造紙業(yè)面臨節(jié)能降耗的重要任務(wù) 探秘造紙廠實現(xiàn)碳中和的具體手段

碳中和背景下，造紙行業(yè)集中度或進一步提高。碳匯是指通過植樹造林、植被恢復(fù)等措施，吸收大氣中的二氧化碳的過程、活動或機制。

碳中和背景下，利好自備電汽水平高、擁有自有林地的造紙企業(yè)，行業(yè)集中度將進一步抬升。在碳中和背景下，預(yù)計造紙企業(yè)新增自備電廠、蒸汽廠的難度與成本將增加，同時倒逼企業(yè)增加環(huán)保支出，預(yù)計各紙種中小產(chǎn)能將進一步出清，行業(yè)集中度提升。另一方面，林地作為漿紙產(chǎn)業(yè)鏈最上游，產(chǎn)業(yè)重要性將進一步凸顯，擁有上游林地資源的造紙企業(yè)或可獲得通過交易碳匯，獲得新業(yè)務(wù)的發(fā)展。

在節(jié)能減排成為社會共識的當(dāng)下，高污染、高排放的造紙業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀已無法滿足我國能源經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展要求。作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，造紙業(yè)面臨著能效提升、節(jié)能降耗的重要任務(wù)。

在造紙行業(yè)開展智慧能源系統(tǒng)建設(shè)工作，提高造紙行業(yè)能源利用率，降低能耗，已成為迫切需求。

一、我國造紙工業(yè)發(fā)展特征

造紙工業(yè)按照上下游，分為制漿和造紙兩大工段。造紙企業(yè)也分為林漿紙一體化、漿紙一體化、以及造紙企業(yè)幾類。

工藝及產(chǎn)品多樣

無論是上游的制漿，還是下游的造紙及紙制品，都呈現(xiàn)出工藝及產(chǎn)品多樣的特征。

根據(jù)原料的不同，紙漿可以分為原生漿、再生漿（廢紙漿）兩大類。其中原生漿的主要原料為林、草、竹等。根據(jù)工藝及用途不同，原生漿又分為化學(xué)漿、化機漿、機械漿等。

化學(xué)漿、化機漿生產(chǎn)過程中都有黑液堿回收工藝，而機械漿工藝過程中沒有堿回收工藝。廢紙漿，顧名思義，其主要原料是廢紙，也是我國的主要原料，和機械漿類似，沒有堿回收工藝。

根據(jù)工藝及用途不用，紙產(chǎn)品分為新聞紙、印刷紙、生活用紙、包裝用紙、白紙板、箱紙板、瓦楞原紙、特種紙和紙板等。其中新聞紙、箱板紙、瓦楞原紙等原料為廢紙漿；白紙板、高檔印刷紙、高檔生活用紙等原料為木漿。

原料依賴進口

根據(jù)《中國造紙工業(yè)2020年度報告》，2020年全國紙漿生產(chǎn)總量7378萬噸，較上年增長2.37％。其中：木漿1490萬噸，較上年增長17.51％；廢紙漿5363萬噸，較上年增長0.22％；非木漿525萬噸，較上年增長-10.71％。

其中國內(nèi)木漿生產(chǎn)的行業(yè)集中度較高，APP、亞太森博、晨鳴、太陽等占據(jù)了大部分的產(chǎn)能。

2020年我國紙漿消耗總量10200萬噸，其中木漿4046萬噸，廢紙漿5632萬噸�？梢钥闯�，我國的木漿進口比例占60%以上，而再生漿則大多國內(nèi)生產(chǎn)。

這是自然稟賦決定的，我國森林覆蓋率不高，但紙漿的需求量很大，因此國內(nèi)的原生漿生產(chǎn)大多要么進口木片在國內(nèi)生產(chǎn)，要么直接進口紙漿。從整體上看，我國的原料進口依賴性很高。

產(chǎn)業(yè)集中度低

2020年全國紙及紙板生產(chǎn)企業(yè)約2500家，全國紙及紙板生產(chǎn)量11260萬噸，較上年增長4.60％。消費量11827萬噸，較上年增長10.49％。紙和紙板生產(chǎn)的行業(yè)集中度較低。

二、造紙業(yè)節(jié)能包括哪些部分？

一般而言，造紙業(yè)智慧能源系統(tǒng)涵蓋節(jié)能減排、低碳清潔理念、循環(huán)可持續(xù)發(fā)展及污染治理外包四大模塊。

其中，節(jié)能減排是建設(shè)造紙業(yè)智慧能源系統(tǒng)的根本出發(fā)點。

從技術(shù)集成角度，造紙業(yè)節(jié)能包括以下幾個方面：

1、蒸汽動力系統(tǒng)能量梯級利用與集成，包括多能流耦合、冷熱電三聯(lián)供和生物質(zhì)發(fā)電相關(guān)技術(shù)，通過不同品級蒸汽能源的高效利用，實現(xiàn)能源梯級利用和有效集成。

2、低位能能量的利用技術(shù)，包括低能耗打漿技術(shù)、低能耗原材料替代技術(shù)、強機械脫水節(jié)能集成技術(shù)、高效干燥技術(shù)、軟測量與優(yōu)化控制技術(shù)、變頻驅(qū)動技術(shù)相關(guān)應(yīng)用，充分利用低位能能量。

3、過程余熱回收集成技術(shù)等，包括溴化鋰制冷、制熱技術(shù)，充分吸收余熱所含能量。

三、節(jié)能技術(shù)落地的具體手段

從節(jié)能技術(shù)落地來看，可以從制漿及堿回收工段節(jié)能技術(shù)與造紙過程節(jié)能技術(shù)兩方面著手。

在制漿及堿回收工段節(jié)能技術(shù)方面，具體手段如下：

1、間歇式置換蒸煮技術(shù)。在20萬t/a以下的制漿廠可通過采用新一代間歇式置換蒸煮技術(shù)(DDS)實現(xiàn)節(jié)能。

2、連蒸技術(shù)。改良后的連蒸技術(shù)包括:使用單體汽液相蒸煮系統(tǒng)、單體液相蒸煮系統(tǒng)、雙體汽液相蒸煮系統(tǒng)和雙體液相蒸煮系統(tǒng)，改進蒸煮工藝技術(shù)設(shè)備等。

3、蒸煮工序乏汽回收。連續(xù)蒸煮時乏汽連續(xù)排放，回收較為容易，可用于水加熱等。

4、變頻技術(shù)應(yīng)用于磨漿。變頻技術(shù)可以解決"大馬拉小車"的磨漿設(shè)備動力浪費問題，有效提高系統(tǒng)能效。

5、中濃打漿。能使纖維保留相對較長的長度，較低的纖維束含量，以此大幅度減少打漿電耗。

6、堿回收節(jié)能技術(shù)。堿回收具有較高的經(jīng)濟價值，可以通過多種方式實現(xiàn)回收，如:超高壓、超高溫堿回收爐、高濃度黑液直燃，板式結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)，連續(xù)苛化器和真空過濾白泥脫水等。

7、廢水利用。通過水凈化和膜滲透裝置過濾出有用的造紙或化學(xué)原料，將過濾用的水繼續(xù)用于生產(chǎn)過程。

在造紙過程節(jié)能技術(shù)方面，則可采用如下手段：

1、熱泵供熱技術(shù)�？蓪崿F(xiàn)烘缸冷凝水排出，降低汽耗，提高車速和產(chǎn)品質(zhì)量。

2、自由半浮球式蒸汽疏水技術(shù)。主要解決疏水問題，降低漏汽率、加快排水，保證設(shè)備穩(wěn)定工作、延長使用壽命等。

3、熱壓榨。降低壓榨費用，提高紙干度，最終實現(xiàn)用汽節(jié)省。

4、新型量調(diào)節(jié)多噴嘴熱泵。提高烘缸性能，提升烘缸產(chǎn)最，減少新蒸汽用量。

在技術(shù)節(jié)能的基礎(chǔ)上，針對造紙業(yè)減排，可以從優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，采用清潔生產(chǎn)工藝，新建項目的高科技使用，新技術(shù)促進老設(shè)備技術(shù)改造，淘汰落后產(chǎn)能、降低系統(tǒng)平均能耗及管理提高用能效率等手段實現(xiàn)減排。

整體而言，通過以上節(jié)能減排理念和技術(shù)的應(yīng)用，顯著提升了造紙行業(yè)的整體經(jīng)濟性能，減少了生產(chǎn)過程中的用電、用汽、用熱消耗，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少污染排放，將帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

另外，低碳清潔是節(jié)能減排的進一步深化和落地，造紙業(yè)清潔生產(chǎn)具體技術(shù)包括：造紙白水回用技術(shù)；脫墨工藝的改進；纖維處理技術(shù)的應(yīng)用(包括節(jié)能篩、節(jié)能水漿泵的應(yīng)用等)；造紙機械的更新(靴式壓榨、鋼制缸，高速寬紙機的開發(fā)應(yīng)用等)：電機的節(jié)能技術(shù)(高效超高效電機、永磁電機的應(yīng)用等)；透平風(fēng)機、磁懸浮風(fēng)機應(yīng)用；離心空壓機+余熱(零汽耗)技術(shù)應(yīng)用；造紙污泥的回用技術(shù)等。

需要注意的是，造紙業(yè)污染治理成本大、技術(shù)要求高，有的企業(yè)自身治理存在一定困難。一些歐洲國家已成功實現(xiàn)生態(tài)工業(yè)發(fā)展中的資源外包，包括廢物流集中、能源管理外包和集群外包三種方式，其中能源管理外包是提高我國能源利用效率的有效途徑。

此前有業(yè)內(nèi)人士提出了包括造紙能源微網(wǎng)、節(jié)能三環(huán)節(jié)模型、造紙智慧能源模型和模型庫及智能管理平臺等想法，并進行了實際驗證，取得了實際可觀的效果。

隨著“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的繼續(xù)推進，綜合智慧能源作為新業(yè)態(tài)將在造紙業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，相關(guān)綜合能源服務(wù)企業(yè)也可關(guān)注這一場景，抓住機遇，開拓市場。