Sostenibilità ambientale: come si traduce nella filiera del vetro

Il processo di produzione del vetro si caratterizza per essere energy intensive (fortemente energivoro) in quanto, per essere fuso e plasmato, il vetro deve raggiungere alte temperature. A partire dalle materie prime e dal rottame di vetro riciclato, infatti, il processo di fusione si svolge a temperature dell’ordine di 1500- 1600°C e rappresenta più del 50% del consumo energetico complessivo di tutto il processo di produzione. Il principale vettore energetico utilizzato per alimentare questa fase del processo è il gas naturale (65%), seguito dall’energia elettrica (31%) e da altre fonti residuali (olio combustibile, gasolio, acetilene) per il restante 4%.

Negli ultimi dieci anni, la continua ottimizzazione dei processi produttivi, orientata verso soluzioni sempre più efficienti sia da un punto di vista energetico che ambientale, ha portato a un costante miglioramento di tutte le fasi di lavoro, compresa la scelta delle migliori materie prime. In tal senso, la ricerca continua di materiali in grado di ridurre il fabbisogno energetico in fase di fusione e nel contempo di minimizzare le emissioni in atmosfera derivanti dal processo fusorio, ha reso sempre più attuale l’utilizzo di prodotti già calcinati rispetto ai prodotti calcarei tradizionali.  

L’approccio dell’industria del vetro alla sostenibilità

Negli anni, l’industria del vetro ha migliorato le sue performance in termini di sostenibilità ambientale, nell’intento di poter conseguire gli obiettivi europei di decarbonizzazione 2030 e 2050 (Climate Law), riducendo continuamente le sue emissioni. Per sua natura, infatti, il vetro è un materiale permanente, in quanto può essere riciclato al 100% e riprodotto all’infinito senza perdere le sue caratteristiche e proprietà.

L’industria italiana del vetro impiega rilevanti quantitativi di rottame nei suoi processi di produzione. In base ai dati della Stazione Sperimentale del Vetro, 1 tonnellata di rottame rimpiazza circa 1,2 tonnellate di materie prime vergini (circa 2,9 milioni di tonnellate/anno), consentendo di risparmiare 0,67 tonnellate di CO₂ cioè circa 1,6 milioni di tonnellate/anno. (Fonte)

Il ruolo della calce per l’industria del vetro

Nel settore del vetro, l’Italia rappresenta circa il 15% della produzione europea, tra vetro cavo, piano e fibra di vetro. Il vetro soda-lime (sodo calcico), composto da silicio, calcio e sodio, può essere processato per ottenere le tre tipologie di vetro più comuni:

1. la fibra di vetro, materiale estremamente versatile duttile, che viene largamente impiegato per la produzione di compositi strutturali in campo aerospaziale, nautico, automobilistico, elettrico e nel settore dell’edilizia, in cui viene utilizzata anche per l’isolamento termico e acustico e per la realizzazione di manufatti in fibrocemento;
2. il vetro cavo, con cui si realizzano prodotti destinati a contenere liquidi o alimenti, come bottiglie, vasi, flaconi, bicchieri e calici;
3. il vetro piano, detto “vetro float”, utilizzato principalmente nell’edilizia, nell’automotive e nell’arredamento per realizzare vetri, finestre e infissi.

I componenti principali del vetro soda-lime sono la silice pura o biossido di silicio (SiO₂) per circa il 70%, la “soda” o carbonato di sodio (Na₂CO₃), che abbassa la temperatura di transizione vetrosa, e il carbonato di calcio (CaCo₃). Nel processo di fusione, dal carbonato di sodio e da quello di calcio si ottengono, rispettivamente, l’ossido di sodio (Na₂O) e di calcio (CaO).

Il calcio funge da “stabilizzante” ed è indispensabile nel processo di fusione, al fine di rendere la struttura vetrosa meno alterabile, chimicamente e meccanicamente. I prodotti calcarei o a base di calce contribuiscono inoltre ad abbassare il punto di fusione della silice.

Nella produzione della fibra di vetro, già da diversi anni, si preferisce l’utilizzo dell’ossido di calcio, meglio noto come calce viva, sia essa calcica che dolomitica, in sostituzione del carbonato di calcio. La calce, infatti, dotata di maggiore reattività rispetto al corrispondente carbonato (minore tempo di fusione), offre diversi vantaggi, come:

• considerevole risparmio energetico attraverso un processo di fusione più rapido
• riduzione delle emissioni di gas serra
• aumento della lavorabilità e della qualità del vetro finito (minori difetti strutturali) attraverso la minimizzazione di infusi e bolle.

I vantaggi dell’utilizzo dell’ossido di calcio quindi sono numerosi, sia da un punto di vista processuale, in termini qualitativi e produttivi, che dal punto di vista energetico e delle emissioni, in quanto viene ridotta la quota di CO₂ generata direttamente dalla vetreria (scope 1). Ma non solo, vediamo il perché.

I vantaggi dell’uso della calce nel vetro in termini di sostenibilità

Come noto, l’ossido di calcio si ottiene dal carbonato di calcio mediante un processo di decarbonizzazione (CaCO₃ → CaO + CO₂). Nel processo di produzione del vetro, da 100 kg di CaCo₃ si ottengono circa 56 kg di CaO; il che significa che quasi la metà del quantitativo iniziale di carbonato di calce diventa CO₂ emessa nell’atmosfera.

Di conseguenza, nel processo di produzione del vetro, l’impiego di ossido di calce al posto del carbonato di calce risulta complessivamente più efficiente dal punto di vista della sostenibilità ambientale perché comporta un doppio risparmio in termini di emissioni di CO₂ a cui contribuiscono sia:

• il processo di fusione del vetro che impiega meno energia per portare a fusione l’ossido di calcio rispetto al carbonato di calcio;
• il trasporto alla vetreria dell’ossido di calcio che impegna un minor numero di automezzi dovendo spostare una quantità inferiore di prodotto rispetto al carbonato di calcio, quando viene impiegato nel processo di fusione;

Come abbiamo visto, l’utilizzo della calce rappresenta un tassello importante per il comparto del vetro nel processo di sostenibilità. Nel più ampio contesto delle iniziative mirate alla decarbonizzazione, le aziende del settore sono impegnate in diverse attività e progetti finalizzati a estendere l’utilizzo della calce, oggi largamente utilizzata e ritenuta una materia prima insostituibile nella moderna attività di produzione della fibra di vetro.

La strada verso la neutralità climatica è complicata e deve essere affrontata in maniera economicamente sostenibile. Unicalce, in tal senso, è il partner ideale per portare avanti progetti condivisi all’insegna della sostenibilità, nell’ottica del raggiungimento degli obiettivi finali dell’azzeramento delle emissioni entro 2050.