芬蘭和瑞典造紙行業(yè)生物質(zhì)精煉發(fā)展情況
閱讀次數： 發(fā)布時(shí)間:2020-04-27 21:12:31
由于北歐地區林業(yè)資源較為豐富，芬蘭和瑞典漿紙行業(yè)發(fā)展生物質(zhì)精煉起步相對較早，技術(shù)水平也比其他地區高。不過(guò)目前經(jīng)營(yíng)和在建木纖維生物質(zhì)精煉項目仍不算很多；已有項目中，芬蘭大多處于待運營(yíng)階段，瑞典大多處于規劃階段。能源、化工、林漿紙等行業(yè)是發(fā)展生物質(zhì)精煉的中堅力量。
在芬蘭和瑞典，多數生物質(zhì)精煉廠(chǎng)的主要目標是生產(chǎn)用于交通運輸行業(yè)的生物質(zhì)能源。因為據兩國研究發(fā)現，北歐國家目前暫時(shí)還沒(méi)有發(fā)現比生物質(zhì)能源更具有高附加值的產(chǎn)品，其中最受到生物質(zhì)精煉廠(chǎng)關(guān)注的就是漿紙企業(yè)開(kāi)始探索利用溶解漿生產(chǎn)紡織纖維，這一環(huán)節
加快了木纖維的循環(huán)，也加速了生產(chǎn)流程的內部循環(huán)。
1、芬蘭：漿紙行業(yè)向生物質(zhì)精煉過(guò)渡領(lǐng)域以生物能源為主
1.1生物質(zhì)精煉領(lǐng)域應減少基于糧食作物的原材料
歐盟曾于2003年發(fā)布了生物質(zhì)燃料指令，為生產(chǎn)生物質(zhì)燃料開(kāi)發(fā)了市場(chǎng)，但是第一代生物質(zhì)燃料受到了人們的詬病，主要是因為它增加了對農作物的需求，迫使人們砍伐森林和排干濕地來(lái)種植糧食。此外它還會(huì )造成糧食價(jià)格的通脹。因此，后來(lái)歐盟委員會(huì )發(fā)布了修訂后的可再生能源指令（RED），并建議從2021年逐步淘汰基于糧食作物的生物質(zhì)燃料，歐盟還計劃引入國家數據庫，以確保燃料的可追溯性，并減少欺詐的風(fēng)險。修訂后的RED，加強了現有的歐盟生物質(zhì)能源可持續性標準，并將其擴展到基于生物質(zhì)和沼氣的熱能和電力領(lǐng)域。
更具體地說(shuō)，該指令包括以下四個(gè)新要求：第一，改進(jìn)生物質(zhì)燃料的可持續性標準，包括要求（新型）先進(jìn)生物質(zhì)燃料比化石燃料排放的溫室氣體排放量至少降低70%。第二，為了確保木材燃料生產(chǎn)的可持續性，并考慮到間接土地利用變化（ILUC），制定了關(guān)于森林生物量的可持續性新標準。第三，歐盟的可持續性標準涵蓋范圍擴大到大型熱電廠(chǎng)（20MW以上）中使用的固體生物質(zhì)和沼氣。這意味著(zhù)，與化石燃料相比，到2021年來(lái)自生物質(zhì)的溫室氣體排放量至少要減少80%，到2026年將減少85%。第四，大型生物質(zhì)發(fā)電廠(chǎng)（20MW以上）將需要使用高效的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（效率高于80％）。因此，歐洲的政策優(yōu)勢也為漿紙行業(yè)及森林相關(guān)產(chǎn)業(yè)利用木質(zhì)纖維以及木質(zhì)素副產(chǎn)品生產(chǎn)生物質(zhì)產(chǎn)品創(chuàng )造了十分有利的條件。
芬蘭發(fā)展生物質(zhì)精煉的過(guò)程，非常注意合作與創(chuàng )新，將生物質(zhì)煉油和紙漿生產(chǎn)聯(lián)系在一起。當生產(chǎn)紙漿時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中分流，提煉原油，制作生物質(zhì)燃料，將材料逐級利用、回收再生等，最大限度地利用生物質(zhì)潛力。芬蘭的生物質(zhì)燃料尤其是用于交通的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，在不同產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都率先進(jìn)行融合。傳統的林業(yè)、能源產(chǎn)業(yè)和化工產(chǎn)業(yè)，都融入了新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統，在這個(gè)生態(tài)系統中，樹(shù)木被精煉制成傳統和新式林業(yè)產(chǎn)品、能源、生物質(zhì)燃料和化學(xué)品。
1.2 芬蘭三巨頭發(fā)展木質(zhì)纖維生物質(zhì)精煉
芬蘭擁有豐富的森林資源，是幾個(gè)主要生物質(zhì)煉制項目的中心。2010年初，芬蘭三大林業(yè)產(chǎn)業(yè)公司Stora Enso、UPM和Metsä集團致力于開(kāi)發(fā)木材生物質(zhì)柴油原料生產(chǎn)。人們對森林生物質(zhì)精煉廠(chǎng)生產(chǎn)燃料的潛力寄予厚望，這些公司積極尋求國家和歐盟來(lái)對這些設施的公共投資支持。然而，這些工藝的技術(shù)和盈利能力都面臨挑戰，三家公司都暫時(shí)停止了木基生物質(zhì)柴油的開(kāi)發(fā)。后來(lái)，中國凱迪公司計劃在芬蘭北部建造一家生物質(zhì)精煉廠(chǎng)。在這種大趨勢下，芬蘭漿紙企業(yè)都表示，已經(jīng)感受到了行業(yè)對芬蘭北部原材料的競爭壓力。
后來(lái)，UPM轉而使用妥爾油為原料生產(chǎn)生物質(zhì)柴油，妥爾油是一種制漿造紙行業(yè)副產(chǎn)品，UPM的芬蘭Lappeenranta生物質(zhì)精煉廠(chǎng)（UPM’s Lappeenranta Biorefinery）是世界上第一家從妥爾油商業(yè)生產(chǎn)生物質(zhì)柴油的企業(yè)，投資1.79億歐元(合15億人民幣)，年生產(chǎn)能力10萬(wàn)噸。2012年夏天動(dòng)工，2年工期，2015年1月開(kāi)始生產(chǎn)。由于妥爾油是一種造紙工藝副產(chǎn)品，該副產(chǎn)品只占木材產(chǎn)量的百分之幾，因此，妥爾油的工業(yè)用途相互競爭，也受到原材料供應方面的批評。在價(jià)值鏈中利用妥爾油的化學(xué)品生產(chǎn)商認為，妥爾油是一種有價(jià)值的原材料，應該用作材料的投入，而不是能源。然而，UPM認為妥爾油應被視為造紙行業(yè)廢棄物材料，它的開(kāi)發(fā)屬于二次使用，是對行業(yè)有利的。
2017年，Metsä在芬蘭中部Äänekoski投資12億歐元的生物質(zhì)制品工廠(chǎng)開(kāi)始運營(yíng)，這是芬蘭森林工業(yè)史上最大的一筆投資。出于某些原因，Metsä總是避免稱(chēng)該廠(chǎng)為“生物質(zhì)精煉廠(chǎng)”，但是其運營(yíng)和產(chǎn)品都與其密切相關(guān)。該廠(chǎng)研發(fā)創(chuàng )新型技術(shù)，提高資源利用效率，開(kāi)發(fā)更加干凈的生產(chǎn)技術(shù)。不再使用化石燃料，在最大限度保護環(huán)境的前提下，盡最大可能提高能源和原材料的使用效率。作為一個(gè)紙漿生產(chǎn)企業(yè)，將繼續努力提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善運營(yíng)。公司負責人表示，雖然這是一個(gè)生產(chǎn)產(chǎn)品工廠(chǎng)，但是本質(zhì)上還是紙漿廠(chǎng)。由于紙漿廠(chǎng)具有很長(cháng)的生命周期，Metsä Fibre公司對于該工廠(chǎng)的規劃考慮了相當遙遠的未來(lái)，幾年之內，多個(gè)生物質(zhì)產(chǎn)品將會(huì )投入生產(chǎn)。隨著(zhù)Äänekoski新一代生物制品漿廠(chǎng)工業(yè)化生態(tài)系統的發(fā)展和改進(jìn)，漿廠(chǎng)將成為新一代生物制品生產(chǎn)的平臺。生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品路徑也在不斷積極地研究開(kāi)發(fā)中，在生物質(zhì)產(chǎn)品研發(fā)項目中最為重要的是木質(zhì)素產(chǎn)品、紡織纖維和生物質(zhì)復合材料。
2、瑞典：尋求多元化生物質(zhì)精煉之路
相比芬蘭側重發(fā)展生物質(zhì)能源，瑞典漿紙行業(yè)發(fā)展生物質(zhì)精煉致力于走多元化之路。
其中一個(gè)典型的案例就是位于瑞典Örnsköldsvik的Domsjö紙漿廠(chǎng)。Domsjö紙漿廠(chǎng)成立于1903年，主要生產(chǎn)亞硫酸鹽紙漿，后來(lái)用溶解漿生產(chǎn)用于紡織行業(yè)的黏膠纖維。由于一些環(huán)境和技術(shù)原因，該廠(chǎng)生產(chǎn)的亞硫酸鹽紙漿逐漸失去了市場(chǎng)競爭力。2011年后，公司改變了戰略，轉向開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品市場(chǎng)。目前紙漿廠(chǎng)三個(gè)主要業(yè)務(wù)包括：用溶解漿生產(chǎn)黏膠纖維、生產(chǎn)木質(zhì)素和乙醇燃料。木質(zhì)素的生產(chǎn)能力大約是紙漿的一半，公司致力于將所有的木材和廢渣都充分利用，使制漿造紙過(guò)程中不產(chǎn)生任何無(wú)用的副產(chǎn)品和廢棄物。此外，在溶解漿和木質(zhì)素產(chǎn)品的生產(chǎn)和推廣過(guò)程中，傳統的紙漿和造紙產(chǎn)品的附加值也有所增加。Domsjö Fabriker因其工藝和產(chǎn)品組合而享有盛譽(yù)，被譽(yù)為瑞典最具開(kāi)拓力的生物質(zhì)精煉廠(chǎng)之一。
除了芬蘭和瑞典，挪威和奧地利的部分紙廠(chǎng)在轉型方面也頗具心得。在新形勢下，為了應對市場(chǎng)競爭，挪威的Borregaard紙廠(chǎng)也開(kāi)發(fā)了許多木質(zhì)素為原材料的新產(chǎn)品，奧地利Lenzing集團利用木材中提取的半纖維素，為紡織行業(yè)提供了高附加值的生物質(zhì)產(chǎn)品。
雖然溶解漿絕不是新產(chǎn)品，但最近幾年才開(kāi)始研發(fā)了許多創(chuàng )新工藝。溶解漿的價(jià)格比紙漿高一些，即使產(chǎn)量較低，但產(chǎn)品的附加值也仍然保持高位。盡管制漿造紙企業(yè)生產(chǎn)溶解漿并不意味著(zhù)已經(jīng)真正步入生物質(zhì)精煉領(lǐng)域，但是溶解漿的生產(chǎn)改變了原材料結構，為產(chǎn)品多元化創(chuàng )造了條件，為提高從黑液中提取木質(zhì)素份額奠定了基礎。目前，StoraEnso、Enocell和Södra Cell等林漿紙企業(yè)都已涉足溶解漿生產(chǎn)領(lǐng)域。
