Desafíos Energéticos para SQM

Mauricio Olivares

Gerente Técnico y Proyectos SQM NY

Noviembre 2016

2

Introducción

• SQM es una empresa minera no-metálica con operaciones en las regiones de Antofagasta y Tarapacá, para la producción de diversos productos de yodo, nitratos, litio y potasio.

• Ventas ~ 1700 millones US$/año

• Empleo > 9.000 personas (4700 dotación propia y 4500 contratistas)

• Utiliza ~ 86 millones GJ de energía en sus

procesos, siendo el 92,9 % energía solar.

3

Consumo de Energía en SQM

• SQM utiliza energía solar en sistemas de pozas para procesos de concentración de salmueras y precipitación fraccionada de minerales, lo que reemplaza el uso de evaporadores convencionales. Son 40,4 millones de m2 de área de pozas en Salar de Atacama, Nueva Victoria y Coya Sur.

• La energía eléctrica proviene del SING, y abastece las plantas de proceso y sistemas de impulsión de agua y soluciones.

• Para proveer calor a los procesos, se utilizan principalmente combustibles fósiles, y estamos estudiando opciones que permitan cambiar a energía renovable no convencional.

4

Uso de Energía Solar Salar de Atacama – Potasio y Litio

• Las salmueras extraídas del salar de atacama pasan por un sistema de cristalización fraccionada en pozas de evaporación solar para producir sales de KCl, K2SO4 y soluciones de litio.

5

Uso de Energía Solar Nueva Victoria – Sales de Nitrato y Yodo

• Las salmueras que resultan luego de la extracción de yodo en lixiviación de pilas son enviadas al sistema de pozas de evaporación solar.

• En las pozas se realiza un sistema de cristalización fraccionada por evaporación que permite obtener sales de nitrato de alta ley (60%).

• Estas sales son materia prima para producción de KNO3 en Coya Sur.

6

Uso de Energía Solar Coya Sur – Producción de KNO3

• En Coya Sur se concentra la producción de nitrato de potasio de SQM.

• La recuperación de efluentes y soluciones débiles se realiza en pozas de evaporación solar .

• El uso de estas pozas permite reducir en 80% en consumo de energía recuperando soluciones del proceso y permitiendo un sistema productivo de cero efluentes líquidos.

7

Uso de Energía Solar Desafío energético y de recuperación de agua

• El uso de pozas de evaporación solar es un sistema de proceso muy eficiente del punto de vista energético, sin embargo, no permite la recuperación del agua que es evaporada.

• SQM evalúa permanentemente tecnología que permita aumentar la recuperación de agua en sus procesos.

• Actualmente se esta evaluando el uso de sistemas de osmosis reversa, destilación por membranas y polímeros de grafeno en la recuperación de agua desde salmueras.

• SQM ya lleva dos años evaluando el uso de energía solar para calentamiento de soluciones.

• Adicionalmente estamos estudiando la opción de integración de energía con plantas CSP a los procesos de SQM.

Integración con Planta Termo-Solar CSP

9

Producción Termo-Solar CSP Antecedentes

• Chile tiene una de las mejores condiciones mundiales para el uso de energía solar en plantas termo-solares o fotovoltaicas.

• Hacia el 2030 se espera que el costo de estas tecnologías sea menor que el uso de combustibles fósiles sin incentivos , ni subsidios.

10

Producción Termo-Solar CSP Antecedentes

• Sales Fundidas (o fluido térmico) circula por campo solar , y se almacena energía para alimentar en forma controlada generadores de vapor para ciclo Rankine de generación eléctrica.

• Aproximadamente un 20-25% de la energía incidente es llevada energía eléctrica.

11

Producción Termo-Solar CSP Oportunidades Integración 1 – Calor Residual

• En un ciclo de Rankine tradicional, por cada MW eléctrico generado se deben liberar en el sistema de condensación 0,5-0,8 MW térmicos de calor de rechazo a baja temperatura.

• La presencia de un proceso industrial cercano permite hacer uso parcial de esta energía en forma directa o utilizando un fluido secundario de transporte.

12

Producción Termo-Solar CSP Oportunidades Integración 2 – Calor Excedente

• La capacidad de generación de turbinas de debe optimizar de acuerdo al tamaño del campo solar, la radiación incidente y la capacidad de transporte de energía.

• Sin embargo, durante algunos días o meses el campo solar recibe más energía que la que pueden utilizar los generadores y se debe desenfocar espejos.

• La oportunidad es entonces utilizar este calor en un proceso secundario.

Capacidad Diseño

13

Producción Termo-Solar CSP Oportunidades Integración 2 – Calor Excedente

• Se puede considerar la instalación de un sistema secundario de calentamiento que utiliza el excedente de calor.

• Esto es también una oportunidad de diseñar una planta de producción dual de energía.

14

Producción Termo-Solar CSP Evaluación de Oportunidades

• El perfil de demanda térmica del proceso industrial asociado identifica la oportunidad disponible de uso de energía en función de la temperatura del fluido de calentamiento que se puede utilizar.

• Con esta información se deben definir los escenarios de integración y/o oportunidades de negocio.

15

Desafíos y Oportunidades Energéticas

• SQM evalúa permanentemente tecnología que permita aumentar la eficiencia energética y la recuperación de agua en sus instalaciones, considerando mejoras operacionales de lo existente como introducción de nueva tecnología.

• Los desarrollos en ERNC van progresando día a día, mejorando su factibilidad técnica -> evaluamos alternativas permanentemente.

• Vemos una oportunidad en la integración de energía con plantas CSP; permitiría utilizar energía solar en reemplazo de combustibles fósiles en las plantas de procesamiento.

• Buscamos en el largo plazo un sistema productivo no solo más eficiente, sino que más sustentable.