Entrada de energia eficiente de fontes renováveis e gestão de energia nas indústrias de processo (IA) (Parcerias Processes4Planet e Materiais Avançados Inovadores para a UE)

Resultado Esperado:

• Uma descarbonização significativa dos processos (medida pela redução das emissões de GEE do sistema global) com ampla aplicabilidade e viabilidade econômica.
• Facilitação da transição de insumos energéticos baseados em combustíveis fósseis para:
  • demandas de energia térmica de baixa/média temperatura, introduzindo alternativas baseadas em energias renováveis e aprimoramento do calor.
  • Processos de alta temperatura, por meio de tecnologias inovadoras para processos eletrificados e híbridos de alta temperatura, armazenamento de energia de alta temperatura.
• O uso de energia limpa é impulsionado por materiais avançados inovadores, conceitos de sistema e tecnologias para integração e armazenamento de energia, apoiando a resiliência contra variações no fornecimento de energia.
• Combinação de economias significativas de energia e gestão integrada de sistemas de energia e processos de produção.

Escopo:

A maioria dos processos nas indústrias de processo requer entradas significativas de energia que atualmente levam a substanciais emissões de CO2 pelas indústrias de processo. A redução da pegada de CO2 pode ser alcançada por várias medidas, por exemplo, eletrificação ou uso de outras fontes renováveis de energia, redução da demanda de energia, aumento da eficiência energética e integração de energia. Este tópico visa levar a passos significativos na redução da pegada de CO2 por inovações tecnológicas, em pelo menos 20%.

Um problema chave no uso de fontes de energia renováveis é sua flutuação ao longo do tempo. Os projetos devem levar isso em consideração e desenvolver soluções que visem a eficiência energética e incluam novas tecnologias de armazenamento relevantes para as indústrias de processo. A gestão pura da demanda por meio de cronogramas de produção adaptados ao fornecimento de eletricidade de fontes renováveis não está no escopo da chamada.

Em situações onde a eletrificação total não é viável ou competitiva em um futuro próximo, soluções híbridas sustentáveis desempenham um papel crucial. Essas soluções aumentam a flexibilidade, permitindo que as indústrias gerenciem a variabilidade na disponibilidade de eletricidade renovável acessível, que deve flutuar significativamente no médio prazo. Por exemplo, processos de pré-aquecimento podem utilizar fontes de energia livres de fósseis, como calor solar, calor geotérmico, bombas de calor, aquecimento resistivo ou por indução e caldeiras elétricas. Esta fase inicial pode ser seguida por aquecimento adicional usando métodos baseados em combustíveis fósseis inicialmente, e posteriormente transicionando para processos de combustão baseados em energias renováveis para atingir as temperaturas de processo necessárias.

Para aumentar a resiliência, a captura, armazenamento e gerenciamento dos fluxos de energia devem ser adaptados às necessidades da indústria de processo. Isso pode incluir pesquisa e inovação em materiais avançados inovadores seguros e sustentáveis para armazenamento de energia (latente ou sensível), por exemplo, materiais de mudança de fase e armazenamento de calor via transportadores de energia química além dos E-combustíveis.

As propostas sob este tópico devem abordar vários dos seguintes:

• Avanços no uso de energia de fontes renováveis em processos de produção com melhor eficiência energética.
• Sistemas de energia integrados com novos elementos de armazenamento para permitir uma operação suave das plantas, apesar das variações na disponibilidade de energia de fontes renováveis.
• Soluções para entradas de energia de baixa/média temperatura (100 - 500 °C) em indústrias intensivas em energia, incluindo soluções híbridas e uma redução progressiva do uso de transportadores de energia fósseis.
• Soluções para entradas de energia de alta temperatura (> 500 °C) em indústrias intensivas em energia, incluindo processos acionados por eletricidade de alta temperatura e armazenamento de energia de alta temperatura.
• Aplicação de materiais isolantes de alto desempenho e novos materiais avançados inovadores que podem melhorar a captura, armazenamento e recuperação de calor, particularmente para aplicações escaláveis de alta temperatura. Tais materiais devem mi…