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Plan de acción global para mejorar la competitividad energética de una fábrica dedicada al tratamiento de cereales

Flavio Ferrera, experto en energía. Grupo GreenFlex20/06/2018

En este trabajo se describe el plan de acción global que se está llevando a cabo para mejorar la competitividad energética de una fábrica dedicada al tratamiento de cereales, perteneciente a una multinacional agroalimentaria norteamericana. Este plan prevé un enfoque global que contempla los ejes estratégicos, operativos y tecnológicos y está dimensionado a tres años (2017-2018-2019). Hasta ahora, ha permitido ahorrar un 9% del consumo de la fábrica y al final del próximo año, cuando dicho plan se habrá ejecutado totalmente, se habrá alcanzado el 19% de ahorro respecto a la situación inicial.

Son ya años en que se habla de eficiencia energética en conferencias, mesas redondas y seminarios y, respecto a la cantidad de charlas dadas y escuchadas, tendríamos que tener ya unos resultados excelentes en todos los sectores. Lamentablemente no es así. Alguien echa la culpa a la crisis que nos ha ralentizado desde el 2008, otros se fijan en la falta de reglamentación nacional que simplifique y ayude a los inversores, otros simplemente se justifican diciendo que no tienen suficiente confianza en los resultados. La consecuencia al final es que la eficiencia energética todavía no ha alcanzado los resultados esperados (por lo menos en España) y su penetración en el mercado resulta aún bastante complicada. Está claro que no estamos hablando de instalaciones puntuales de alumbrado LED, ni de variadores de velocidad que se montan en sustitución de aparatos averiados, o de otras actuaciones puntuales que incidan simplemente en la sustitución de equipos más modernos y por ende, más eficientes, sino que estamos hablando de un enfoque global que permite al cliente tener una visión sistémica de las oportunidades de mejora y de los ahorros que dichas oportunidades originan.

Se pueden identificar macroscópicamente tres grandes sectores al considerar la distribución de los consumos energéticos a nivel estatal; edificios, transporte e industrias, donde cada uno es responsable de un tercio del consumo energético total a nivel nacional.

El sector industrial está formado por un exiguo número de actores, respecto a la cantidad de propietarios de viviendas, edificios o de medios de transporte. Sin embargo estos actores son grandes consumidores energéticos que se han visto obligados a poner en marcha medidas de promoción del ahorro para mejorar su competitividad. Dicho esto, y aunque la mayoría de los industriales han tenido que desarrollar la conciencia sobre los costes energéticos para mejorar el performance de los centros productivos, muchos lo han hecho desde una perspectiva oportunista, de manera puntual y sin un planteamiento estratégico, estructurado, sistemático y global que permita buscar las mejores alternativas a corto y medio plazo y al mismo tiempo, permita obtener una visibilidad a largo plazo del status energético de sus instalaciones.

Alcance y metodología

En este entorno Greenflex, gracias a la adquisición de Okavango Energy, consultoría especializada en soluciones globales en eficiencia energética en ámbitos industriales, ha desarrollado un servicio integrado que abarca desde la realización de un diagnóstico en profundidad de las instalaciones industriales, pasando por la generación del plan de acción a corto/medio/largo plazo, el acompañamiento a la puesta en marcha de las soluciones de dicho Plan de Acción, hasta la medición de los ahorros alcanzados en base a los protocolos IPMVP.

El diagnóstico requiere que nuestros expertos tengan una imagen clara de donde, cuando y porque se consume, permitiendo la identificación de la baseline energética y en base a ello, la confección de un Plan de Acción Global. La lógica de actuación en el diagnóstico es una optimización secuencial a diferentes niveles; primero la optimización del proceso (que es la raíz del consumo energético en la industria), posteriormente la integración térmica total para el reaprovechamiento de calor residual, seguido de la implantación de las mejores tecnológicas (BAT’s), la optimización operacional (comportamientos individuales, planificación de la producción, dirección de equipos, etc…) y finalmente, la optimización de la compra de energía.

Las mediciones puntuales, recogidas de datos y entrevistas son los instrumentos que nos permiten entrar en el tejido de los centros de producción y sacar las informaciones más interesantes para construir propuestas de mejora.

El plan de acción que resume todas las iniciativas normalmente es exhaustivo y se compone de:

  • Quick-wins, acciones sin (o casi) inversión que típicamente mejoran la operación diaria de los centros desde el punto de vista energético. Este tipo de acciones dan una rápida visibilidad al proyecto global, permiten una primera toma de consciencia sobre ahorros en costes energéticos por parte de los equipos internos y, adicionalmente, generan ahorros para las etapas siguientes.
  • Acciones con inversiones simples (como por ejemplo; añadir equipos de mejora para recuperaciones sobre maquinarias, variadores o instalar nuevos equipos de menor impacto ambiental).
  • Soluciones complejas que implican una inversión más elevada y que debido a dicha complejidad, podrían afectar la producción principal y necesitan involucrar tanto a varios proveedores como a diferentes actores de la planta.

Durante la implementación de los Planes de Acción, nuestro rol es, desde el principio el de coordinar y supervisar la correcta realización de las implementaciones según lo que hemos propuesto y acordado con el cliente industrial. Nuestro trabajo se evalúa, una vez instalada la solución de mejora, gracias a la medición de los ahorros conseguidos en base al protocolo IPMVP (International Performance Measurement and Verification Protocol).

Evolución del perfil energético al implementar un plan de acción global de ahorro energético

Evolución del perfil energético al implementar un plan de acción global de ahorro energético.

Basando nuestro servicio sobre este modelo de negocio, hemos realizado en Francia y en España más de 125 proyectos de mejora consiguiendo, de promedio, alcanzar unos 16% de ahorro de la factura energética.

Las diferentes soluciones que componen nuestros Planes de Acción son de lo más diversas y heterogéneas, porque cada proceso industrial tiene una unicidad y una peculiaridad especifica que muy raramente se puede repetir con un “copia y pega”, incluso trabajando con empresas del mismo sector o en fábricas gemelas del mismo grupo industrial, ya que cada instalación es diferente. Haciendo una comparación con el mundo de la medicina podríamos decir que no existe una solución estándar, una medicina para todos, si no que debe realizarse un diagnostico detallado para identificar el medicamento más adecuado a la condición de cada fábrica.

Caso de éxito

A continuación voy a describir el plan de acción global que hemos llevado a cabo para mejorar la competitividad energética de una fábrica dedicada al tratamiento de cereales, perteneciente a una multinacional agroalimentaria norteamericana.

El plan de acción prevé un enfoque global que contempla los ejes estratégicos, operativos y tecnológicos y está dimensionado a tres años (2017-2018-2019). Hasta ahora, ha permitido ahorrar un 9% del consumo de la fábrica y al final del próximo año, cuando dicho plan se habrá ejecutado totalmente, habremos alcanzado el 19% de ahorro respecto a la situación inicial.

Principales iniciativas identificadas y realizadas en la fábrica

Quick Wins

La fábrica ha empezado realizando unos talleres Kaizen enfocados a detectar los despilfarros energéticos sobre dos líneas de producción y han involucrado a operarios de la línea, jefes de turno, responsables de operación y mantenimiento y los referentes en energía. Se han identificado acciones de mejora en base a la implementación de buenas normas de comportamiento, protocolos de mejora de la operación en la realización del producto y varios cambios de valores de consigna en el proceso, para ajustarlos a las necesidades reales requeridas por el producto. Estos talleres de Kaizen han permitido identificar un ahorro del 0,3% del consumo global. En valor absoluto no es un gran ahorro, pero si se toma en cuenta la posibilidad de replicar estas mejoras en otras líneas, el ratio entre la inversión necesaria (casi cero, a parte las horas de trabajo de los empleados) y las ventajas conseguidas, el taller Kaizen representa un potencial enorme que vale la pena profundizar y aplicar en todas las áreas de producción.

El plan de acción ha incluido también una evaluación del perfil de consumo eléctrico del perímetro industrial para identificar la mejor contratación: gracias a las herramientas desarrolladas por nuestros expertos, ha sido posible un cambio de la potencia contratada generando un ahorro del 1% del consumo global simplemente con una 'llamada a la comercializadora'.

Inversiones simples

Otra intervención interesante ha sido realizada gracias a la recuperación de calor sobre los compresores del aire comprimido. Un simple aparato como un intercambiador, permite recuperar el calor sobrante del compresor del aire comprimido para precalentar un tanque de agua de proceso. Al final hemos alcanzado un ahorro de 0,3% del consumo global.

También se ha planteado la mejora en la línea de distribución del agua fría a la planta, que la requiere por razones de proceso, a través de variadores e intercambiadores. En base a nuestras valoraciones la iniciativa permitirá un ahorro de unos 1,5%/año.

Soluciones complejas

Recientemente hemos arrancando los proyectos más complejos que han necesitado evaluaciones en profundidad para ponderar los diferentes aspectos de las actividades del cliente; la interacción de las instalaciones con la producción, plazos de entrega, departamentos de ingeniería, departamento de compra y departamento de seguridad alimentaria. Poniendo de acuerdo todos los actores hemos planeado el aprovechamiento del biogás producido por la depuradora anaerobia para su utilización en la generación de vapor, disminuyendo de esta manera el consumo de gas natural (2%) y alcanzando el concepto de fábrica con cero residuos en su proceso productivo.

Por otro lado un asesoramiento general de los hornos presentes en la fábrica a través de un análisis Pinch ha permitido identificar aquellos que generan un mejor retorno de la inversión para la recuperación de calor. Teniendo en cuenta que los humos salen a una temperatura de 200°C desde las chimeneas, el análisis Pinch ha permitido casar los caudales calientes de humo con los caudales de agua fría a calentar, tomando en cuenta la no contemporaneidad de la disponibilidad de oferta de calor con la demanda de calor, para dimensionar la mejor solución adecuada al funcionamiento real. La solución permitirá un ahorro anual de 2,9% del consumo.

Análisis PINCH - Flujos térmicos
Análisis PINCH - Flujos térmicos.
Análisis PINCH - Modelización del proceso para encontrar el EMR (Energía Mínima Requerida)

Análisis PINCH - Modelización del proceso para encontrar el EMR (Energía Mínima Requerida)

Esquema de recuperación térmica de los hornos
Esquema de recuperación térmica de los hornos.
Por último estamos evaluando la instalación de energías renovables. Se trata de evaluar el sitio y su disponibilidad en términos de superficie, necesidades y estrategia global, para identificar el escenario óptimo y elegir entre dos opciones a priori interesantes: una planta fotovoltaica para la producción de electricidad o, alternativamente, una planta solar a concentración que permitiría rebajar el consumo de gas natural gracias a la producción paralela de vapor a media presión. En el desarrollo de la estrategia de generación energética distribuida, se prevé la implantación de un sistema integrado de micro-grid en el perímetro industrial que conecte sistemas de generación renovables, sistemas de almacenamiento eléctrico, un sistema de control inteligente y los consumidores energéticos. El reto está representado por la configuración de un sistema de control avanzado, que permita el intercambio de datos y que identifique para cada instante la mejor configuración de generación en términos de minimizar el coste energético. Los ahorros previstos en este caso estarían representados por un 5% del consumo global.

Conclusión

Con esta referencia no queremos solo presentar un caso de éxito realizado con un cliente pionero y visionario, ya que no es solo una manera de proponer un enfoque poderoso y ganador sino que, este ejemplo nos permite dar luz a todos aquellos industriales que en este momento tengan dudas sobre los beneficios de una inversión en eficiencia energética.

Se ha de tener en cuenta que un enfoque global requiere de tiempo, de apertura a soluciones innovadoras y, al mismo tiempo, de la necesidad de vencer la resistencia al cambio para implementar medidas de ahorro relacionadas con operaciones, mejoras de proceso, etc.

Es por eso que nuestra propuesta de mejora es un acompañamiento paso a paso que permite una adaptación gradual al cambio consiguiendo que el resultado final sea el previsto al estar constantemente controlado, compartido y validado por todas las partes: cliente, consultores, proveedores e instaladores.

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