alto impatto ambientale) ed un’ingente richiesta di energia elettrica alla rete

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3. – Consumi energetici e prospettive future

Il processo di fabbricazione della carta necessita di ingenti quantità di energia sia elettrica, che termica; l’industria cartaria rientra, infatti, nella categoria delle produzioni “energy intensive” ed è soggetta alla Direttiva 2003/87/CE, comunemente chiamata “Direttiva Emissions Trading”.

In particolare, è il processo di asciugatura della carta quello che richiede il maggiore impiego energetico. Secondo dati statistici, la seccheria pluricilindrica può arrivare a consumare più del 50% dell’energia termica totale; è per questo motivo che si cerca di spingere il più possibile la disidratazione del foglio nella sezione presse della macchina continua: guadagnare un punto percentuale di secco all’ingresso in seccheria, equivale ad un incremento di circa il 5% della produzione (maggiore resistenza del foglio, maggiore velocità della macchina).

Nell’ottica del risparmio energetico va sottolineato il ruolo, sempre più preponderante, assunto dalla cogenerazione: produzione simultanea di energia elettrica e calore in un unico processo.

In passato, le cartiere erano dotate di caldaie che convertivano l’energia primaria (in particolare oli combustibili, di elevato valore termodinamico) nella sola energia termica (di scarso valore termodinamico) destinata al processo di asciugatura della carta; questo tipo di soluzione comportava notevoli consumi di combustibile (→ alto impatto ambientale) ed un’ingente richiesta di energia elettrica alla rete. Negli ultimi anni, l’impiego in cartiera di impianti cogenerativi ha permesso di sfruttare al meglio l’energia contenuta nelle fonti primarie (oli combustibili o gas naturali):

 una quota (30-35%) è convertita in energia elettrica → minore richiesta alla rete e minori costi

 una quota (50-55%) viene recuperata sotto forma di calore → produzione di una parte del vapore occorrente in seccheria, quindi risparmio di combustibile e minori emissioni inquinanti (in particolare CO2) in atmosfera (≈40% in meno)

L’efficienza della cogenerazione, data dalla somma delle efficienze delle energie utili prodotte, può raggiungere soglie del 90% (30-35% “elettrica” + 50-55% “termica”); per capire i vantaggi energetici offerti da un impianto cogenerativo rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia utile, si può far riferimento all’esempio seguente:

 impianto cogenerativo: per produrre 35 unità di energia elettrica e 50 unità di calore utile, consuma 100 unità di combustibile; 15 unità rappresentano le perdite ed il rendimento termodinamico complessivo ηt, dato dal rapporto tra l’energia utile prodotta (35 + 50) e l’energia del combustibile utilizzato(100), è dell’85%

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 centrale termoelettrica: per produrre 35 unità di energia elettrica, consuma 88 unità di combustibile; 53 unità rappresentano le perdite e, quindi, il rendimento termodinamico ηt, dato dal rapporto tra l’energia utile prodotta (35) e l’energia del combustibile utilizzato (88), è del 40%

 caldaia: per produrre 50 unità di calore utile, consuma 56 unità di combustibile; 6 unità rappresentano le perdite e, quindi, il rendimento termodinamico ηt, dato dal rapporto tra l’energia utile prodotta (50) e l’energia del combustibile utilizzato (56), è dell’80%

Nel caso di produzione separata delle stesse quantità di energia utile, occorrerebbero dunque 144 unità di combustibile (88 + 56): il risparmio di energia primaria ottenuto con impianto cogenerativo corrisponde a 44 unità di combustibile (144 – 100) è pari a circa il 30% (44:144 = x:100).

Figura 50 – “Esempio di cogenerazione e produzione separata”

La presenza in cartiera di impianti cogenerativi e, talvolta, di piccoli impianti a biomasse (che producono energia termica, quindi anche elettrica, sfruttando gli scarti della cellulosa), hanno permesso di ridurre di circa un terzo il consumo di fonti primarie e di rendere la cartiera parzialmente o del tutto autosufficiente dal punto di vista energetico: dagli anni ’70 ad oggi, il consumo di energia nell’industria cartaria è diminuito, mediamente in Europa, del 40%.

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57 La continua ricerca di soluzioni volte a ridurre i consumi (visti anche i costi attuali dei combustibili), a diminuire l’impatto ambientale (adeguamento alle recenti normative sulle emissioni in atmosfera) ed a migliorare il rendimento dell’impianto, ha fatto sì che negli ultimi decenni siano stati innumerevoli i tentativi di realizzare seccherie alternative al vapore: microonde, induzione, infrarossi (elettrici o a gas), impulsi… dimostratisi però validi solo per alcune specifiche funzioni del processo di asciugatura. Ad oggi, la mission delle aziende costruttrici è quella di migliorare queste nuove tecniche e di massimizzare le prestazioni degli impianti tradizionali di una seccheria pluricilindrica: sistemi vapore-condensa, cappe di aspirazione, sistemi di soffiaggio e stabilizzazione del foglio (blow-boxes), unità di controllo computerizzate per l’ottimizzazione dei cicli termici.

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