可持續(xù)發(fā)展制漿造紙工業(yè)論文

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1前言

紙漿和紙張的生產通常是由若干單元過程組成的。無論生產要達到什么樣的要求（質量和數量），都需要消耗大量的包括電和熱在內的能源。2005年，全球制漿造紙工業(yè)的電力消耗量為400TWa。自此以后，對于許多高能耗產品（印刷紙種）來說其產量巳經開始下降，但整體生產水平的提高抵消了整體下降。所有公共設施供應的消耗（如電力、水、蒸汽）通常根據產量（噸、立方米等）進行對比來監(jiān)控，以便更容易地提供生產一定數量的產品所需的水、電、汽等的基準。這里強調了為了監(jiān)控全球范圍工業(yè)的效率，要有一個“通用工具盒”的重要性。此外，從能源效率的角度來看，許多當前單元過程包含的解決方案，不代表現代的最佳可用技術（BAT)。本文總結了全球范圍內制漿造紙廠生產實踐中可持續(xù)性的基準、歐洲指導指令的主要特點及其對產業(yè)的影響。貝利（Payiy)提出了提高能源效率的觀點，即制漿造紙廠可以從哪方面提高能源效率。

2可持續(xù)性的測量和標桿管理

隨著環(huán)境問題意識的逐漸普及，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略面臨著高要求的挑戰(zhàn)。可持續(xù)性發(fā)展已成為制定主要政治決策的考量標準之一，這個星球的未來是一些地區(qū)幾乎所有政治舞臺上的戰(zhàn)略計劃的核心。謀求將可持續(xù)發(fā)展與經濟發(fā)展相結合是很不容易的，因為它以一種非常復雜的方式將政治和技術結合在一起。從行業(yè)的角度來說，可持續(xù)性發(fā)展的主要關注點是策劃實現社會、環(huán)境和經濟之間的平衡。換句話說，通過這種方法提出解決方案來提高能源、水、材料和供應鏈的效率，使得我們的社會經濟和子孫后代可以以一種更經濟的方式從技術發(fā)展上受益。許多機構都試圖引導企業(yè)家通過引人生態(tài)標簽和環(huán)境管理體系來促進環(huán)境友好技術的應用、標準化的單一屬性和多屬性的認證制度已被用來評估不同的產品和服務。除此之外，標桿管理的工具，如常用的碳足跡和水足跡，在此僅僅只是舉了幾個例子。然而，這兩種方法都不能衡量真正的可持續(xù)性，而只能進行互相之間的性能比較。貝利已經開發(fā)了一個工具來評價可持續(xù)性、強調從實際生產數據和不集中的只有單一的意見或一個因素中尋找整個或一部分生產單元多重屬性的復雜性。這些屬性包括可持續(xù)發(fā)展概念的所有核心層面，即社會、經濟和環(huán)境方面的問題。該方法涵蓋整個制漿造紙工業(yè)的產品組合。所使用的基準數據已收集了超過50年的時間，收集的范圍為全球執(zhí)行的不同項目（新建和改建）。該方法由8個主要指標和超過50個子指標組成，將其完美結合以建立綠色造紙廠指標（GreenMillIndex?),如圖1所示。該指標分析大規(guī)模運行的可持續(xù)性，如向水、空氣和土壤中的排放以及原材料的需求、位置和運輸的影響。其結果是對產品從森林到出版商的全生命周期都進行了分析，而不是僅僅只考慮到生物質轉化為紙漿和紙產品的直接生產指標。從長遠來看，可持續(xù)性的方法將在行業(yè)中更加引人注目，將高度重視經濟、環(huán)境和社會方面的平衡。

3指令的主要特點和對制漿造紙工業(yè)的影響

歐洲能源效率和碳排放的所有主要目標都是根據歐盟（EU)協議而制定的。目標被普遍認同，以推動歐盟各成員國在歐盟范圍平等地發(fā)展。所規(guī)定的目標則留待國家層面的行動。通常，每個成員國都建立了自己的內部規(guī)則和辦公室來執(zhí)行并跟蹤所有必要的改進行動（在芬蘭，該工作是由就業(yè)和經濟部來指導的）。歐盟采用若干產業(yè)指令和地方法規(guī)。在這樣的背景下，來討論能源效率和排放指令。就歐洲的能源效率發(fā)展而言，原有的計劃和協議規(guī)定到2020年，初級能源消耗減少20%。然而，這個目標似乎并不能得到實現，主要是由于在歐洲要首先應付經濟的挑戰(zhàn)。此外，又提出來歐盟水平更新、更具體的國家目標，這在一定程度上延遲預定目標的實現。采用國家手段來落實行動計劃以實現這些目標。實踐中，根據該指令，所有成員國都需要報告每年的發(fā)展以及保持該發(fā)展。還應該注意到，這個指令不僅僅只是針對大型企業(yè)制訂的，因為它包括能源效率的方方面面（如運輸指標、熱電聯產（CHP)的數量、GDP、能源消耗明細等）。除了能源效率，擴大的環(huán)境許可也是與履行指令相關的國家機制的一個要素。從制漿造紙工業(yè)來看，排放指令是一個更具挑戰(zhàn)性和“更嚴格”的指令。就該指令而言，它是一種多功能的指令，可用于多個不同的行業(yè)，它作為一個高級指導文件，引用的是特定行業(yè)的排放臨界值。除了排放水平，文件還定義了諸如測量方法、在決策過程中公眾參與的要求、定義和描述了必要的許可程序。

4BATBREF

上面介紹的排放指令是通過一個稱為BAT的參考文件（被稱為BATBREF)為不同的行業(yè)而提出的。具體而言，就制漿造紙工業(yè)而論，制漿和造紙的BREF文件是與歐盟代表們、受托人（工業(yè)界和法律界）、私營企業(yè)（紙漿和紙張生產商、設備供應商、生物技術部門）和環(huán)保主管部門合作編制的，它描述了將現代解決方案與合理的長期環(huán)境目標相結合的行業(yè)最佳實踐。因此，BREF文件的目的對各方來說都是可持續(xù)的，且支持該行業(yè)的整體發(fā)展。另一個BREF文件是與過程/子過程、系統和設備能源效率相關的。這個參考文件假定公司有他們自己的、能覆蓋上述各項目的能源管理結構。BAT文件主要內容如下:?可應用過程的主要特征?與行業(yè)環(huán)境和操作性能相關的信息?對用于減少環(huán)境影響（被業(yè)界所定義的）和相關的排放和消耗水平的最佳可用技術的描述?建議事項該文件關于制漿造紙工業(yè)的最終版本目前正在由歐洲委員會作為“最終草案”進行審查，批準通過后它將被采納使用。BREF對行業(yè)的主要影響將涉及到即將到來的投資。行業(yè)將面臨更嚴茍的評估過程以確定是拆除、改造還是投資新的生產裝置。為了遵循BAT指南，“快速修復”和不可持續(xù)的解決方案是無論如何都不能接受了。預計將在不久的未來，文件中定義的BAT將與環(huán)境許可程序緊密相連。BRET的內容是強制性的，不僅僅是建議或指導性文件。這樣的話，一個真正的改變是可能的。

5制漿造紙行業(yè)提高效率的潛力

等式是相當簡單的，要么是輸人相同的能源量生產得更多，要么是少用能源而生產量372014C1PTE國際造紙技術報告會論文集不變。然而，這個等式又不再是那么簡單的，因為可持續(xù)發(fā)展的目標需要同時從環(huán)境責任方面得到滿足。在這種情況下，主要重點放在技術開發(fā)潛力的評價上。操作和/或管理的發(fā)展不包括在內。由于歐洲和北美的絕大多數造紙廠都在采用現代化的、具有更髙能源效率的技術進行改造，不論是否出于戰(zhàn)略上的考慮（升級產品組合或生產水平），現代新建工廠主要位于遠東及南美。通常情況下，制漿造紙工業(yè)能源效率改進措施與以下的工作有關：?二次熱的利用（煙氣、廢水流、最小化溢出熱流）和平衡變化?傳動和電機的變頻控制?單一生產線的生產概念?泵送距離的優(yōu)化?蒸汽透平機的平衡優(yōu)化?蒸汽管網壓力降低?紙機/紙板機熱回收、蒸汽和冷凝水系統優(yōu)化?新鮮水泵送?造紙機真空系統?工藝穩(wěn)定（泵送、詳細的平衡分析）?壓縮空氣的消耗?纖維打漿優(yōu)化?盡早采用現代化技術通常情況下，采用上述措施，蒸汽消耗可能降低的范圍為10%~20%。對于電力能源方面，相同的降低潛力通常為3%~7%左右。在這幾十年里，貝利進行了包括能源效率在內的審核和改進策略。應當指出，提高能源效率并不會影響最終產品的質量，并且計劃的行動不僅僅只是達到BAT水平。相反，總是尋求超越所有需求水平的最好的可能解決方案。特別是對于運行中的造紙廠，降低操作成本和具有高得率的工藝是典型的結果，而實施行動的回報時間通常較短（1~2年）。為了分階段滿足可持續(xù)發(fā)展的目標，許多規(guī)模更大的投資可以分階段逐步實施，但同時保持年度資本支出在一個合理的水平上。然而，計劃執(zhí)行后首先實現的主要是節(jié)約。此外，還可以看到，經過若干年之后如果不采取進一步的行動，那么造紙廠的能源效率就會降低。這種降低不僅僅只與技術方面的問題有關，而且生產方案的變化也會影響能源效率。因此，建議每5年進行一次能源審計。

6總結

顯然，當工廠運行不但要求提升盈利性，而且要更多地考慮可持續(xù)性發(fā)展的目標時，制漿造紙行業(yè)未來將面臨巨大的挑戰(zhàn)。然而，現代先進的工藝工程解決方案和現代化技術的資源配置，不僅從成本結構方面，而且對公司的形象和全球整個制漿造紙行業(yè)，可以為行業(yè)創(chuàng)造顯著的效益。標桿管理應被視為一種結合成本效率和全球責任的能源效率發(fā)展的助推器。