Materie prime rinnovabili Come il legno di faggio viene trasformato in materia prima per pneumatici e abbigliamento

A Leuna, mezzo milione di metri cubi di legno all’anno dovrebbero essere trasformati in materie prime chimiche. Ma come funziona questo processo? E il legno può davvero sostituire il petrolio?

All’inizio c’è un tronco d’albero. Arriva a Leuna da una foresta della regione, viene scortecciato, tagliato a pezzi e infine scompare in un grande impianto industriale. Ciò che ne esce dall’altra parte, a prima vista, non ha quasi più nulla a che vedere con un pezzo di legno: si tratta di materie prime chimiche, finora prodotte prevalentemente a partire da materie prime fossili.

È proprio questa l’idea alla base della nuova bioraffineria del gruppo finlandese UPM nel parco chimico di Leuna. Secondo quanto dichiarato dall’azienda, l’investimento ammonta a 1,37 miliardi di euro. Con una capacità produttiva annua prevista di 220.000 tonnellate, secondo UPM si tratta dell’impianto più grande al mondo nel suo genere.

«Si tratta di un impianto unico nel suo genere», afferma Harald Dialer, vicepresidente di UPM. Si tratta di un impianto che, in questa forma, non esiste ancora da nessun’altra parte. Si tratterebbe del primo impianto al mondo «che produce sostanze chimiche dal legno e dalla biomassa».

Ma perché la chimica ha bisogno del carbonio?

Alla base del progetto c’è un problema che non può essere risolto solo con un maggior numero di turbine eoliche e impianti solari. Le auto possono funzionare con energia elettrica rinnovabile, così come le case possono essere riscaldate con essa. Molti prodotti dell’industria chimica, invece, necessitano del carbonio come componente delle loro molecole. Oggi questo proviene ancora prevalentemente da fonti fossili. UPM intende invece ricavarlo da biomassa rinnovabile.

Con questa iniziativa, Dialer persegue diversi obiettivi. «Credo che in questo modo raggiungiamo tre obiettivi contemporaneamente». Oltre alla sostituzione delle materie prime fossili e al contributo alla protezione del clima, si tratta di crescita economica e di una minore dipendenza dalle importazioni. Gli ultimi anni hanno dimostrato quanto la Germania e l’Europa siano dipendenti dalle materie prime fossili provenienti da altre parti del mondo.

Mezzo milione di metri cubi di legname all’anno

La nuova materia prima, tuttavia, deve pur provenire da qualche parte. Secondo i dati forniti da UPM, l’impianto richiederà circa 500.000 metri cubi di legno all’anno, una volta raggiunto il volume di produzione previsto. Il legno dovrebbe provenire da un raggio di circa 150-200 chilometri intorno a Leuna.

Si utilizzano soprattutto faggi provenienti da operazioni di diradamento e scarti delle segherie. Durante un’operazione di diradamento vengono rimossi singoli alberi da un popolamento forestale. «Non si procede al disboscamento», sottolinea Dialer.

UPM utilizza quindi biomassa legnosa certificata che, secondo quanto dichiarato dall’azienda, altrimenti sarebbe stata in gran parte destinata alla combustione.

Dopo la consegna, i tronchi vengono scortecciati e trasformati in trucioli di legno di circa due centimetri. Tramite un nastro trasportatore lungo circa 500 metri, vengono convogliati più in profondità nell’impianto. Lì vengono messi a mollo e ulteriormente lavorati. Nel frattempo, secondo quanto riferito dal responsabile operativo Matthias Schleicher, il legno assume una consistenza simile a quella del caffè macinato.

Dai trucioli di legno alla materia prima chimica

Da quel momento in poi le cose si complicano. Il legno è costituito essenzialmente da cellulosa, emicellulosa e lignina. Questi componenti vengono separati gli uni dagli altri in diverse fasi. Dalla cellulosa e dall’emicellulosa si ottengono soluzioni zuccherine che possono poi essere ulteriormente lavorate. La lignina, a sua volta, può essere utilizzata per la produzione di prodotti chimici speciali e di nuovi tipi di riempitivi.

Dagli zuccheri si ottengono, tra l’altro, i cosiddetti glicoli: sostanze chimiche di base necessarie, ad esempio, per la produzione di materie plastiche e tessuti. Ciò che conta non è che i consumatori si ritrovino poi con un prodotto completamente nuovo tra le mani. Piuttosto, è la materia prima all’inizio della catena di produzione che deve cambiare: legno al posto del petrolio.

Per i produttori, ciò non deve comportare, per quanto possibile, alcuno svantaggio.

Proprio nel caso di uno pneumatico, i requisiti sono elevati. È costituito da numerosi materiali diversi ed è fondamentale per la sicurezza. Come illustrato in una presentazione video durante l’inaugurazione, le materie prime rinnovabili per gli pneumatici sono prendibili in considerazione solo se raggiungono le stesse prestazioni dei materiali fossili, sono disponibili con una qualità costante e possono essere utilizzate in modo economicamente vantaggioso.

Per l'impianto non c'era alcun manuale

Che funzioni dal punto di vista tecnico è una cosa, in laboratorio; trasformarlo in un impianto industriale a funzionamento continuo è tutta un’altra storia. Per una bioraffineria di questo tipo e di queste dimensioni non esistevano né modelli di riferimento né manuali per la messa in funzione, afferma Dialer. Diversi processi meccanici, biotecnologici e chimici devono interagire in modo tale da garantire, alla fine, la produzione affidabile di grandi quantità con una qualità costante.

Schleicher, responsabile operativo del nuovo impianto, paragona lo stato di sviluppo a quello dell’industria petrolchimica degli anni ’60 e ’70. La lavorazione delle materie prime fossili è stata ottimizzata nel corso di decenni. Per quanto riguarda la nuova tecnologia, invece, c’è ancora molto da imparare. In futuro si potrebbero sfruttare ancora meglio anche i flussi secondari del processo produttivo.

L'inaugurazione ufficiale non significa quindi che l'impianto stia già funzionando a pieno regime. La produzione di prodotti chimici speciali a base di lignina e di zuccheri procede in modo stabile, mentre altre aree sono attualmente in fase di avviamento. UPM intende raggiungere la piena capacità produttiva nel 2027.

La tecnologia da sola non basta

Poi ci sarà la prossima prova del fuoco: un numero sufficiente di clienti dovrà acquistare le nuove materie prime. Una capacità annua di 220.000 tonnellate sembra enorme, ma va relativizzata se si considera il fabbisogno globale dell’industria chimica.

«Ovviamente deve essere scalabile», afferma Dialer. Solo per quanto riguarda le bottiglie in PET si parla di milioni di tonnellate di materiale. Ciononostante, centinaia di migliaia di tonnellate rappresentano un contributo significativo. L’impianto potrebbe dimostrare che le materie prime fossili possono essere sostituite su larga scala.

Anche l’Associazione dell’industria chimica vede in questo investimento un «raggio di speranza» in un momento difficile per il settore. L’utilizzo industriale delle materie prime rinnovabili apre nuove prospettive economiche, ha spiegato Nora Schmidt-Kesseler, amministratrice delegata dell’Associazione dell’industria chimica (VCI).

Tuttavia, la possibilità che ciò dia luogo a ulteriori investimenti dipende dalla capacità delle imprese di produrre in modo competitivo nel lungo periodo.

Lo sa bene anche UPM. L’amministratore delegato Massimo Reynaudo sottolinea che l’azienda finlandese cerca da decenni di ricavare prodotti sempre nuovi dal legno – dai prodotti in legno alla carta, fino ai biocarburanti. Ora si aggiungono anche i prodotti chimici. Per il gruppo, Leuna non rappresenta un punto di arrivo, ma piuttosto il punto di partenza per un nuovo settore di attività.

A Leuna nessuno si aspetta che la chimica basata sui combustibili fossili scompaia da un giorno all’altro. Schleicher considera la nuova tecnologia, per il momento, come un complemento. Il suo scopo è dimostrare che una parte delle materie prime finora ricavate dal petrolio può essere prodotta anche in altro modo.

Dopo l'investimento miliardario e l'inaugurazione, inizia ora la fase decisiva: l'impianto deve funzionare in modo affidabile, i suoi prodotti devono trovare acquirenti e, alla fine, devono anche essere redditizi.