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造紙企業(yè)溫室氣體排放量核算與減排策略

文檔作者：施健健，張明文檔來源：南京市節(jié)能技術服務中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月25日
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施健健，張明
（南京市節(jié)能技術服務中心，南京210007）
摘要：造紙行業(yè)為我國溫室氣體控排重點行業(yè)之一，近年來年溫室氣體排放量已超過1 億t。文中通過對造紙企業(yè)
溫室氣體的排放環(huán)節(jié)和影響因素進行分析，并提出了造紙企業(yè)溫室氣體減排的關鍵措施，為造紙企業(yè)低碳發(fā)展提供參
考。
關鍵詞：造紙；溫室氣體；低碳；排放量
中圖分類號：TK0 文獻標志碼：B
文章編號：1001-5523（2018）02-0049-03
目前， 我國作為全球溫室氣體排放總量最大的國
家，溫室氣體排放量占全球排放總量的20%左右。
由于我國為世界上最大的發(fā)展中國家，經濟發(fā)展
仍處于上升階段， 碳排放絕對量增長的趨勢短期內很難改
變，控制溫室氣體排放總量將是我國未來相當長一段時間內
的重要任務。為此，我國政府陸續(xù)出臺了一系列溫室氣體減
排的政策，在《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》中就提
出，到2020 年，我國單位國內生產總值二氧化碳排放量要比
2015 年下降18%， 支持優(yōu)化開發(fā)區(qū)域碳排放率先達到峰值，
力爭部分行業(yè)2020 年左右實現(xiàn)率先達峰。建立全國碳排放
權交易制度，制定覆蓋石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙和
電力等8 個工業(yè)行業(yè)中年能耗達1 萬t 標準煤以上企業(yè)的碳
排放權總量設定與配額分配方案， 實施碳排放配額管控制
度。
造紙行業(yè)作為納入全國碳排放權交易的8 個工業(yè)行業(yè)
之一， 行業(yè)碳排放量在全國排放總量中占有舉足輕重的地
位。中國造紙學會調查資料顯示，2014 年中國紙及紙板生產
企業(yè)約2 900 家，全國紙及紙板生產量為10 710 萬t，同期造
紙行業(yè)能源消費總量為4 041 萬t 標準煤[1]，年溫室氣體排放
量達1 億t 二氧化碳當量。因此，研究造紙行業(yè)溫室氣體減排
方法對削減我國溫室氣體排放總量具有重要意義。
本文正是基于這樣的一個背景對造紙企業(yè)溫室氣體減
排進行一些探索，提出造紙企業(yè)低碳發(fā)展的具體措施。
1造紙企業(yè)溫室氣體排放類型
一般造紙企業(yè)按照工藝流程主要分為制漿和造紙兩個
工序， 制漿是將植物纖維原料或回收的廢紙制成紙漿的過
程；造紙是使用適當?shù)墓に噷⒓垵{抄造成各種不同性能的紙
或紙板的過程。
制漿造紙企業(yè)由于采用原材料不同，生產工藝和技術參
數(shù)千差萬別，但是從溫室氣體排放來說，其溫室氣體排放類
型和計算方法可以說是萬變不離其宗。根據(jù)《中國造紙和紙
造紙企業(yè)溫室氣體排放量核算與減排策略
圖1 制漿造紙企業(yè)溫室氣體排放示意圖
J節(jié)能科技
IENENGKEJI
能源研究與利用 49
ENERGY RESEARCH &amp;amp; UTILIZATION
2 0 1 8 年第2 期·
萬方數(shù)據(jù)
制品生產企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）》，
造紙企業(yè)溫室氣體排放主要包含：化石燃料燃燒排放、生產
過程排放、凈購入電力產生的排放、凈購入熱力產生的排放
和廢水厭氧處理產生的排放等五個主要方面。由于大型造紙
企業(yè)電力和熱力用量巨大，部分大型造紙企業(yè)還建有自備熱
電廠，自備熱電廠產生的溫室氣體排放和減排措施本文暫不
予探討。制漿造紙企業(yè)溫室氣體排放示意圖見圖1。
2 溫室氣體排放量的計算及影響因素分析
根據(jù)《中國造紙和紙制品生產企業(yè)溫室氣體排放核算方
法與報告指南（試行）》，造紙企業(yè)溫室氣體排放主要包含：化
石燃料燃燒排放、生產過程排放、凈購入電力產生的排放、凈
購入熱力產生的排放和廢水厭氧處理產生的排放等方面。
1）化石燃料燃燒排放。不計自備電廠的燃料燃燒，造紙
企業(yè)化石燃料燃燒排放主要有： 造紙工序干燥工段IR 紅外
干燥器燃氣燃燒排放、生石灰生產工序石灰窯燃料燃燒排
放、漿廠堿回收工序堿液焚燒使用化石燃料產生的溫室氣體
排放，以及廠內運輸車輛、應急設備等使用的柴油等化石燃
料燃燒產生的溫室氣體排放。
式中，E 燃燒為化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放量， tCO2；
ADi 為第i 種化石燃料活動水平，GJ；EFi 為第i 種燃料排放因
子，tCO2/GJ；i 為化石燃料類型代號。
其中排放因子和燃料種類、燃料低位發(fā)熱值、單位熱值
含碳量及碳氧化率有關，但相對來說，大多數(shù)企業(yè)燃料種類
比較固定，低位發(fā)熱值、單位熱值含碳量和碳氧化率也僅在
小范圍幅度內波動，所以對于某一企業(yè)來說，排放因子基本
上比較穩(wěn)定。所以，造紙企業(yè)化石燃料燃燒排放量和化石燃
料活動水平數(shù)據(jù)呈正比例關系。
2）生產過程排放。造紙企業(yè)生產過程排放主要發(fā)生于填
料生產過程。填料是將石灰石等原料煅燒生成生石灰（主要
成分為氧化鈣），再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分為氫
氧化鈣），然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，
最后經脫水、干燥和粉碎而制得。其溫室氣體主要產生環(huán)節(jié)
是石灰石等原料煅燒生成生石灰的同時產生的二氧化碳。
式中，E 過程為生產過程產生的二氧化碳排放量， tCO2；L 為石
灰石原料消耗量，t；EF 石灰為煅燒石灰石的二氧化碳排放因
子，tCO2/t 石灰石。
《指南》指出，石灰石的二氧化碳排放因子采用推薦值，
0.405 tCO2/t 石灰石，故生產過程二氧化碳排放量與石灰石原料
消耗量呈正比例關系。
3）凈購入電力產生的排放。造紙企業(yè)電力根據(jù)來源一般
可分為自備電廠發(fā)電、購入網(wǎng)電，部分造紙企業(yè)還有余熱發(fā)
電（如堿回收鍋爐蒸汽余熱發(fā)電）、太陽能發(fā)電等。
式中，E 電為制漿造紙生產過程消耗的電力對應的電力生產
環(huán)節(jié)產生的二氧化碳排放量；AD 電為制漿造紙生產過程消耗
的電力數(shù)量， MW·h；EF 電為電力排放因子，tCO2/MW·h。其
中：購入網(wǎng)電的電力排放因子為國家最新公布的區(qū)域電網(wǎng)供
電排放因子、自備電廠發(fā)電的電力排放因子為自備電廠供電
排放因子、余熱發(fā)電和太陽能發(fā)電的電力排放因子可記為
“0”。區(qū)域電網(wǎng)供電排放因子和自備電廠電力排放因子[2]與制
漿造紙生產無直接關系，且相對比較固定。由此可以看出，電
力消耗產生的二氧化碳排放量和生產過程消耗的電力數(shù)量
成正比。
4）凈購入熱力產生的排放。造紙企業(yè)熱力根據(jù)來源一般
可分為自備電廠供熱、購入外部集中供熱和余熱利用等。
式中，E 熱為制漿造紙生產過程消耗的熱力對應的熱力生產
環(huán)節(jié)產生的二氧化碳排放量；AD 熱為制漿造紙生產過程消耗
的熱力數(shù)量， GJ；EF 熱為熱力排放因子，tCO2/GJ。其中：自備
電廠熱力排放因子為自備電廠供熱排放因子，購入外部集中
供熱的熱力排放因子可采用推薦值0.11 tCO2/GJ 或政府公
布數(shù)值，余熱利用的熱力排放因子可記為“0”。
由于本文不涉及自備電廠溫室氣體排放，故認為自備電
廠熱力排放因子相對固定，或直接采用“0.11 tCO2/GJ”的推
薦值。由此得出，制漿造紙消耗熱力產生的二氧化碳排放量
和生產過程消耗的熱力數(shù)量成正比。
5）廢水厭氧處理的排放。造紙企業(yè)生產過程產生大量的
工業(yè)廢水， 該工業(yè)廢水在處理過程中常需要采用厭氧處理，
從而導致溫室氣體甲烷的排放。甲烷為國際公認的6種溫室
氣體之一。
EGHC 廢水=ECH4- 廢水×GWPCH4×10-3
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ENERGY RESEARCH &amp;amp; UTILIZATION
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J節(jié)能科技
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萬方數(shù)據(jù)
式中，E
GHG 廢水為廢水厭氧處理產生的溫室氣體排放量，tCO2；
ECH4- 廢水為廢水厭氧處理過程甲烷排放量，kg；GWP CH4為甲烷
的全球變暖潛勢（GWP）值，取固定值為21； 為廢水厭
氧處理去除的有機物總量，單位為kgCOD。該值在污水處理
工藝和運行參數(shù)確定的情況下，可默認為與厭氧工序處理的
廢水量呈正比例關系；S 為以污泥方式去除的有機物量，kg-
COD；EF 為甲烷排放因子；R 為回收的甲烷量。
由上述兩式可知，廢水厭氧處理產生的溫室氣體排放量
在污水處理工藝和運行參數(shù)確定的情況下與處理的污水量
和回收的甲烷量有關。
綜上，可以得出制漿造紙企業(yè)溫室氣體排放量主要的影
響因素有：化石燃料消耗量、石灰石原料消耗量、電力消耗
量、熱力消耗量、厭氧處理廢水量（廢水產生量）和回收甲烷
量，制漿造紙企業(yè)溫室氣體排放影響因素見表1。
3 造紙企業(yè)溫室氣體減排措施
根據(jù)影響造紙企業(yè)溫室氣體排放量
的主要因素，經歸納，提出造紙企業(yè)溫室
氣體減排近期和中長期措施， 制漿造
紙企業(yè)溫室氣體減排措施一覽表見表
如2[3]。
4 結語
根據(jù)國家溫室氣體排放主管部門的
計劃， 近期將建立全國統(tǒng)一的碳交易市
場。碳交易作為一種市場化機制，有助于
激發(fā)企業(yè)控制溫室氣體排放的積極性，
從而推動產業(yè)轉型升級， 實現(xiàn)低碳發(fā)展
和可持續(xù)發(fā)展。造紙行業(yè)作為納入全國
碳排放權交易的8 個工業(yè)行業(yè)之一，即
將迎來一場溫室氣體控排行動。本文對
造紙企業(yè)溫室氣體排放的環(huán)節(jié)和影響因
素進行了分析， 提出了不同時期內溫室
氣體減排的措施， 希望能為造紙企業(yè)實
現(xiàn)低碳發(fā)展提供參考。
參考文獻：
[1] 中國造紙學會.中國造紙年鑒（2016）[M].北京：中
國輕工業(yè)出版社，2017.
[2] 國家發(fā)展和改革委員會. 造紙和紙制品生產企業(yè)
溫室氣體排放核算方法與報告指南（試行）[R ].
北京：國家發(fā)展和改革委員會，2015.
[3] 張世杰.廣東省造紙產業(yè)節(jié)能與低碳發(fā)展技術路
線研究[D].廣州：華南理工大學， 2015 年.
收稿日期：2017-10-09
表1 制漿造紙企業(yè)溫室氣體排放影響因素表
注：“+”表示溫室氣體排放量隨著影響因素數(shù)值的增加而增加，“-”表示溫室氣體排放量隨
著影響因素數(shù)值的增加而減少。
表2 制漿造紙企業(yè)溫室氣體減排措施一覽表
能源研究與利用 51
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