程言君1 張安龍2 侯雅楠1
1.北京市科學(xué)技術(shù)研究院資源環(huán)境研究所
2.陜西科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，中國輕工業(yè)水污染控制工程技術(shù)研究中心
2020年9月，習近平總書(shū)記在第75屆聯(lián)合國大會(huì )上提出，中國二氧化碳排放力爭在2030年前實(shí)現碳達峰、2060年前實(shí)現碳中和。2021年1月5日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《碳排放權交易管理辦法(試行)》，并于2021年2月1日起施行，涵蓋101家造紙企業(yè)自備電廠(chǎng)在內的全國碳市場(chǎng)第一個(gè)履約周期正式啟動(dòng)。2021年10月26日，國務(wù)院正式發(fā)布了《2030年前碳達峰行動(dòng)方案》，方案指出：“要明確各地區、各領(lǐng)域、各行業(yè)目標任務(wù)，加快實(shí)現生產(chǎn)生活方式的綠色變革，推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展建立在資源高效利用和綠色低碳發(fā)展的基礎之上，確保如期實(shí)現2030年前碳達峰目標。”這無(wú)疑對中國造紙行業(yè)提出了更清晰、更高維度的要求，這也意味著(zhù)造紙行業(yè)已切實(shí)面臨“碳約束”的新挑戰。
造紙工業(yè)是關(guān)系國計民生的基礎原材料工業(yè)，存在得天獨厚的天然綠色屬性，具有原料可再生、產(chǎn)品可循環(huán)利用、生產(chǎn)廢棄物可轉化為生物質(zhì)能源等特點(diǎn)。同時(shí)，造紙工業(yè)又是一個(gè)典型的能源資源密集型行業(yè)，也是計劃第一階段納入全國碳排放權交易市場(chǎng)的行業(yè)之一。對于目前碳排放基數較大、能源供給體系中化石能源占比達80％以上，且消費需求仍在上升的中國造紙工業(yè)而言，要如期實(shí)現“雙碳”目標，將面臨前所未有的挑戰，同時(shí)也是產(chǎn)業(yè)綠色轉型和促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的重要契機。
1.造紙工業(yè)主要碳排放來(lái)源
造紙工業(yè)企業(yè)碳排放源類(lèi)別主要包括：①自備熱電站、石灰窯、堿回收爐、紙機干燥等工段運行過(guò)程中煤炭、燃氣、柴油、重油等化石燃料燃燒直接排放；②備料過(guò)程產(chǎn)生的樹(shù)皮、木屑，硫酸鹽制漿過(guò)程產(chǎn)生的黑液等生物質(zhì)能源燃燒直接排放；③制漿過(guò)程堿回收工段用石灰石、自備電廠(chǎng)脫硫用外購碳酸鹽分解過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳排放；④廢水厭氧處理過(guò)程中產(chǎn)生的甲烷排放；⑤凈購入使用電力、熱力的間接排放等。根據《造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》，造紙工業(yè)企業(yè)在進(jìn)行碳排放核算與報告時(shí)，需要核算的溫室氣體包括二氧化碳和甲烷，核算范圍包括上述碳排放源中的化石燃料燃燒排放、過(guò)程排放、購入的電力和熱力產(chǎn)生的排放、廢水厭氧處理的排放，而生物質(zhì)燃料產(chǎn)生的碳排放不計入企業(yè)的碳排放總量。相關(guān)研究表明，中國造紙工業(yè)的碳排放量主要來(lái)自于化石燃料燃燒和凈購入電力、熱力產(chǎn)生的排放，且化石燃料以煤炭為主，生物質(zhì)能源占全部能源的比例不到20％。
2.造紙工業(yè)碳排放發(fā)展歷程
中國造紙工業(yè)自2000年以來(lái)迅速發(fā)展，紙漿、紙及紙板、紙制品生產(chǎn)量不斷提高，到2020年已分別達到7378萬(wàn)t、11260萬(wàn)t、6860萬(wàn)t。隨著(zhù)中國造
中國造紙工業(yè)自2000年以來(lái)迅速發(fā)展，紙漿、紙及紙板、紙制品生產(chǎn)量不斷提高，到2020年已分別達到7378萬(wàn)t、11260萬(wàn)t、6860萬(wàn)t。隨著(zhù)中國造
紙工業(yè)的飛速發(fā)展，其碳排放量也隨之增加。據估算，中國造紙工業(yè)2000年的碳排放量約為0．64億t，2015年上升為1．52億t，年均復合增長(cháng)率約為5．93％。其中，2000-2003年，受全球經(jīng)濟下滑的影響，我國造紙工業(yè)發(fā)展趨于平穩，碳排放量增速相對緩慢；2003-2006年，受中國加入WTO影響，造紙工業(yè)發(fā)展迅速，碳排放量也急劇增加，年均增長(cháng)率一度達到16.36％；2006年開(kāi)始，為解決能源資源約束和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，我國加大了節能降碳的政策力度和管制措施，隨后2008年的世界金融危機給中國經(jīng)濟帶來(lái)沖擊，造紙工業(yè)受到波及，碳排放量增速放緩，甚至有所下降。2009年之后，中國經(jīng)濟快速得到恢復，造紙工業(yè)也得到蓬勃發(fā)展，碳排放量于2013年達到高值，約為1.59億t。隨后，在資源、能源和生態(tài)環(huán)境的多重約束下，以及受2020年以來(lái)新冠肺炎疫情影響，造紙工業(yè)碳排放量增速放緩甚至有階段性下降，但其排放總量依然不容小覷，目前僅次于電力、石化、化工、建材、鋼鐵、有色等高耗能行業(yè)，也被列為首批納入全國碳排放權交易市場(chǎng)的重點(diǎn)行業(yè)之一。
3.造紙工業(yè)“雙碳”目標面臨的主要問(wèn)題
3.1紙和紙板消費持續增加
3.造紙工業(yè)“雙碳”目標面臨的主要問(wèn)題
3.1紙和紙板消費持續增加
1980年我國GDP總量約4587億元，紙和紙板消費量約350萬(wàn)t；2000年GDP約100280億元，紙和紙板消費量約3500萬(wàn)t；2020年GDP約1015986億元，紙和紙板消費量近11827萬(wàn)t，人均年消費量約為84 kg，高于世界平均水平52 kg／人，但遠低于發(fā)達國家平均水平170 kg／人。
我國由于人口眾多，到2035年要基本實(shí)現社會(huì )主義現代化，達到中等發(fā)達國家水平，作為配套產(chǎn)業(yè)的造紙工業(yè)仍有較大消費需求空間。根據《造紙行業(yè)“十四五”及中長(cháng)期高質(zhì)量發(fā)展綱要》分析，兼顧2030年國家碳達峰目標，紙及紙板產(chǎn)能增長(cháng)可能被迫受到抑制，預計到2035年國內紙及紙板需求量應控制在1．7億t以?xún)?，較目前還將增加約5000萬(wàn)t。在消費需求仍將持續提高的情況下，必然要求在產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化、能源消費結構調整、可再生能源替代、節能低碳技術(shù)研發(fā)等方面取得更多的成果，才能保障造紙工業(yè)順利完成“雙碳”目標。
3.2能源資源結構問(wèn)題突出
中國造紙工業(yè)能源長(cháng)期以外購為主，主要為高碳含量的煤炭，相比發(fā)達國家目前主要使用生物質(zhì)燃料和碳含量較低的石油、天然氣等能源，我國以煤炭為主的能源結構使得造紙工業(yè)碳排放量居高不下。以煤炭為主的能源結構，同時(shí)受原料結構、技術(shù)裝備、企業(yè)規模和產(chǎn)品結構等因素影響，也導致中國造紙工業(yè)能源綜合利用率長(cháng)期低于發(fā)達國家水平。2000年以來(lái)，造紙原料結構相對改善，造紙工業(yè)企業(yè)也從國外引進(jìn)了大量先進(jìn)技術(shù)裝備，有效提高了能源利用效率。2010年我國紙及紙板綜合能耗約為680 kgce／t，2015年降至530 kgce／t，2020年又降至480 kgce／t，《造紙行業(yè)“十四五”及中長(cháng)期高質(zhì)量發(fā)展綱要》提出“十四五”期間還將力爭降至450kgce／t。能源效率水平逐步提高，但能源消費結構問(wèn)題未能得到根本轉變。
目前國內大型造紙企業(yè)大都采用以自備燃煤熱電廠(chǎng)為主的用能模式。隨著(zhù)用煤指標的趨緊，以自備燃煤熱電為主的造紙行業(yè)在能源結構低碳化轉型方面的任務(wù)將十分緊迫。如果不及早謀劃能源結構轉型，部分造紙企業(yè)可能會(huì )因自備燃煤電廠(chǎng)被強制淘汰而被迫停產(chǎn)。另外，新建項目若規劃以自備燃煤熱電為主要能源供給方式，也將面臨因用煤指標減少而項目不能獲批的風(fēng)險。
3.3廢紙回收再利用仍需加強
廢紙造紙技術(shù)流程較短，不僅是節約原材料和保障纖維原料結構的重要途徑，也是實(shí)現循環(huán)經(jīng)濟和低碳發(fā)展的重要方式，能夠大幅降低制漿過(guò)程所消耗的熱力、電力能源，有效減少二氧化碳的排放。據《2021中國造紙年鑒》統計，自2011年以來(lái)，我國廢紙回收總量年均增長(cháng)率約2．63％，2020年已達到約5493萬(wàn)t，為世界最大的廢紙生產(chǎn)國和消費國。我國廢紙利用率曾一度達到世界較高水平，歷史最高值為2009年的74.4％。近年來(lái)由于廢紙進(jìn)口受限而呈現逐年下降趨勢，到2020年廢紙利用率已下降為54.9％。我國廢紙回收率2011—2020年平均值為46.78％，相比發(fā)達國家，廢紙回收率相對偏低。隨著(zhù)我國廢紙回收體系的不斷完善，以及廢紙進(jìn)口禁令和“限塑令”的實(shí)施，國內廢紙回收利用的循環(huán)速度將會(huì )加快，同時(shí)在疫情防控和國際環(huán)境影響下，以國內大循環(huán)為主的內循環(huán)經(jīng)濟模式將全面啟動(dòng)，我國廢紙循環(huán)利用力度將進(jìn)一步得到加強。
中國造紙工業(yè)能源長(cháng)期以外購為主，主要為高碳含量的煤炭，相比發(fā)達國家目前主要使用生物質(zhì)燃料和碳含量較低的石油、天然氣等能源，我國以煤炭為主的能源結構使得造紙工業(yè)碳排放量居高不下。以煤炭為主的能源結構，同時(shí)受原料結構、技術(shù)裝備、企業(yè)規模和產(chǎn)品結構等因素影響，也導致中國造紙工業(yè)能源綜合利用率長(cháng)期低于發(fā)達國家水平。2000年以來(lái)，造紙原料結構相對改善，造紙工業(yè)企業(yè)也從國外引進(jìn)了大量先進(jìn)技術(shù)裝備，有效提高了能源利用效率。2010年我國紙及紙板綜合能耗約為680 kgce／t，2015年降至530 kgce／t，2020年又降至480 kgce／t，《造紙行業(yè)“十四五”及中長(cháng)期高質(zhì)量發(fā)展綱要》提出“十四五”期間還將力爭降至450kgce／t。能源效率水平逐步提高，但能源消費結構問(wèn)題未能得到根本轉變。
目前國內大型造紙企業(yè)大都采用以自備燃煤熱電廠(chǎng)為主的用能模式。隨著(zhù)用煤指標的趨緊，以自備燃煤熱電為主的造紙行業(yè)在能源結構低碳化轉型方面的任務(wù)將十分緊迫。如果不及早謀劃能源結構轉型，部分造紙企業(yè)可能會(huì )因自備燃煤電廠(chǎng)被強制淘汰而被迫停產(chǎn)。另外，新建項目若規劃以自備燃煤熱電為主要能源供給方式，也將面臨因用煤指標減少而項目不能獲批的風(fēng)險。
3.3廢紙回收再利用仍需加強
廢紙造紙技術(shù)流程較短，不僅是節約原材料和保障纖維原料結構的重要途徑，也是實(shí)現循環(huán)經(jīng)濟和低碳發(fā)展的重要方式，能夠大幅降低制漿過(guò)程所消耗的熱力、電力能源，有效減少二氧化碳的排放。據《2021中國造紙年鑒》統計，自2011年以來(lái)，我國廢紙回收總量年均增長(cháng)率約2．63％，2020年已達到約5493萬(wàn)t，為世界最大的廢紙生產(chǎn)國和消費國。我國廢紙利用率曾一度達到世界較高水平，歷史最高值為2009年的74.4％。近年來(lái)由于廢紙進(jìn)口受限而呈現逐年下降趨勢，到2020年廢紙利用率已下降為54.9％。我國廢紙回收率2011—2020年平均值為46.78％，相比發(fā)達國家，廢紙回收率相對偏低。隨著(zhù)我國廢紙回收體系的不斷完善，以及廢紙進(jìn)口禁令和“限塑令”的實(shí)施，國內廢紙回收利用的循環(huán)速度將會(huì )加快，同時(shí)在疫情防控和國際環(huán)境影響下，以國內大循環(huán)為主的內循環(huán)經(jīng)濟模式將全面啟動(dòng)，我國廢紙循環(huán)利用力度將進(jìn)一步得到加強。
3.4理論指引和技術(shù)支撐不足
我國作為發(fā)展中國家，尚處于新型工業(yè)化、信息化、城鎮化加快推進(jìn)階段，實(shí)現全面綠色轉型的基礎仍然薄弱，生態(tài)環(huán)境保護壓力尚未得到根本緩解。在此背景下，造紙工業(yè)要如期實(shí)現“雙碳”目標，亟需系統的理論指引和變革性的技術(shù)支撐。我國國情與發(fā)達國家存在較大差異，造紙工業(yè)未來(lái)的能源替代技術(shù)和能源利用需求與發(fā)達國家也有所不同。制漿造紙過(guò)程需要大量熱能，需要對行業(yè)替代能源來(lái)源和能源利用方式進(jìn)行研究，探索更加高效的跨行業(yè)能源協(xié)作模式。
4.造紙工業(yè)“雙碳”目標實(shí)現路徑探討
4.1穩步實(shí)現產(chǎn)業(yè)和原料結構轉型升級
我國作為發(fā)展中國家，尚處于新型工業(yè)化、信息化、城鎮化加快推進(jìn)階段，實(shí)現全面綠色轉型的基礎仍然薄弱，生態(tài)環(huán)境保護壓力尚未得到根本緩解。在此背景下，造紙工業(yè)要如期實(shí)現“雙碳”目標，亟需系統的理論指引和變革性的技術(shù)支撐。我國國情與發(fā)達國家存在較大差異，造紙工業(yè)未來(lái)的能源替代技術(shù)和能源利用需求與發(fā)達國家也有所不同。制漿造紙過(guò)程需要大量熱能，需要對行業(yè)替代能源來(lái)源和能源利用方式進(jìn)行研究，探索更加高效的跨行業(yè)能源協(xié)作模式。
4.造紙工業(yè)“雙碳”目標實(shí)現路徑探討
4.1穩步實(shí)現產(chǎn)業(yè)和原料結構轉型升級
產(chǎn)業(yè)結構和原料結構轉型升級是引領(lǐng)造紙工業(yè)實(shí)現“雙碳”目標的重要途徑。一是優(yōu)化企業(yè)布局和規模，提高產(chǎn)業(yè)集中度，發(fā)展低碳綠色產(chǎn)品，推進(jìn)新工藝及技術(shù)創(chuàng )新，加快行業(yè)綠色制造體系建設。二是持續推動(dòng)“林漿紙一體化”，加大造紙工業(yè)林基地建設和林業(yè)剩余物資源化利用，形成“以林促紙、以紙養林、林紙結合、協(xié)同發(fā)展”的產(chǎn)業(yè)格局。相比于單一的制漿造紙企業(yè)，“林漿紙一體化”企業(yè)不僅更易實(shí)現制漿造紙過(guò)程中的節能降碳，還能通過(guò)上游的植樹(shù)造林改善生態(tài)環(huán)境，吸收二氧化碳達到固碳效果，減少二氧化碳的排放。三是通過(guò)在沿海地區布局大型制漿生產(chǎn)企業(yè)，利用國內外，尤其是國外林業(yè)資源，提高國產(chǎn)紙漿的生產(chǎn)規模和生物質(zhì)能源比例。四是多渠道回收境內廢紙和在境外利用廢紙和包裝物制漿，維持國內原料供應平衡，實(shí)現綠色低碳循環(huán)發(fā)展。五是加快淘汰能效利用率低、經(jīng)濟效益差的落后和過(guò)剩產(chǎn)能，促進(jìn)造紙工業(yè)綠色低碳可持續發(fā)展。
我國造紙行業(yè)雖經(jīng)歷多次結構調整，但企業(yè)小而分散的局面仍未得到根本改變，與發(fā)達國家相比大型企業(yè)的數量和規模還存在相當大的差距。大中型企業(yè)的清潔生產(chǎn)水平較小型企業(yè)優(yōu)勢顯著(zhù)，以單位產(chǎn)品綜合能耗為例，同類(lèi)型大型企業(yè)相較小型企業(yè)可降低約36％(見(jiàn)表1)。通過(guò)產(chǎn)能升級整合、淘汰落后產(chǎn)能，可從源頭上降低能耗和碳排放水平。
當前，通過(guò)采用大容量、高參數機組提高發(fā)電機組熱效率是提高能源利用效率最直接有效的手段，當發(fā)電機組熱效率從目前的30％提高到45％，碳排放量將降低約32％。據排污許可信息統計，目前我國造紙行業(yè)直接以煤炭作為燃料的企業(yè)有1237家，其中年煤炭消耗量小于1萬(wàn)t的企業(yè)占45％，存在明顯的低效、分散用能現象。早在2012年，原環(huán)境保護部環(huán)發(fā)[2012]98號文已明確指出，制漿造紙項目須入區入園布設。工業(yè)園區通常都建有集中熱電設施，這為造紙企業(yè)實(shí)現區域整合、依托園區公共設施提高能源利用效率、降低碳排放量提供了良好的基礎條件。
4.2有序推進(jìn)能源結構調整和燃料替代
在國家雙碳政策背景下，要求造紙企業(yè)優(yōu)化和調整能源結構，發(fā)展高效節能技術(shù)和清潔利用技術(shù)，提高非碳能源占比，以綠色清潔可再生能源代替化石能源。構建新型能源供應系統，是造紙企業(yè)實(shí)現綠色低碳發(fā)展的核心內容。造紙工業(yè)減污降碳重在減少煤炭的使用，充分依托生物質(zhì)能源方面的行業(yè)優(yōu)勢，盡可能以生物質(zhì)燃料替代煤炭將是現階段造紙工業(yè)推動(dòng)能源結構低碳化切實(shí)可行的途徑。企業(yè)可在充分利用自產(chǎn)樹(shù)皮、木屑、干化污泥等的基礎上，加大區域內其他可用生物質(zhì)燃料的收集和使用，以提高生物質(zhì)能源的占比。另外，通過(guò)自備熱電站煤改氣、堿回收爐及石灰窯等的能源清潔化改造，對廢水處理過(guò)程中厭氧環(huán)節產(chǎn)生沼氣進(jìn)行回收利用，以及提高光伏發(fā)電等清潔能源使用等，均可有效減少碳排放。關(guān)于燃煤鍋爐能源清潔化改造，國內某廢紙造紙企業(yè)建有1臺180 t／h的燃煤鍋爐，將燃料由煤炭替換為天然氣，每年可減少二氧化碳排放量34.16萬(wàn)t。關(guān)于石灰窯能源清潔化改造，國內某企業(yè)制漿年產(chǎn)能200萬(wàn)t，通過(guò)將石灰窯燃料由重油替換為天然氣或生物質(zhì)氣，每年可減少二氧化碳排放量分別為6.09萬(wàn)t和22.12萬(wàn)t。關(guān)于光伏發(fā)電清潔能源使用，國內某造紙企業(yè)廠(chǎng)內光伏裝機容量19.9MW，平均每年可生產(chǎn)2100多萬(wàn)kWh的太陽(yáng)能綠色電力，每年減少二氧化碳排放量2萬(wàn)余t。歐美國家造紙行業(yè)生物質(zhì)能源占全部能源的比例已達60％以上，個(gè)別國家甚至超過(guò)70％，我國造紙行業(yè)生物質(zhì)能源占比不到20％，生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。
在國家雙碳政策背景下，要求造紙企業(yè)優(yōu)化和調整能源結構，發(fā)展高效節能技術(shù)和清潔利用技術(shù)，提高非碳能源占比，以綠色清潔可再生能源代替化石能源。構建新型能源供應系統，是造紙企業(yè)實(shí)現綠色低碳發(fā)展的核心內容。造紙工業(yè)減污降碳重在減少煤炭的使用，充分依托生物質(zhì)能源方面的行業(yè)優(yōu)勢，盡可能以生物質(zhì)燃料替代煤炭將是現階段造紙工業(yè)推動(dòng)能源結構低碳化切實(shí)可行的途徑。企業(yè)可在充分利用自產(chǎn)樹(shù)皮、木屑、干化污泥等的基礎上，加大區域內其他可用生物質(zhì)燃料的收集和使用，以提高生物質(zhì)能源的占比。另外，通過(guò)自備熱電站煤改氣、堿回收爐及石灰窯等的能源清潔化改造，對廢水處理過(guò)程中厭氧環(huán)節產(chǎn)生沼氣進(jìn)行回收利用，以及提高光伏發(fā)電等清潔能源使用等，均可有效減少碳排放。關(guān)于燃煤鍋爐能源清潔化改造，國內某廢紙造紙企業(yè)建有1臺180 t／h的燃煤鍋爐，將燃料由煤炭替換為天然氣，每年可減少二氧化碳排放量34.16萬(wàn)t。關(guān)于石灰窯能源清潔化改造，國內某企業(yè)制漿年產(chǎn)能200萬(wàn)t，通過(guò)將石灰窯燃料由重油替換為天然氣或生物質(zhì)氣，每年可減少二氧化碳排放量分別為6.09萬(wàn)t和22.12萬(wàn)t。關(guān)于光伏發(fā)電清潔能源使用，國內某造紙企業(yè)廠(chǎng)內光伏裝機容量19.9MW，平均每年可生產(chǎn)2100多萬(wàn)kWh的太陽(yáng)能綠色電力，每年減少二氧化碳排放量2萬(wàn)余t。歐美國家造紙行業(yè)生物質(zhì)能源占全部能源的比例已達60％以上，個(gè)別國家甚至超過(guò)70％，我國造紙行業(yè)生物質(zhì)能源占比不到20％，生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)利用潛力巨大。
4.3加強廢棄物利用，降低能源資源消耗
加強廢棄物利用、降低能源資源消耗、提升能源資源利用效率是實(shí)現碳減排的重要措施。一是配合“林漿紙一體化”和廢紙回收利用，適當增加木材纖維的使用比例。以木材作為原料生產(chǎn)紙產(chǎn)品不僅能保障產(chǎn)品的高質(zhì)量，而且木材纖維的收獲率高，消耗的制漿化學(xué)品和能源較少，碳排放和污染相對較低，回收利用率也遠高于非木材。二是推動(dòng)完善相關(guān)標準體系和使用水性阻隔涂層技術(shù)等，加強對廢紙的回收利用，減少能源資源、新鮮用水、化學(xué)品的消耗，助推節能、減污、降碳協(xié)同增效。三是對非木漿進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)與使用。我國可利用的非木材纖維來(lái)源廣泛，造紙企業(yè)可探索研發(fā)先進(jìn)的低碳處理技術(shù)和相關(guān)設備，進(jìn)行清潔化生產(chǎn)并提高非木材纖維得率，尤其是我國資源豐富的竹材。四是處理造紙廢水產(chǎn)生的污泥數量龐大，且成分結構較為復雜，含水量較高，加強污泥資源化、無(wú)害化處理將是造紙工業(yè)提高能源資源效率的重要突破口之一。
4.4探索研發(fā)節能低碳和CCUS技術(shù)
隨著(zhù)節能降碳壓力的與日俱增，尋求相關(guān)技術(shù)突破將是造紙工業(yè)轉型升級的關(guān)鍵。造紙工業(yè)企業(yè)越來(lái)越重視在連續蒸煮、余熱回收、廢紙利用、熱電聯(lián)產(chǎn)等生產(chǎn)過(guò)程中節能低碳技術(shù)的研發(fā)，以及在生產(chǎn)中使用生物質(zhì)能源和納米材料等新興材料。其中，化學(xué)法制漿采用封閉篩選代替開(kāi)放式篩選，節水、節能效果良好，目前化學(xué)法制漿企業(yè)封閉篩選技術(shù)應用比例已達80％以上。紙機壓榨部采用靴型壓榨代替常規壓榨，干燥部能耗下降了18％。紙機干燥部烘缸通過(guò)采用封閉氣罩回收紙頁(yè)干燥過(guò)程中蒸發(fā)水蒸氣的熱量，提高送風(fēng)溫度降低能耗；采用透平風(fēng)機替代傳統水環(huán)式真空泵，真空系統能耗可下降30％以上。同時(shí)，造紙行業(yè)還具備開(kāi)發(fā)應用負碳技術(shù)的基礎。對于堿回收過(guò)程中產(chǎn)生的苛化白泥，大型漿廠(chǎng)一般采用石灰窯煅燒法，使白泥再生成生石灰循環(huán)使用，該過(guò)程不僅要消耗大量的重油，原本固定在白泥中的碳也重新回到大氣中；而將白泥用于生產(chǎn)碳酸鈣填料，不僅實(shí)現了白泥的資源化利用，也產(chǎn)生了明顯的負碳效應。目前該技術(shù)已在岳陽(yáng)紙業(yè)、太陽(yáng)紙業(yè)、中冶銀河、新鄉新亞等企業(yè)實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化應用，苛化白泥生產(chǎn)的填料碳酸鈣指標完全可以作為造紙填料，應用于文化用紙等各紙種。
加強廢棄物利用、降低能源資源消耗、提升能源資源利用效率是實(shí)現碳減排的重要措施。一是配合“林漿紙一體化”和廢紙回收利用，適當增加木材纖維的使用比例。以木材作為原料生產(chǎn)紙產(chǎn)品不僅能保障產(chǎn)品的高質(zhì)量，而且木材纖維的收獲率高，消耗的制漿化學(xué)品和能源較少，碳排放和污染相對較低，回收利用率也遠高于非木材。二是推動(dòng)完善相關(guān)標準體系和使用水性阻隔涂層技術(shù)等，加強對廢紙的回收利用，減少能源資源、新鮮用水、化學(xué)品的消耗，助推節能、減污、降碳協(xié)同增效。三是對非木漿進(jìn)行合理開(kāi)發(fā)與使用。我國可利用的非木材纖維來(lái)源廣泛，造紙企業(yè)可探索研發(fā)先進(jìn)的低碳處理技術(shù)和相關(guān)設備，進(jìn)行清潔化生產(chǎn)并提高非木材纖維得率，尤其是我國資源豐富的竹材。四是處理造紙廢水產(chǎn)生的污泥數量龐大，且成分結構較為復雜，含水量較高，加強污泥資源化、無(wú)害化處理將是造紙工業(yè)提高能源資源效率的重要突破口之一。
4.4探索研發(fā)節能低碳和CCUS技術(shù)
隨著(zhù)節能降碳壓力的與日俱增，尋求相關(guān)技術(shù)突破將是造紙工業(yè)轉型升級的關(guān)鍵。造紙工業(yè)企業(yè)越來(lái)越重視在連續蒸煮、余熱回收、廢紙利用、熱電聯(lián)產(chǎn)等生產(chǎn)過(guò)程中節能低碳技術(shù)的研發(fā)，以及在生產(chǎn)中使用生物質(zhì)能源和納米材料等新興材料。其中，化學(xué)法制漿采用封閉篩選代替開(kāi)放式篩選，節水、節能效果良好，目前化學(xué)法制漿企業(yè)封閉篩選技術(shù)應用比例已達80％以上。紙機壓榨部采用靴型壓榨代替常規壓榨，干燥部能耗下降了18％。紙機干燥部烘缸通過(guò)采用封閉氣罩回收紙頁(yè)干燥過(guò)程中蒸發(fā)水蒸氣的熱量，提高送風(fēng)溫度降低能耗；采用透平風(fēng)機替代傳統水環(huán)式真空泵，真空系統能耗可下降30％以上。同時(shí)，造紙行業(yè)還具備開(kāi)發(fā)應用負碳技術(shù)的基礎。對于堿回收過(guò)程中產(chǎn)生的苛化白泥，大型漿廠(chǎng)一般采用石灰窯煅燒法，使白泥再生成生石灰循環(huán)使用，該過(guò)程不僅要消耗大量的重油，原本固定在白泥中的碳也重新回到大氣中；而將白泥用于生產(chǎn)碳酸鈣填料，不僅實(shí)現了白泥的資源化利用，也產(chǎn)生了明顯的負碳效應。目前該技術(shù)已在岳陽(yáng)紙業(yè)、太陽(yáng)紙業(yè)、中冶銀河、新鄉新亞等企業(yè)實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化應用，苛化白泥生產(chǎn)的填料碳酸鈣指標完全可以作為造紙填料，應用于文化用紙等各紙種。
除工藝過(guò)程采用節能技術(shù)外，污染物末端治理過(guò)程中仍有一定的能源回收潛力。以漂白硫酸鹽法化學(xué)制漿工藝為例，蒸煮工段溫度一般在145～165℃，漂白工段溫度一般在75～85℃，產(chǎn)生的廢水在車(chē)間進(jìn)行熱交換回收熱量后，進(jìn)入污水處理系統的溫度在55～60℃；化機漿制漿廢水水溫在50～70℃，該類(lèi)廢水常規須經(jīng)冷卻后才能進(jìn)行生化處理，而采用熱泵技術(shù)，通過(guò)消耗少量電能或化石能源，回收廢水低溫余熱的同時(shí)，減少了冷卻過(guò)程耗能，獲得雙效收益。目前該技術(shù)已在部分企業(yè)成功應用，太陽(yáng)紙業(yè)采用污水源熱泵技術(shù)，將廢水水溫降低10℃，回收熱量用于加熱余熱鍋爐補水，年可節約標煤2.78萬(wàn)t，年節約資金2158萬(wàn)元，取得了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。
從碳中和總體目標來(lái)看，將不得不排放的二氧化碳，通過(guò)生態(tài)建設、工程封存等措施固碳，以達到碳中和。深入開(kāi)發(fā)CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)是其中的重要可能途徑之一，被捕獲的二氧化碳還可以作為高附加值產(chǎn)品的原材料或者化學(xué)品，如將二氧化碳制成化學(xué)品(燃料)微藻的生產(chǎn)、混凝土碳捕集、生物能源的碳捕捉和存儲，以及制漿造紙中酸析木質(zhì)素、生產(chǎn)塔羅油、沉淀碳酸鈣和利用二氧化碳作為反溶劑生產(chǎn)木質(zhì)素納米顆粒等。其中，沉淀碳酸鈣技術(shù)目前已較為成熟，以國內某造紙企業(yè)為例，通過(guò)將循環(huán)流化床鍋爐煙氣中二氧化碳轉化為輕質(zhì)碳酸鈣，年產(chǎn)能為20萬(wàn)t，每年可減少二氧化碳排放量約8.8萬(wàn)t。
4.5全面提升行業(yè)企業(yè)碳排放管理水平
在“雙碳”目標愿景和碳交易市場(chǎng)機制下，提升造紙工業(yè)企業(yè)的碳排放管理水平將是有效應對碳減排壓力的重要手段。造紙工業(yè)企業(yè)應加強碳排放數據的監測、統計、核算、報告和碳資產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)管理，協(xié)同產(chǎn)污、治污、排污的全過(guò)程環(huán)境管理要求，從原材料使用到產(chǎn)品的生產(chǎn)和出售，每個(gè)環(huán)節都要對碳排放加以檢測和管控，制訂企業(yè)減污降碳協(xié)同管理戰略、構建企業(yè)環(huán)境管理體系、發(fā)展企業(yè)綠色低碳文化。
從碳中和總體目標來(lái)看，將不得不排放的二氧化碳，通過(guò)生態(tài)建設、工程封存等措施固碳，以達到碳中和。深入開(kāi)發(fā)CCUS(碳捕集、利用與封存)技術(shù)是其中的重要可能途徑之一，被捕獲的二氧化碳還可以作為高附加值產(chǎn)品的原材料或者化學(xué)品，如將二氧化碳制成化學(xué)品(燃料)微藻的生產(chǎn)、混凝土碳捕集、生物能源的碳捕捉和存儲，以及制漿造紙中酸析木質(zhì)素、生產(chǎn)塔羅油、沉淀碳酸鈣和利用二氧化碳作為反溶劑生產(chǎn)木質(zhì)素納米顆粒等。其中，沉淀碳酸鈣技術(shù)目前已較為成熟，以國內某造紙企業(yè)為例，通過(guò)將循環(huán)流化床鍋爐煙氣中二氧化碳轉化為輕質(zhì)碳酸鈣，年產(chǎn)能為20萬(wàn)t，每年可減少二氧化碳排放量約8.8萬(wàn)t。
4.5全面提升行業(yè)企業(yè)碳排放管理水平
在“雙碳”目標愿景和碳交易市場(chǎng)機制下，提升造紙工業(yè)企業(yè)的碳排放管理水平將是有效應對碳減排壓力的重要手段。造紙工業(yè)企業(yè)應加強碳排放數據的監測、統計、核算、報告和碳資產(chǎn)的經(jīng)營(yíng)管理，協(xié)同產(chǎn)污、治污、排污的全過(guò)程環(huán)境管理要求，從原材料使用到產(chǎn)品的生產(chǎn)和出售，每個(gè)環(huán)節都要對碳排放加以檢測和管控，制訂企業(yè)減污降碳協(xié)同管理戰略、構建企業(yè)環(huán)境管理體系、發(fā)展企業(yè)綠色低碳文化。
首先，應建立健全碳排放核查核算制度，根據《造紙和紙制品生產(chǎn)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南(試行)》中的核算邊界，針對企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節，做好碳排放核算工作，摸清自身排放水平，挖掘減排潛力，為獲得碳配額、參與碳交易和對應進(jìn)行節能低碳技術(shù)改造奠定基礎。其次，要將碳配額作為資產(chǎn)進(jìn)行管理，積極參與碳排放權交易，在通過(guò)技術(shù)改進(jìn)減少碳排放的同時(shí)，也要充分利用市場(chǎng)手段實(shí)現減排目標，兩者相互配合，提高履約效率，降低履約成本，獲取減排效益。另外，還要加強碳排放管理體系技術(shù)支持力量，設置節能降碳管理機構，注重碳管理人才隊伍建設，建立貫穿企業(yè)碳排放全生命周期的碳管理制度和數據信息系統，明確整體產(chǎn)業(yè)鏈及工序的降碳關(guān)鍵點(diǎn)，通過(guò)科技創(chuàng )新及應用不斷推進(jìn)企業(yè)減污降碳轉型落地。
參考文獻
[1] 程言君，張 亮，王煥松等．中國造紙工業(yè)碳排放特征與“雙碳”目標路徑探究[J]．中國造紙，2022，41(4)：1—5．
[2] 侯雅楠，賈學(xué)樺，張亮等. “雙碳”目標下我國造紙企業(yè)應對策略探討[J]．中華紙業(yè)，
2022，43(18)：9—12．
[3] 陳顯越. “雙碳”目標下造紙行業(yè)面臨的挑戰及應對策略[J]．中華紙業(yè)，2021，42(19)：
10—13．
中國造紙協(xié)會(huì ). 造紙行業(yè)“十四五”及中長(cháng)期高質(zhì)量發(fā)展綱要[J]．造紙信息，2022，第1期：9—13．
參考文獻
[1] 程言君，張 亮，王煥松等．中國造紙工業(yè)碳排放特征與“雙碳”目標路徑探究[J]．中國造紙，2022，41(4)：1—5．
[2] 侯雅楠，賈學(xué)樺，張亮等. “雙碳”目標下我國造紙企業(yè)應對策略探討[J]．中華紙業(yè)，
2022，43(18)：9—12．
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10—13．
中國造紙協(xié)會(huì ). 造紙行業(yè)“十四五”及中長(cháng)期高質(zhì)量發(fā)展綱要[J]．造紙信息，2022，第1期：9—13．
