Daniel Burton, Business Development Manager and electrification expert, KanthalÀ medida que a demanda por veículos elétricos (EVs) continua a crescer rapidamente, o mesmo acontece com a necessidade global de baterias de íons de lítio. No entanto, para que a tecnologia de baterias faça realmente parte de um futuro livre de combustíveis fósseis, os fabricantes também devem examinar o impacto climático de suas próprias operações.

Ao substituir o aquecimento a gás por aquecimento elétrico no processo de calcinação com ácido sulfúrico, os produtores de lítio podem obter ganhos significativos de custo, eficiência e meio ambiente. Mas e sobre os possíveis imprevistos prejudiciais? Perguntamos a dois especialistas da Kanthal, Sachin Pimpalnerkar, gerente de segmento global de energias renováveis, e ao especialista em eletrificação Daniel Burton, suas opiniões sobre como colher os frutos – e superar os obstáculos – de fazer a mudança.

OS BENEFÍCIOS

O aquecimento elétrico é uma tecnologia comprovada. De acordo com Daniel Burton, há um equívoco geral de que o aquecimento elétrico é uma tecnologia não comprovada.

"É importante lembrar que não estamos mudando o processo real, apenas a forma como o aquecimento é introduzido", diz ele. "Fazemos isso usando nossos elementos de aquecimento padrão que já estão sendo usados na indústria de íons de lítio e para os quais temos extensas referências".

Eficiência térmica

O aquecimento elétrico oferece benefícios de eficiência significativos em comparação com o aquecimento a gás. O primeiro é na forma de eficiência térmica.

"Ao aquecer com gás, perde-se muito ar quente pelo escape - e a perda de aquecimento representa ineficiência", diz Burton, acrescentando que uma das principais coisas que tornam os sistemas de aquecimento elétrico consideravelmente mais eficientes é que eles não sofrem perda de aquecimento pelos gases de escape.

Economia

Sachin Sachin Pimpalnerkar, Global Segment Manager for Renewables, KanthalA eficiência térmica amplamente aprimorada se traduz diretamente em maior economia, pois menos energia é usada.

Além disso, como explica Sachin Pimpalnerkar, o processo de calcinação com ácido sulfúrico requer mais equipamentos quando são usados aquecedores a gás.

"Esse processo tradicionalmente envolve muitos trabalhos complexos de dutos, queimadores, controles de fluxos, amortecedores e ventiladores", diz ele. "O aquecimento elétrico é mais barato, mais simples e mais fácil de manter, pois você não precisa de todos os equipamentos adicionais."

O aquecimento elétrico também é mais barato quando se trata de horas-homem, pois não requer supervisão constante e pode até ser operado remotamente.

Desempenho ambiental

O aquecimento elétrico não contamina o ambiente de trabalho com CO2, NOx, CO, SOx ou poluição sonora, independentemente da fonte de energia. Enquanto isso, quando alimentado por energia renovável, todo o processo também libera zero emissões no meio ambiente.

Isso é especialmente relevante para o mercado de veículos elétricos em rápido crescimento.

Se o processo de calcinação não usa combustíveis fósseis, isso reduz significativamente a pegada de carbono da bateria

"Os céticos gostam de questionar até que ponto um EV realmente é sustentável, argumentando que a produção de baterias de íons de lítio emite muito carbono”, diz Burton. "No entanto, se o processo de calcinação não usa combustíveis fósseis, isso reduz significativamente a pegada de carbono da bateria."

Eficiência de produção

Como o aquecimento elétrico é um processo de aquecimento mais controlado, as temperaturas e as zonas de aquecimento podem ser ajustadas com precisão, levando a uma melhor qualidade.

"O aquecimento elétrico permite um excelente controle de temperatura, o que influencia o rendimento e a qualidade da produção", diz Pimpalnerkar. "Menos rejeições se traduzem diretamente em maior eficiência de produção."

Instalação e manutenção

O aquecimento elétrico é mais fácil de instalar. Você só precisa de eletricidade, o que todas as instalações possuem, mesmo aquelas que nem sempre têm acesso a gás.

"A eliminação do complexo trabalho de dutos e equipamentos ao redor facilita a instalação", diz Pimpalnerkar.

"Além disso, quanto menos equipamentos você tiver, menos haverá para manter", ele adiciona. "Neste caso, você simplesmente coloca elementos de aquecimento elétrico em um forno e o liga."

Enquanto os queimadores a gás requerem recalibração regular, o sistema elétrico faz isso automaticamente, reduzindo ainda mais as necessidades de manutenção.

POSSÍVEIS IMPREVISTOS PREJUDICIAIS

Se você trabalha com aquecimento a gás há muitos anos, pode estar apreensivo em mudar para o elétrico. No entanto, Pimpalnerkar e Burton acreditam que essas preocupações são, em grande parte, infundadas, pois a eletricidade torna as operações mais fáceis, seguras e, a longo prazo, mais lucrativas.

Layout de fábrica

Um sistema de aquecimento elétrico pode ser colocado em qualquer lugar onde você usaria um queimador a gás.

"Você pode usar o mesmo forno: basta retirar os queimadores a gás e equipamentos relacionados e instalar o sistema de aquecimento elétrico", diz Burton.

"Você talvez precise investir na fonte de alimentação de entrada", reconhece. "Mas a necessidade de capacidade pode ser menor do que o previsto devido à eficiência térmica aprimorada."

Instalação

O aquecimento elétrico é tão fácil – ou mais fácil – de instalar do que o gás.

"A configuração é muito mais fácil: basta ligar a fonte de alimentação e os controles cuidam das próximas etapas", diz Pimpalnerkar. "Você não precisa de linhas de gás ou ventilação de exaustão."

O mesmo vale para a manutenção, que é quase inexistente.

"Os elementos de aquecimento precisam ser substituídos a cada poucos anos, algo que pode ser feito facilmente por um eletricista no local", acrescenta.

Acesso à eletricidade sustentável

É desnecessário dizer que a mudança para a eletricidade faz mais sentido em países como o Canadá e os países nórdicos, onde há acesso imediato a eletricidade renovável acessível. No entanto, o acesso está se expandindo em outros lugares, inclusive na Alemanha, onde estão sendo estabelecidos polos de eletricidade sustentável para apoiar projetos desse tipo.

Como Daniel Burton aponta, vale a pena considerar fazer a troca mesmo em mercados onde o acesso à energia sustentável ainda não é tão difundido, especialmente porque muitos estarão expandindo o acesso às energias renováveis nos próximos anos.

"Dada a atual situação política, o gás tornou-se muito volátil, tanto em termos de custo quanto de oferta, e muitas empresas estão procurando ser menos dependentes dele", diz ele.

Custos em comparação com o gás

Embora o custo da eletricidade possa variar de um país para outro, Burton acredita que estamos testemunhando uma mudança global em favor da eletricidade.

"Isso se tornará mais aparente à medida que mais energias renováveis decolarem", diz ele. "Enquanto o custo de todos os tipos de energia subiu, o gás aumentou mais."

Custos de investimento e ROI

Ao mudar de gás para elétrico, o retorno do investimento (ROI) depende do custo da eletricidade versus gás e da localização da fábrica. Por exemplo, em países com altas multas em relação a emissões de CO2, a mudança para a produção neutra em carbono está se tornando cada vez mais fundamental.

Embora a adaptação de um sistema existente possa ser bastante cara no início, explica Burton, o retorno na maioria dos casos deve ser bastante rápido.

"Para qualquer cliente interessado em uma conversão gás-elétrica, podemos avaliar o tempo de retorno e ajudar no cálculo do ROI", diz ele.

Treinamento e conhecimento de produção

Para os operadores de fábrica, a mudança do gás para o elétrico não tem impacto negativo.

"Uma vez instalado e funcionando, o forno elétrico funciona da mesma forma que um forno a gás", diz Pimpalnerkar. "A interface é quase exatamente a mesma e não há mudança nos métodos de produção. A única diferença importante que os operadores notarão é esta: sem gás nocivo, sem ruído e sem preocupações de segurança sobre a presença de gás no chão de fábrica."