36 Tecnologie emergenti per l'efficienza energetica e la riduzione delle emissioni di gas serra nell'industria della pasta di legno e della carta

L'industria della cellulosa e della carta rappresenta circa il 5% del consumo finale di energia industriale totale e il 2% delle emissioni dirette di biossido di carbonio (CO2) del settore industriale in tutto il mondo (IEA 2011). (Nota: le emissioni dirette di CO2 sono emissioni derivanti dall'uso di combustibili fossili e dalle reazioni chimiche prodotte in loco e non includono le emissioni associate all'acquisto di vapore ed elettricità). La domanda e la produzione mondiale di carta e cartone stanno aumentando; si prevede che la produzione annuale cresca da circa 365 milioni di tonnellate (Mt) nel 2006 a un valore compreso tra 700 Mt (stima bassa) e 900 Mt (stima alta) nel 2050. La maggior parte di questa crescita avverrà in Cina, in India e in altri paesi in via di sviluppo (vedere la figura qui sotto). Questo aumento significativo nella produzione di carta causerà un aumento significativo corrispondente nel consumo assoluto di energia e nelle emissioni di gas serra (GHG) dell'industria della cellulosa e della carta.

Nota: OCSE è l'acronimo di Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico

Figura 1. Produzione mondiale annuale di carta e cartone (IEA 2009)

Gli studi hanno documentato il potenziale di risparmio energetico attraverso l'implementazione di tecnologie e misure di efficienza energetica disponibili in commercio nell'industria della cellulosa e della carta in tutto il mondo. Tuttavia, oggi, dato il previsto aumento continuo della produzione assoluta di carta, le riduzioni future (ad esempio, entro il 2030 o il 2050) nell'uso assoluto di energia e nelle emissioni di CO2 richiederanno ulteriori innovazioni in questo settore. Le innovazioni includeranno probabilmente lo sviluppo di diversi processi e materiali per la produzione della carta o di tecnologie in grado di catturare e immagazzinare economicamente le emissioni di CO2 dell'industria. Lo sviluppo di queste tecnologie emergenti e la loro diffusione sul mercato saranno un fattore chiave nelle strategie di mitigazione del cambiamento climatico a medio e lungo termine dell'industria della cellulosa e della carta.

Molti studi da tutto il mondo hanno identificato tecnologie di efficienza energetica settoriali e trasversali per l'industria della pasta di cellulosa e della carta che sono già state commercializzate (vedi figura sotto). Tuttavia, le informazioni sono scarse e sparse per quanto riguarda le tecnologie emergenti o avanzate di efficienza energetica e a basso contenuto di carbonio per l'industria della cellulosa e della carta che non sono ancora state commercializzate.

Figura: Tecnologie e misure di efficienza energetica commercializzate per l'industria della cellulosa e della carta (Fonte: IIP, 2012)

I miei colleghi del Lawrence Berkeley National Laboratory e io abbiamo scritto un rapporto che ha consolidato le informazioni disponibili sulle tecnologie emergenti per l'industria della cellulosa e della carta con l'obiettivo di dare a ingegneri, ricercatori, investitori, aziende cartarie, politici e altre parti interessate un facile accesso a un database ben strutturato di informazioni su questo argomento.

Le informazioni sulle 36 tecnologie emergenti per l'industria della cellulosa e della carta sono state trattate nel rapporto e sono state presentate utilizzando una struttura standard per ogni tecnologia. La tabella seguente mostra l'elenco delle tecnologie coperte.

Tabella. Tecnologie emergenti di efficienza energetica e di riduzione delle emissioni di CO2 per l'industria della cellulosa e della carta (Kong e Hasanbeigi, et al. 2013 e 2015)

L'abbandono dei processi e dei prodotti convenzionali richiederà una serie di sviluppi, tra cui: educazione dei produttori e dei consumatori; nuovi standard; ricerca e sviluppo aggressivi per affrontare i problemi e le barriere che le tecnologie emergenti incontrano; sostegno e finanziamento del governo per lo sviluppo e la diffusione delle tecnologie emergenti; regole per affrontare le questioni di proprietà intellettuale relative alla diffusione delle nuove tecnologie; e incentivi finanziari (ad esempio attraverso meccanismi di scambio di carbonio) per rendere le tecnologie emergenti a basse emissioni di carbonio, che potrebbero avere un costo iniziale maggiore, competitive con i processi e i prodotti convenzionali.

Il nostro rapporto è pubblicato sul sito web di LBNL e può essere scaricato da questolink. Non esitate a contattarmi se avete qualche domanda.

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Alcune delle nostre pubblicazioni correlate sono:

1. Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn, Huanbin Liu (2015). Potenziali di conservazione dell'energia e di mitigazione della CO2 nell'industria cinese della cellulosa e della carta. Resource Conservation and Recycling (Accepted- In Press. Disponibile online il 29 maggio 2015).
2. Kong, Lingbo; Price, Lynn; Hasanbeigi, Ali; Liu, Huanbin; Li, Jigeng. (2013) Potenziale di riduzione del consumo energetico delle cartiere e delle emissioni di anidride carbonica attraverso audit energetici a livello di impianto: Un caso di studio in Cina. Energia applicata, Volume 102, Febbraio 2013, Pagine 1334-1342
3. Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn, Huanbin Liu (2013). Analisi delle opportunità di efficienza energetica per l'industria della cellulosa e della carta in Cina. Berkeley, CA: Lawrence Berkeley National Laboratory. LBNL-6107E

Riferimenti:

• Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn (2015). Valutazione delle tecnologie emergenti di efficienza energetica per l'industria della cellulosa e della carta: Una revisione tecnica. Journal of Cleaner Production. Volume 122, 20 maggio 2016, Pagine 5-28
• Kong, Lingbo; Hasanbeigi, Ali; Price, Lynn (2013). Tecnologie emergenti di efficienza energetica e mitigazione dei gas serra per l'industria della pasta di legno e della carta. Berkeley, CA: Lawrence Berkeley National Laboratory. LBNL-5956E.
• Istituto per la produttività industriale, 2012. Tecnologie per l'efficienza energetica della pasta di legno e della carta.
• Agenzia internazionale dell'energia (AIE). 2011. Transizione energetica per l'industria: India e il contesto globale. Parigi, Francia.
• Agenzia Internazionale dell'Energia (AIE). 2009. Transizioni tecnologiche energetiche per l'industria - Strategie per la prossima rivoluzione industriale. Parigi, Francia.

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