Dr Santos Gracia Villar, président de la Fundación Universitaria Iberoamericana (Fondation universitaire ibéro-américaine, FUNIBER), participe à une étude qui combine des sources d’énergie renouvelables telles que l’énergie solaire et éolienne avec des technologies de pointe pour réduire la consommation énergétique et l’impact environnemental dans l’industrie papetière.
L’industrie papetière, connue pour sa forte consommation d’énergie, est confrontée à un défi de taille : réduire son empreinte environnementale tout en maintenant son efficacité opérationnelle. L’un des domaines les plus critiques est la gestion de la liqueur noire, un sous-produit du processus de fabrication du papier qui contient des produits chimiques et de la biomasse. Cette liqueur, qui peut générer jusqu’à 2 exajoules d’énergie par an, est concentrée à l’aide d’évaporateurs multi-effets (MEE). Cependant, ces systèmes représentent plus de 30 % de la consommation énergétique totale de l’industrie.
Parmi les solutions classiques pour améliorer l’efficacité énergétique des MEE, on trouve des dispositifs tels que les préchauffeurs, la compression thermique et mécanique de la vapeur, les réservoirs d’expansion et les modèles hybrides qui combinent plusieurs technologies. En outre, l’intégration des énergies renouvelables, telles que l’énergie solaire et éolienne, a été envisagée pour réduire la dépendance aux sources conventionnelles. Bien que l’intégration de ces énergies soit courante dans d’autres industries, leur application dans la fabrication du papier est encore balbutiante. À cette fin, l’étude a proposé l’utilisation de réflecteurs solaires Fresnel linéaires (LFR) et de l’énergie éolienne pour optimiser la consommation énergétique des MEE.
L’étude, réalisée dans une usine de papier en Inde, a combiné des schémas traditionnels d’économie d’énergie avec des sources d’énergie renouvelable. Elle a utilisé des modèles basés sur la thermodynamique pour analyser l’efficacité énergétique, en appliquant des techniques d’optimisation telles que les algorithmes métaheuristiques, y compris l’algorithme d’optimisation de morse (WaOA). Les principaux objectifs étaient de maximiser l’économie de vapeur, de réutiliser la chaleur résiduelle, d’intégrer les énergies renouvelables et de valider les modèles hybrides.
L’intégration de l’énergie solaire et éolienne, par le biais de réflecteurs Fresnel linéaires (LFR) et d’éoliennes, a permis de réduire la dépendance aux sources conventionnelles de 62 % et de 34 % pour les systèmes hybrides optimisés. Cette approche hybride a garanti un approvisionnement énergétique constant, même en cas de fluctuations de la lumière du soleil ou du vent, améliorant ainsi la stabilité et l’efficacité du système. En outre, les SSE optimisés et la réutilisation de la chaleur résiduelle ont contribué à un rendement énergétique supérieur, avec des améliorations supplémentaires grâce au réglage de paramètres tels que la fraction divisée. Ces résultats valident non seulement la faisabilité technique de l’approche, mais mettent également en évidence son potentiel pour transformer l’industrie papetière en un modèle de durabilité.
D’un point de vue pratique, la combinaison des énergies renouvelables avec les MEE nécessite une planification minutieuse, mais offre des avantages économiques, opérationnels et environnementaux, tels que des coûts à long terme réduits et une diminution des émissions de gaz à effet de serre. L’étude recommande d’étendre l’utilisation des énergies renouvelables dans les secteurs industriels, d’explorer des sources supplémentaires telles que la biomasse ou l’énergie géothermique, et de réaliser des études de scalabilité et des analyses économiques pour évaluer la viabilité de ces solutions. Cette approche favorise des processus industriels plus durables, plus efficaces et plus rentables.
L’impact de cette avancée va au-delà de la réduction des coûts d’exploitation. En réduisant considérablement la consommation de combustibles fossiles, le système hybride contribue à l’atténuation du changement climatique et favorise l’adoption d’énergies propres dans les secteurs industriels traditionnellement dépendants des ressources non renouvelables. En outre, en réutilisant la chaleur résiduelle et en maximisant l’efficacité énergétique, il crée un précédent pour d’autres industries qui cherchent à équilibrer productivité et durabilité.
En conclusion, l’étude offre non seulement une solution pratique aux défis énergétiques de l’industrie papetière, mais sert également de modèle pour l’intégration des technologies renouvelables dans les processus industriels. Avec des avancées comme celle-ci, la voie vers un avenir plus durable semble de plus en plus accessible.
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