Een nieuwe studie laat zien dat papierfabrieken in de Verenigde Staten hun uitstoot fors kunnen verlagen met drie samenhangende routes. Elektrificatie van stoom en proceswarmte, efficiënter ontwateren vóór het drogen en het vervangen van aardgas door biogene reststromen. Volgens de auteurs komt netto nul in beeld zodra de stroommix schoner wordt en fabrieken hun processen beter op elkaar afstemmen.
Onderzoekers van North Carolina State University modelleerden complete fabrieken in plaats van één productielijn. Zij vergeleken vier veelvoorkomende configuraties, fabrieken met verse vezels en met gerecyclede vezels, elk in een geïntegreerde en een niet geïntegreerde variant. Zo worden energiestromen en emissiebronnen realistischer in kaart gebracht, inclusief onderlinge afhankelijkheden. Het vakblad Journal of Cleaner Production publiceerde het artikel in augustus.
De grootste reductie komt van elektrisch aangedreven ketels. Omschakeling van gas naar elektrische ketels kan de uitstoot tot 61 procent terugbrengen. In scenario’s met een verder vergroende stroommix schuiven fabrieken richting netto nul. De onderzoekers benadrukken dat het effect samenhangt met de herkomst van de elektriciteit. Een groener net vergroot de winst van elektrificatie.
Biomassa als schakel in het energiesysteem
In geïntegreerde fabrieken dekken biogene reststromen nu al het grootste deel van de eigen energie, vaak tussen 80 en 90 procent. Extra vervanging van fossiel door afvalhout of andere biogene stromen verlaagt de emissies met 24 tot 48 procent, afhankelijk van de fabrieksconfiguratie en de mate van vervanging. Dat haalt niet altijd dezelfde reductie als volledige elektrificatie, maar vergroot de energiezekerheid en vermindert de afhankelijkheid van gas.
Drogen is de meest energieintensieve processtap. Wie vóór het thermisch drogen meer water uit de papierbaan haalt, bespaart direct energie. De vuistregel uit de studie, elke procentpunt extra waterverwijdering vóór de droogcilinders levert ongeveer drie procent totale energie-efficiëntie op. Dat kan wel het evenwicht in de fabriek beïnvloeden, omdat minder stoomproductie ook minder eigen opwek via turbines betekent.
Een geïntegreerde fabriek met verse vezels stoot relatief veel direct uit, onder meer via ketels en de kalkoven. Een niet geïntegreerde tissuemolen leunt juist zwaarder op ingekochte elektriciteit. Die verschillen bepalen welke maatregel het meeste oplevert. De studie rekent per configuratie door wat elektrificatie, efficiënter ontwateren en brandstofwissel betekenen voor de emissies en voor de energiebalans in de fabriek.
De pulp en papiersector gebruikt ongeveer zes procent van de industriële energie in de Verenigde Staten. Praktische routekaarten die processen en energiebronnen combineren zijn daarom relevant, ook buiten de VS. Europese fabrieken sturen op vergelijkbare ingrepen, gericht op minder gas, meer elektrificatie en beter drogen. De hoofdlijn blijft, hoe schoner het net en hoe beter de procesafstemming, hoe sneller de dalende lijn in de uitstoot.
Bron:
Studie, Advancing sustainability in the U S pulp and paper industry, Decarbonization through energy efficiency, electrification, low carbon fuels, and the social cost of emissions. Journal of Cleaner Production.
