ACQUA
L’acqua è un elemento fondamentale del processo produttivo cartario. Il riciclo interno dell’acqua è elevato e soltanto il 10% dei consumi di processo è costituito da prelievi. I consumi idrici – diversificati a seconda del prodotto finito e tra processi di produzione della pasta e processi di fabbricazione cartaria – si sono drasticamente ridotti nel corso degli anni.
Se, infatti, alla fine degli anni Settanta erano necessari mediamente 100 metri cubi d’acqua per produrre una tonnellata di carta, attualmente ne vengono utilizzati 26 (dato medio del campione Assocarta). Il dato, sostanzialmente stabile negli ultimi anni, evidenzia il raggiungimento di un limite tecnologico sotto il quale sembrerebbe difficile spingersi senza incorrere in un incremento delle concentrazioni.
I consumi idrici italiani, per un effetto paradossale della normativa sugli scarichi, restano quindi mediamente superiori a quelli di altri Paesi europei e potrebbero essere almeno dimezzati. Gli inquinanti presenti nelle acque reflue di cartiera sono essenzialmente di origine biologica o naturale (cellulose, amidi, cariche minerali inerti come il carbonato di calcio).
Rispetto ai principali parametri di caratterizzazione delle acque reflue, i valori medi di emissione di COD e di solidi sospesi (alcune sostanze più critiche sono ormai state eliminate dai processi) mostrano nel tempo un continuo ridimensionamento, attestandosi sempre ben al di sotto dei limiti di legge. La stabilizzazione registrata negli ultimi anni è anche il segno di un sostanziale limite, oggi difficilmente superabile con le tecnologie di trattamento disponibili.
ARIA – EMISSIONI
Le emissioni in aria nel settore cartario derivano essenzialmente dagli usi energetici diretti (combustione in caldaie e soprattutto centrali di cogenerazione a metano) e indiretti (approvvigionamento esterno, decrescente, di energia elettrica). Le emissioni in atmosfera significative, derivando soprattutto dalla produzione energetica, sono le emissioni di CO2, di Nox (ossidi di azoto), SO2 (anidride solforosa), PM10 (polveri sottili).
La conversione a gas naturale dell’alimentazione industriale ha di fatto azzerato le emissioni di anidride solforosa e largamente ridotto le emissioni di particolato. Le emissioni di ossidi di azoto e le emissioni dirette di CO2 sono invece proporzionali e determinate dall’entità dei consumi energetici.
L’andamento storico – disponibile solo con l’aggregazione dell’industria grafica – mostra la marcata riduzione di alcuni inquinanti e invece la sostanziale stabilizzazione delle emissioni di ossidi di azoto, la cui ulteriore riduzione può essere ragionevolmente conseguita solo da un cambio di combustibili o da una riduzione dei consumi energetici.
Le emissioni di CO2, dirette (dalla produzione di calore ed elettricità interna all’impresa) e indirette (dall’acquisto di energia elettrica) dell’industria cartaria hanno conosciuto nell’ultimo decennio una costante riduzione sia in termini assoluti che in riferimento ai volumi produttivi.
Complessivamente, nel 2020 si sono registrate emissioni dirette per 4,44 milioni di tonnellate di CO2 (essenzialmente dalla combustione di gas naturale) ed emissioni indirette, associate all’acquisto di energia elettrica sul mercato, per 609.000 t. Le emissioni specifiche complessive (kg CO2/t di carta) sono passate da 776 kg/t del 2005, anno di avvio del sistema di scambio delle quote di CO2, ai 591 kg/t del 2020, con una riduzione del 23,8%.
Questo risultato è il prodotto sia di un miglioramento dell’efficienza energetica del settore che delle minori emissioni specifiche associate all’energia elettrica acquistata dalla rete. Da notare che negli anni le sole emissioni dirette sono invece rimaste sostanzialmente stabili, come anche evidenziato dall’annuario dei dati ambientali di Ispra, in quanto la riduzione delle emissioni ottenuta grazie alle attività di efficientamento energetico sono state controbilanciate dall’incremento di capacità cogenerativa che porta all’internalizzazione delle emissioni indirette.
In Italia, peraltro, il settore ha già da tempo completato la conversione alla fonte combustibile fossile a minore emissione, ovvero il gas naturale, e non dispone ancora di combustibili rinnovabili, quali il biogas.
ENERGIA, EFFICIENZA E COGENERAZIONE
I processi cartari richiedono significative quantità di energia, sia di calore che di energia elettrica. I consumi energetici del settore cartario hanno conosciuto un progressivo efficientamento, con una riduzione dei consumi totali – di combustibile ed elettrici – e dei consumi specifici.
I fabbisogni energetici nel processo produttivo variano in funzione della materia prima, della tecnologia e del prodotto finito. La produzione di pasta a partire da legno richiede un equivalente energetico di circa 4300 kWh/t, mentre a partire da carta da riciclare richiede solo 1300 kWh/t (Fonte RSE).
La differenza è dovuta essenzialmente alla necessità del processo di produzione di pasta vergine di estrarre la fibra dal legno, mentre nel processo di riciclo la fibra è sostanzialmente già disponibile. Il processo di produzione di fibra vergine e il riciclo non sono quindi due processi in contrapposizione bensì sono parte di un unico ciclo di produzione integrato in cui uno ha bisogno dell’altro e viceversa.
Per quanto riguarda la produzione di carta o cartone, a partire da fibra vergine sono necessari da circa 500 a 1300 kWh/t elettrici e da circa 1300 kWh/t a 3000 kWh/t di calore; a partire da macero, il fabbisogno di energia elettrica varia da circa 900 kWh/t a circa 1500 kWh/t, mentre il fabbisogno di energia termica da circa 1100 kWh/t a circa 2300 kWh/t.
Complessivamente – sull’insieme del settore cartario e stampa – i consumi energetici finali nel 2020 sono stati pari a 2,04 milioni di tep (dei quali circa il 37% da acquisto di energia elettrica). In termini assoluti, i consumi risultano in costante contrazione (-15% nell’ultimo decennio, -23% rispetto al 2000). È significativo notare che l’intensità energetica, ovvero i consumi energetici sotto forma di vapore, è stata influenzata positivamente dallo sviluppo di sistemi di cogenerazione per la produzione combinata di calore ed elettricità.
Questo processo ha permesso di ridurre il consumo di fonti primarie di circa un terzo rispetto a quanto sarebbe stato necessario se il settore avesse dovuto ottenere la stessa quantità di energia dalla rete elettrica nazionale. Da alcuni anni il settore ha inoltre avviato alcune esperienze, purtroppo ancora limitate, di cessione di cascami di calore utilizzati per il teleriscaldamento.
Rimane invece di entità trascurabile l’impiego come combustibile dei fanghi e delle altre biomasse di cartiera al contrario di quanto avvenuto in altre realtà europee, anche per ragioni legate alla struttura del processo produttivo e alla sostanziale assenza di produzione di cellulosa da legno.
Secondo l’indagine RSE sull’efficienza energetica dell’industria italiana, nel 2016, al netto dei risparmi energetici già conseguiti con le misure sostenute dai certificati bianchi, erano identificati come economicamente sostenibili ulteriori efficienze energetiche nell’ordine del 16%. L’andamento 2017, 2018 e 2019, pur con dati parziali, suggerisce una ripresa degli investimenti e delle azioni in questo senso.
PRODUZIONE E GESTIONE DEI RIFIUTI DI CARTIERA
Secondo i dati Ispra l’intero settore della produzione cartaria e cartotecnica ha generato nel 2019 1,5 milioni di tonnellate di rifiuti, corrispondenti a circa 171 kg per t di carta prodotta e a 143 kg per t di carta consumata. Per una parte rilevante, più di un terzo, si tratta di flussi di rifili, sfridi e scarti di carta che sono avviati a riciclo.
Al netto degli sfridi, la produzione specifica si attesta attorno a ca. 106 kg/ t di produzione e a 88 kg/ t di materia impiegata. Di questi rifiuti complessivi della filiera della carta, della stampa e della cartotecnica, circa 900.000 t sono direttamente ascrivibili alla produzione di cellulosa e carta e sono sostanzialmente suddivisi in tre grandi componenti:
1. fanghi e residui dalla depurazione delle acque, sia biologica che chimico fisica;
2. residui del processo di riciclo e in particolare scarti di pulper (il processo di separazione della fibra dalle impurità più grossolane) e fanghi di disinchiostrazione (ottenuti a seguito della separazione dell’inchiostro dalla fibra cellulosica);
3. scarti di vario genere quali ferro, legno e plastica provenienti dalla gestione degli imballaggi, gli oli esausti e i rifiuti assimilabili agli urbani.
Il flusso più critico – e caratteristico proprio della produzione da riciclo – è costituito dalle oltre 300 mila tonnellate di pulper prodotte dall’industria cartaria di riciclo stimate sulla base del campione analizzato ma che, dai dati del MUD superano le 400 mila tonnellate.
Nonostante il miglioramento delle tecniche di processo, si è registrato un incremento nella generazione di questi residui dovuto al potenziamento delle capacità di trattamento degli impianti di depurazione delle acque e, soprattutto, all’aumentato impiego del macero, in particolar modo quello proveniente dalla raccolta differenziata, caratterizzato da un più elevato contenuto di impurità e di fibra non riutilizzabile, compensato solo in parte dagli investimenti in nuove tecnologie di lavaggio degli scarti.
Poiché il pulper (pur piuttosto variabile) è grosso modo composto per circa il 40% di acqua e per la parte rimanente da plastica e da fibre di cellulosa da essa trascinate è facile capire il nesso con le impurità della raccolta differenziata. Con un contenuto medio di frazione estranea (principalmente plastica) nel macero selezionato proveniente dalla raccolta differenziata urbana della carta pari all’1% si ha un flusso, potenzialmente evitabile, di plastica nella carta da riciclare pari a circa 50.000 t/a, a cui si aggiungono altre 50.000 t/a circa di altre plastiche che sono costituenti dei prodotti cartari e che non possono essere rimossi dal cittadino o durante la fase di selezione.
Tale incremento si sta attenuando solo di recente grazie anche alla maggiore efficienza nel recupero delle fibre e all’adozione di tecnologie che consentono una maggiore disidratazione degli scarti. Il miglioramento della qualità della raccolta differenziata e la progettazione di prodotti cartari senza o con minor impiego di componenti non cartari (c.d. design per il riciclo), rappresentano però il modo più efficiente per ridurre gli scarti del riciclo, secondo il principio di prevenzione e separazione all’origine.
Al contempo sono anche cresciuti gli sforzi per recuperare questi materiali, sia come rifiuto che come sottoprodotto. I residui della produzione della carta hanno infatti caratteristiche tali da renderli idonei per essere riutilizzati, per esempio per la copertura di discariche o cave, e più in generale per le operazioni di ripristino del suolo.
Fanghi di cartiera sono avviati a impianti di produzione di laterizi che ne recuperano le cariche minerali contenute, o anche ad altre cartiere, che ne recuperano la fibra. Di particolare interesse sembra poi l’impiego dei fanghi nella produzione di biometano e di biocombustibili, sia attraverso le tecnologie di digestione anaerobica in particolare in co-digestione con fanghi urbani e frazione organica da raccolta differenziata, che altre tecnologie più sperimentali (ma più idonee a contenuti elevati di lignina).
Rimane comunque critica l’assenza di sufficienti infrastrutture per il recupero dei rifiuti dell’industria cartaria. Nel 2020, sebbene diminuito è rimasto significativo il ricorso alla discarica, pari al 23% (contro una media dell’industria cartaria europea del 8,7% – Cepi 2018) mentre si è ridotto il ricorso al recupero energetico che invece a livello europeo, con l’adozione generalizzata di impianti a piè di fabbrica, rappresenta la principale (56,9%, Cepi 2018) destinazione dei rifiuti dell’industria cartaria e in particolare di quelli derivanti dal riciclo. ❙
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