Um estudo publicado no Journal of Cleaner Production aponta que as fábricas de celulose e papel dos Estados Unidos podem alcançar emissões líquidas zero por meio da melhoria da eficiência energética, da eletrificação dos processos de produção e do uso de bioenergia. A pesquisa construiu um modelo de simulação de planta industrial para analisar o potencial de descarbonização de empresas com diferentes estruturas produtivas. O cilindro secador térmico da máquina de papel é o componente de maior consumo de energia no processo de fabricação.

O estudo classificou as fábricas conforme a origem da matéria-prima — fibras virgens e fibras recicladas — e segundo o tipo de processo produtivo — integrado e não integrado. As fábricas integradas de fibras virgens representam 30% da produção anual de papel dos EUA e respondem por 33% das emissões de gases de efeito estufa. Embora essas fábricas utilizem resíduos de madeira para suprir entre 80% e 90% de suas necessidades energéticas, ainda dependem de caldeiras a gás natural para complementar o fornecimento. Já as fábricas não integradas dependem totalmente de eletricidade e gás natural externos.

Maria E. González, doutoranda da Universidade Estadual da Carolina do Norte e primeira autora do artigo, afirmou: “Descobrimos que, para cada 1% de remoção adicional de água antes da secagem, a eficiência energética total do processo de fabricação do papel aumenta em 3%.” A equipe de pesquisa reduziu o consumo de energia térmica na secagem ao aprimorar os processos de desaguamento, além de avaliar o impacto da eletrificação na redução de emissões.

Os pesquisadores observaram que, ao substituir as caldeiras a gás natural por caldeiras elétricas, as emissões das fábricas de papel poderiam ser reduzidas em até 61%. O professor Lokendra Pal, coautor do estudo, destacou: “Essas fábricas têm, de fato, caminhos viáveis para atingir emissões zero — desde que a rede elétrica também avance.” À medida que a rede elétrica se torna mais limpa, os benefícios da eletrificação se tornam ainda mais expressivos.

O uso de combustíveis de biomassa em substituição aos fósseis também demonstrou potencial de redução de emissões. As fábricas integradas, ao utilizarem resíduos de madeira e outros recursos de biomassa, podem alcançar uma taxa de descarbonização entre 24% e 48%. Embora a redução obtida pela biomassa seja menor do que a da eletrificação total, essa abordagem aumenta a autonomia energética das plantas industriais. A combinação das três estratégias de descarbonização oferece um conjunto diversificado de soluções para o setor de celulose e papel dos Estados Unidos.