ems - energy management system - sistema de gestão de energia

Copyright © Siemens Ltda. 2014. Todos direitos reservados.

Click the style sheet to edit the subhead

Primetals Ltda. 2015. Todos direitos reservados.

Apresentação Técnica:

EMS – Energy Management System Melhor gestão e mais transparência para um melhor desempenho energético

Primetals – Creating the Future of Metals as One


Razões para uma gestão mais eficiente de energia

Latin America has low overcapacity

Obsolete capacities must be eliminated for market and environmental reasons

Europe, CIS countries , China and Japan have huge overcapacity issues that need to be solved

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Latin

AmericaRest of

the World

USA /

Canada

Europe CIS China

Japan

248

673

921

81

65

106

191

146

297

63

69

132

14

325

339

Capacity Overcapacity Consumption

15

124

139

15

7792

China manufactures in one month the annual production capacity of Latin America

Figures in million ton

Source: World Economic Forum

Competitiveness ranking – Brazil´s position

Source: IBGE; Ministry of Finance

Reducing “Brazil cost” to achieve global competitiveness

64

+31%

"Normal"

Production

Costs

Brazil cost

Advanced EconomiesBrazil

84

60

24

% of final selling price

Infrastructure bottleneck

Sobrecapacidade Global Baixa competitividade do Brasil

Escassez de Recursos e Mudanças Climáticas O Brasil tem a energia mais cara do mundo

Fonte: FIRJAN


Demandas do mercado e da sociedade para uma

gestão de energia eficiente

Gestão Sustentável de Energia

Imagem

Legal Custos

Forte pressão por redução de custos

Atendimento a requisitos Legais e Ambientais

Desenvolver uma imagem de empresa sustentável


O Passo a Passo para a melhoria do desempenho

energético e redução de custos

KP

I –

Sit

uação

Exis

ten

te

KP

I –

Ben

ch

mark

Reformas e upgrade de plantas

Recuperação de Energia

Automação e Otimização de Processos

Manutenção

Gestão e Planejamento

KP

I –

Targ

et

Sistema EMS Ações de Melhoria Continua

No

vo

Ta

rge

t

* KPI de Custo ou de Consumo de Energia

ISO 50001

Melhor Tecnologia Disponível


A norma ISO 50001 ligada ao EMS

Política Energética

Planejamento

Implementação

e Operação

Verificação

Não conformidades,

ações corretivas e

preventivas

Monitoramento

e Medição e

Análise

Auditoria

Interna

Análise Crítica

da Direção

Melhoria Continua

Padrão ISO 50001

Plan Do

Check Act

Planejar: Conduzir revisões energéticas e uma linha de

base para a definição de indicadores de performance,

objetivos, metas e planos de ação para alcançar os

resultados.

Executar: Executar planos de ação de gestão energética

Verificar: Monitorar e medir processes com suas principais

características para determinar a performance energética

de áreas, plantas e unidades em função da política

energética

Agir: Tomar ações de forma continua com o objetivo de

melhorar a performance energética de áreas, plantas e

unidades operacionais.

O escopo da ISO 50001 é o de permitir a implantação e o estabelecimento de uma sistemática de gestão de energia

para a melhoria contínua do desempenho energético nas organizações


Caminhos para reduzir custos de energia

Pre

ços d

e E

nerg

ia

Custos Totais

Redução do consumo de energia

Detecção de perdas ou reservas

Ações de melhoria

Contabilidade apurada dos custos

Criação de incentivos a economia

Otimização do Processo de Compra

Previsão do Consumo de Energia

Renegociação de Contratos

Priorizar a utilização da energia mais

barata

Consumo de Energia


Requisitos de uma solução de gestão de energia

Integração de dados de energia e

benchmarking entre diferentes áreas e

plantas.

Redução da entrada e coleta de dados

de forma manual.

Visualização online de Indicadores de

performance.

Totalização dos consumos de energia

por site incluindo processos auxiliares.

Acesso a relatórios de energia em tempo

real.

Integração da informação de processo

com os níveis de gestão (consumo de

energia).

Documentação para o atendimento de

requisitos legais.

Integração de dados entre diferentes

sistemas e etapas de processos.

Transparência em relação ao

consumo de todo tipo de energia,

eletricidade, vapor, água, gases...

Controle do consumo de energia.

Avaliação de dados históricos e dados

atuais para identificação de melhorias

de processos.

Previsão do consumo de energia em

meses, semanas, dias e horas.


Visão Funcional da Solução EMS

Aderente a norma ISO 50001

EMS - Energy Management System – Portal Corporativo

Nív

el d

e G

es

tão

Po

lítica

En

erg

étic

a

Planejamento e execução (Plan, Do)

Nív

el d

e

Op

era

çã

oN

íve

l d

e

Co

ntr

ole

Gestão de Alarmes

• Alarmes e mensagens

• Alarmes remotos (SMS)

Operação e Controle

• Coleta de dados centralizada

• Visualização de Planta (status de disjuntores)

• Arquivamento de dados

Gestão de Cargas

• Controle

• Desligamento de cargas

não essenciais

Outros equipamentos de

medição, gás, Vapor e água

Medidores de

Energia

HMI´s / Sistemas

de SupervisãoPLCs

Coleta móvel de

dadosDisjuntores

Planejamento e Projeção:

Projeção de consumo (baseado em

planos de produção)

Controle:

Indicadores de performance

Cálculo de Eficiência das Plantas

Benchmarking

Controle de Emissões

Monitoramento e Controle (Check)

Gestão de Projetos de Eficiência

Energética:

Identificação de Ações

Definição de Ações

Acompanhamento de Ações

Reporte a Alta Direção

Projetos de Eficiência (Act)

Me

lho

ria C

on

tínu

a (A

ct)

Análise Critica da Alta Direção

Execução:

Plano de adequação da produção

Contabilidade por centro de custo

Envio de dados ao ERP

Monitoramento:

Funções de visualização

Gráficos de tendência

Dashboards e Relatórios

*** Marca registrada Siemens AG

*** Simatic B.Data


Abrangência da Soluçao EMS

Coleta e Arquivamento de Dados de Energia

• Eletricidade

• Gas

• Vapor

• Água

• Ar comprimido

• ...

Formas de Energia Operação e Manutenção

Processo Produtivo Formas Energia

Plantas de Utilidades

Coke oven

gas

Sintering plant

Coke oven

Blast furnace

Hot

metal

Basic oxygenFurnace BOF

Molten

steel

Coke

Sinter

BFG LDG

Scrap Oxygen, etc.

Continuous Caster

Reheating furnace

Hotrolling

Hot rolled

products

Cold rolled

products

Coking

coal

Coldrolling Finishing

Hot stove

Ore

EAFAnnealing


Funções de Monitoramento Visualização de Fluxos de Energia

Diagrama típico de recuperação de energia e perdas em um forno de reaquecimento

Informação disponível no ambiente do escritório

Exemplo: Diagrama Sankey

Balanço de energia total ou

de uma etapa da cadeia

produtiva. A avaliação dos

fluxos de energia permite:

• Identificar grandes

consumidores

• Identificar potencias

economias

• Definir medidas de

redução de consumo

Loss Furnace 4,1%

Loss Cooling 6,1%

Loss Stack 21,4%

Fuel

85,3%

Reheating

Furnace

Net Energy Hot Steel 53,7%

Preheated Air 14,7%

Wastegas

36,1%

RECU


Funções de Monitoramento Ex: Fluxos de energia


Funções de Monitoramento Dados de Consumo X Produção


Funções de Controle Monitoramento das Emissões

Emissão =

consumo × fator de emissão × fator de oxidação

Combustível

Matéria Prima

Emissão

Produtos

Processo


Funções de Controle Alarmes via SMS e e-mail

Limites de consumo

Limites de emissões

Limites de custos


Funções de Controle Indicadores de custo e consumo de energia


Funções de Controle Benchmark, definição de metas e ações.

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

He

atin

g d

em

an

d [M

J/t

co

ke

]

Energy demand for coke battery heating

+16 %

+41 % +38 %

+81 %

+36 %


Funções de Controle

Benchmark, definição de metas e ações.

“Top performers”

Top performers

~3.5

~1.5

~14.8

~0.2

~0.1

~1.6

~0.3

~1.1

“Average performers”

Additional energy usagefor medium performers

~4.3

~1.7

~17.4

~0.3

~0.2

~2.1

~0.4

~1.4

“Low performers”Highest savings potential

Additional energy usagefor low performers

~7.7

~3.3

~22.2

~0.7

~0.3

~3.6

~0.6

~2.4

Typ

ical

en

ergy

in

ten

sity

(G

J/to

n o

f p

rod

uce

d m

ater

ial )

Sinter Plant

Iron making

(AF)

Steel making

(BOF)

Continous

Casting

Hot rolling

Coke making

Cold rolling

Finishing

lines

Source: SVAI, BCG


Funções de Controle Transparência contábil dos custos

Consumo na área de Convertedores

Consumo na área de Lingotamento Contínuo

Medidor 1

Medidor 2

75% 25%

Medidor 3

Area contábil (centro de custo), e. g. Aciaria

10% 90% 80% 20%

1….n Centros de custo

Não identificado Relatórios e envio de dados ao ERP

WTP

Configuração de rateios dos consumos não identificados baseados em: Número de funcionários m2 (área) Constantes Etc.


Funções de Planejamento

Previsão de Consumo de Energia

Real X Planejado

Evitar multas, planejar produção para evitar picos de demanda

Produzir com tarifas mais baratas Definir modelo de contratação


Maturidade de um sistema de Gestão de Energia

Criando

Transparência Quebra dos custos

Por unidades individuais

Otimização

De Processos

Maturidade do Sistema

de gestão

1 Instalação de Pontos de

Medição

Modelamento dos fluxos de

energia

Visualização de dados de

energia

Monitoramento e controle

2 3 4 + +

Alocação de custos

em centros de custo

Custo por unidade

produtiva

Consumo por

unidade produtiva

Consumo X

Produção

Identificação de

potenciais de

melhoria

Definição de KPI´s e

metas de redução de

custos e consumo

Implementação e

acompanhamento de

medidas para

aumento da eficiência

energética

Plano de demanda e

de compras

Plano de produção

considerando custo e

demanda de energia

Melhora contínua do

desempenho

energético

Melhora da

Competividade

Definição de Metas

estratégicas (política

energética)

Atendimento a ISO

50001

Imagem responsável

e sustentável

Fase 1 - Informação Fase 2 - Visibilidade Fase 3 - Controle Fase 4 – Excelência em

Gestão

Processo de Melhoria Contínua


Ganhos Potenciais Implantação de um sistema de gestão de energia

Disponibilidade de informação estratégica atualizada e dados históricos para apoio ao

processo de gestão de energia e tomada de decisões.

Permite o estabelecimento de uma sistemática de gestão com foco na melhoria

contínua da performance energética das plantas, áreas e processos produtivos.

Maior transparência dos custos, identificação das maiores áreas consumidoras e

potenciais para a redução de consumo.

Maior engajamento das equipes em função da maior transparência de informações.

Apoio a criação de uma cultura de eficiência energética.

Maior competitividade no mercado através da implementação de ações de melhoria da

performance energética.

Desenvolvimento de uma imagem sustentável e ambientalmente responsável perante

o mercado e a sociedade.

Permite a aplicação da Norma ISO 50001 e o atendimento dos seus requisitos, desta

forma complementando ou auxiliando no processo de certificação.


Ganhos Potenciais Financeiros

Economia de energia para uma planta integrada

Integrated Steel Plant – EMS estimated gains

Approximate cost per ton of steel R$ 1621,50

Energy cost per ton of steel (XX% energy / fuel) R$ 178,365

Energy saving / Energy cost per ton of steel 1%

1.000.000 tons / year – Annual saving R$ 1.783.650,00

5.000.000 tons / year – Annual saving

R$ 8.918.250,00

10.000.000 tons / year – Annual saving

R$ 17.836.500,00

Transparency

CreationCost breakdown

per individual units

Process

Optimization

Energy Management

Maturity

1 Installation of measuring

points

Energy fluxes modeling

Energy data visualization

Monitoring and controlling 2 3 4

++

Cost allocation in

proper cost centers

Costs per

productive unit

Consumption per

productive unit

Consumption X

Production

Improvement

measures

identification

KPI´s definition,

targets for cost and

consumption

reduction

Implementation and

monitoring of energy

efficiency measures

Energy demand plan

and energy purchase

Production plan based

on energy costs and

energy demand

forecast

Continuous

improvement of the

energy performance

Competitiveness

Strategic energy

targets

Sustainable and

responsible image

Phase 1 - Information Phase 2 - Visibility Phase 3 - Control Phase 4 – Management Excellence

Continuous Improvement

ROI depends on the energy transparency level Steel Industry energy savings since 1960

29.5

25

20

1960 1965 1970 1975 1980

26

24.524

15

22.522

20.5 20 19.5

~ -1,0%

1985 1990 1995 2000

30

Process

Technologies

Energy / Heat

Recovery

Process

Optimization

Process Optimization

by Information Technology

2005 to present

18.9

European

steel industry[GJ/t

crude steel]

Main issues:

Source: Worldsteel Association

Production Costs

Aguardo seu contato para

entendimento das

necessidades e avalição do

potencial de retorno do

sistema em sua planta


Obrigado!

Gabriel Lenna

[email protected]

031-997959775

+ =Siemens VAI Metals

Technologies

Mitsubishi-Hitachi Metals

Machinery (MHMM)

mailto:[email protected]