BRANDS' ECO ECP apresenta os desenvolvimentos e investimentos do sector da cristalaria

A inovação e a sustentabilidade encontram-se no coração da nova aposta da Crisal com o primeiro forno oxi-híbrido, desta dimensão, na Europa, dedicado à produção de vidro de mesa. Co-financiado pelo PRR e integrado na Agenda Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal (ECP), o equipamento tem capacidade para fundir 90 toneladas diárias e representa um passo decisivo na descarbonização de um setor tradicionalmente intensivo em energia.

Num momento em que a indústria se reinventa para responder às metas europeias de neutralidade carbónica, Carlos Viegas, Diretor Industrial da Crisal, explica como este projeto posiciona Portugal na vanguarda da inovação tecnológica e da transição energética na cristalaria.

O novo forno oxi-híbrido foi apresentado como um marco para a indústria da cristalaria. Pode explicar, de forma simples, o que o distingue dos equipamentos tradicionais e que papel poderá ter no futuro da produção de cristalaria?

No âmbito da agenda ECP – Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal, a Crisal instalou um forno oxi-híbrido com capacidade de fusão de 90 toneladas diárias de vidro. O nosso objetivo é otimizar e validar o seu desempenho para produzir vidro sodo-cálcico, cumprindo com todos os requisitos de qualidade, eficiência energética e redução de emissões de gases com efeito de estufa.

Este forno é o primeiro equipamento na Europa com esta tecnologia/dimensão na indústria de produção de vidro de mesa, sendo fundamental para validar a solução e os resultados que futuramente podem ser extensíveis a outras indústrias de vidro e ao segundo forno da Crisal que atinge o seu final de vida em 2028.

Nos fornos convencionais (regenerativos) as matérias-primas para a produção do vidro são fundidas a temperaturas próximas dos 1500 ºC, por queima de gás natural misturado com ar atmosférico pré-aquecido. Estes fornos geralmente têm níveis de eletrificação até de 15% (ou seja 85% da energia resulta ainda da queima de gás natural). São fornos pouco eficientes do ponto de vista energético e com elevados níveis de emissões resultantes da queima de combustíveis fósseis.

No forno oxi-híbrido a combustão resulta da queima da mistura de oxigénio puro e gás natural, reduzindo-se por isso as emissões de óxidos de azoto e melhorando substancialmente a eficiência energética.

Este forno foi desenhado e eletrificado de modo a poder chegar a consumos de 80% de energia elétrica (que substitui diretamente o consumo de gás natural) e serão futuramente consumidos gases renováveis como o hidrogénio verde e o biometano de modo a minimizar o consumo restante de gás natural.

Este é um forno oxi-híbrido, que combina energia elétrica e gás natural com oxigénio. Que avanços tecnológicos esta solução introduz e quais os principais ganhos em termos de eficiência, desempenho e redução de emissões de CO₂ e NOx? E que expectativas existem relativamente à utilização de hidrogénio?

Sendo uma nova tecnologia, este processo exigiu reformular toda a operação. Estamos, neste momento, a fazer testes com diferentes percentagens de energia elétrica, diferentes tiragens de vidro, a otimizar queimadores, parâmetros de trabalho, misturas de queima etc., de modo a obter dados confiáveis e validados. Assim, os dados até agora obtidos devem ser considerados resultados intercalares.

Esperamos melhorias de cerca de 20% na eficiência energética, mas este valor está muito dependente da tiragem do forno, pois esta diminui significativamente com a redução da tiragem, e a tiragem é uma consequência do peso dos artigos em produção e da ocupação da fábrica.

A redução de NOx (óxidos de azoto) é quase total, pois não é usado ar atmosférico na combustão, a redução de emissões de CO2 é proporcional à redução do consumo de gás natural, que pode chegar a 80%. Convém não esquecer que as emissões de CO2 do forno não são apenas resultantes da queima do gás natural, pois cerca de 16% resultam das matérias-primas carbonatadas usadas na produção do vidro. Outros gases e partículas terão que obedecer aos limites de emissão legalmente estabelecidos.

O forno foi desenvolvido para queima de misturas de H2 até 20% em volume, estando previstos testes de combustão que validem todos os parâmetros e requisitos. A disponibilidade de gases renováveis em Portugal tem sofrido atrasos, e o Hidrogénio, pelas quantidades necessárias à indústria de vidro exigirá sempre a produção in-situ ou o fornecimento por pipeline. A Crisal, como front mover, estabeleceu com a Rega Energy um contrato de longa duração que visa a entrega de H2 e O2 por pipeline, estando prevista a entrega da primeira molécula em 2027.

O H2 será para nós um complemento essencial à eletrificação, pois ambiciosas metas de descarbonização obrigam as empresas que operam no mercado ETS a reduzir em 90% as emissões líquidas de gases com efeito de estufa até 2040, em comparação com os níveis de 1990 e a atingir a neutralidade em 2050.

De referir ainda que a combinação de eletricidade, gás natural, hidrogénio e outros gases renováveis permite uma utilização mais flexível e racional destes vetores energéticos, tornando o processo de fusão do vidro mais eficiente e sustentável.

Este forno vai ser utilizado como plataforma experimental da Agenda Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal (ECP). Que tipos de ensaios e estudos serão realizados neste equipamento e, em paralelo, que mais-valias esperam que o setor português da cristalaria retire desta experiência de demonstração?

O novo forno oxi-híbrido da Crisal serve de plataforma para otimizar soluções inovadoras que poderão moldar o futuro da indústria da cristalaria nacional.

Como já referido, estão a ser realizados ou estão previstos testes em ambiente industrial com diferentes fontes de energia, incluindo o hidrogénio verde e biometano.

Os estudos vão permitir validar em condições reais, nomeadamente os efeitos da eletrificação e da combustão com gases renováveis, na qualidade do vidro, nos parâmetros de operação, eficiência energética, emissões, tempo de vida dos elétrodos e ajustes necessários, na flexibilidade da operação e nos custos. No final pretende-se fazer uma avaliação técnica e financeira da solução oxi-híbrida.

Com esta iniciativa, a Crisal assume um papel de liderança na inovação sustentável, acelerando a transição energética e reforçando a competitividade da cristalaria portuguesa, posicionando Portugal como referência europeia na produção de vidro com baixo impacto ambiental. Estão previstas e já foram implementadas ações de disseminação de conhecimento com a indústria Portuguesa de produção de vidro, que por isso poderão de forma mais fundamentada tomar as suas decisões futuras.

Que contributos de investigação e desenvolvimento o forno oxi-híbrido pode trazer para os objetivos de descarbonização e transição energética da indústria, em linha com a Agenda ECP e com as metas europeias de neutralidade carbónica?

Entre os principais contributos para a descarbonização destacam-se:

No âmbito de uma tese de doutoramento, será efetuado um estudo de análise de ciclo de vida (ACV), que visa comparar a tecnologia oxi-híbrida com a tecnologia regenerativa.

Os desenvolvimentos centram-se fundamentalmente na área dos sistemas de queima (queimadores) e na sua otimização para operarem em diferentes configurações e misturas.

Pretendemos demonstrar os resultados (com base científica) relacionados com a combustão elétrica, emissões, implicações na condução do forno e set-up de operação.

No campo da circularidade e simbioses industriais, a Crisal está a desenvolver um projeto para a produção de vidro com maior taxa de incorporação de casco e de outros subprodutos.

Que impacto poderá ter este trabalho na sustentabilidade do setor?

Esta iniciativa integra o Working Package 3 da agenda mobilizadora Ecocerâmica e Cristalaria de Portugal (ECP), e visa aumentar a incorporação de casco de vidro e outros subprodutos no processo de fabrico, contribuindo para uma produção mais sustentável e alinhada com o conceito de economia circular.

Ao reutilizar resíduos de vidro e outros resíduos internos (sistemas de despoeiramento e electrofiltro) pretendemos reduzir o consumo de matérias-primas virgens, diminuindo diretamente o consumo de gás natural e as emissões de CO₂.

Este WP, no âmbito da ECP, assenta na cooperação entre empresas da cristalaria e da cerâmica, agrega entidades do sistema científico-tecnológico e está a desenvolver trabalhos que consistem na caracterização, estudo e valorização de resíduos para utilização em novos produtos e/ou processos.

A Agenda ECP reúne empresas, centros tecnológicos e instituições académicas. Que importância tem esta rede de colaboração para o sucesso dos projetos e para a transferência de conhecimento entre indústria e investigação?

Uma das vantagens reconhecidas no modelo das agendas é o trabalho em parceria entre as empresas industriais, o centro tecnológico e as instituições académicas.

Esta colaboração permitiu acrescentar conhecimento aos projetos, acesso a meios laboratoriais e a recursos qualificados, criou um ambiente de proximidade e de interesse comum. A agregação das empresas em consórcio alavancou resultados, economias de escala e o desenvolvimento de recursos de acesso a todos os membros.

Esta rede promoveu a formação e a capacitação dos recursos humanos e o reforço da competitividade do setor.

Olhando para o futuro, que mudanças acredita que poderão ocorrer no setor da cristalaria nos próximos 20 anos graças a projetos como este? A cristalaria portuguesa pode afirmar-se como referência europeia em inovação e sustentabilidade?

Estes projetos devem ser vistos como uma etapa nos processos de descarbonização, digitalização, eficiência energética, economia circular e capacitação.

As metas são ambiciosas, e o sucesso nestas áreas dependem não só dos resultados alcançados, mas acima de tudo de fatores como:

• Valorização dos produtos sustentáveis pelo mercado, clientes e consumidores
• Disponibilização de gases renováveis a preços competitivos
• Capacidade de investimento futuro em tecnologias
• Estabilidade regulatória e apoios à transição energética
• Mecanismos de proteção à produção europeia face à concorrência a partir de geografias onde as obrigações ambientais, sociais e de governação são desvalorizadas
• Qualificação dos Recursos Humanos

As indústrias intensivas em energia e com níveis de emissão como a indústria de vidro têm um desafio que exige políticas de estado inteligentes, mecanismos de competitividade justa, tecnologias maduras, disponibilidade de vetores energéticos renováveis competitivos e estratégias que comportam elevados níveis de risco. E o maior risco é a indefinição que pode irremediavelmente deixar algumas empresas pelo caminho.

Como tem sido a experiência de trabalhar em consórcio, em conjunto com outras empresas, entidades do sistema científico e tecnológico, associações e fornecedores? Que vantagens identifica nesta colaboração para o sucesso dos projetos?

Trabalhar em consórcio tem permitido obter competências complementares, promover a partilha de conhecimento e reduzir os riscos associados às decisões. A interação com entidades do sistema científico e tecnológico tem facilitado a transferência de conhecimento para a prática industrial, o acesso a meios laboratoriais e outros recursos.

Consideramos que têm existido vantagens para ambas as partes, sendo importante o contacto das entidades do sistema científico e tecnológico com a realidade, especificidades e competências das empresas indústrias.

Agenda Verde para a Inovação Empresarial, financiada pelo PRR – Plano de Recuperação e Resiliência, no âmbito do Next Generation EU da União Europeia | Projeto nº 76