Logística de combustibles y energía

El Modelo CarbSteeler constituye un modelo matemático de optimización de costos para evaluar las distintas rutas de descarbonización del sector siderúrgico brasileño. Integra recursos y factores locales, abarcando tecnologías, procesos y aspectos económicos, como economías de escala y sinergias potenciales con otras industrias a través del intercambio de recursos en clústeres geográficos. Los principales recursos analizados incluyen biomasa, biocarbón, biometano, hidrógeno, gas natural, coque, electricidad, chatarra, mineral de hierro y agua. Los procesos contemplados en el modelo incluyen la producción de hidrógeno verde, biocarbón, arrabio, hierro briqueteado en caliente (HBI) y acero, tanto por Horno de Arco Eléctrico (HAE) como por Horno Básico de Oxígeno (HBO). El modelo opera bajo restricciones como balances de energía y masa entre procesos, requisitos regulatorios (incluida la certificación verde), volúmenes de producción anual de acero para simular escenarios actuales y futuros, y un presupuesto anual de emisiones. Estas restricciones garantizan que el modelo considere las realidades operativas y regulatorias. La función objetivo y las restricciones del modelo son flexibles, permitiendo, por ejemplo, maximizar la producción de acero de bajo carbono dentro de un presupuesto de emisiones establecido, o minimizar las emisiones para una demanda de producción de acero específica. Además, el modelo incluye costos de inversión y de Operación y Mantenimiento (O&M), ajustados según la escala.

El proyecto tiene como objetivo el desarrollo del MOCCA (Modelo de Optimización de Contratación de Carbón), un sistema que optimiza la estrategia de contratación y la programación del transporte de carbón mineral para centrales termoeléctricas. Las actividades del proyecto incluyen: (i) Formulación matemática del modelo de optimización de la adquisición de carbón; (ii) Especificación del sistema de optimización; (iii) Implementación del modelo de optimización; (iv) Implementación de las interfaces de gestión de datos; y (v) Implementación de modelos auxiliares para el análisis de resultados.

Este proyecto resultó en el desarrollo del software GNoMo, enfocado en el modelado y optimización de la operación de termoeléctricas integradas con terminales de regasificación. La operación gestiona la adquisición de Gas Natural Licuado (GNL) en un escenario complejo que involucra transporte marítimo, almacenamiento flotante (FSRU) e incertidumbres en el despacho energético. Para enfrentar desafíos como condiciones climáticas adversas, retrasos logísticos y volatilidad de precios, la herramienta utiliza técnicas avanzadas de optimización estocástica, minimizando costos operativos y mitigando riesgos de exposición financiera. Además de la operación diaria, el software habilita el análisis de inversiones, simulando escenarios de expansión como nuevas unidades de almacenamiento y la integración con la red de gas.