可持续发展制浆造纸工业论文

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1前言

纸浆和纸张的生产通常是由若干单元过程组成的。无论生产要达到什么样的要求（质量和数量），都需要消耗大量的包括电和热在内的能源。2005年，全球制浆造纸工业的电力消耗量为400TWa。自此以后，对于许多高能耗产品（印刷纸种）来说其产量巳经开始下降，但整体生产水平的提高抵消了整体下降。所有公共设施供应的消耗（如电力、水、蒸汽）通常根据产量（吨、立方米等）进行对比来监控，以便更容易地提供生产一定数量的产品所需的水、电、汽等的基准。这里强调了为了监控全球范围工业的效率，要有一个“通用工具盒”的重要性。此外，从能源效率的角度来看，许多当前单元过程包含的解决方案，不代表现代的最佳可用技术（BAT)。本文总结了全球范围内制浆造纸厂生产实践中可持续性的基准、欧洲指导指令的主要特点及其对产业的影响。贝利（Payiy)提出了提高能源效率的观点，即制浆造纸厂可以从哪方面提高能源效率。

2可持续性的测量和标杆管理

随着环境问题意识的逐渐普及，可持续发展战略面临着高要求的挑战。可持续性发展已成为制定主要政治决策的考量标准之一，这个星球的未来是一些地区几乎所有政治舞台上的战略计划的核心。谋求将可持续发展与经济发展相结合是很不容易的，因为它以一种非常复杂的方式将政治和技术结合在一起。从行业的角度来说，可持续性发展的主要关注点是策划实现社会、环境和经济之间的平衡。换句话说，通过这种方法提出解决方案来提高能源、水、材料和供应链的效率，使得我们的社会经济和子孙后代可以以一种更经济的方式从技术发展上受益。许多机构都试图引导企业家通过引人生态标签和环境管理体系来促进环境友好技术的应用、标准化的单一属性和多属性的认证制度已被用来评估不同的产品和服务。除此之外，标杆管理的工具，如常用的碳足迹和水足迹，在此仅仅只是举了几个例子。然而，这两种方法都不能衡量真正的可持续性，而只能进行互相之间的性能比较。贝利已经开发了一个工具来评价可持续性、强调从实际生产数据和不集中的只有单一的意见或一个因素中寻找整个或一部分生产单元多重属性的复杂性。这些属性包括可持续发展概念的所有核心层面，即社会、经济和环境方面的问题。该方法涵盖整个制浆造纸工业的产品组合。所使用的基准数据已收集了超过50年的时间，收集的范围为全球执行的不同项目（新建和改建）。该方法由8个主要指标和超过50个子指标组成，将其完美结合以建立绿色造纸厂指标（GreenMillIndex?),如图1所示。该指标分析大规模运行的可持续性，如向水、空气和土壤中的排放以及原材料的需求、位置和运输的影响。其结果是对产品从森林到出版商的全生命周期都进行了分析，而不是仅仅只考虑到生物质转化为纸浆和纸产品的直接生产指标。从长远来看，可持续性的方法将在行业中更加引人注目，将高度重视经济、环境和社会方面的平衡。

3指令的主要特点和对制浆造纸工业的影响

欧洲能源效率和碳排放的所有主要目标都是根据欧盟（EU)协议而制定的。目标被普遍认同，以推动欧盟各成员国在欧盟范围平等地发展。所规定的目标则留待国家层面的行动。通常，每个成员国都建立了自己的内部规则和办公室来执行并跟踪所有必要的改进行动（在芬兰，该工作是由就业和经济部来指导的）。欧盟采用若干产业指令和地方法规。在这样的背景下，来讨论能源效率和排放指令。就欧洲的能源效率发展而言，原有的计划和协议规定到2020年，初级能源消耗减少20%。然而，这个目标似乎并不能得到实现，主要是由于在欧洲要首先应付经济的挑战。此外，又提出来欧盟水平更新、更具体的国家目标，这在一定程度上延迟预定目标的实现。采用国家手段来落实行动计划以实现这些目标。实践中，根据该指令，所有成员国都需要报告每年的发展以及保持该发展。还应该注意到，这个指令不仅仅只是针对大型企业制订的，因为它包括能源效率的方方面面（如运输指标、热电联产（CHP)的数量、GDP、能源消耗明细等）。除了能源效率，扩大的环境许可也是与履行指令相关的国家机制的一个要素。从制浆造纸工业来看，排放指令是一个更具挑战性和“更严格”的指令。就该指令而言，它是一种多功能的指令，可用于多个不同的行业，它作为一个高级指导文件，引用的是特定行业的排放临界值。除了排放水平，文件还定义了诸如测量方法、在决策过程中公众参与的要求、定义和描述了必要的许可程序。

4BATBREF

上面介绍的排放指令是通过一个称为BAT的参考文件（被称为BATBREF)为不同的行业而提出的。具体而言，就制浆造纸工业而论，制浆和造纸的BREF文件是与欧盟代表们、受托人（工业界和法律界）、私营企业（纸浆和纸张生产商、设备供应商、生物技术部门）和环保主管部门合作编制的，它描述了将现代解决方案与合理的长期环境目标相结合的行业最佳实践。因此，BREF文件的目的对各方来说都是可持续的，且支持该行业的整体发展。另一个BREF文件是与过程/子过程、系统和设备能源效率相关的。这个参考文件假定公司有他们自己的、能覆盖上述各项目的能源管理结构。BAT文件主要内容如下:?可应用过程的主要特征?与行业环境和操作性能相关的信息?对用于减少环境影响（被业界所定义的）和相关的排放和消耗水平的最佳可用技术的描述?建议事项该文件关于制浆造纸工业的最终版本目前正在由欧洲委员会作为“最终草案”进行审查，批准通过后它将被采纳使用。BREF对行业的主要影响将涉及到即将到来的投资。行业将面临更严苟的评估过程以确定是拆除、改造还是投资新的生产装置。为了遵循BAT指南，“快速修复”和不可持续的解决方案是无论如何都不能接受了。预计将在不久的未来，文件中定义的BAT将与环境许可程序紧密相连。BRET的内容是强制性的，不仅仅是建议或指导性文件。这样的话，一个真正的改变是可能的。

5制浆造纸行业提高效率的潜力

等式是相当简单的，要么是输人相同的能源量生产得更多，要么是少用能源而生产量372014C1PTE国际造纸技术报告会论文集不变。然而，这个等式又不再是那么简单的，因为可持续发展的目标需要同时从环境责任方面得到满足。在这种情况下，主要重点放在技术开发潜力的评价上。操作和/或管理的发展不包括在内。由于欧洲和北美的绝大多数造纸厂都在采用现代化的、具有更髙能源效率的技术进行改造，不论是否出于战略上的考虑（升级产品组合或生产水平），现代新建工厂主要位于远东及南美。通常情况下，制浆造纸工业能源效率改进措施与以下的工作有关：?二次热的利用（烟气、废水流、最小化溢出热流）和平衡变化?传动和电机的变频控制?单一生产线的生产概念?泵送距离的优化?蒸汽透平机的平衡优化?蒸汽管网压力降低?纸机/纸板机热回收、蒸汽和冷凝水系统优化?新鲜水泵送?造纸机真空系统?工艺稳定（泵送、详细的平衡分析）?压缩空气的消耗?纤维打浆优化?尽早采用现代化技术通常情况下，采用上述措施，蒸汽消耗可能降低的范围为10%~20%。对于电力能源方面，相同的降低潜力通常为3%~7%左右。在这几十年里，贝利进行了包括能源效率在内的审核和改进策略。应当指出，提高能源效率并不会影响最终产品的质量，并且计划的行动不仅仅只是达到BAT水平。相反，总是寻求超越所有需求水平的最好的可能解决方案。特别是对于运行中的造纸厂，降低操作成本和具有高得率的工艺是典型的结果，而实施行动的回报时间通常较短（1~2年）。为了分阶段满足可持续发展的目标，许多规模更大的投资可以分阶段逐步实施，但同时保持年度资本支出在一个合理的水平上。然而，计划执行后首先实现的主要是节约。此外，还可以看到，经过若干年之后如果不采取进一步的行动，那么造纸厂的能源效率就会降低。这种降低不仅仅只与技术方面的问题有关，而且生产方案的变化也会影响能源效率。因此，建议每5年进行一次能源审计。

6总结

显然，当工厂运行不但要求提升盈利性，而且要更多地考虑可持续性发展的目标时，制浆造纸行业未来将面临巨大的挑战。然而，现代先进的工艺工程解决方案和现代化技术的资源配置，不仅从成本结构方面，而且对公司的形象和全球整个制浆造纸行业，可以为行业创造显著的效益。标杆管理应被视为一种结合成本效率和全球责任的能源效率发展的助推器。