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Preparando el terreno
Los precios de la energía suben en todo el mundo
Los analistas se refieren a la crisis energética de 2022 como la tormenta perfecta. En 2021, las condiciones meteorológicas extremas de verano e invierno provocaron reservas de gas inferiores a lo normal. Entonces, justo cuando la demanda de energía aumenta por el incremento de la producción industrial por primera vez desde la pandemia, Rusia declara la guerra a Ucrania. Esto plantea grandes problemas, especialmente en Europa, ya que Rusia representaba el 31% del suministro de gas europeo en 2020.
El índice de precios de la energía ha aumentado exponencialmente en los dos últimos años, un 50% entre 2020 y 2021. Y no se espera que cese, sino que los precios se mantengan más altos durante más tiempo. En 2022, se prevé que los precios de la energía aumenten un 50% en general y que el carbón, el gas natural y el petróleo crudo suban un 81%, un 74% y un 42%, respectivamente. Las previsiones para 2023 también apuntan a un aumento medio del 46%.
El aumento de los costes afecta duramente a los refractarios
El proceso de creación de productos de alta temperatura requiere enormes cantidades de energía, y cuando los precios suben, sufren un duro golpe. El aumento de los precios está obligando a la industria a replantearse el uso de la energía in situ. En 2022, los refractarios registraron aumentos de hasta el 700% en sus facturas de energía, un incremento que no puede gestionarse de forma sostenible a largo plazo.En esta industria, los cambios no pueden producirse, ni se producirán, de la noche a la mañana. En un horno, por ejemplo, detener la producción puede ser más costoso que continuarla, ya que se necesita una gran cantidad de energía para reiniciarla. Esto obliga a la industria a buscar alternativas para reducir su consumo.
Reducción de energía en la producción de refractarios hoy en día
Cada día se aplican nuevos métodos para ayudar a compensar los crecientes costes de energía. Estas cinco nuevas tendencias y enfoques incluyen en cada formulación la durabilidad, el aislamiento, los ladrillos ecológicos, más hormigones y materiales más fáciles de instalar.Durabilidad
El objetivo final de toda producción a alta temperatura es mejorar el rendimiento y la durabilidad de los productos para que duren más. A largo plazo, esto reducirá los costes de las materias primas y compensará la inversión inicial más cara que se hace para realizar este cambio.
Muchos en la industria ya han visto el éxito en este sentido con:
- Sustitución de minerales por productos sintéticos, como el cambio a alúmina tabular a partir de materiales de origen mineral como la bauxita, la andalucita o el MgO;
- Disminución del uso de ladrillos básicos de MgO y dolomita tanto en la producción de cemento como de acero; y
- Añadir materiales no oxidados y aditivos a las fórmulas.
Este tipo de propuestas ya están dando resultados prometedores, al ser más fáciles de utilizar y tener un comportamiento más predecible.
Aislamiento
Durante años, los materiales refractarios aislantes no se consideraron prioritarios, pero ahora las industrias que consumen mucha energía, como las plantas siderúrgicas, están centrando su atención en los materiales aislantes por el papel fundamental que pueden desempeñar en el ahorro de costes.
Una tendencia es el paso de los refractarios aislantes tradicionales a soluciones modernas, como los hormigones ultraligeros, para reducir la energía y recortar la disipación del calor fuera de los hornos. Esto ha tenido especial éxito a la hora de reducir la energía en las plantas siderúrgicas y cementeras.
Otra es el desarrollo de estudios térmicos personalizados con materiales aislantes a juego. Ofrecer productos a medida basados en el equipo, el proceso y los requisitos precisos del productor final aporta un valor inmenso cuando se trata de la reducción de energía en refractarios.
Hormigones
La producción de refractarios, especialmente con ladrillos, es un proceso de alto consumo energético que debe controlarse, o adaptarse, para reducir la cantidad de energía necesaria. Para depender menos del ladrillo, la industria está pasando a utilizar más hormigones monolíticos que reducen el consumo de energía tanto en los refractarios como en la producción final.
Dado que los ladrillos necesitan ser cocidos o templados y los hormigones solo necesitan ser mezclados, los hormigones demuestran tener unos resultados impresionantes, incluido el potencial de:
- Ahorra tiempo con una instalación más rápida
- Requiere menos energía en instalaciones y producción
- Ahorra costes con menos personal in situ y menos requisitos energéticos
- Tiene capacidades equivalentes y mejores prestaciones (en comparación con el ladrillo)
Además, muchos refractarios han dado prioridad al diseño de productos mejor conformados. Esto no solo aporta ventajas para los mercados finales, como intervenciones más rápidas y paradas de mantenimiento más cortas, sino también para el fabricante de refractarios.
Ladrillos en verde
En el caso de que la producción de ladrillos siga siendo necesaria, dar prioridad a los ladrillos en verde puede reducir la cantidad de energía necesaria. Los ladrillos en verde requieren menos tratamiento térmico y pueden templarse en lugar de cocerse, lo que reduce las temperaturas necesarias en el proceso.
Con los ladrillos en verde, los aditivos están cambiando el juego. Aditivos:
- Soportar el transporte de ladrillo en verde sin necesidad de cocción, reduciendo el templado desde >1200ºC hasta 200/300ºC;
- Ayudar a asegurar las propiedades y resistencia necesarias para el transporte e instalación; y
- Apoyar la creación de mejores materiales sin forma que sean más fáciles de instalar y utilizar.
En definitiva, los aditivos permiten reducir masivamente la energía necesaria para producir ladrillos en verde, sin tener que comprometer la densidad, la calidad o las capacidades.
Materiales de fácil instalación
Los errores más comunes en el uso de materiales monolíticos residen en el error humano. Consideremos los dos errores siguientes:- Mezcla en agua para aumentar la capacidad de flujo. A menudo, se añade un exceso de agua con la esperanza de conseguir una mejor fluidez durante la instalación de los hormigones in situ. Pero este enfoque no funciona. El agua es la energía número uno en los refractarios y añadir agua podría arruinar todo el proceso. El uso de fluidificantes, agentes dispersantes como aditivos, es una alternativa mejor.
- El uso de aditivos inadecuados para acelerar el proceso de fraguado. Muchos deciden utilizar aditivos para aumentar la velocidad de fraguado, pero no son conscientes de que el uso de un aditivo incorrecto puede tener efectos adversos, como que el proceso de fraguado se produzca demasiado rápido o que no se produzca en absoluto. La solución es confiar en un envasado de aditivos centrado en formulaciones “cerradas” y fáciles de trabajar para garantizar el mismo rendimiento, independientemente de las condiciones (humedad, temperatura ambiente, etc.). En definitiva, para evitar problemas de rendimiento, lo mejor es utilizar materiales fáciles de instalar y tener en cuenta el conjunto de la formulación desde el principio.
El futuro en la reducción de energía es el cambio a hidrógeno verde
Cuando hacemos el cambio al uso de hidrógeno verde, dependemos menos de las fuentes naturales de gas que son difíciles de obtener y reponer. Con la energía verde, podemos confiar en la energía generada por los parques eólicos y los paneles solares para producir hidrógeno. Este enfoque para crear hidrógeno es más sostenible y clave para los objetivos de cero emisiones netas establecidos en todo el mundo.Los desafíos
El hidrógeno tiene diferentes capacidades en la creación de calor que dificultan su transporte, almacenamiento y uso. Para hacer el cambio de gas a hidrógeno, la industria primero necesita un enfoque de implementación sólido, que considere superar los siguientes desafíos:Habrá que tener en cuenta cada uno de estos factores desde el principio para garantizar las fórmulas y enfoques adecuados.
Los cambios
Uno de los mayores cambios necesarios para pasar al hidrógeno ecológico es el precio. Hoy, el hidrógeno cuesta unos 4€/kg. Ese precio tiene que bajar a 1€/kg para ser competitivo y ventajoso.
Además, hay que remodelar todo el proceso y la tecnología, desde las instalaciones hasta el planteamiento y las fórmulas.
Aunque esto puede frenar a algunos, otros ya están avanzando hacia el uso de hidrógeno verde. Un ejemplo es ArcelorMittal, que está invirtiendo 1.000 millones de euros en España para sustituir su anticuado proceso de alto horno (BOF) por una acería DRI + EAF que funciona con hidrógeno como combustible principal. Cuando comience su producción en 2025, ArcelorMittal será una de las primeras plantas siderúrgicas a gran escala en lograr cero emisiones de carbono en el mundo.
Qué podemos esperar a continuación
A la hora de anticiparse a lo que vendrá con la crisis energética, cada región tiene planteamientos, prioridades y retos diferentes que repercutirán en su cambio hacia la reducción energética.APAC
La región de Asia-Pacífico es responsable del 52% de las emisiones mundiales y depende en gran medida del carbón como fuente de energía. Si nos fijamos específicamente en China, el centro neurálgico de la región en cuanto a fabricacion e innovación industrial, China es responsable de más del 20% de las emisiones anuales mundiales, y el carbón representa casi el 60% de la combinación energética (menos del 70% en 2010, pero sigue siendo el doble de la media mundial).
Pero ahora, con la caída de la demanda, el aumento de los costes de la energía y la promesa de 2050 de cero emisiones netas por parte de la mayoría de los países de Asia-Pacífico, la región se encuentra en una encrucijada: pasarse al gas o al hidrógeno verde.
Muchos creen que, aunque los objetivos de emisiones netas cero en Asia son agresivos y serán bastante costosos (se calcula que más de 100 billones), los beneficios merecerán la pena.
AMERICAS
En las Américas, las perspectivas son muy diferentes. Estados Unidos, por ejemplo, dispone de fuentes nacionales de gas y carbón, dependiendo mínimamente de Rusia.
Aunque ya hay indicios de que los precios subirán aún más debido a las caídas y picos del clima a lo largo del año. El mercado estadounidense de refractarios se estima en 1.600 millones de dólares, una cifra considerablemente inferior a la de China con un tamaño de mercado previsto de 17.200 millones de dólares para 2026. Debido a esto, y a los recursos energéticos nacionales, países como Estados Unidos no sufrirán un golpe tan duro.
Pero, como ocurre en otras partes del mundo, Estados Unidos aún tendrá que revisar sus planes energéticos para no depender excesivamente de las energías fósiles y cumplir su plan de energías limpias para 2035.
EMEA
Con la caída de la demanda, el aumento de la inflación y el actual conflicto con Rusia, Europa sufrirá un duro golpe en este tema; pero no durará para siempre. El Marco Energético y Climático de la Comisión Europea aumentará la eficiencia energética y las energías renovables de aquí a 2030, y el Energía y Pacto Verde convertirá a Europa en el primer continente climáticamente neutro de aquí a 2050.
El principal reto al que se enfrenta ahora la industria refractaria es mantenerse viva durante este tiempo. Muchas plantas están suscribiendo contratos de 10 años con precios de la energía más altos, sabiendo que es mejor conformarse con un aumento del precio de 70 a 120€/MWh (frente a una media de 15 a 30€/MWh) que arriesgarse a un aumento aún mayor de los costes. Los precios ya alcanzan los 150-300€/MWh.
Aunque el entorno actual es confuso y volátil, el future es brillante. Es una oportunidad para que la industria de EMEA desarrolle materiales de alto rendimiento con nuevos procesos.
Entrevista al experto
Cada región avanza a una velocidad diferente, con prioridades distintas; algunas se enfrentan a más obstáculos que otras. Pero a pesar de estos tiempos de incertidumbre, nuestros expertos siguen siendo optimistas. Sigue leyendo para conocer la opinión de Adrián García Alonso, Business Development Manager Material Technologies de IMCD.El aumento de los precios está empujando al sector hacia la energía verde. ¿Se preveía este cambio?
¿Cuáles son los mayores retos a la hora de pasarse a la energía verde?
Tres retos que me vienen inmediatamente a la mente son:
¿Cuál es la mayor oportunidad para el sector en la actualidad?
Una historia de éxito de reducción de energía