabilidade da empresa. A Siemens Energy atendeu parte dos desafios da Braskem e projetou uma planta de cogeração movida a gás residual de processo com alto teor de hidrogênio. Luís Pazin, Diretor Industrial da Região de São Paulo da Braskem, afirma: “A modernização da geração de energia faz parte do nosso projeto Vesta, que nos ajudará a cumprir nossas metas de sustentabilidade ao reduzir o consumo geral de energia da unidade. ”

Com investimento total de cerca de US $ 110 milhões da Siemens e Braskem, o projeto prevê a atualização tecnológica do sistema que atende o cracker, principal unidade industrial da petroquímica. Aqui são produzidas matérias-primas para os setores químico e plástico. O design otimizado leva a uma maior eficiência da planta de etileno.

As duas turbinas a gás e a solução de ciclo combinado da Siemens Energy vai gerar 38 megawatts e fornecer 160 toneladas de vapor por hora. A Braskem estima que o projeto de atualização reduzirá o consumo de água da unidade de craqueamento em 11,4% e as emissões de CO2 em 6,3%, mitigando os impactos ambientais e melhorando o cumprimento da meta de sustentabilidade. As emissões de NOx das turbinas serão baixas em apenas 25 partes por milhão.

Para a Siemens Energy, o projeto também ofereceu a chance de atingir uma meta definida no início de 2019. A empresa se comprometeu a aumentar gradualmente a capacidade de hidrogênio em turbinas a gás para pelo menos 20% até 2020 e para 100% até 2030. Com o projeto Braskem, a primeira meta já será superada: As duas turbinas a gás SGT-600 envolvidas no projeto de modernização, com conclusão prevista para meados de 2021, são alimentadas com 60 por cento de hidrogênio por volume.

O cenário ideal para um futuro não muito distante: as turbinas a gás serão movidas inteiramente por hidrogênio “verde”, que é produzido pela eletrólise da água com o excedente de eletricidade de fontes renováveis. Jenny Larfeldt, Especialista Sênior em Tecnologia de Combustão da Siemens Energy em Finspång, Suécia, acredita que o hidrogênio pode ser o elo que faltava para o estabelecimento de um setor de energia verde e sustentável.

De acordo com Larfeldt, a chave para aumentar a proporção de hidrogênio na mistura de combustível está no projeto do queimador. O hidrogênio tem uma velocidade de chama muito alta, o que pode danificar o queimador quando a chama é sugada de volta. A equipe da Siemens Energy usou Impressão 3D para otimizar o design do queimador DLE (baixa emissão seca) para aumentar a velocidade upstream da mistura de combustível e ar para proteger o hardware do queimador. Devido ao fluxo de gás do processo, o uso de hidrogênio para fornecer energia está crescendo. Como as indústrias de petróleo e gás estão se voltando cada vez mais para os combustíveis verdes, essa solução pode ser implementada em várias regiões do mundo. As grandes refinarias e os produtores de plásticos provavelmente serão o próximo grande mercado.

Além da sustentabilidade a longo prazo da planta e sua alta eficiência, o projeto também demonstra as vantagens da abordagem “energy-as-a-service” que abrange toda a cadeia de valor: a Siemens Energy vai construir, tomar posse e operar a planta de cogeração por 15 anos (modelo BOO). Isso atende às necessidades do cliente em operações confiáveis e seguras, ao mesmo tempo resultando em economia de CAPEX. A tecnologia comprovada da Siemens Energy - por exemplo, turbinas com sistema de combustão DLE e compressores - oferece alta confiabilidade, disponibilidade e eficiência, e ultrapassou os requisitos iniciais em 15 por cento. Isso veio sem um aumento de preço e ao mesmo tempo reduzindo significativamente a exposição da gigante petroquímica a falhas de rede.

“A confiança da Braskem em nos escolher como parceiro estratégico para este projeto desafiador é fruto de nossa capacidade tecnológica e operacional”, afirma Christian Schöck, Head de Industrial Applications da Siemens Energy no Brasil. “O modelo inovador do BOO garante que a Braskem concentre seus recursos no core business, deixando para a Siemens Energy os investimentos necessários em engenharia, implantação, operação e manutenção da planta de cogeração.”