Hoher Energie- und Wasserverbrauch
Grundsätzlich besteht Papier aus Faser, die mit verschiedenen chemischen Stoffen versetzt worden sind, um die Eigenschaften und die Qualität der Bögen oder Rollen zu verbessern. Neben den verschiedenen Chemikalien kommen bei der Papierherstellung auch große Mengen Energie in Form von Strom und Dampf zum Einsatz. Während der Herstellung verbrauchen Betriebe der Papier- und Zellstoffindustrie zudem sehr viel Prozesswasser. Nachdem der Einsatz der verwendeten Rohstoffe mittlerweile sehr bewusst erfolgt – Altpapier macht einen Großteil der Rohstoffe aus und das verwendete Holz stammt in der Regel aus nachhaltiger Forstwirtschaft –, ist der hohe Energie- und Wasserverbrauch weiterhin ein Problem. Dazu kommen die problematischen Abfälle der eingesetzten Chemikalien. Die Herausforderungen in der Zukunft liegen bei diesen Stellschrauben. Durch eine Verminderung des Wasser- und Energieverbrauchs sowie durch effektivere und weniger problematische Chemikalien profitiert nicht nur die Umwelt. Die Papierherstellung wird auch weniger kostenintensiv. Produktionsintegrierter Umweltschutz ist also die Aufgabe der Zukunft, von deren Lösung alle Seiten profitieren.
Effizient vom Holz zum Zellstoff
Um die Zellulose aus den entrindeten Hackschnitzeln zu lösen, finden in der Papierherstellung aktuell zwei Verfahren Anwendung:
- Das alkalische Sulfat-Verfahren
- Das saure Sulfit-Verfahren
Die Hackschnitzel werden mit Wasser und den entsprechenden Chemikalien vermischt und gekocht. Bei diesem Vorgang lösen die Chemikalien gemeinsam mit der Hitze das unterwünschte Lignin aus dem Holz. Dieser Vorgang kann allerdings nicht das gesamte Lignin lösen, ohne den Zellstoff selbst stark zu schädigen. Daher erfolgt in einem zweiten Arbeitsschritt die Entfernung des restlichen Lignins mittels einer Behandlung mit Ozon oder Sauerstoff. Zum Abschluss wird der gewonnene Zellstoff in Bahnen entwässert, getrocknet und in transportfähige Ballen geschnürt. Während dieses ersten Schritts der Papierherstellung entstehen schwefelhaltige Gase, die aus der Abluft gefiltert und dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden können. Die verbrauchte Kochlauge, von Fachleuten Schwarzlauge genannt, wird komplett mit den enthaltenen Reststoffen des Holzes sowie den Chemikalien eingedickt und verbrannt. Die dabei freigesetzte Wärme kann effektiv für die Erhitzung frischer Kochlauge, zur Dampferzeugung oder zur Trocknung der Zellulose eingesetzt werden. Die anorganischen Reststoffe bei der Verbrennung bleiben als Schmelze im Verbrennungskessel zurück. Über verschiedene Prozesse können die enthaltenen Chemikalien zurückgewonnen und erneut zur Papierherstellung genutzt werden.
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Verbesserungsmöglichkeiten in der Papierherstellung
Die Papierherstellung kann in vielen Unternehmen in Deutschland weiter modifiziert werden, um eine bessere Ausnutzung der eingesetzten Energie zu erreichen und die Umweltbelastung durch den hohen Wasserverbrauch sowie durch die eingesetzten Chemikalien zu verringern. Geeignete Ansätze sind unter anderem:
- Altpapier unterer und mittlerer Qualität kann durch eine geeignete Aufbereitung in einen brauchbaren Ersatzstoff für frischen Zellstoff verwandelt werden. Mit diesem Verfahren kann der Verbrauch von Frischzellstoff in der Papierherstellung für Druck-, Presse- und grafische Papiere gesenkt werden.
- In der Papierherstellung sollte ein geschlossener Produktionskreislauf mit einer integrierten Wasseraufbereitungsanlage angestrebt werden, um Abwasser zu vermeiden.
- Hersteller von Kartonagen haben die Möglichkeit ihre Produktion mit gestuften Wasserkreisläufen auszurüsten, um das eingesetzte Frischwasser mehrfach zu nutzen. Am Ende bietet sich eine leistungsfähige biologische Kläranlage an, um die Belastung des unvermeidbaren Abwassers zu reduzieren.
- Größere Produktionsanlagen können mit einem hauseigenen Kraftwerk zur Energieversorgung ausgestattet werden, dass eine Energieausnutzung von 90 Prozent bietet.
Fazit: Passende Partner finden
Trotz der großen Fortschritte, die bei der Papierherstellung in den letzten Jahrzehnten gemacht worden sind, besteht weiterhin Bedarf an Innovationen. Die hohen Energiekosten machen die Gewinne durch Einsparungen zunichte und erfordern weitere Maßnahmen. Auch die immer höheren Auflagen an die Reinigung von Abwasser und Abluft sind eine Herausforderung. Unternehmen, die diese Aufgaben schnell und effektiv bewältigen, sichern sich einen Wettbewerbsvorteil für die Zukunft. Denn sie können ihre Produkte nicht nur zu konkurrenzfähigen Preisen anbieten, sondern auch Einkäufer und Verbraucher überzeugen, die Ware aus umweltfreundlicher Produktion bevorzugen. Dazu benötigen die Unternehmen aus der Zellstoff- und Papierherstellung starke Partner, die maßgeschneiderte Innovationen entwickeln und beständig die bestehenden Prozesse verbessern. Die Forschung und Entwicklung in den verschiedensten Disziplinen ist gefordert, um durch neuartige Verfahren weitere Verbesserungen zu erreichen. Die Investition in die Zukunft der Papierherstellung ist lohnenswert, denn die hohen Kosten für Energie sowie Wasser- und Luftfiltertechnik belasten die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Anbieter.
