社會上很多人對造紙行業的印象還停留在20世紀,尤其是在一些年長人的記憶中,造紙廠是臟亂差的代名詞,設備很落后,自動化程度不高,甚至是黑黃色污水橫流,散發著刺鼻的氣味。
然而,這頁歷史早已被翻過,這些記憶早該被封存!
2019年2月22日,中國造紙協會聯合中國造紙學會首次發布了《中國造紙工業可持續發展白皮書》,從不同角度全面地向社會展示了中國造紙工業的現狀及其在可持續發展方面做出的努力和取得的成績:經過幾十年的快速發展,我國制漿造紙行業早已不再是老人們記憶中的樣子,已完全顛覆了舊日的落后形象,目前已發展成一個完整的資源可循環、低能耗、低排放、可實現自然界碳循環的循環經濟體系,已成為高技術含量、高自動化、超高制造精度的技術密集型、綠色循環發展潛力巨大的產業,是國民經濟中起支柱作用的產業之一。
2018年,中國紙及紙板總產量10435萬t,穩居全球之首,已連續8年過億噸,其中約70%的產能使用目前世界上最先進的裝備;我國造紙行業基本實現了清潔生產,并開始向綠色紙業的方向快速邁進;作為循環經濟的踐行者,中國造紙行業正逐漸成為典型的低碳產業,在不遠的將來,必將躋身世界紙業強國之林。
為了讓社會公眾對造紙行業的綠色可持續發展有所認識,讓那些還保留著20世紀的“固有印象”的老人們轉變看法,讓普通百姓了解今日的造紙行業,本刊特別策劃了“白皮書專題”,并邀請了造紙行業各細分領域的專家,針對造紙行業與國民生產的密切聯系及今后的發展方向、紙廠廢水處理、紙包裝、造紙低碳環保等熱點問題,通過詳實的數據、淺顯易懂的專業描繪和科普式的語言,引領社會公眾認識真實的紙業現狀。
參與白皮書專題討論的專家(排名不分先后)
胡楠 中國輕工企業投資發展協會名譽理事長
曹春昱 中國造紙學會秘書長、中國制漿造紙研究院有限公司董事長
錢毅 中國造紙協會秘書長
程言君 輕工業環境保護研究所所長
樊燕 中國輕工業長沙工程有限公司原董事長、中國海誠工程科技股份有限公司原副總裁
靳福明 中國中輕國際工程有限公司技術總監
莊金風 中國制漿造紙研究院有限公司密封材料事業部主任
張美云 陜西科技大學輕工科學與工程學院教授
萬金泉 華南理工大學教授
錢學仁 東北林業大學教授
劉靖偉 維美德中國區市場與傳播副總裁
王愛燕 華章科技控股有限公司執行董事
孟早明 北京和碳環境技術有限公司總經理
蘇振華 中國制漿造紙研究院有限公司制漿與環保技術研發中心主任
黎的非 中國制漿造紙研究院有限公司高級工程師
焦點 造紙行業在國民經濟中占據何等地位?未來發展方向如何?真的是技術密集型行業嗎?產品種類達數千種?產品結構中比重較大的包裝用紙會被塑料替代嗎?
《造紙信息》:有些人認為,隨著電子媒介的迅速發展與日益普及,人們對書刊等紙質媒介的需求逐漸減少,對紙的需求也就減少了,造紙行業就會逐漸衰落,請您從行業的角度分析一下,事實是否如此?造紙行業今后將向哪個方向發展呢?
錢毅
環顧世界,目前世界上每一個工業強國都擁有一個強大的造紙工業。造紙工業也因此被列為各國的幾大支柱產業之一。紙張消費量受到全社會各個領域的直接和間接影響,被稱為一個國家“社會和經濟晴雨表”。我國也將造紙工業列為基礎原材料工業,這是因為紙漿、紙張和紙制品不但是文化載體、生活必需品、包裝材料,還是科技、國防、工農業等各個領域必須的基礎材料,其產業涉及農、林、化工、機械、電子、生物、能源、運輸等領域。此外,紙張的消費量也是一個國家經濟發展的標志性指標之一。中國人更知道落后就要挨打的道理,沒有國家愿意將自己的基礎原材料建立在依賴從其他國家進口的基礎上。所以,無論從文化傳播、人民生活水平還是國家經濟綜合實力保障上,紙張的生產和消費水平都是衡量一個國家現代化水平和文明程度的重要標志之一,我國也需要一個強大的造紙工業。
曹春昱
由于閱讀習慣的快速變化,近5年紙質書、報、刊的總印數和總印張確實明顯下降,用紙量下降了約20%。但書、報、刊所用的紙張僅僅是造紙工業紙和紙板消費量的一小部分,以2017年為例,我國紙和紙板總消費量為10900萬t,其中書、報、刊用紙量為500萬t,僅占4.6%,而這5年期間,包裝用紙和生活用紙消費量增加了1000萬t。因此,雖然消費習慣的變化導致某些紙張品種的用量減少,但經濟發展和消費升級使得造紙工業產品總消費量仍然處于持續增長過程中。這個不難理解,只要看看我們每天收到的快遞是不是愈來愈多?用掉的紙面巾、濕紙巾和廚房擦拭紙是不是愈來愈多?
不僅如此,更多的紙產品消費在日常生活中大家往往沒有關注到,家具所用人造板材表層是紙,建材中的紙基壁紙,復合木地板也用了大量的紙張,汽車、高鐵和飛機內部裝飾材料很多離不開紙,蘋果、梨、桃、葡萄等水果種植更是消耗了大量的育果袋紙……同時,還有我們平常看不到的地方,在航空航天、電子電力、鋼鐵紡織、潔凈過濾、農田園藝等很多行業中,紙張都是生產和產品使用中重要的材料之一。
造紙工業源于中國古代四大發明,現代造紙工業在環境友好、資源節約方面進展顯著,作為一個典型的循環經濟產業,未來將繼續朝著永久可持續發展的目標前行。
《造紙信息》:很多人對造紙行業的印象還停留在上個世紀,認為造紙行業是傻大笨粗的行業,設備落后,自動化水平低,是那種技術、管理都相對粗放的行業。請問一下,經過幾十年的快速發展,現在造紙行業的整體技術水平如何?是否已經從過去的粗笨型生產徹底轉變?
胡楠
“白皮書”已經較全面、深入地回答了這個問題,我基本同意在大量數據基礎上的分析和結論。至于我個人,早在2011年7-8月,分別在《造紙信息》和《中華紙業》雜志上,發表了“造紙工業是低技術工業嗎”的長文:對中國社會科學院陳佳貴副院長(經濟學家)主持編著的《中國工業化報告》(2009)書把造紙工業定義為低技術工業,我這個紙界業外人士只能用“概念和邏輯”的理性分析批駁了這個荒唐的定義,最終結論為:造紙工業被定義為低技術工業是個偽命題!
我以一個一生主要為造紙裝備行業工作的“老兵”資格,在改革開放40周年之際對現在造紙行業的整體技術水平有如下幾點認識:
①我國造紙行業的產能世界第一,其中約70%產能使用世界最先進的裝備;
②我國造紙行業基本實現了清潔生產,開始向綠色紙業的方向快速發展;
③我國造紙行業具有循環經濟特征,并向著典型的低碳產業發展。
《中國工業化報告》2009版的封面上,有“權威機構”四個字,是指“中國社會科學院”及其“社會科學文獻出版社”,看名字的確很“權威”,但往往在權威的大旗下走向反面,這個“報告”就很不權威。這是個教訓,對我們的政府機構也有借鑒作用。例如國家生態環境部關于廢紙進口的禁令就是個典型案例,讀讀華南理工大學王斌教授的文章“正視廢紙造紙中國造紙業才能行穩致遠”(《紙和造紙》2019年5月出版)就清楚了。還有汽車排放的“國六標準”提前上位的教訓,也值得我們深思。
樊燕
經過幾十年的快速發展,我國造紙工業已徹底改變了過去生產線產量小、效率低的狀況,提升了行業整體技術裝備水平。目前,國內約70%的造紙生產線已達到國際國內先進水平,擁有世界上幅寬最大、車速最高的大型造紙機。如車速2000m/min、幅寬11m的新聞紙機,車速1000m/min、幅寬9.66m的紙板機,車速1700m/min、幅寬10.6m的文化紙機,車速2000m/min、幅寬5.6m的衛生紙機等。
這些先進的造紙機分別裝備了稀釋水流漿箱、夾網咸形、靴式壓榨、可控中高輥軟硬壓光機等先進設備。采用了生產全過程的集散控制、智能化監測裝置、紙病在線監測與故障診斷、質量檢測控制系統、產品自動包裝及運輸、智能化倉儲及發貨管理等先進的控制技術。
生產線的高度自動化,使操作人員大幅減少,在約600m長的現代化廠房中整線操作人員只有十幾個人。操作人員在控制室通過自動控制系統執行操作過程,實現從原料到成品的全自動生產。
我國制漿造紙企業現已采用精益生產理念管理生產過程,原料的分級使用、完善的水循環利用、達標排放的廢水處理,使單位產品的水、電、汽消耗達到國際國內先進水平。
現在我國造紙工業已體現了高技術含量、高度自動化、超高制造精度的整體水平,并正在向信息化、數據化、智能化方向發展。
靳福明
我國制漿造紙行業經過“十一五”和“十二五”期間的關停并轉等治理手段,企業數量、規模、單個企業產量等都有了全面的變化。據中國造紙年報統計,2006年我國共有制漿造紙企業3500家,紙和紙板產量6500萬t,前10名的生產企業產量占全部產量的22%,最大的企業年產能301萬t。到2017年,我國共有制漿造紙企業2800家,紙和紙板產量11130萬t,前10名的生產企業產量占全部產量的40%,前30名的企業占全國總產量的59%,最大的企業年產量1313萬t。
行業集中度的提升促進了行業技術進步,顛覆了制漿造紙行業傻大笨粗、設備落后、自動化水平低、技術和管理都相對粗放的傳統制漿造紙行業形象。制漿造紙行業經過幾十年的快速發展,到目前已適應經濟發展的新常態變化,從數量規模型向質量效益型轉變,已發展成一個完整的資源可循環、低能耗、低排放、可實現自然界碳循環的循環經濟體系,體現了高技術含量、高自動化、超高制造精度的技術密集型、綠色循環發展潛力巨大以及在國民經濟中支柱地位的行業特征。
多年來制漿造紙行業通過與國外企業合資合作和技術裝備引進,整體技術水平和管理水平大幅提高,國內約70%的造紙生產線已達到國際或國內先進水平,各重點造紙企業中幾乎都配有國際上最先進的大型制漿造紙裝備,如先進的連續蒸煮、高效洗滌設備、現代化的漂白系統、高效節能的堿回收系統以及幅寬最大、車速最高的大型造紙機等。所有這些生產系統的建設,提升了我國制漿造紙生產系統的生產效率和產品質量,為我國制漿造紙行業在工程設計、設備制造、生產運行和企業管理等方面培養了人才,為我國制漿造紙行業向大型化、規模化和自動化發展提供了保障。也為我國制漿造紙企業下一步走出國門面向世界奠定了基礎,可以講,制漿造紙行業已從過去粗笨型的生產發生了徹底的轉變。
劉靖偉
回顧中國造紙產業過去40年的發展,從改革開放到現在,經歷了低速向前、高速發展、砥礪前行和再尋機遇的幾個階段。從工業用紙即常說的包裝紙板的主力投資機型,最能說明中國造紙產業的進步,以及產業在促進可持續發展上的變化。從2400/400、3200/500、4800/600、5500/800(成紙幅寬/紙機設計車速),到目前投資的主力機型6600/1100和7800/1600來看,中國造紙在裝備和技術上持續引進了全球最先進的技術、自動控制以及工業互聯網的應用模塊,已經在廢紙高效回收、產品輕量化生產、以及廢渣廢水污泥回用等方面,實現了可持續發展和對環境影響的最低化。
談到我國制漿造紙的總體水平,近10年來,我們的引領企業不斷向世界范圍內的同行看齊,中國在紙漿以及各個紙種生產制造上,已經邁入了世界先進行列。特別是在生物質精煉方面,國內幾個大型漿廠在木片各組分的充分利用上,引進了完整的精煉工藝流程,同時在漿廠臭氣回收利用上已經具備了現代化工廠的技術流程、運營和管理能力。
當然,“十個指頭難一般齊”,產業內的落后產能、或者說高耗低效運營企業依然存在,這些落后方面往往會對產業形象造成嚴重的負面影響,特別是對產業外的大眾影響深遠。另外,這些破壞性個體不僅會對產業形象造成影響,還會對產業可持續發展造成“開倒車效應”。白皮書能夠在這些方面進行規范和長遠規劃,我們相信必將有利于推進中國造紙行業的可持續發展以及企業在戰略上對可持續發展的專注。
王愛燕
造紙行業曾經是傻大笨粗的行業,設備落后,自動化水平低,污染重,但經過改革開放四十年的發展,中國已經成為世界第一造紙大國,可以說世界上最先進的設備和技術在中國都有,特別是國內前二十大造紙企業都采用了國內外最先進的技術和裝備,所以現在的中國造紙工業和上世紀相比已經有了跨越式的發展。像華泰、太陽、玖龍、理文、恒安、維達等大型紙企近10年來各自在設備上是幾十億元或上百億元的投入,國內市場需求的持續增長和對新設備、新技術的投資成就了中國造紙工業的快速發展和整體技術水平的提高,特別是造紙自動化水平目前已經達到相當高的技術水準,傳動系統、DCS控制系統、MCS紙機控制系統、MCC馬達控制系統、QCS質量控制系統、紙病控制系統、設備狀態監測系統、能源管理系統等,保證了制漿造紙生產線全自動運行和24小時連續生產,生產工人基本上解除了以往繁重的工作,在大中型紙企一線生產人員的工資費用僅僅占銷售收入的2%左右,還有就是紙企對環保的投入,隨著國內在污水、廢氣、固態廢棄物處理技術上的日益成熟和國家環保政策的倒逼,紙廠的環保狀況得到了前所未有的改善和提高,當你看到一家造紙廠門口掛著環保科技有限公司或環保紙業的廠牌時也不必驚訝,因為確實有很多造紙企業是循環經濟的典型代表,像廢紙造紙就是例子。當然國內造紙行業的集中度還不高,有近2000家造紙廠,眾多的小企業或邊緣地區的造紙廠,在技術和裝備上雖然有提高,但還跟不上整體的發展水平,還在使用一些落后的設備或技術,但那已經不能代表中國造紙工業整體的技術和裝備水平,也將不斷發展或被淘汰。
《造紙信息》:百姓日常接觸的紙張種類很少,只有書寫、印刷、書刊類的文化用紙、包裝用紙和生活用紙等幾大類。很多人因此認為造紙行業僅是日用消費品的生產者。請您從專業的角度介紹一下造紙行業在國民經濟中的地位。在人們日常能接觸到的日用消費類紙種的背后,還有多少大家不熟悉的紙種?他們都在哪些方面或者哪些領域應用?這些紙張以及紙張的生產,與國家的發展壯大有什么關系?
張美云
紙張少說也有5000多種,除了老百姓日常能夠接觸到的,比較熟悉的文化用紙(書寫紙、新聞紙等)、生活用紙(廁用紙、手帕紙等)、包裝用紙(箱紙板、涂布白紙板等)外,絕大多數是特種紙。所謂特種紙,一般是指“三特”,即特殊的原料、特殊的工藝、特殊的性能。許多特種紙是要經過復合加工才能最后使用的,所以我們叫它紙基功能材料。如:用作飛機結構減重的紙基材料,可以使飛機減重25%。特種紙種類繁多,用途廣泛,可以用在工業、農業、建筑、國防、醫療、生活各個領域。一般來講,只有20%紙張直接作為消費品,其余80%作為原材料,用于國民經濟的各個行業,比如電機的絕緣紙、醫療的透析紙、建筑的隔熱紙、農業的育果袋紙,就連我們穿的、用的革制品的加工都離不開皮革離型紙,紙張絕大多數是由植物纖維制造的,它綠色環保、輕質、柔軟,易加工,可回收,易降解。
隨著特種紙技術的不斷發展,越來越多的金屬、塑料材料被紙張替代,紙張是國家發展不可缺少的重要原材料。
莊金風
造紙行業不僅為我們提供了日常生活中必不可少的日用消費品,如各種文化用紙、生活用紙、包裝用紙和紙板,還為國民經濟的各行各業,乃至航空航天和國防軍工業,提供許多具有特殊功能的特種紙或特種纖維材料,為這些行業的健康發展提供重要的材料技術支撐。
特種紙或特種纖維材料,實際上是一些具有特殊性能而適用于特定領域的功能纖維材料。這些特殊性,或來源于其所用的不同于常規紙張的特殊原材料(如采用合成纖維或礦物纖維,而不是普通的植物纖維),或來源于其所用的特殊制造工藝。特種紙(纖維材料)的一般特點是:在最終產品中,它通常只是一個較小的組分,因此所占的成本比例也通常較小;但它卻對最終產品的功能或質量有很大影響。這一獨特性,使特種紙(纖維材料)通常具有很好的價格彈性,而被賦予了高價值屬性。統計表明,我國特種紙的年產量已達700萬t左右,約占全部紙和紙板產量的6%。特種紙的應用領域涵蓋工業、農業、建筑裝飾、醫療防護、特種包裝、日用生活等各行各業。
除普通紙張和特種紙外,造紙行業還可以生產許多特種纖維復合材料,為許多工業領域提供關鍵或基礎零部件材料。以國民經濟的支柱產業之一的汽車工業為例,離不開造紙行業提供的基礎零部件材料就有纖維復合密封材料、紙基摩擦材料和過濾材料等。這些基礎零部件材料的品質,極大地影響汽車發動機、離合器、變速器等關鍵部件的質量和運行性能。
錢學仁
造紙術是中華民族對人類文明和社會進步的偉大貢獻。造紙工業是國民經濟的重要支柱產業,不但生產人民文化生活和日常生活中不可或缺的紙類消費品,而且也生產大量的國民經濟各部門所必需的紙類原材料。造紙工業與人民的日常文化生活以及工業、農業、國防、科技等各領域都有著十分密切的聯系。
造紙產品除了人們一般熟知的文化用紙、包裝用紙和生活用紙等日用消費類紙種外,還有電子電器工業用紙(如絕緣紙)、建筑工業用紙(如裝飾壁紙)、紡織工業用紙(如紗管紙)、醫療行業用紙(如醫用透析紙)、食品工業用紙(如食品濾紙)、汽車工業用紙(如汽車濾紙)、煙草行業用紙(如卷煙紙)、農業和林業用紙(如育苗紙)、實驗室用紙(如濾紙、試紙)等眾多特殊用紙。每種特殊用紙在不同的國民經濟部門發揮著獨特的作用。此外,造紙產品在軍事及航空航天等國防科技領域也大有用武之地。
隨著國民經濟的持續快速發展和人民物質文化生活水平的日益提高,造紙產品的用途越來越廣,人民對造紙產品的需求也越來越大。同時,造紙工業的蓬勃發展也有力地增強了國民經濟的持久活力。目前,造紙產品的生產量和消費量已成為衡量一個國家經濟社會發達程度和現代化水平的重要標志之一。
《造紙信息》:大眾日常接觸到的紙張主要有出版印刷及書寫類的文化用紙、包裝用紙和生活用紙,我們知道,生活用紙是無法替代的,但是有人認為包裝用紙可以用塑料等材料代替,認為這樣可以節約資源,請您對塑料等化石類包裝材料與紙包裝材料進行簡單比較,大眾應如何看待這兩種材料?如何取舍?
曹春昱
紙包裝占據商品包裝的主體是多少年來市場優勝劣汰選擇的結果,至今為止,仍然沒有哪一種包裝材料能夠全面取代紙包裝。原因很簡單:紙包裝具有結構輕量化、適用性強、成本低廉、資源可再生、產品易回收等諸多優點,這是塑料、金屬等其他包裝材料無法比擬的優勢,也是消費者最習慣和樂于接受的包裝材料。我們明顯可以看到,纖維植物是不是比石油、礦石更容易提供源源不斷的原料供給而不用擔心資源的枯竭?廢棄紙和紙板是不是更容易再生成為嶄新的產品而不用顧忌質量和安全性的下降?廢紙是不是已具備更成熟的回收體系而不用過多考慮如何明顯提高回收量?
紙包裝材料的替代不是不可能發生,但那一定是出現一種綜合優勢超過紙張和紙板的未知材料,或者是消費者和市場不再需要商品的包裝。
樊燕
在應用規模方面,紙包裝可適用于任何規模產品的包裝,特別是批量大、采用自動生產線的產品包裝。塑料類包裝則只能用于小型規模產品的包裝,不能適應全自動化生產線裝配模式。
在產品性能方面,紙包裝可替代大量笨重的木材包裝箱,它強度適宜、輕便減震、耐沖擊耐摩擦、可折疊、可自動化裝箱、使用安全、清潔衛生、易于堆放;透氣性好、保濕效果強,特別適合于生鮮、農產品的保鮮貯存;物流方便,物流成本低;有印刷和商品宣傳功能、價格便宜。塑料類包裝完全不具備透氣保鮮和折疊運輸的功能,不適用于自動化裝箱等。
在經濟性方面,紙包裝在材料、包裝、運輸、倉儲和零售綜合成本方面均低于塑料類包裝;同時紙包裝可以重復使用,節約資源,降低成本。
在綠色環保性方面,紙包裝通過廢紙回收系統絕大部分被回收利用重新生產成為新的包裝紙;不但可以重復使用和回收再生,埋在地下還可以完全生物降解成為肥料、燃燒可轉化為生物質能源。塑料類包裝則難回收,更難降解,已成為全球的處理難題。
我們多數商品即使有塑料、玻璃、金屬等包裝,還仍需要外包裝紙箱將形狀變為規整的方形,堆積碼盤后裝入汽車和集裝箱,以便于運輸、搬運、倉儲和零售等。
因此,紙包裝不可能用塑料類色裝代替。
張美云
商品包裝的重要性在現代社會不言而喻,包裝材料中紙和紙板一直占據重要地位。這幾年,快遞行業對紙袋紙箱的需求迅猛增長,而纖維原材料短缺漲價,造成紙和紙板價格上升,使得紙質包裝成本優勢減小。社會上確實出現了“以塑代紙”的說法和嘗試。如果可降解塑料的制造技術能夠真正解決、其價格能夠達到實用水平,這種可能性是有的。但是在相當長的時間里上述問題難以解決,紙和紙板作為包裝材料的優勢還是顯而易見的,因為植物纖維可再生,易回用,造紙方法賦予材料的層狀網絡結構,使得紙張多孔、透氣、輕質、有彈性、好加工,這些性能都是包裝材料最需要的。
焦點 我國造紙企業的耗水情況如何?為什么造紙工業用水量很大,可從自然界取水量很低?造紙企業的廢水如何排放?廢水顏色很深,是否還有污染物、處理不達標呢?造紙行業還是高污染行業嗎?
《造紙信息》:我們都知道,造紙過程用水量非常大,請介紹一下,目前,我國造紙企業的耗水情況如何?與國外相比處于什么水平?
程言君
水在制漿造紙過程中起著至關重要的作用,通過建設先進生產線和加快淘汰落后產能等有效措施,造紙行業在節水工作方面取得了明顯進步與成效。特別是進入新世紀以來,我國造紙工業步入高速發展時期,新建和改擴建的大、中型項目,普遍采用了當今國際和國內先進成熟的技術和裝備,同時淘汰了一大批高耗能、耗水的落后工藝、技術和裝備。大多數企業都比較重視節水,通過提高技術裝備水平,應用先進適用的節水技術和裝備,使造紙過程中水重復利用率逐步提高,水耗大幅度降低,取得了顯著的節水效果,萬元產值取水量和單位產品取水量呈大幅下降趨勢。其中,萬元工業產值新鮮水用量由2005年的183.0t,降至2015年的40.6t,降低77.8%。目前在我國運行的部分先進新聞紙機和文化用紙紙機新鮮水用量已不到10m3/t,有的甚至可以達到更低的水平。國內已有瓦楞原紙生產線的新鮮水取水量達到5m3/t的極限值,指標明顯優于歐盟制定的最佳技術標準(瓦楞原紙生產線案例新鮮水取水量6.5m3/t),水重復利用率可以達到95%以上,處于國際領先水平。
靳福明
造紙過程是纖維經處理后懸浮于水中,并在網上互相交織,通過抄造脫水形成紙頁并烘干咸紙的過程,形成紙頁的每平方米的重量從10g到1000g以上,為形成定量均一的紙張,生產低定量紙張時紙漿上造紙網的濃度需要低到0.2%,即99.8%的水。纖維原料從制漿到抄造成紙,都是以水為輸送介質,輸送濃度也在3%~5%,即以95%~97%的水來輸送纖維,所以制漿造紙離不開水,沒有水就沒有制漿造紙行業。
為避免可溶性物質及細小纖維或顆粒在水中累積影響紙漿或紙張質量,必須排出部分經多次循環利用的廢水,因此盡管水在制漿造紙過程中起著至關重要的作用,但卻不能不排水。紙漿中細小纖維量、可溶組分、循環利用次數、工藝過程對溶解固形物的容納程度、系統自動化控制水平以及操作習慣等決定了單位產品的用水量和排水量等指標。
近年來,造紙企業積極引進新技術、新設備,以循環經濟理念建設和運行現代化制漿造紙廠,制漿造紙工藝過程水資源已實現最大程度的循環利用。目前在中國運行的先進新聞紙和文化紙機新鮮水取水量不到10m3/t產品。瓦楞原紙生產線的新鮮水取水量為5m3/t產品,同樣的瓦楞原紙生產線的新鮮取水量在歐盟最佳技術指南中為6.5m3/t產品,漂白木漿生產線的噸產品用水也能控制在20m3/t以下,國內大型制漿造紙生產線用水指標處于國際領先水平。
萬金泉
制漿造紙過程用水量是非常大的,主要是因為在造紙的制漿、洗滌、漂白以及紙頁成形過程中,都需要將纖維分散于水相。造紙用水量和耗水量屬于兩個不同概念。耗水量是指在造紙過程中所消耗的水量,主要由外排的廢水,在造紙過程蒸發的水分,跑冒滴漏及隨成紙產品帶走的水分組成,其中造紙耗水量主要是由外排廢水的量決定。我國目前執行的造紙工業廢水排放標準GB3345-2008對不同類型造紙企業生產每噸紙排放的水做出了規定,如制漿造紙企業噸紙基準排水量為20~60m3,在容易發生嚴重水環境污染區域噸紙基準排水量為25m3。為了滿足國標的規定,現在我國造紙企業主要通過提高廢水循環使用率來減少造紙排放的水量,同時保障生產用水。我們采用基于污染物特征的造紙廢水處理技術可以最大幅度消減COD,取得了較高的造紙廢水回用率,從實際企業運行情況來看,目前管理運營好的造紙企業廢水循環使用率可以達到80%,噸紙耗水量降至5~8m3。
與國外相比,不同國家和地區造紙廢水排放量的寬嚴程度差異很大,有些國家則沒有明確噸紙排放水量的要求,但總體來看造紙廢水排放量普遍高于我國,如歐盟制漿造紙業環境保護導則要求中,排放要求最低的有漂白硫酸鹽制漿企業排放標準為噸紙排水量30~50m3,可見與國外造紙行業相比,我國造紙企業耗水量實際上并不是很大,已經屬于國際先進水平。
蘇振華
造紙主流工藝是一個以水為介質的生產過程,從制漿到造紙都離不開水,相對有些行業造紙是用水大戶,根據環境保護部統計,2015年造紙和紙制品業(統計企業4180家)用水總量為118.35億t,其中新鮮水量為28.98億t,占工業總耗新鮮水量386.96億t的7.5%;重復用水量為89.37億t,水重復利用率為75.5%。但值得一提的是,近年來,隨著裝備、工藝、技術的進步,節水意識的增強及管理水平的提升,水重復利用率在不斷提高,新鮮水的用量不斷降低,另外還有部分企業取用市政的中水進一步處理后來替代新鮮水,實現節水。耗水量隨紙種的不同而不同,大部分紙種的新鮮水消耗量在10m3/t產品以內,個別紙種甚至可以達到5m3/t產品以內。我國大型的現代化造紙企業耗水水平與國外先進水平相當,但同時也還存在少量水耗較高的企業,節水潛力還在進一步挖掘。
《造紙信息》:從這些數據不難看出,目前我國造紙廠的取水量并不大,很多紙廠這一數值甚至處于國際領先水平,這一點又與人們普遍認為的“事實”不一致。請您解釋一下,造紙過程用水量高,但是從自然界的取水量卻很低,這是為什么?
程言君
制漿造紙工藝過程需要大量的水作為載體,大部分紙張在生產過程中都是將紙漿分散到水中,再用造紙網過濾掉水形成濕紙胎;紙漿的生產也是將植物中不需要的部分暫時溶于水中,再濾出植物纖維。造紙過程處處需要用到水,每生產
噸紙用水量要達到數百噸甚至上千噸。實際大多數紙廠每生產一噸紙或紙漿只需要新鮮水幾噸或幾十噸。這是因為水在紙廠被反復循環使用,生產中按照對水質的不同要求將水分級回用到需要的地方,對水質要求高的紙張剩余的排水經簡單處理后還可以用于要求相對低的紙張,經過循環和梯級使用,水被充分利用。因此,雖然造紙過程用水量大,但只要在流程中必要的工段補充少量清水,就可以維持水的循環利用。
靳福明
目前國內一些制漿造紙企業的取水量確實處于國際領先的水平,一方面是由于新建的先進生產線普遍采用了當今國際和國內先進的技術和裝備,另一方面是加速淘汰了一大批高能耗、高水耗的落后工藝、技術和裝備,僅2010年至2014年造紙行業關停淘汰生產線共計2079條,涉及落后產能3395萬t,可見淘汰的力度和決心還是很大的。再一方面是行業絕大多數企業對企業節能、節水給予了高度重視,提高了管理水平。這些都有效提升了行業的整體水平。
統計數據表明,造紙行業廢水排放量從2006年的37.4億t下降到2015年的23.6億t,年均降低4.97%,全國工業廢水排放占比從18%降低到13.04%。考慮同期紙和紙板的產量從2006年的6500萬t提高到2015年的10710萬t,全行業表觀單位產品排水量從2006年的57.5m3/t降低到2015年的22.1m3/t,行業在增產滿足市場需求的前提下節水效果顯著。
取水量和用水量是兩個不同的概念,取水量是企業從外部水源獲得的新鮮水量,而用水量則是工藝生產過程所有用水的總和,包括了新鮮水、循環用水等,所以用水量一定是大于取水量的。從制漿造紙行業的統計數據看,2006年制漿造紙行業用水量89.2億t,2015年為118.35億t,總體上和行業紙和紙板的產量增長是正相關的關系,折算單位產品用水量分別為137.5m3/t和110.5m3/t。但新鮮水取水量從2006年的44億t下降到2015年的28.98億t,表觀新鮮水取水量從2006年的67.69m3/t下降到2015年的27.06m3/t。新鮮水取水量和用水量比值從2006年的49.2%下降到2015年的24.5%。取水量低的原因是制漿造紙企業在生產線的工序內部、工序之間、工段之間、車間之間采用的循環利用、分級利用、分質利用和梯級利用等,提高了水的循環利用率,從而降低了新鮮水的取水量。
萬金泉
在十多年前,我國造紙廠廢水處理主要是經處理排放,這時造紙廢水排放量和從自然界取水量都很大。但近年來,隨著對造紙廢水污染特性研究的不斷深入,造紙廢水處理技術水平也在不斷提高,造紙廢水經處理后可以達到生產用水的標準,造紙企業從廢水處理后達標排放轉變為水處理后資源化利用,大部分造紙廠目前造紙廢水循環使用率可達到70%~80%,大大降低造紙廢水排放量,這也是造紙企業從自然界的取水量逐漸降低的主要原因。
當然,我們近期的研究也發現,由于造紙廢水中含有難降解有機污染物和無機鹽等,現有的廢水處理技術因處理成本等問題很難完全去除,導致這類物質在造紙廢水循環使用過程中不斷累積,會嚴重影響造紙生產及水處理效果,因此十分有必要對造紙廢水中污染物的形成遷移轉化規律進行更深入的科學研究,不斷推進基于污染物特征的造紙廢水處理技術創新發展,確保造紙廢水的深度處理和安全排放。
蘇振華
關于這個問題,我們首先需要明確一下用水量和取水量的概念,取水量是指從各種水源取得的水量,用于供給企業用水的原水水量,各種水源包括取自地表水、地下水、城鎮供水工程以及從市場購得的蒸汽等水的產品;用水量是指用水戶所使用的水量,造紙過程需要大量的水為載體,抄紙過程中紙漿濃度僅為千分之幾,噸紙用水量高達數百噸甚至上千噸,但所用的水除少量的外部取水量外,很大一部分用水為企業內部的循環水,造紙過程中除部分變為蒸汽無法回收的水及達標處理排放的水,其余均在重復利用,有的企業的水重復利用率達到90%以上,因此,盡管用水量很大,但取水量較小,這可能是造成實際運行情況與人們普遍認為的“事實”不一致的原因。
《造紙信息》:除了耗用清水,造紙過程必然也要排放一些廢水,過去,人們對造紙行業的印象多數都是未經處理的工業廢水任意排放,請介紹一下,現在造紙企業的廢水是如何排放的?會對河流湖泊等水體造成污染嗎?這些廢水從紙廠排放出來之前,部經過怎樣的處理?
程言君
造紙工業自古就是一個用水和有廢水排放的工業。對于現代造紙企業,堅持綠色發展和循環經濟的發展理念,積極實施清潔生產,注重結構減排、工程減排和管理減排,堅持狠抓源頭和生產過程及末端污染治理,工業廢水經處理達標后才可以排放。在先進的紙漿生產過程中,生產紙漿用的化學品幾乎被100%循環利用,紙漿生產過程中從植物溶解出的有機物絕大部分也被提取和轉化成了能源,因此,廢水中的成分主要是少量難以提取的植物中剩余有機物,以及紙漿生產過程中流失的植物纖維細胞等。我國的制漿造紙企業已普遍采用生物法來處理有機廢水,即產生的工業廢水與含微生物的活性污泥混合,加入含氮磷的營養鹽,利用活性污泥的生物聚凝、吸附和氧化作用,使廢水中的有機污染物分解,達到水質凈化的目的。為達到更高的排放標準要求,除生物法處理外,還需要在后段增加混凝沉淀或高級氧化等深度處理工藝。
靳福明
用水就一定要排水,只用不排就一定會造成雜質的積累,影響正常的生產。過去我國小型造紙企業數量占比很大,部分小型造紙企業為節約運行成本,減少環保相關投入,同時部分造紙設備和工藝也相對落后,加上過去對水資源重視程度弱、企業用水成本低、相對來講環境還有一定的納污能力,工藝過程產生的廢水不經處理直接排放,處理這些廢水的成本間接成為了排放廢水企業的經濟效益。哪個企業對排放廢水進行處理,其處理成本就成為了產品成本的一部分,因此部分企業對排放廢水能不處理就不處理,給人們形成了造紙行業多數都是未經處理的工業廢水任意排放和制漿造紙污染嚴重的印象。
現在造紙企業的廢水一般需要經過三級處理后排放。一級處理包括混凝、過濾、沉淀或氣浮等工藝,以去除SS和COD為主。二級處理包括厭氧和好氧生物處理技術,以去除COD和BOD為主,三級處理主要包括混凝沉淀或氣浮及高級氧化技術,以去除難降解COD為主。經過三級處理的制漿造紙廢水,COD排放指標可達到50~100mg/L,BOD可達到10~20mg/L或更低的水平。此外,控制好污水處理工藝過程中氨氮營養鹽加入量,可以控制排放廢水中的氨氮排放指標在較低的水平達標排放,因此總體上造紙企業廢水排放對河流湖泊等水體的影響是可控的。
萬金泉
雖然20世紀80年代已經有了造紙工業廢水排放標準GB3345-83,限制造紙廢水的污染排放,但造紙工業廢水仍經歷了過去未經處理任意排放,發展到經過簡單一級物化處理排放,再到現在經過一級物化+二級生化+三級氧化的造紙廢水處理技術處理后達標排放和資源化回用,而推進這一模式改變的主要原因是國家對環境保護的重視和造紙廢水處理技術的不斷進步。現有廢水處理技術可以很好的保證造紙廢水污染負荷的大幅度消減,使高比例的循環利用不對造紙過程產生大的影響,大幅減少造紙廢水排放量,進入河流湖泊的污染物也相應減少。目前我國許多環境敏感區域的地方標準更嚴格,要求造紙廢水排放量COD限值為小于50mg/L。所以,總體來講造紙廠廢水對河流湖泊造成的水體污染越來越小。
目前造紙廠對于制漿產生的黑液主要通過堿回收進行處理,末端的綜合廢水主要通過多級處理工藝聯用的組合方式進行處理。造紙廢水一般先經過一級物化處理回收廢水中細小纖維,去除廢水中的固體懸浮物,再經過二級厭氧+好氧生物處理消減廢水中溶解性COD,一般在廢水回用率不高或執行較寬的排放標準的地區可以處理到COD≤100mg/L,從而達到回用或排放的要求。對于執行排放標準要求嚴格的地區還要經過三級高級氧化深度處理進一步氧化降解難生物降解的殘余有機污染物,以保證出水COD降到50mg/L以下甚至更低。當然,即使廢水COD達到50mg/L或者以下水平,造紙廢水中仍然會含有少量難降解有機污染物,如若這些污染物排入水體,在水體和底泥中經過長期累積,還是會對水體造成一定程度的影響。因此,我們認為下一步造紙工業廢水處理一定要關注廢水中殘留的少量難降解有機污染物的消除問題,進一步研發難降解有機污染物消除技術從而進一步降低造紙廢水所產生的污染。
蘇振華
環境保護一直是造紙工業至關重要的工作,造紙工業過去10年來持續大力度通過技術進步、先進裝備應用、落后產能淘汰及污染治理的投入來推動清潔生產,近年來累計淘汰落后產能達3000余萬t,單位產品CODcr從23.9kg/t下降到3.1kg/t,減少了87.1%;目前我國造紙工業所執行水污染排放標準《制漿造紙工業水污染物排放標準》(GB3544-2008)是全球最嚴的標準之一,內容涵蓋排水量、色度、pH值、懸浮物、五日生化需氧量(BOD5)、化學需氧量(COD)、氨氮、總氮、總磷、可吸附有機鹵素及二噁英;不僅對污染物濃度而且對排水量均有嚴格的限制,部分指標比歐美國家還要嚴格,制漿企業CODcr國家標準要求為4.5kg/t(風干),歐盟最佳可行技術導則(BAT)是8~23kg/t(風干),美國EPA沒有對COD提出要求,世界銀行EHS導則給出的是20kg/t(風干)。另外,我國造紙行業率先實施排污許可制度,“一企一證”持證排污,對污染源實施全過程管控,污染物總量控制細化到各個排污口,有嚴格的核發、執行及監管制度;各企業必須達標排放才可存在。根據產品工藝的不同,廢水處理工藝通常含物化處理、生化處理及深度處理,其中大部分有機物在生化段去除,即一種基于大自然凈化的人工強化工藝,利用微生物作用使絕大部分有機物得到降解,再結合深度處理工藝將難生化降解的有機物進一步分離或降解使廢水得到凈化,排放到環境中不再有害。
《造紙信息》:造紙廠排放的廢水,看起來顏色很深,這是否意味著廢水中還有污染物、處理不達標呢?為什么處理后的廢水顏色會加深呢?
程言君
化學法制漿廠排出的廢水處理達標后顏色會加深呈淡淡的深褐色,這是漿廠生物處理廢水深度曝氣的結果,廢水中殘余的不可生物處理的木質素會在曝氣過程中被氧化而變成深褐色,在脫色絮凝后呈淡淡的深褐色,這些經過處理的廢水不會再消耗自然水體中的氧氣,自身無毒無害,所以有經驗的環境監測人員只要目測排水的顏色,就可以判定制漿廠排水是否經過了有效的處理。
靳福明
色度分真色和假色,假色主要為一些懸浮物、膠體引起的色度,一般的過濾或氣浮就能消除。真色多指溶解性的有色物質,如造紙廢水中溶解態的木質素,一般需要采用強氧化的方法才能去除。顏色代表水中存在有色物質,但顏色的深淺卻不代表污染物的多少,也不能說顏色深的水就不達標。造紙廠排放的污水顏色有兩種可能,如前面說的溶解態木質素,這種物質在天然水體中也存在,采用一般的厭氧、好氧均不能去除,由于難于自然降解,也基本上不表現在COD或BOD數值上,要去除只能依靠強氧化如芬頓、臭氧等方式降解和消除。另一種就是在芬頓出水或三級處理的出水中,因鐵離子帶來的色度,如芬頓出水的pH值控制偏離了芬頓的最優范圍,出水中的鐵離子沒有完全形成Fe(OH)3沉淀,水中的鐵離子使排水呈一定的黃色,但這種顏色也僅是排水中的總溶解固形物(TDS)增加,對排水的水質指標如COD、BOD和氨氮等沒有影響。
萬金泉
造紙廢水的顏色主要來源于廢水中溶解性的污染物,處理后廢水顏色加深,主要是因為在廢水處理過程中一般會采用好氧處理這一技術手段,而好氧處理需要進行曝氣,通過曝氣處理一方面會氧化降解水體中的污染物,但如果水體中還含有少量木質素等物質,曝氣的氧化作用會使木質素產生發色基團,從而造成廢水顏色加深。
蘇振華
造紙工業所執行水污染排放標準《制漿造紙工業水污染物排放標準》(GB3544-2008)的色度要求為50,即處理后排放的水稀釋50倍后透光性達到光學純水水平。有的達標排放的廢水看起來還有淡淡的褐色,這主要與其中難生化降解的木質素有關,廢水中殘余不可生化降解的木質素會在處理過程中被氧化呈褐色,這些殘余木質素不會再消耗自然水體中的氧氣,對環境也無毒無害。
《造紙信息》:上世紀由于技術水平落后、經濟實力不足等原因,我國造紙工業相對落后,人們傳統印象中的造紙廠都是臟亂差,會產生黃色污水和刺鼻的氣味,請問現在造紙行業的整體環保情況如何?現在,造紙廠排放的大類污染物的排放水平與國外相比處于什么水平?我國的造紙行業還是高污染行業嗎?
程言君
在很多年長人的記憶中,造紙廠是臟亂差的代名詞,設備很落后,自動化程度不高,會產生黑黃色污水和刺鼻的氣味。而現代化的制漿造紙企業早已不再是老人們記憶中的樣子,特別是我國近十幾年建設的大型制漿造紙企業。巨大的現代化廠房、動輒數十億上百億的投資,高度自動化的生產線,關鍵設備的機械加工精度、密集的傳感器及計算機控制甚至超過了航空航天工業,是典型的資金和技術密集型產業。許多工廠被建成干凈整潔的花園式工廠面向社會開放參觀,年長者參觀后都能改變原有的看法,這些先進產能已經占到了我國造紙產能的70%。
目前我國造紙工業執行的排放標準,部分指標比歐美國家還要嚴格。以生產漂白硫酸鹽漿為例,化學需氧量(COD)指標,制漿企業的國家標準要求是4.5kg/t(風干),而世界銀行EHS導則要求20kg/t(風干),歐盟最佳技術導則(BAT)是8~23kg/t(風干),美國EPA沒有對COD提出要求;五日生化需氧量(BOD5)指標,制漿企業的國家標準要求是0.9kg/t(風干),世界銀行EHS導則要求1kg/t(風干),歐盟最佳技術導則(BAT)是0.3~1.5kg/t(風干),美國EPA標準是2.41kg/t(風干)。在環保高標準的倒逼之下,造紙企業通過采用先進的生產技術與裝備,加大技術改造投入,提升廢水治理的水平,全行業基本做到了達標排放,實現了增產減污目標。
進入21世紀以后,隨著人們環境保護意識的提高,造紙行業逐步還清了環保歷史欠賬,生物法水處理設施、堿回收設施、污泥等固體廢物處理設施,以及大量在發達國家采用或尚未采用的先進清潔生產技術在我國造紙行業得到了普遍使用。新建大型制漿企業單位產品主要污染物排放量在國際上也已處于先進或領先水平,單位產品排放化學需氧量已由2000年初的332kg降低到2015年的4.7kg,降低98.5%;單位產品排水量由平均103m3降至22m3,降低79%,行業平均排放水平達到國際領先水平,造紙行業已經脫離了高污染行業的隊伍,開始向綠色紙業的方向快速發展。
靳福明
上世紀我國制漿造紙行業工藝技術水平落后、經濟實力不足,加上企業管理水平也較低,未經處理的制漿黑液直接排放,漿廠附近黑水、泡沫遍地流,漂白廢水帶著未反應完的氯氣或次氯酸鹽排放,排出的褐色或黃色廢水散發著刺鼻的氣味,傳統制漿造紙企業給人的印象就是臟亂差。
進入新世紀,我國制漿造紙行業通過新建現代化生產線和淘汰落后產能,特別是在比歐美國家還要嚴格的環保標準的倒逼之下,造紙企業堅持生態優先、綠色發展和循環經濟的發展理念,堅持“沒有環保就沒有造紙”的理念,加大技術改造投入、增加運行成本、建立相對完善的環境管理體系,嚴格執行國家和地方頒布的一系列經濟技術政策、法律法規和標準,堅持科技創新和先進技術與裝備的應用,積極實施清潔生產,注重結構減排、工程減排和管理減排,堅持狠抓源頭和生產過程及末端污染治理,提高自我監測能力、環境風險防控能力和突發環境事件應急處置能力,扎實推進節能減排、資源節約和綜合利用,不斷完善環保體系建設,推進了造紙行業生態文明建設發展。
現在造紙廠排放的大類污染物的排放標準要求均高于國外如世界銀行、歐盟最佳技術導則(BAT)或美國EPA的標準。在這樣嚴格的環保標準規范下,制漿造紙行業污水排放、水污染物排放和大氣污染物排放逐年減少,固體廢物采用多元化治理,制漿造紙行業整體上是在堅持和踐行綠色發展理念、推進生態文明建設、改善生態環境的基礎上有效的轉變了制漿造紙行業的傳統形象。
萬金泉
近幾年隨著“水十條”“排污許可”和“環保督察”等一系列環境保護措施和行動的實施,造紙企業也都加強了對廢水處理工作的重視。目前,造紙企業普遍都有比較完善的廢水處理環保設施,廢水都會經過資源化利用或處理后達標排放。整體來講,造紙廠臟亂差的現象已經得到很大改善。同國外相比,我國對造紙廢水排放的要求是比較高的,應該說已經超過國外對造紙企業廢水排放的要求。
制漿造紙過程肯定會產生廢水污染,這主要是因為以原生植物纖維為原料的制漿造紙過程實際上是木素不斷脫除的過程,無論采用什么類型的制漿方法,都會導致木素的溶出并進入生產用水中形成了高污染負荷廢水,以廢紙為原料的制漿造紙油墨粒子也是廢水中污染物的主要來源,同時,在整個制漿造紙過程中還需要添加各種化學藥品,這些化學藥品部分也會流失到水中造成污染。但隨著國家對造紙企業環境保護要求的提高和水處理技術的不斷進步,造紙企業也在不斷完善水處理設施,由過去簡單的處理,升級為現在厭氧、好氧和高級氧化等一整套比較完善的廢水處理工藝。采用這些先進的廢水處理工藝可以保障把造紙廢水處理到國家所規定的指標范圍內,從而減少造紙行業的污染。從這個意義來講,造紙行業不能算是高污染行業。
蘇振華
盡管造紙術是我國四大發明之一,但我國現代造紙工業起步較晚,工業基礎差,資金及技術力量較為薄弱,曾經的造紙廠普遍生產規模小,技術裝備落后,造紙廠一度給人們留下臟亂差的根深印象,經歷了幾十年曲折的發展歷程,通過貫徹落實有關環保和污染防治政策,產業結構調整、加大環境治理力度,積極推進清潔生產,嚴格執行排放標準,關停淘汰落后產能,通過結構減排、工程減排和管理減排等綜合措施,使造紙工業對環境的污染程度大大降低,并向良性循環的方向發展,主要污染物COD排放量由1995年的321.4萬t降至2015年的33.5萬t,降幅為89.6%;而同期紙及紙板產量由2400萬t增至10710萬t,增幅為346.3%,做到了增產減污;目前我國執行的排放標準是全球最嚴的,行業平均排放水平已經達到國際先進水平,尤其是近年來新建的大型企業各項污染物的排放水平均處于國際領先水平,我國造紙行業已經脫離了高污染行業的隊伍,開始向綠色循環方向發展。
焦點 電子媒體和紙質媒體哪個更低碳環保?
《造紙信息》:大眾常用的一類紙張就是出版印刷及書寫紙,與人們的生活工作息息相關,每天都要使用。但是,近幾年來隨著電子媒體的發展與快速普及,紙質媒介數量迅速減少,電子媒體正以非常快的速度擠占紙質媒介,很多人被媒體誤導,認為電子媒體更加“低碳環保”,請您介紹一下,電子媒體真的比紙質媒體更加低碳嗎?
錢毅
與人們普遍認為的“事實”相反,電子媒體是導致全球變暖的主要因素。電子媒體和通訊被視為是提高社會效率的工具,但并不代表它就更加符合可持續性發展的概念。根據美國哥倫比亞大學互聯網碳足跡研究(Carbon Footprinting the Internet,Gombiner,Columbia University),美國谷歌搜索每月的耗電相當于260000kg二氧化碳排放,這可是美國4239個家庭平均月耗電量的二氧化碳排放;全球IT業每年排放8.6億t二氧化碳到大氣中;到2020年,他們將每年排放約15.4億t二氧化碳。
根據聯合國報告(Computermanufacturing soaks up fossil fuels,United Nations University(UNU),8march 2004),生產一輛車或冰箱只需要一至兩倍其自身重量的化石燃料,但生產電子計算機則需要10倍,一臺平均24kg重的計算機及27 cm顯示器至少需要240kg的化石燃料,22kg的化學品和1500kg的水——或者總共1.8t的物質消耗量,相當于一只犀牛或一臺運動型多功能轎車的重量。電腦的壽命相對較短,電子垃圾已經成為世界上增長最快的廢物。
紙是為數不多的可持續發展的產品,有其特殊環境保護特性。生產紙張的原料來自于植物,植物生長本身就是吸收二氧化碳的過程。紙張是綠色產品,可降解、可回收、可再生。生產過程也是一個可持續的方式,根據芬蘭VTT技術研究中心的碳足跡計算,沉淀在印刷紙中的碳,比如書籍,儲存5年之后減碳量相當于其生產階段造成的碳排放量的約5%。100年后,大約相當于減少75%,紙張就是貯存的碳,而且廢紙的回收利用進一步延長了這些碳的儲存時間。從消費角度看,我們日常消費的紙張對氣候影響并不大,2005年芬蘭家庭的報紙、書籍和其他紙制品消費的氣候影響的貢獻大約1%。最大的氣候影響消費是由于住房(28%)、食品(16%)和運輸(13%)。與塑料制品等其他源自化石原料的材料相比,紙張的碳排放更少。
孟早明
電子媒體與紙媒相比是否更低碳,我們可以利用產品生命周期排放情況計算。電子媒體與紙媒的生命周期中,生產、使用和廢棄處置3個環節是產品碳排放的主要來源。
造紙過程是紙媒產品最大的碳排放來源。紙張的原料是植物纖維,在原料獲取過程的碳排放量較少,眾所周知,植物通過光合作用吸收二氧化碳,并存儲在自身體內,造紙的過程此部分的二氧化碳將轉移到產品內,做到一定程度的固碳作用。造紙過程耗能導致的碳排放量則相對較大,但造紙工業通過加強資源循環利用,充分利用黑液、廢渣、污泥、生物質氣體等能源,回收利用余壓、余熱、廢氣、廢液及其他廢棄物,目前能源自給率可以達到40%~50%。根據《中國造紙工業2018年度報告》的數據顯示,2018年中國新聞紙、未涂布印刷書寫紙的消費量為1988萬t、涂布印刷書寫紙消費量為604萬t,按照全國碳交易試點省份——廣東省最新發布的文化用紙(未涂布)的碳排放基準值1.092t CO2/t和紙板原紙(涂布)的碳排放基準值0.819t CO2/t計算,2018年紙媒的碳排放總量約為2666萬t,僅為5臺1000MW的燃煤發電機組一年的碳排放量。且紙媒產生的廢紙可以回收再利用,真正做到了可持續發展。
電子設備的制造過程能耗不可小覷,隨著硬件的發展,電子設備更新速度極快,但是以不可再生的原材料和日漸升高的能源需求為基礎,這種發展模式是不可持續發展的。根據《清潔生產雜志》2018年的一項研究結果顯示,智能手機平均只有2年的使用壽命,開采一部新手機所需稀有金屬所產生的碳排放量,是舊手機在2年使用過程中的85%~95%。同時,電子媒體信息傳輸需要數據中心耗費大量的電,這也將產生大量的碳排放。如今,整個信息通訊產業的碳排放約占全球排放1.5%,并且還在高速的增長。過度使用、頻繁更換電子設備帶來的環境問題值得高度重視。根據中國電子裝備技術開發利用協會聯合環保組織在2019年3月21日共同發布的《中國廢棄電子產品循環經濟潛力報告》,中國當下電子產品的回收率不高,以手機為例,回收率不足2%。
綜上所述,電子媒體是否真的比紙質媒體更加低碳,這個還真不一定。
黎的非
產品的低碳環保性,可以通過碳足跡或生命周期評價等方法來評價。無論采用什么方法,最為關鍵的一點是,都應考慮產品的整個生命周期過程,包括產品原材料的獲取和處理、產品的加工與生產、分配和運輸、使用與維修以及廢棄處置(即“從搖籃到墳墓”)。
目前媒體宣傳電子媒體比紙質媒介低碳環保,主要是認為紙質媒介需要印刷,并且在運輸上需要消耗更多資源,這些都僅是從紙質媒體生命周期的某一點出發,并不是基于產品全生命周期的評價,所以是不夠準確的、片面的評價。
實際上,從生命周期的其他階段考慮,紙質媒介生產所用的木材原料屬于可持續性資源,相較電子產品使用的金屬和化石原材料等不可持續性資源而言,更為環保,并且木材在生長過程中還可吸收大量二氧化碳,相當于減少了紙質媒介生命周期中的碳排放;另外紙質媒介在廢棄后可被回收利用,不需要填埋或焚燒處理,可降低廢棄處理的環境影響。而電子媒體在使用過程中會產生電耗,還可能出現故障需要維修,因此在使用階段也會較紙質媒介的環境影響更大。
總之,電子媒體和紙質媒介在其生命周期的不同階段對環境的貢獻各不相同,媒體不應以紙質媒介的某一個階段的環境影響大來宣傳電子媒體更加低碳環保。如果按照整個生命周期來評價電子媒體和紙質媒介的環境影響,電子媒體并不一定會比紙質媒介更低碳。