造纸业低碳经济困境研究

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1关于“低碳经济”

“低碳经济”的概念,最早由2003年英国政府的《我们能源的未来:创建低碳经济》能源白皮书为肇始,而进入各国政府的视野。以后欧盟提出“在不降低经济增长的条件下,减少能源消耗”,并制定了一系列与低碳经济技术相关的标识和设计标准,以引导低碳产品的发展和消费。2006年前世界银行首席经济学家尼古拉斯•斯特恩呼吁全球应向低碳经济转型。2007年7月美国参议院提出了《低碳经济法案》。在我国早在1992年,全国人大常委会就批准了《联合国气候变化框架公约》,2007年6月中国政府了《应对气候变化国家方案》。党的十七大又明确提出了“把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展战略的突出位置”和“加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候作出新贡献”的要求。2007年APEC会议上总书记明确指出:“中国要发展低碳经济”,“努力建设资源节约型,环境友好型社会”。气候变化已成为全球经济发展面临的硬约束,调整实体经济发展方向,“向“改善气候”所要求的新经济转型势在必行。“低碳经济”已成为世界各国的国家意志。“低碳经济”是以“低能耗、低污染、低排放“为特征的绿色经济,其实质是提高能源的利用率,大力发展清洁能源和可再生能源,促进产品的低碳开发,减少温室气体(二氧化碳等)的排放,保护全球环境。低碳经济更突出减少温室气体排放为主要关注点,以应对碳基能源对于气候变暖影响为基本要求。核心内容包括制定低碳政策、开发利用低碳技术和产品,采取减缓和适应气候变化的相关措施。是从高碳能源时代向低碳能源时代演化的一种经济发展模式。因此“低碳经济”是在不影响经济发展的前提下、通过技术创新和制度创新,降低能源和资源的消耗,最大限度地减少温室气体和污染物的排放,实现经济和杜会的可持续发展。

2我国发展低碳经济面临的主要困难

从中国的实际情况看,向低碳经济转型将是一个长期的过程,短期内我国发展低碳经济还面临许多困难和挑战。

2.1能源需求加速增长。以煤为主的能源结构难以改变我国正处工业化和城市化快速发展时期、城市和农村从基础设施建设以及居民消费升级,都对产品形成巨大的需求。不可能绕过发展“重化工业”这个资源、能源投入巨大,原材料工业增长速度快的“坎”。能源消费在短期内将延续加速增长的趋势,预计到2020年我国能源需求将达到50亿吨标准煤以上。同时在我国能源消费中,煤炭所占比重高达69.5%,煤炭消费比重大CO2排放强度较高,高度密集的生产和消费煤炭的方式,形成了中国碳排放密集型的能源发展模式。煤的碳密集程度比其它化石燃料要高得多,单位能源燃煤释放的二氧化碳是天然气的近两倍。在2030年之前,仅中国排放的温室气体就占世界增加排放量的1/3还多。致使中国经济发展过程中“高碳”特征非常明显。目前我国已成为世界第二大温室气体排放国,而发达国家已迈过了以使用高碳能源为主要动力的发展阶段。因此.在未来一段时期,我国在解决环境污染和应对气候变化方面的形势非常严峻,任务也十分艰巨。

2.2产业结构调整进展缓慢,提高能源效率短期难以实现我国的第一、二、三次产业之间的比重仍然停留在l:5:4的状态,经济增长过于依赖第二产业,工业生产特别是重工业比重严重偏高,低能耗产业比重相对较小。低能耗的第三产业和服务业发展滞后,比重偏小。2006年我国创造单位GDP(1美元)所消耗的能源是日本的11.5倍,是德国和法国的7.7倍,是美国的4.3倍。目前,我国综合能源效率约33%,比世界先进水平低10个百分点。到目前为止,全国大部分省市自治区还没有完成“十一五”规划中提出的单位GDP能耗下降20%的目标。另外,部分行业仍存在一些工艺和装备落后,资源利用率低的中小企业。加之受到地方利益的保护,这些企业难以即时地关停并转,致使部分地方仍存在高投人、高消耗、低效率的问题,要彻底淘汰这些落后产业,提高能源使用效率尚需时日。

2.3缺乏有效激励机制,低碳技术发展落后以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”,一个重要的支撑就是“低碳技术”。中国作为最大的发展中国家,经济由粗放型向集约型,由高碳向低碳转变的最大制约瓶颈是整体科学技术水平落后,自主创新和技术研发能力不足,技术创新是发展低碳经济的关键,我国在低碳技术的研发上而还面临诸多困堆。

总之,发展低碳经济,进行能源结构和产业结构大转型、大调整,节能减排,以应对气候变化,无疑是正确的,应当大力推进。然而中国国情,却并不如此简单,低碳经济面临着严重挑战,需要有相当的演进过程,不可能一蹴而就。

3中国发展低碳经济的路径选择

3.1首先形成国家战略框架

结合我国建设资源节约型、环境友好型社会和节能减排的工作需求,尽快制定国家低碳经济发展战略的近、中、长期规划。以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”的重要的支撑就是“低碳技术”。因此发展低碳技术成为低碳经济的必然选择。低碳技术涉及电力、交通、建筑、冶金、化工、石化等传统部门。也涉及可再生能源及新能源,煤的清洁高效利用,无碳和低碳能源技术,二氧化碳捕捉与封存技术等众多新领域。从目前国内外低碳技术现状来看,近期内,主要是发展节能与提高能效技术,如各产业的降低能耗措施,煤炭等的清洁高效开发和利用技术,加快发展可再生能源和新能源技术(太阳能、风能、生物质能)等。从中长期看,主要是加快能源结构调整,大力发展低碳和无碳能源,控制主要行业CO2和甲烷等温室气体的排放和处置利用技术;发展生物与工程固碳技术和利用与封存技术等。

3.2促进产业结构调整,发展低碳产业

大力发展高新技术产业、第三产业;进一步抑制高耗能和高排放、低产出的产业;运用政策手段引导和鼓励符合低碳经济要求的产业和产品的发展。

3.3循环经济是发展低碳经济的基本路径

“低碳经济”的理想形态是充分发展“水能经济”、“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。然而,目前中国的能源结构仍是高碳结构,石化能源占中国整体能源结构92.7%,其中煤炭占了68.7%,石油占21.2%。中国经济在工业化发展过程中仍然要依靠高碳能源,低碳经济之路任重道远。要改变中国目前过度依赖高碳的石化能源的现状需要相当时日。从上述基本国情出发,目前发展循环经济是发展低碳经济最现实、最基本的路径。为此我们需要搞清循环经济和低碳经济之间的关系:循环经济和“低碳经济”其核心目的都是推动经济模式向低投入、低消耗、低排放、高效益的模式转型。其根本宗旨是完全一致的。循环经济在做法上更强调从源头控制,突出“减量化”;即从生产领域入手,减少资源、能源消耗,提高资源利用效率。同时,推进废弃物的资源化、再利用和节能减排。两种经济模式的核心内容有些差异,即循环经济的核心侧重于整个社会物质循环应用,强调的是资源和能源被多次重复利用,提倡在生产、流通、消费全过程的资源、能源节约和利用,以提高资源效率和环境效率。低碳经济则是针对能源领域和应对全球气候变暖问题,重点是从建立低碳经济结构、减少碳能源消费,进而建立起全社会减少温室气体排放,使其在较高的经济发展水平上,让碳排放量达到比较低的经济形态。是以低能耗、低污染为基础的经济,其核心是能源技术创新、制度创新和人类消费发展观念的根本性转变。我们应理性地对待,清醒地认识我国当前的国情,克服盲目地不切实际地攀高。正确理解循环经济、低碳经济之间的关系,形成整体优势,走出一条有中国特色的发展道路。

4把中国纸业打造成“低碳产业”

4.1目前中国纸业仍然是一个高消耗、高能耗、高污染的产业

国家已将造纸工业列为国民经济高能耗、高污染七大行业(钢铁、电力、有色金属、建材、石油、化工)之一。2009年造纸工业的生产总值为4660亿元,占工业生产总值340507亿元的1.39%,但是2008年造纸工业用水量却占全国工业总水耗的8.89%,废水排放量占全国工业总排放量的18.76%,化学需氧量(COD)排放占全国排放量的31.82%。同时,造纸业又是资源、能源消耗型产业,以木浆铜版纸生产为例:每生产一吨铜版纸则要消耗:木材4~6立方米,化工原料0.75~0.80吨,水20~26吨,电1700~2000Kwh,标准煤1.0~1.3吨。生产过程中使用大量纤维原料、化学药品和燃料,排放大量CO2。

4.2加快产业结构调整

目前中国纸业产业结构不够合理是造成资源、能源消耗高,污染严重的重要原因。根据中国造纸协会统计,目前中国规模以上造纸企业3494家(2008年)、3686家(2009年),按国家大中小型企业标准划分如表1所示。即小型企业占88%以上,100万吨/年规模以上的企业只有9家。从营业收入、利税总额来看,小企业只占1/3左右。说明小企业的经营水平低下,技术装备落后,能耗效率低,投入产出率低等。关闭这些落后产业是社会发展的必然结果。按国家规划“十一五”期间,将淘汰3•4万吨以下草浆生产线及2•0万吨以下纸板生产线等落后产业,这将大大提升我国造纸企业的现代化水平。

4.3大力推行企业的节能措施

众所周知,纸业是能源消耗大户,其吨浆、纸和纸板直接综合能耗大约为1.1~1.3吨标准煤,即每生产一吨纸和纸板就要直接消耗一吨多标准煤。如果加上间接能耗,如一吨铜版纸要消耗0.75-0.80吨化学药品,而生产化学药品消耗的石油能源;生产过程的用水、废水处理等消耗的电能,使单位纸和纸板的总综合能耗比直接能耗大若干倍。应该说,在过去几年纸业界在社会压力下,重点关注了减排,并取得了长足的进展。而对如何降低能耗似乎关注的不够,如在每年一度的“造纸工业年报”中都没有能耗的统计数据,没有形成一定的社会压力,还处于一种自发状态。为此,中国造纸业应大力推行如下企业节能措施:(1)完善标准,尽快不同浆、纸种的综合能耗指标要求;生产过程中不同耗能工序的能耗效率要求。(2)采用节能技术与设备。制浆造纸工业中,主要消耗能源的工序有蒸煮、黑液蒸发、碱回收(包括石灰窑炉)、纸页干燥等。研究表明,制浆造纸生产蒸汽消耗主要为制浆过程的黑液蒸发(占18.54%)和蒸煮(占10.48%),造纸过程的纸页干燥(占38.40%)、配料流送(占10.65%);电耗主要消耗为制浆过程的磨浆和精浆操作。节能潜在带宽为:纸页干燥66%、石灰窑炉35%和黑液蒸发27%,也就是说纸页干燥的节能潜力最大。降低能耗主要依靠生产工艺改革,更换节电型设备;纸机改造和技术引进,采用新型脱水元件、成形整饰辊、靴式压榨、蒸汽箱、密闭干燥,设置定量、水分、厚度检测控制仪表,提高产品质量,纸机干燥余热蒸汽的热泵技术以降低电、汽消耗;干燥部PowerDryPlus干燥箱技术可以节省50%的能源。现代连续蒸煮工艺及设备可以大量降低蒸煮能耗,特别是连续蒸煮设备内洗浆节约了大量洗涤水,并回收余热;推广中高浓输送与混合设备、中高浓洗浆、漂白与中高浓打浆设备,可大量降低电耗。(3)最大可能采用可再生能源,加强自产能源的利用,如进一步提高制浆废液碱回收产生热、电能效率。包括企业内部废渣用于锅炉燃烧,甚至采用秸秆与煤混烧。以现有条件为基础,尽可能把余温、余压、余热都能得到充分利用回收热量。

4.4设计和生产“低碳产品”,随着社会的发展

“低碳意识”将在商业利益领域成为发展趋势。我国出口企业应该了解和关注,国际评估标准有三个:PAS2050主要用于评估各种商品和服务在生命周期内的温室气体排放。WRI/WBCSD产品生命周期核算和申报标准,主要是公开披露产品层面的温室气体排放。预计2010年12月出台的ISO14067,该标准将包括温室气体排放评估和评估结果的通报,但该标准目前还没有相关的立法,主要还是以自愿的形式通过有碳意识的消费者的选择,以市场的驱动来推动制造业和整个社会的碳减排。“低碳产品”是指在生产过程中,提高能源使用效率;采用清洁生产技术,考虑提高环境效率,降低原材料的消耗,在最大限度内减少生产过程中废弃物的排放的产品。国际上对低碳产品的标准和法规要求,主要是针对产品碳足迹的评估。碳足迹(CarbonFootprint)表征人类生产与消费行为引起的直接与间接的温室气体排放量,用“足迹”形象地说明了我们每个人都在日益增加的温室气体中留下了自己的痕迹。近年来,随着国际相关组织和发达国家的大力推行,碳足迹开始在工业节能减排、产品生态标识和国际碳交易等领域广泛应用。主要用于评估各种商品在生产和服务的整个生命周期内的温室气体排放。但导致气候变化的气体并非只有二氧化碳,还包括甲烷、氧化亚氮、全氟化碳等所有温室气体。“碳足迹”的计算方法是从追溯产品源头开始,连接与产品相关的各个单元过程(包括资源、能源的开采与生产、运输、产品制造、使用、废弃等),建立完整的生命周期流程图,再收集流程图中各过程单元的温室气体排放数据,并进行定量的描述的。对于企业而言,确定碳足迹是减少碳排放行为的第一步,它能帮助企业辨识自己在产品生命周期中主要的温室气体排放过程,根据碳足迹的分析结果,制定有效的碳减排方案,还可以预测拟采用的减排措施会对目前的温室气体排放情况的影响,从而实现对不同减排措施进行改进和优化。企业还可以通过碳足迹的计算宣传自己的碳减排行动。所谓低碳产品认证,在国外近二三年如雨后春笋,不断涌现。目前,已有德国、英国、日本、韩国等十几个国家开展低碳产品认证。是以产品为链条,吸引整个社会在生产和消费环节参与到应对气候变化。通过向产品授予低碳标志,从而向社会推进一个低碳产品采购和消费模式,引导和鼓励企业开发低碳产品技术。我国环境保护部在参考了国外低碳产品认证发展模式的基础上,决定开展低碳产品认证。我们现在关键是要关注国际低碳环保法规的发展,踏踏实实学习一些量化产品碳足迹的知识和方法,以应对以后国际越来越严格的气候变化政策和法律法规要求,规避风险。另外,出口企业主动申请相关产品认证的碳标签,也是提高产品的竞争力有效途径之一。

4.5形成企业自己低碳经济发展模式

循环经济发展模式原则,就是减量化、再利用、资源化(3R原则)。企业内部的循环经济发展模式:要根据企业实际情况,推行切实可行的清洁生产技术、对资源和能源的综合利用,组织厂内各生产工艺、各生产环节之间的物料循环,减少生产过程中物料和能源的使用量,尽量减少废物、废气、废水的排放,使废物、废气、废水在本企业内部吃干榨尽,最大限度地利用企业内部可再生资源,这是企业实施低碳经济模式最切实、最可行的路线。对造纸企业来说,清洁生产是发展循环经济的首要任务和基本实践,没有清洁生产,循环经济也就失去了其生存的活力。制浆造纸工业的清洁生产以资源减量化、废物资源化和无害化,或消灭于生产过程中为原则,贯彻于纤维原料的选取、备料、制浆、洗涤、漂白、纸料制备、抄造等整个过程中。提高水的重复利用率是造纸工业实施循环经济的重要内容,要大力推行工业用水重复利用技术。(1)推广企业用水网络集成技术,推广应用逆流洗涤、洗涤水循环利用系统;提高纸机白水回用率,加强白水封闭循环工艺研究;(2)鼓励企业发展外排废水处理后的终水回用,废水深度处理后回用技术和设备。(3)积极研究和推广应用降低废水排放技术。(4)采用连续蒸煮或间歇置换蒸煮,可节约蒸煮用汽50~60%;封闭式洗筛系统;合理组织漂白洗涤水的逆流使用;(5)大力推广中浓洗浆、筛选、打浆、输送技术和装备;以及过程智能化控制技术。

5结语

以低碳经济形态取代传统的以高能耗、高投入、高产出、高污染、高破坏、低效益为特征的工业经济形态,对我国来说最主要的挑战是我国人均资源占有量偏低,而生产过程中的资源消耗量偏大,特别是随着工业化进程的不断加快能源供求矛盾愈加突出。富煤、少气、缺油的资源条件,决定了中国能源结构以煤为主,限制了低碳能源资源的选择。决定了中国要实现低碳经济就必然选择循环经济模式,通过对能源、资源的循环回收、利用,降低能源在生产过程中的消耗量,减少温室气体排放量,转变经济发展方式,从根本上缓解资源约束,实现经济社会的可持续发展;实现低碳经济形态。