Efficienza energetica nelle cartiere

Negli ultimi anni, la sostenibilità è diventata una priorità per l’industria cartaria, un settore caratterizzato da un elevato consumo energetico. La produzione della carta richiede grandi quantità di calore ed elettricità, con costi elevati e un impatto ambientale significativo dovuto alle emissioni di anidride carbonica.

Ma cosa succederebbe se parte di questa energia dispersa potesse essere recuperata e riutilizzata, riducendo la dipendenza dal gas naturale? 

In questo contesto si inserisce il progetto di recupero di calore implementato da Renovis, ESCo certificata UNI CEI 11352, che propone e realizza soluzioni per l’efficienza energetica, destinate all’industria. L’intervento è stato realizzato in uno stabilimento cartario dotato di una turbina a gas da 17 MWe, con l’obiettivo di recuperare e riutilizzare il calore disperso nei fumi di scarico, migliorando l’efficienza dell’impianto e riducendo i consumi di combustibile.

Grazie a questa soluzione, lo stabilimento ha ottenuto una riduzione del 70% dei costi di approvvigionamento di gas naturale, un miglioramento dell’efficienza del turbogas del 33% nei mesi estivi e un abbattimento delle emissioni di anidride carbonica pari a 4.425 tonnellate all’anno.

Ma come funziona questo sistema? Quali sfide tecniche sono state affrontate?
E soprattutto, questa soluzione è replicabile in altri settori? Per approfondire il tema, ne abbiamo parlato con l’ingegnere Alan Carnevali, esperto di efficienza energetica e responsabile del progetto per Renovis.

Un’energia preziosa che prima andava sprecata

Da quali esigenze nasce il progetto di recupero di calore nella cartiera coinvolta?

Il progetto nasce dalla necessità di ridurre i costi energetici e contestualmente abbattere le emissioni di anidride carbonica. In precedenza, i gas di scarico della turbina a gas, ad altissima temperatura, venivano semplicemente rilasciati nell’atmosfera, rappresentando una dispersione di energia che avrebbe potuto essere riutilizzata nei processi produttivi.

Come è stato strutturato l’intervento?

La sfida principale era trovare un sistema sostenibile ed efficiente per il recupero di calore, senza alterare il normale funzionamento della turbina a gas. Il progetto ha previsto l’installazione di uno scambiatore di calore in grado di intercettare l’energia termica contenuta nei fumi di scarico e convertirla in acqua calda, destinata sia ai processi industriali sia a un sistema di raffreddamento che migliora l’efficienza della turbina stessa.

Tecnologia e funzionamento del sistema di recupero

Quali sono state le tecnologie principali impiegate?

Il sistema sviluppato da Renovis è composto da:

• Uno scambiatore di calore custom in grado di recuperare 5,5 MW di potenza termica dai fumi di scarico.
• Due serbatoi di accumulo con una capacità totale di 30 m³.
• Un assorbitore a bromuro di litio con una capacità termica di 2,4 MWth (1,9 MWf).
• Un sistema di pompe, ventilatori e serrande che consente di operare in bypass, grazie allo stacco a T sul camino principale, permettendo alla turbina a gas di funzionare senza essere influenzata dal sistema di recupero termico.

Come funziona il sistema e qual è il suo valore aggiunto?

Il principio di funzionamento è intuitivo: i fumi caldi in uscita dal generatore di vapore a recupero vengono intercettati e convogliati verso uno scambiatore di calore. Il calore così recuperato viene utilizzato per produrre acqua calda a 90-95°C, che viene impiegata in due modi:

• Nei processi industriali, riducendo il consumo di combustibile fossile.
• Per alimentare un assorbitore a bromuro di litio, che utilizza l’energia termica per generare acqua refrigerata, impiegata in estate per migliorare le prestazioni del turbogas.

Grazie a questa soluzione, il sistema ha permesso un incremento della potenza elettrica disponibile all’alternatore di +1,5 MW, garantendo una maggiore produzione di energia elettrica nei periodi di massimo consumo.

Le sfide tecniche affrontate

Quali difficoltà sono state incontrate nella realizzazione del progetto?

Uno dei principali ostacoli è stato lo spazio disponibile. Lo stacco dal camino è stato effettuato a 12 metri di altezza, rendendo necessario un complesso sistema di supporto per l’installazione. Inoltre, l’area di intervento è soggetta al passaggio di camion, il che ha richiesto la costruzione di un rack dedicato e lo spostamento dell’impianto di 9 metri, garantendo così la piena operatività logistica dello stabilimento.

Per ospitare l’assorbitore è stato inoltre necessario realizzare un locale tecnico di 150 m², in una superficie precedentemente non edificata.

Un altro aspetto cruciale del progetto è stato garantire che il sistema fosse completamente bypassabile, permettendo di escluderlo in caso di necessità senza interferire con la produzione.

Risultati concreti: risparmio e sostenibilità

Quanto calore è stato recuperato e come è stato riutilizzato?

Il sistema ha consentito di produrre 237.000 litri all’ora di acqua calda a 90-95°C, riducendo la temperatura dei fumi di scarico da 170°C a 78°C.

Quali sono stati i risparmi energetici?

• Riduzione del consumo di gas naturale pari a 2.364.800 Smc/anno.
• Aumento della produzione elettrica di 4.700 MWh/anno.
• Taglio dei costi di approvvigionamento del gas del 70%.

Qual è stata la riduzione delle emissioni di anidride carbonica?

Il progetto ha permesso di evitare l’emissione di 4.425 tonnellate di anidride carbonica all’anno, con un impatto ambientale significativo.

L’ingegnere Carnevali spiega che questa tecnologia può essere replicata in altri stabilimenti cartari e in diversi settori industriali. L’importante è individuare fonti di calore disperso e valorizzarle attraverso sistemi di recupero energetico. Questi interventi rappresentano un modello di efficienza e sostenibilità: riducono i consumi, migliorano le prestazioni degli impianti e consentono un utilizzo più intelligente dell’energia.