低碳經濟下我國造紙業的發展思路

○周 婧 胡 蝶 易夢婷

（武漢大學東湖分校 湖北 武漢 430010）

依據世界氣象組織的科學調查顯示，到本世紀末二氧化碳濃度可能超過700ppm，這可能導致全球氣溫上升1.4℃至5.8℃，從而造成環境災難。在這樣一個高碳的社會里，如何來計算它的低碳機會，實現低碳生活由此顯得至關重要。

一、低碳經濟的內涵

1、“低碳”的源起

事實上，低碳（low carbon），是指減少或降低以二氧化碳為主的溫室氣體排放。早在1990年，聯合國環境規劃署的溫室氣體咨詢小組就指出，全球氣候正逐漸變暖，必須將平均氣溫控制在比工業化前平均氣溫高2℃的范圍內，否則將面臨生態系統嚴重破壞，農作物減產、水資源短缺、海平面上升、物種滅絕等種種惡劣狀況。2℃已經成為自然界最后的安全閥，一旦被突破，其所帶來的環境災難難以想象。

造成全球變暖的罪魁禍首就是人類自身，其無節制享受物欲文明的生活和生產方式，造成了在過去的100年當中，排放出大量的溫室氣體，使大氣中二氧化碳濃度上升了三分之一，嚴重破壞了地球臭氧層，從而導致全球平均氣溫節節升高。在此背景下，世界各國共同呼吁降低或控制二氧化碳排放，才有了“低碳”一說。1997年12月，149個國家和地區的代表通過了《京都協議書》，這是人類歷史上首次以法規的形式限制溫室氣體排放。中國也于1998年5月簽署并于2002年8月核準了該議定書。

2、“低碳經濟”的內涵

“低碳經濟”，是近年來國際社會應對人類大量消耗化石能源、大量排放二氧化碳引起全球氣候災害性變化而提出的新概念。它的核心是在市場機制基礎上，通過制度框架和政策措施的制定及創新，形成明確、穩定和長期的引導和鼓勵，推動提高能效技術、節約能源技術、可再生能源技術和溫室氣體減排技術的開發及運用，并促進整個社會經濟朝向高能效、低能耗和低碳排放的模式轉變。

二、我國造紙業發展低碳經濟的現實意義

1、我國造紙業發展低碳經濟的背景

（1）國際背景

早在1896年，瑞典物理化學家阿累利烏斯就已發出“化石燃料燃燒將會增加大氣中二氧化碳的濃度，從而導致全球變暖”的警告。傳統的造紙工業在生產過程中排出的廢氣和粉塵大大增加了二氧化碳的濃度，從而也為地表溫度的升高增加了可能性。全球地表溫度數據表明，20世紀地球升溫約0.5℃。大部分高溫年份都出現在近些年，從20世紀50年代后期開始，科學界才開始注意和研究全球氣候變化與溫室氣體的關系，到1990年代初，各國政府、科學界和工業界不得不痛苦地承認：人類向大氣中排放溫室氣體是全球溫暖化的主要原因。2007年5月，IPCC第四次評估報告提供的證據顯示，由人類活動引起的全球氣候變暖已是一個不爭的事實。近百年（1906—2005年）來，全球平均地面溫度上升了0.74℃，預計到本世紀末，全球平均地面溫度（與1980—1990年相比）可能會升高1.1℃—6.4℃。全球氣候變化影響人類生存和發展，對經濟社會可持續發展帶來嚴重的挑戰，深度觸及農業和糧食安全、能源安全、生態安全、水資源安全和公共衛生安全。

全球氣候變暖的危害極其嚴重。據IPCC的合理估計，從1990年到2100年，全球海平面將上升49厘米左右。同時，諸多研究也表明全球變暖可能使地球上有些自然干旱地區的耕地逐漸變成荒漠，從而糧食生產能力下降?！蹲匀弧冯s志文章宣稱，全球氣候變暖將導致世界上四分之一即一百多萬物種在未來50年內滅絕。

（2）國內背景

目前，中國是世界第二大能源生產國和消費國，又是世界第二大二氧化碳排放國。中國過多地依賴單一能源，其中煤炭高達70%，這一事實已使經濟發展和環境保護亮起紅燈。尤其是當前中國正處在工業化中期階段，重化工業特征非常明顯。這一特征意味著中國在較長時間內不可避免地要大量消耗資源和能源。根據國際能源機構發布的報告，預計到2010年，中國將可能超過美國，成為全球最大的溫室氣體排放國。

據近五年工業統計資料介紹，全國制漿造紙工業污水排放量約占全國污水排放總量的10%—12%，居第三位；排放污水中化學耗氧量（CODcr）約占全國排放總量的40%—45%，居第一位；同時，生產排放的二氧化碳也位居前列。造紙工業是中國污染環境的主要行業之一。

多年來，我國氣候發生了顯著變化。從1986年到2008年的23年全部出現了全國性暖冬，極端天氣、氣候事件與災害的頻率與強度明顯增大。另據2006年年底發布的《氣候變化國家評估報告》預測，未來我國氣候變化的速度將進一步加快，很可能在未來50年至80年全國平均溫度升高2℃—3℃。氣候變暖將造成嚴重的損失。據預測，到2030年，我國沿岸海平面可能的上升幅度為l0cm—16cm，導致海岸區洪水泛濫的機會增大；而且氣候變化將使農業生產的不穩定性增加，如果不采取任何措施，到2l世紀后半期，我國主要農作物，如小麥、水稻和玉米的產量最多可下降37%，農業生產也將受到氣候變化的嚴重沖擊。

從相關統計數據可以看出1990—2003年，中國的GDP增長大約占全世界的10%，而同期能源消費增長卻占世界的27%，溫室氣體排放量增長占世界的34%。中國能源消費和溫室氣體排放的凈增長趨勢顯示，中國有必要減少溫室氣體排放。能源供給和能源安全已經成為限制中國工業化的主要制約因素。減少溫室氣體排放在一定程度上，也有助于發展目標的實現。因此，中國需要在未來20—50年間，在工業化發展和溫室氣體減排之間進行平衡。中國的選擇只能是繼續化壓力為動力，尋求低碳經濟發展道路。

2、我國造紙業發展過程中能源利用及其排放現狀

（1）紙漿等原料結構的不合理

以安徽省濉溪縣為例，這個地區的造紙廠，全部采用草漿造紙工藝。由于長期的無序生產，污水使莊稼根部腐爛，河里的魚蝦死光，井水要過濾5次才能飲用。這樣的生產、生活環境，給當地居民帶來了諸多不變甚至制約了當地經濟的可持續發展。

我國傳統造紙業以草漿為主，其比例高達80%以上。而世界造紙業發達國家木漿比例高達90%。這種不合理的原料結構造成的嚴重污染，主要來自麥草化學制漿的排污。目前，草類制漿二氧化碳排放量占整個造紙工業排放量的60%以上，仍然是主要的污染源。只有增加優質長纖維的供給，提高木漿比重，淘汰落后草漿生產線，優化我國造紙原料結構，才能解決我國造紙帶來的環境污染問題。

（2）造紙過程中高居不下的耗水量

傳統造紙工業是污染排放的重點行業，也是能耗大戶，因此節能減排成為低碳經濟下造紙行業發展的新趨勢。目前，造紙業居我國5大高耗水行業之首，其國內紙廠噸紙水耗高達100立方米以上，是世界平均水平的10倍。隨著工業用水價格的不斷提高，節省這方面的開支對于企業的長遠發展來說大有可為。國內大型造紙企業近年來紛紛投入巨資，用于節水技術和設備的研發及改造，深入挖掘節水潛力，提高水的重復利用率，均達到了國際先進水平。但大批的小型造紙企業的耗水量仍然高居不下。

（3）污染物的產生和排放的處理能力有待進一步提高

在節水的同時，如何解決污染物排放對環境的不利影響是個不容回避的問題。造紙行業是我國進行污染排放控制的重點行業。造紙工業是山東省重要的傳統優勢產業之一，產量和主要經濟指標連續14年居全國首位。新出臺的《指導意見》確定，到2011年，自制紙漿產能、機制紙及紙板產能分別控制在700萬噸和1800萬噸以內；逐步增加商品木漿和廢紙漿比重，非木漿、木漿、廢紙漿三者比重調整到15∶35∶50；逐步淘汰落后產能100萬噸—150萬噸，全省造紙企業平均規模達8萬噸/年以上?！吨笇б庖姟芬幎?，到2011年，山東省造紙產品綜合能耗將在2008年的基礎上降低5%—10%，自制草漿平均綜合水耗達到50-60立方米/噸，化學機械木漿平均綜合水耗達到20—25立方米/噸。

山東省要求，沿海地區要充分利用港口優勢，重點發展木漿和廢紙造紙，鼓勵企業加快行業兼并、聯合和重組，提高產業集中度；鼓勵利用木材采伐剩余物、木材加工剩余物等生產木漿，充分利用廢紙資源，使全省廢紙回收率由目前的35%提高至40%以上，利用率由45%提高至50%以上；鼓勵采用封閉循環用水、中段廢水處理及回用技術；采用廢渣燃料化處理、固體廢物回收處理、沼氣發電等環境保護技術和手段。

三、對我國造紙業發展低碳經濟的建議

1、發展低碳經濟的必然選擇：綠色技術創新

（1）選擇低碳環保型原材料

其一，選擇可再生木材原料。第一，可再生木材資源是今后人類應該充分依賴的資源，木材和紙產品是可再生和可循環使用的產品，林產工業可以擴大生物質能源的使用，減少對化石燃料的依賴，減少二氧化碳的排放。第二，木材和紙制品在碳循環過程中是儲碳的載體，有“碳儲存效果”。其碳儲存作用可以凈減少排放的二氧化碳。藉由植物本身的生理特性進行光合作用吸收大氣中二氧化碳，將二氧化碳轉化有機碳成為生物量儲存于植物體中，所表現于外的形式則為植物的總蓄積，對木材資源的再利用，對減少大氣中二氧化碳濃度有所貢獻。

其二，選擇可循環生物質燃料。第一，木材利用和林產工業具有“替代化石燃料的效果”。在木材的生命周期內，林地剩余材、加工剩余材、產品廢材及循環利用材等林產品，以及制漿造紙業等林產工業所產生的廢棄物，如黑液、邊皮木屑等幾乎都可有效利用為生物質能源，替代化石燃料，從而減少造紙過程中對大氣的污染。第二，可循環燃料的選用一般認為由生物質（燃料）產生的二氧化碳是自然界可循環的，而由化石燃料產生的二氧化碳才是大氣溫室氣體的增加量。從這個角度看，現代造紙工業在由生物質能燃燒生產的選擇上在低碳經濟中更具有優勢和競爭力。

（2）開發與應用節能的工藝與技術裝備

第一，在造紙流程中使用蒸汽動力系統能量梯級（多級）利用與集成技術；能量轉換環節與利用環節各級能流的耦合與最優匹配技術；全廠熱、電、冷三聯供優化耦合技術，生物質能源轉化技術。這些技術的開發與利用能大大減少造紙工業生產過程中的污染氣體及粉塵的排放量，提高空氣質量。第二，使用低位能能量的利用技術，低能耗打漿技術、耗原材料替代技術、強機械脫水節能集成技術、高效干燥技術、軟測量與優化控制技術、變頻驅動技術的應用能為現代造紙工業的節能減排實現質的突破，減少碳排放量、改善水污染狀況。第三，開發與應用過程余熱回收集成技術，這樣能夠降低溫室氣體的排放，降低大氣中的二氧化碳濃度。最后，為了減少制漿方面的污染，擴大造紙原料資源，提高廢紙再利用率也是有效的方法之一。其中，以廢紙制漿技術為主。廢紙制漿主要難題在脫墨技術，即利用脫墨劑（NaOH、Na2CO3、H2O2等）和分散劑（Na2SiO3等）破壞碳墨及顏料粒子在纖維上的粘附力。國際上造紙的廢紙用量日益增加，如美國的廢紙回收率在30%以上，日本的廢紙回收率達43%，英國的廢紙回收率達45%。美國明文規定，造紙廠原料投放量必須含25%以上的廢紙。近幾年，我國廢紙利用率也越來越高，廣東省的廢紙回收率目前已達30%以上。

（3）造紙廠管理機制革新及爭取政府扶持

造紙工業應有統一的管理機構和管理體制，嚴格控制新建廠和擴建廠。目前輕工總會、林業部、農業部均管制漿造紙廠，應相互配合，制定統一的法規。對于日產化學漿50噸以上的制漿造紙廠，產品及經濟效益較好的，政府應予扶持，建立堿回收和無污染漂白系統及“三廢”處理系統，做到達標排放，文明生產。

2、綠色技術創新下環境容量資源競爭

（1）綠色技術創新與環境容量資源競爭的三種結果（見圖1、圖 2、圖 3）

圖中，橫軸代表碳排放量（W），縱軸代表成本和價格（C+P），S與D線分別代表排放量的供給與需求曲線；MAC線（即D線）與MEC線分別代表邊際治理成本和邊際外部成本線。

圖1

圖2

圖3

從圖中可以看出排放權供給曲線和需求曲線的特點：由于政府發放排放許可證的目的是保護環境而不是贏利，因而排放權的總供給曲線S垂直于橫軸，表示排放許可證的發放數量不會隨價格的變化而變化，但因公眾意愿逐步減少。由于排放者對排放權的需求取決于其邊際治理成本，所以可以將圖中的邊際治理成本曲線MAC看成是總需求曲線D，它移動的幅度取決于綠色技術創新的速度和水平。

（2）正確處理環境容量資源競爭與排污權的關系

要正確處理環境容量資源競爭與排污權的關系，首先要改變外延式的增長方式。對于我國這樣一個發展中大國來說，經濟發展仍然是其首要目標，外延式的增長方式尚未得到根本改變，生態環境惡化仍未得到有效控制。其次要正確處理公眾愿望與企業發展的關系。社會公眾對環境的要求越來越高，對美好環境的需求越來越強，所能容忍的碳排放量越來越少。第三要適度控制排放權證的發放，對于已經使用的排放權要直接減少排放權總量。以上三點導致政府所能供給的碳排放許可證數量減少，從而排污量越來越少。

3、對造紙工業發展低碳經濟的認識

（1）從低碳視角看待造紙工業的發展模式

隨著低碳經濟的推動和發展以及我國“碳交易”模式的建立和完善，具有低碳運行特色的造紙產業的優勢將會越來越受到重視。我們應該用低碳經濟的理念、站在低碳經濟的高度去審視我國造紙產業，賦予新的概念和認識，構建低碳造紙產業發展模式，推動制定有利發展低碳造紙產業的“碳交易”政策法規，研究造紙產業的低碳技術。

（2）發展低碳造紙工業的關鍵是節能減排

節能減排是當前發展低碳經濟的重要著手點。節能減排關鍵技術和共性技術的突破，將推動全行業的發展，受益面廣，還將帶動一批新的產業發展。因此，要加大對研發節能減排共性和關鍵技術的支持力度，加強產學研結合，提高我國造紙工業節能減排技術水平，使我國造紙行業真正成為低碳行業，為發展低碳經濟作出貢獻。

（3）加強國際合作，實行科研國際化戰略

加強國際合作并實行科研國際化戰略目的在于加強與國際領先者的合作，更多地利用國際科技力量。首先，要重視與發達國家合作，發達國家特別是德國和美國，在新能源研發和應用領域已經走過了十多個年頭，它們有發展新能源的動力和需求，同時也掌握著世界上最為先進的新能源技術。其次，從長遠來講，也要密切與發展中國家在研究、教育和創新方面的合作。利用中國的研究與創新力量，加強國際交流與合作，為解決氣候、資源、健康、安全等全球性問題而努力?？蒲袊H化戰略將為中國搭建一個未來對外科技合作的平臺，為我們的科研和創新在國際環境中加強協調和信息交流發揮作用。

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