造紙行業(yè)如何實現(xiàn)碳中和?!

文章來源:計然碳科技碳交易網(wǎng)2022-01-17 13:36

造紙工業(yè)屬于國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)原材料工業(yè),雖然是輕工業(yè),但具有連續(xù)高效運行,規(guī)模效益顯著等典型的大工業(yè)生產(chǎn)特征。
 
造紙產(chǎn)業(yè)以木材、竹、蘆葦?shù)仍参锢w維和廢紙等再生纖維為原料,可部分替代塑料、鋼鐵、有色金屬等不可再生資源,是我國國民經(jīng)濟中具有可持續(xù)發(fā)展特點的重要產(chǎn)業(yè)。
 
造紙工業(yè)是全國碳市場八大重點排放行業(yè)之一,行業(yè)排放總量低于發(fā)電、鋼鐵、建材、化工、石化、有色等。造紙行業(yè)的碳減排技術(shù)及碳中和路徑也具有典型的意義。
 
 
 
01
 
我國造紙工業(yè)發(fā)展特征
 
 
 
造紙工業(yè)按照上下游,分為制漿和造紙兩大工段。造紙企業(yè)也分為林漿紙一體化、漿紙一體化、以及造紙企業(yè)幾類。
 
 
 
 
 
 
工藝及產(chǎn)品多樣
 
 
 
無論是上游的制漿,還是下游的造紙及紙制品,都呈現(xiàn)出工藝及產(chǎn)品多樣的特征。
 
根據(jù)原料的不同,紙漿可以分為原生漿、再生漿(廢紙漿)兩大類。其中原生漿的主要原料為林、草、竹等。根據(jù)工藝及用途不同,原生漿又分為化學漿、化機漿、機械漿等。
 
化學漿、化機漿生產(chǎn)過程中都有黑液堿回收工藝,而機械漿工藝過程中沒有堿回收工藝。廢紙漿,顧名思義,其主要原料是廢紙,也是我國的主要原料,和機械漿類似,沒有堿回收工藝。
 
根據(jù)工藝及用途不用,紙產(chǎn)品分為新聞紙、印刷紙、生活用紙、包裝用紙、白紙板、箱紙板、瓦楞原紙、特種紙和紙板等。其中新聞紙、箱板紙、瓦楞原紙等原料為廢紙漿;白紙板、高檔印刷紙、高檔生活用紙等原料為木漿。
 
 
 
 
 
 
原料依賴進口
 
根據(jù)《中國造紙工業(yè)2020年度報告》,2020年全國紙漿生產(chǎn)總量7378萬噸,較上年增長2.37%。其中:木漿1490萬噸,較上年增長17.51%;廢紙漿5363萬噸,較上年增長0.22%;非木漿525萬噸,較上年增長-10.71%。
 
其中國內(nèi)木漿生產(chǎn)的行業(yè)集中度較高,APP、亞太森博、晨鳴、太陽等占據(jù)了大部分的產(chǎn)能。
 
2020年我國紙漿消耗總量10200萬噸,其中木漿4046萬噸,廢紙漿5632萬噸??梢钥闯?,我國的木漿進口比例占60%以上,而再生漿則大多國內(nèi)生產(chǎn)。
 
這是自然稟賦決定的,我國森林覆蓋率不高,但紙漿的需求量很大,因此國內(nèi)的原生漿生產(chǎn)大多要么進口木片在國內(nèi)生產(chǎn),要么直接進口紙漿。從整體上看,我國的原料進口依賴性很高。
 
 
 
 
 
 
產(chǎn)業(yè)集中度低
 
2020年全國紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)約2500家,全國紙及紙板生產(chǎn)量11260萬噸,較上年增長4.60%。消費量11827萬噸,較上年增長10.49%。紙和紙板生產(chǎn)的行業(yè)集中度較低。
 
 
 
02
 
造紙行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策
 
 
 
根據(jù)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄(2019年本)》,關(guān)于造紙工業(yè)的鼓勵類產(chǎn)業(yè)有:單條化學木漿30萬噸/年及以上、化學機械木漿10萬噸/年及以上、化學竹漿10萬噸/年及以上的林紙一體化生產(chǎn)線及相應(yīng)配套的紙及紙板生產(chǎn)線(新聞紙、銅版紙除外)建設(shè);
 
采用清潔生產(chǎn)工藝、以非木纖維為原料、單條10萬噸/年及以上的紙漿生產(chǎn)線建設(shè);先進制漿、造紙設(shè)備開發(fā)與制造;無元素氯(ECF)和全無氯(TCF)化學紙漿漂白工藝開發(fā)及應(yīng)用。
 
根據(jù)《“十四五”規(guī)劃和2035遠景目標綱要》,提出要改造提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),推動石化、鋼鐵、有色、建材等原材料產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化和結(jié)構(gòu)調(diào)整,擴大輕工、紡織等優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供給,加快化工、造紙等重點行業(yè)企業(yè)改造升級,完善綠色制造體系。
 
 
 
03
 
造紙行業(yè)碳排放特征
 
 
 
 
 
 
產(chǎn)品與工藝影響排放
 
不同的原料、產(chǎn)品和工藝對能耗和碳排放的影響很大。在原生漿中,草漿、竹漿等的能耗和碳排放水平大大高于木漿。由于化學漿、化機漿工藝流程中有堿回收工藝,回收的黑液作為一種工業(yè)生物質(zhì)燃料,可以替代部分化石燃料,降低碳排放水平。
 
尤其是漂白硫酸鹽化學木漿的生產(chǎn),部分企業(yè)可以做到堿回收工藝產(chǎn)生的能量可以覆蓋整個制漿生產(chǎn)的電和蒸汽消耗。而機械漿、再生漿、紙及紙產(chǎn)品生產(chǎn)所需要的電和蒸汽全部需要外購。
 
 
 
 
 
 
相當數(shù)量造紙企業(yè)有自備電廠
 
由于漿紙生產(chǎn)過程中需要大量的電和蒸汽,尤其是需要中壓、低壓等不同品質(zhì)的蒸汽。為節(jié)約成本以及以及工藝的需求,大型的造紙企業(yè)一般都會有自備電廠,甚至有些中型的造紙企業(yè)也會有自備電廠。
 
這些自備電廠以供熱為主,發(fā)電為輔,主要滿足全廠生產(chǎn)的蒸汽需求。有自備電廠的造紙企業(yè),主要排放集中于電廠。
 
 
 
 
 
 
碳排放的集中度較低
 
由于造紙企業(yè)行業(yè)集中度很低,因此造紙行業(yè)重點排放企業(yè)的排放集中度也較低。預(yù)計總年二氧化碳排放量在2-3億噸左右。
 
 
 
 
 
 
碳排放源類型并不復雜
 
與鋼鐵、水泥、化工、石化等行業(yè)相比,造紙企業(yè)的碳排放源的類型相對簡單。主要排放源包括自備電廠的燃煤消耗,生產(chǎn)車間的外購蒸汽和電力,以及部分生產(chǎn)設(shè)施的天然氣消耗等。
 
此外,部分制漿造紙企業(yè)可能還有石灰石分解的過程排放。
 
 
 
圖片
 
 
04
 
減排路徑
 
 
 
 
 
 
增加生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力
 
林漿紙一體化循環(huán)發(fā)展,是世界發(fā)達國家造紙工業(yè)的經(jīng)驗,也是國內(nèi)大型造紙企業(yè)的發(fā)展方向。越來越多的造紙企業(yè)向上游拓展,種植、經(jīng)營經(jīng)濟林,為下游生產(chǎn)提供原材料。
 
由于森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力,造紙行業(yè)可以通過擴大上游的經(jīng)濟林的造林量,延長林地的砍伐周期,以增加生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力。但需要說明的是,經(jīng)濟林本身可開發(fā)成CCER林業(yè)碳匯量很小,交易價值極低。
 
 
 
 
 
 
能源消耗低碳化
 
造紙企業(yè)有煤、天然氣、外購電和蒸汽的排放等。能源消耗的低碳化是減碳的重要路徑之一。很多大中型造紙企業(yè)都有自備電廠,但由于規(guī)模、設(shè)備、管理水平等限制,造紙企業(yè)自備電廠碳排放水平參差不齊,因此,對于落后機組的淘汰是低碳化的首先需求。
 
其次,隨著碳中和的需求,燃煤機組逐步退出。此外,造紙企業(yè)一般會有大型的平整的廠房,且耗電量較大,因此自發(fā)自用的分布式光伏是電力低碳化的選擇之一。
 
 
 
 
 
 
節(jié)能增效
 
國內(nèi)造紙企業(yè)數(shù)量眾多、產(chǎn)品類型眾多,能耗水平也是差別很大。造紙行業(yè)還消耗大量的原水和化學品,同樣在原水和化學品生產(chǎn)過程中也消耗大量的電和蒸汽。
 
噸紙耗電、噸紙耗水、噸紙耗蒸汽等不僅影響企業(yè)的生產(chǎn)成本,也是影響到了企業(yè)的碳排放水平。在企業(yè)內(nèi)部挖潛、節(jié)能降耗、降本增效是減碳的重要路徑之一。
 
 
 
 
 
 
企業(yè)并購與設(shè)備更新
 
造紙行業(yè)的裝備水平?jīng)Q定了排放水平。落后的裝備必然導致高碳化排放。而隨著碳中和的目標以及全國碳市場的推進,碳成本可能成為壓垮部分造紙企業(yè)的最后一根駱駝。
 
造紙行業(yè)的并購重組以及隨后的設(shè)備更新改造,是更加重要的解決方案。
 
 
 
05
 
問題與展望
 
 
 
長遠看來,重視碳排放管理和節(jié)能減排、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品附加值高,以及漿紙一體化的造紙企業(yè)將會在碳中和目標下受益。
 
反之,則有可能被淘汰。由于我國的造紙行業(yè)的上游原料依賴進口,下游市場競爭激烈,因此整理利潤率不高,碳中和或?qū)⒊蔀楦淖冃袠I(yè)格局的關(guān)鍵因素。 
 
(王瑋,計然碳科技副總經(jīng)理、首席專家
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