As baterias de chumbo puro são cada vez mais reconhecidas nos setores industrial e de serviços públicos por sua alta densidade de energia e longevidade. Além de suas proezas técnicas, essas soluções comprovadas de armazenamento de energia também se destacam por seus benefícios de ciclo de vida sustentável. Este guia eletrônico examina como as baterias de chumbo puro apoiam a sustentabilidade por meio de desempenho eficiente, manutenção mínima e reciclabilidade total. Ele também destaca como a adoção de baterias de chumbo puro ajuda as organizações industriais e de serviços públicos a otimizar as operações, otimizar custos e melhorar a reputação a caminho do zero líquido.
INTRODUÇÃO
As organizações industriais e de serviços públicos estão cada vez mais buscando implantar tecnologias e processos mais sustentáveis em suas operações. Vários fatores motivadores estão impulsionando essa transição. Sistemas e soluções mais ecológicos podem proporcionar economia de custos e custos reduzidos ao longo da vida útil – por exemplo, reduzindo as contas de energia e o consumo geral de recursos – ao mesmo tempo em que ajudam a garantir a conformidade regulatória e mitigar os riscos. Eles também podem desempenhar um papel significativo no aprimoramento da reputação e da marca em um momento em que as partes interessadas esperam cada vez mais que as empresas operem com mais responsabilidade.
As estatísticas contam a história dessa mudança para adotar processos e tecnologias mais limpas. Uma pesquisa recente da Deloitte revelou que 85% dos líderes empresariais disseram que aumentaram os investimentos em sustentabilidade em 2024 – acima dos 75% em 2023 – e metade começou a implementar soluções de tecnologia para ajudar a atingir as metas climáticas. Enquanto isso, dados da Associação Nacional de Fabricantes dos EUA descobriram que nove em cada dez membros concordaram que a sustentabilidade é uma prioridade e que o setor tem uma responsabilidade especial para com a sociedade na transição para uma economia futura baseada em metodologias mais circulares. As principais empresas europeias também estão comprometidas com uma mudança para operações mais sustentáveis, diz a Agência Europeia do Meio Ambiente, com pontuações médias ambientais, sociais e de governança subindo para 80,6 em 2024, refletindo um forte compromisso com o alinhamento com as metas climáticas.
A cena está montada, então. As organizações industriais e de serviços públicos querem e esperam adotar processos e tecnologias mais sustentáveis, e isso pode ser feito de várias maneiras. Muitas organizações estão cada vez mais procurando melhorar a eficiência das operações internas e estão investigando o uso de fontes de energia renováveis dentro das instalações para diminuir as emissões diretas e indiretas de gases de efeito estufa. No mesmo contexto, outras iniciativas visam reduzir o desperdício e aumentar a gestão responsável da água para proteger recursos naturais valiosos. Essas empresas desejam implantar produtos e sistemas bem projetados que façam uso eficaz de matérias-primas, tenham baixos requisitos de manutenção e possam ser reciclados no final da vida útil. Em suma, ao adotar tecnologias sustentáveis, as empresas industriais e de serviços públicos podem alcançar resiliência e competitividade de longo prazo, contribuindo positivamente para a gestão ambiental.
SUSTENTABILIDADE EM AÇÃO
Então, como é essa agenda de sustentabilidade dentro da EnerSys – um dos principais fornecedores mundiais de baterias industriais? Como a empresa está impulsionando a mudança em um nível de receita? Mais especificamente, como a EnerSys está impactando positivamente a maneira como o Chumbo Puro de Placa Fina (TPPL) é projetado, construído, operado e descartado no setor industrial e de serviços públicos?
Em toda a empresa, foram estabelecidas metas ESG que reforçam a EnerSys como líder setorial. Por exemplo, a empresa pretende reduzir a intensidade energética em 25% por kWh de armazenamento produzido até 2030 em relação a 2020. No final de 2023, houve uma redução de 13,3% desde o início da década. A EnerSys também tem a ambição de se tornar neutra em CO2 para emissões de Escopo 1 até 2040, e um progresso considerável já foi feito. As emissões são 25% menores em termos absolutos em comparação com 2019.
EM TODA A EMPRESA, FORAM ESTABELECIDAS METAS ESG QUE REFORÇAM A ENERSYS COMO LÍDER SETORIAL.
Essas conquistas notáveis são a soma de muitas partes. A EnerSys possui instalações de design e fabricação de baterias localizadas em todo o mundo, incluindo Europa e EUA. Em cada caso, há um esforço contínuo para reduzir o impacto ambiental dos processos de fabricação, ao mesmo tempo em que oferece vantagens de sustentabilidade em todos os ciclos de vida do produto por meio de menor manutenção e facilidade de reciclagem. Todas essas iniciativas visam ajudar as organizações industriais e de serviços públicos a atingir seus objetivos ambientais a caminho do zero líquido.
FABRICAÇÃO AMBIENTALMENTE CONSCIENTE
Vejamos o que isso significa em termos de exemplos práticos do mundo real. As baterias de chumbo puro representam uma tecnologia testada e confiável para sistemas de energia ininterruptos dentro de empresas industriais e de serviços públicos devido à sua alta densidade de energia e confiabilidade inerentes. Mas como eles podem ser feitos de maneira mais ambientalmente consciente? E como as vantagens de sustentabilidade podem ser obtidas no ponto de uso? O processo de fabricação é um excelente ponto de partida, com a localização da fábrica desempenhando um papel importante na história. Para a Europa e os EUA, as baterias EnerSys® TPPL são projetadas e construídas perto de seu ponto de uso, mantendo o transporte no mínimo.
Além disso, muitos países que abrigam instalações de produção da EnerSys, como França, Reino Unido e EUA, investiram quantias significativas em redes elétricas de baixo carbono em comparação com outras partes do mundo. A França, por exemplo – que abriga a unidade de produção de Arras, que emprega mais de 750 pessoas – se beneficia da eletricidade descarbonizada e tem as menores emissões per capita das principais economias devido ao papel da energia nuclear. De acordo com a Associação Nuclear Mundial, 70% da energia na França vem de energia nuclear quase zero carbono, enquanto a energia hidrelétrica, uma fonte de energia renovável livre de carbono, fornece 10% adicionais. Além disso, o Reino Unido e os EUA têm porcentagens relativamente altas de energia limpa em comparação com muitos outros países, o que impacta positivamente a pegada de carbono das baterias fabricadas nessas regiões.
As usinas individuais da EnerSys também investiram em projetos de energia renovável. Por exemplo, a instalação de Bellingham, Washington, nos EUA, usa energia limpa gerada por um painel solar de 32,4 kW. Desde sua instalação em 2015, gerou mais de 200.000 kWh, e a EnerSys está atualmente instalando um painel de 5,2 MW em sua sede global em Reading, Pensilvânia, EUA.
INVESTIMENTOS EM TECNOLOGIAS DE PRODUÇÃO
A eficiência energética é boa para o planeta e para os resultados. Dentro das fábricas, foram feitos investimentos para reduzir o impacto ambiental do processo de produção de baterias. Historicamente, as baterias de chumbo puro, incluindo TPPL, envolveram muitos processos práticos manuais, como preparação de pasta de chumbo, fabricação de grade de bateria, colagem e cura de placas e montagem de células. Na pós-produção, os funcionários também estariam envolvidos com controle de qualidade e inspeção, acabamento, rotulagem e embalagem. Atualmente, muitos dos processos manuais foram automatizados para obter melhor otimização de materiais, velocidades de produção mais altas, maior consistência do produto, redução de desperdício e qualidade aprimorada. Como exemplo, na fábrica da EnerSys em Springfield, MO, nos EUA, milhões de dólares foram investidos em uma linha de alta velocidade altamente automatizada e digitalizada para aumentar a produção e reduzir o consumo de energia. Estudos internos mostraram que reduzir a quantidade de interação humana no processo de fabricação – com menos atividade de manuseio manual na linha de produção – pode aumentar a eficiência, a qualidade e a precisão, reduzindo assim a necessidade de retrabalho. Essa transição para operações mais automatizadas libera a equipe para desempenhar funções de maior valor agregado, resultando em operações mais simplificadas e menores custos associados de resíduos e energia. De forma mais geral, a EnerSys continua a analisar como tecnologias avançadas, como veículos guiados automatizados, robótica, transportadores e sistemas de visão – muitas vezes sustentados por disciplinas em rápida evolução, como inteligência artificial e aprendizado de máquina – podem ser adotadas em ambientes de produção para reduzir o impacto ambiental de suas atividades de fabricação de baterias.
Outras iniciativas de produção também podem colher recompensas. O processo de fabricação de baterias de chumbo requer a fusão de chumbo em potes para fundição e produção em grade. Tradicionalmente, esse processo envolve o aquecimento de várias toneladas do metal com um grande queimador a gás. Esse processo não apenas produz emissões de gases de efeito estufa da combustão, mas também tem efeitos abaixo do ideal no equipamento. O aquecimento a gás é ineficiente, pois a aplicação direta de calor para derreter o chumbo pode causar estresse em panelas de aço e, em última análise, resultar em rachaduras ao longo do tempo. Um pote rachado pode levar a uma situação potencialmente perigosa para nossos trabalhadores e para o meio ambiente.
Com a segurança e a gestão ambiental em mente, a EnerSys decidiu se transformar em um processo mais seguro. A energia necessária para o aquecimento virá agora da eletricidade, que é cada vez mais produzida a partir de fontes renováveis. A eletrificação do processo de fusão reduz a pegada de carbono das baterias que estão sendo fabricadas. Juntamente com os esforços de eletrificação, a EnerSys busca continuamente refinar e melhorar outros aspectos do processo de fusão para reduzir ainda mais a pegada de carbono de suas baterias. Além disso, à medida que nossas redes de transmissão e distribuição elétrica se descarbonizam - e as baterias também desempenham um papel nisso - o processo se aproxima do carbono neutro, o que não seria possível com processos movidos a gás.
A EnerSys também adotou uma nova técnica de fabricação de baterias de chumbo em fábricas selecionadas nos EUA, França e Polônia, o que elimina ainda mais a necessidade de processos tradicionais de aquecimento, fusão e resfriamento de chumbo com uso intensivo de energia. O sistema de corte Sovema Cold Cube utiliza um processo a frio para aparar o chumbo diretamente do seu estado sólido em cubos com a espessura necessária. Ao substituir os processos convencionais de queima a gás, a EnerSys alcançou uma redução de aproximadamente 0,5 kg de CO2e por bateria produzida, o que equivale a uma redução de ~20% nas emissões de jogos de efeito estufa do Escopo 1 incorporados por bateria. O novo processo reduz significativamente a exposição dos funcionários ao chumbo no ambiente de trabalho, mitigando os riscos potenciais à saúde associados aos métodos tradicionais de fabricação.
Enquanto isso, a EnerSys economiza aproximadamente 495.000 galões de água por ano em cada local que usa o sistema de corte Cold Cube, eliminando a necessidade de resfriamento de água no processo de produção de cubos, contribuindo para os esforços de conservação de água. Ao eliminar a necessidade de ventilação de exaustão para remover os vapores de chumbo e o processo de recuperação de chumbo, as emissões ambientais de chumbo para a atmosfera foram reduzidas, enquanto os resíduos de chumbo diminuíram em dezenas de milhares de quilos por ano. O sistema de corte Cold Cube está sendo implementado em instalações adicionais de fabricação da EnerSys, estendendo seu impacto positivo além de sua implantação inicial.
Além disso, para produtos como baterias de chumbo puro, a EnerSys incute metodologias rigorosas de qualidade e rastreabilidade para garantir o uso otimizado de materiais. Cada chapa usada no processo de produção é pesada e carimbada com data para garantir a repetibilidade e consistência do processo, minimizando o desperdício. A EnerSys também está comprometida com padrões ambientais, como ISO 140001 para impulsionar a melhoria contínua em suas operações.
ESTUDO DE CASO: BATERIAS ENERSYS® FORNECEM BACKUP SUSTENTÁVEL PARA USINA DE ENERGIA KOSOVAR
As baterias de chumbo puro de placa fina da EnerSys® melhoraram a confiabilidade e a sustentabilidade da infraestrutura de energia da Kosovo Energy Corporation (KEK), fornecendo operações ininterruptas em caso de falha da rede.
As baterias existentes na usina KEK Termocentrali Kosova B (TCB) chegaram ao fim de sua vida útil e foram consideradas um risco para a confiabilidade da energia de backup. O operador da planta buscou uma solução com requisitos de manutenção mais baixos do que a instalação de bateria inundada existente. A solução foi integrar as baterias PowerSafe® SBS XL de 2 Volts, supervisionadas pelo distribuidor regional da EnerSys, EXBATT. As baterias oferecem desempenho superior e vida útil prolongada em comparação com as soluções convencionais existentes. É importante ressaltar que eles podem operar sem manutenção, reduzindo a carga de trabalho de manutenção e os custos associados à manutenção, proporcionando uma vantagem de sustentabilidade. As baterias foram instaladas em um novo sistema de estantes resistente a vibrações para operação de longa duração.
A SOLUÇÃO FOI INTEGRAR AS BATERIAS POWERSAFE® SBS XL DE 2 VOLTS, SUPERVISIONADAS PELO DISTRIBUIDOR REGIONAL DA ENERSYS, EXBATT. AS BATERIAS OFERECEM DESEMPENHO SUPERIOR E VIDA ÚTIL PROLONGADA EM COMPARAÇÃO COM AS SOLUÇÕES CONVENCIONAIS EXISTENTES.
As principais características técnicas incluíam operação em alta temperatura. As baterias PowerSafe® SBS XL têm tolerância robusta à temperatura, permitindo que operem com eficiência mesmo em temperaturas elevadas. Esse recurso garantiu que a sala de baterias do KEK, com temperaturas variando de 25 a 40 ° C (77 a 95 ° F), ainda pudesse se beneficiar do desempenho confiável da bateria até que um sistema de ar condicionado fosse ativado.
"Estou entusiasmado em destacar a colaboração excepcional de nossa equipe na transformação da infraestrutura de energia da KEK com a principal linha de baterias PowerSafe® SBS XL da EnerSys®", disse Blerim Blaku, diretor da EXBATT. "Juntos, alcançamos uma confiabilidade notável e ajudamos a garantir operações ininterruptas durante avarias técnicas no principal gerador de eletricidade do Kosovo. A dedicação e a experiência de nossa equipe, combinadas com excelentes soluções e suporte da EnerSys®, abriram o caminho para um futuro resiliente para a rede do Kosovo."
 |
REDUZINDO A MANUTENÇÃO NO LOCAL
Então, isso descreve alguns dos benefícios de sustentabilidade obtidos com o desenvolvimento de processos internos. No entanto, as vantagens ambientais das baterias de chumbo puro em aplicações industriais e de serviços públicos se estendem à operação, manutenção e fim de vida útil. Em termos de aplicações, as baterias de chumbo puro são usadas para vários casos de uso em tais ambientes, fornecendo backup confiável, apoiando a integração de energia renovável, alimentando equipamentos críticos e aumentando a resiliência geral. Eles são rotineiramente selecionados devido às suas capacidades técnicas inerentes, como longos ciclos de vida, alta densidade de energia, carregamento rápido e desempenho confiável em condições extremas. As baterias de chumbo puro também incentivam a adoção de sistemas e tecnologias mais eletrificados no local, em vez de, digamos, soluções movidas a diesel ou gás para veículos, equipamentos ou energia de reserva, que teriam emissões muito mais altas no ponto de uso.
No entanto, o benefício de sustentabilidade mais significativo é derivado de atividades de manutenção mais simplificadas, que são derivadas de características inerentes de projeto e fabricação. As baterias de chumbo puro usam materiais de alta qualidade, placas finas e técnicas avançadas de vedação, dando-lhes uma vida útil de até 15 a 20 anos. A gaseificação reduzida e a alta eficiência de recombinação nas baterias minimizam a perda de água, reduzindo a necessidade de reabastecer o eletrólito com água destilada. Além disso, as baterias de chumbo puro são mais resistentes à corrosão do que outras químicas de bateria. Além disso, o invólucro geral (recipiente e tampa) no qual cada bateria está alojada exibe robustez líder do setor. A capacidade desses gabinetes de lidar com choques e vibrações fortes suporta a longevidade no campo.
Esses fatores, em combinação, reduzem a necessidade de atividades regulares de manutenção e visitas associadas ao local. Requisitos de manutenção mais baixos de baterias com tecnologia TPPL, em comparação com os tipos de bateria tradicionais, traduzem-se em menos recursos consumidos e menos impacto ambiental ao longo da vida útil. Enquanto isso, as baterias de chumbo puro também são muito eficientes na carga flutuante devido à menor resistência interna. Operar com uma corrente de flutuação mais baixa do que as baterias de chumbo-ácido convencionais reduz o consumo de eletricidade, diminuindo assim as emissões de Escopo 2 de Efeito Estufa (da eletricidade) para o usuário final. Em última análise, as baterias de chumbo puro oferecem desempenho confiável e de baixa manutenção em ambientes industriais e de serviços públicos, reduzindo os custos do ciclo de vida e aprimorando as credenciais de sustentabilidade.
RECICLAGEM DE TODOS OS PRINCIPAIS COMPONENTES
Eventualmente, porém, todos os produtos de bateria chegam ao fim de sua vida útil. Há também uma história de sustentabilidade a ser contada, com a reciclagem e a reutilização entrando em jogo como parte da economia circular. Uma pesquisa do Battery Council International (BCI) mostra que os três componentes principais das baterias de chumbo (chumbo, plástico, ácido) são 100% recicláveis. Os lingotes de chumbo são usados para fabricar novas grades de bateria, enquanto o plástico é recuperado para fazer novas tampas e caixas. Enquanto isso, os eletrólitos também podem ser recuperados e reutilizados na fabricação de novas baterias. Em outros casos, compostos como o sulfato de sódio podem ser separados de eletrólitos usados e reciclados ou vendidos para uso na fabricação de têxteis, vidros e detergentes. De acordo com a BCI, esses processos criam as matérias-primas necessárias para novas baterias de chumbo convencionais, e uma nova bateria de chumbo convencional é formada por pelo menos 80% de material reciclado; de fato, os fabricantes convencionais de baterias de chumbo nos EUA obtêm 83% do chumbo necessário das instalações de reciclagem norte-americanas.
UMA PESQUISA DO BATTERY COUNCIL INTERNATIONAL (BCI) MOSTRA QUE OS TRÊS COMPONENTES PRINCIPAIS DAS BATERIAS DE CHUMBO (CHUMBO, PLÁSTICO E ÁCIDO) SÃO 100% RECICLÁVEIS.
Esse ciclo de vida bem estabelecido e fechado significa que as baterias de chumbo, que de acordo com a BCI são o produto de consumo mais reciclado nos EUA, são um componente extremamente vantajoso da transição para uma economia circular de baixo carbono. Olhando para o futuro com a maturidade de outros produtos químicos de bateria em mente, a EnerSys também está trabalhando em colaboração com associações comerciais e outras partes interessadas para instigar um processo de reciclagem semelhante para baterias de íons de lítio, que contêm metais como lítio, cobalto, níquel e cobre. Essa química traz diferentes desafios no final do ciclo de vida, e a EnerSys está ajudando a desenvolver novos processos e tecnologias para recuperar peças de baterias de íons de lítio que são menos impactantes ao meio ambiente, seja por meio de uma pegada de carbono menor ou produzindo menos produtos químicos sintéticos que podem causar danos ecológicos. Este trabalho contínuo continuará a alimentar a narrativa de sustentabilidade em torno de novos produtos de armazenamento de energia.
APOIANDO OS USUÁRIOS FINAIS A CAMINHO DO ZERO LÍQUIDO
É claro que as baterias de chumbo puro apresentam uma solução tecnológica atraente para organizações industriais e de serviços públicos que buscam aprimorar suas credenciais ambientais a caminho do zero líquido. As baterias de chumbo puro representam uma tecnologia testada e confiável para várias aplicações nesses ambientes devido à sua alta densidade de energia inerente, confiabilidade e outras características técnicas de desempenho. Mas eles também oferecem muitas vantagens de sustentabilidade – desde o ponto de projeto e fabricação até a operação, manutenção e fim da vida útil. A EnerSys fabrica baterias industriais há mais de cem anos, colocando-a na vanguarda das capacidades de fabricação e desenvolvimento de novos produtos. A empresa está comprometida em melhorar continuamente seus produtos e processos, com investimentos contínuos em iniciativas de sustentabilidade ao longo do ciclo de vida. Outras ferramentas, como calculadoras de carbono online, apoiam esses avanços, ajudando os clientes a fazer escolhas de produtos mais informadas. Em última análise, trata-se de garantir que as baterias de chumbo puro continuem a fornecer armazenamento de energia estável e confiável, contribuindo para as redes de energia mais limpas e distribuídas de amanhã.
