實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革。對于能源供給體系中化石能源占80%以上的我國造紙行業,要實現“雙碳”目標,將面臨巨大的挑戰。
那么造紙行業將怎樣發力才能加快實現“雙碳”目標?在2021碳中和與中國紙業可持續發展論壇上,專家給出了答案。
挑戰史無前例
造紙行業屬基礎原材料工業,紙張是工農業、科技、文化、生活等不可缺少的基礎材料,紙張人均消費量是衡量一個國家經濟文化實力的重要指標。
中國造紙協會理事長趙偉介紹,我國紙張消費量從2000年的3575萬噸提高到2020年的11260萬噸,同期人均消費量從28千克增長到84千克,只有發達國家的一半左右。目前,我國規模以上制漿造紙和紙制品企業約6700家,75%的企業集中在東部地區,25%在中部和西部地區。
實現碳中和,先要考慮碳達峰下的造紙行業。根據國際通行計算方法和參照一般中等發達國家紙張消耗總量分析,我國要在2035年達到中等發達國家水平,紙張消費總量上限在人均120-130千克,2035年前需要增加5000萬-7000萬噸供給量。
“造紙行業要在滿足社會供給及人民美好生活日益增長需求基礎上,完成碳達峰和碳中和戰略目標,對于目前能源供給體系中化石能源占80%以上的造紙產業來說,需求和產量還在上升過程中,要實現碳達峰、碳中和,所面臨的挑戰是史無前例的。”趙偉說。
趙偉表示,造紙行業實現碳達峰、碳中和,需要解決5個方面問題:如何預判紙張需求總量和產能達峰問題;新增產能增速如何科學合理控制的問題;如何尋找替代能源和在現有技術、裝備上突破的問題;如何確定新的能耗標準及淘汰落后產能問題;如何新增碳匯和捕集沉淀碳源問題。
“在需求和產量仍在持續提高的情況下,要實現碳達峰、碳中和目標,現有技術裝備必須要有重大突破,生物質能源比例必須提高,否則將不得不依靠政策性手段來限制產能。”趙偉認為,需要對行業替代能源來源和能源利用方式進行研究,探索跨行業能源協作和與能源行業協同用能等各種可能的方式。
提高生物質能源使用比例
造紙行業具有得天獨厚的天然綠色低碳屬性。
制漿造紙所用的木材等植物纖維資源是可再生資源,紙制品在碳循環過程中是儲碳的載體,其碳儲存作用可以凈減少碳排放。而在木材的生命周期內,加工剩余材、產品廢材以及制漿造紙所產生的廢棄物,如黑液、生物污泥等固體廢物,都可有效利用為生物質能源,替代化石燃料。
論壇上,華南理工大學原校長、俄羅斯工程院外籍院士劉煥彬作了《實現碳中和——造紙工業的技術對策》的主旨報告,以林紙一體化企業、木材為原料制漿造紙企業、廢紙或漿板為原料造紙企業的實際案例,進行了碳平衡的計算和分析。他的結論為,林紙一體化企業,充分利用污泥等生物質能源的制漿造紙企業是絕對低碳(碳中和)企業,廢紙或漿板為原料造紙企業是碳排放企業。
我國用廢紙或漿板為原料的造紙企業占70%以上,意味著實現碳中和任務艱巨。但從中可以看出充分利用樹皮、木屑、黑液和污泥等生物質能源技術裝備,可以減少化石能源消耗。
根據中國造紙協會調研數據顯示,造紙行業目前主要依靠煤炭、天然氣等化石能源生產的熱力進行紙漿和紙張生產,外購化石能源占外購能源的80%左右,其中外購電力約占外購能源的20%。生物質能源占比不到全部能源的20%。
而發達國家制漿造紙行業減碳的主要途徑之一就是提高生物質能源比例,如歐盟2019年生物質能源比例已達到全部燃料的60%,占全部一次能源的53%,單位商品漿和紙及紙板工藝,不含紙制品能耗約720千克標煤。
由此可見,在造紙行業提高生物質能源比例對實現碳中和大有可為。
加快林紙一體化進程
2021年政府工作報告中提出,扎實做好碳達峰、碳中和各項工作,制定2030年前碳排放達峰行動方案。
劉煥彬稱,實現“3060”目標,造紙行業可通過增加清潔能源占比、節能與提高能效增加碳匯,造林、碳儲存減少“碳源”等四大舉措來實現低碳發展。制漿造紙業中,林紙一體化企業與低碳發展的四大舉措均有密切關系:林紙一體化有利于固碳林的建設和發展;紙產品是一種儲碳產品,在滿足社會各種需求的同時儲存了碳;制漿造紙過程中,利用植物纖維造紙的同時,可充分利用生物質能源,減少化石能源的使用。
從行業協會的角度,趙偉認為,造紙行業要實現“雙碳”目標,可推行的措施包括繼續推進林紙一體化進程,加大林紙一體化企業比例,大規模開展工業林基礎建設和林業剩余物資源化利用;在沿海布局大型紙漿生產企業,利用國內外林業資源,提高國產紙漿的生產規模和生物質能源比例等結構調整,節能和提升能效,能源體系綠色低碳轉型,尋求理念和技術突破等方面。
“如果以上措施得以實施,造紙及紙制品業碳排放可在2030年達到峰值,同時單位產品工藝能耗可在‘十四五’下降7%的基礎上,再降低2%至3%,累計下降10%,并在2030年碳排放達峰后做到穩中有降。”趙偉說。
以林漿紙一體化產業模式發展的金光集團APP(中國),在“雙碳”領域有得天獨厚的優勢。金光集團APP(中國)副總裁翟京麗在論壇上說,集團在國內有26萬多公頃的速生林,并在2019年啟動了自有林地的碳盤查,對林地碳匯進行集中核算。目前,集團正在著手推動碳中和主題的綠色債券產品的發行與落地,為具有碳減排效益的綠色項目提供資金支持,引領行業共同邁向碳中和的戰略目標。
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