未来十年中国造纸工业展望

2015-11-22 08:22刘军钛深圳市三力星聚合同创科技发展有限公司广东深圳518049
湖南造纸 2015年3期
关键词:造纸工业纸机纸浆

刘军钛 深圳市三力星聚合同创科技发展有限公司 广东深圳(518049)

一张纸看似简单,生产过程却相当复杂,包括备料、制浆、漂白、打浆、抄纸等多个主要工序,其上游关联企业涉及林业、化工、机械、自控、工程承包、设计等多个行业。改革开放以来,中国造纸工业发展步伐加快,实力不断增强,已经形成了比较完整的工业体系,成为国民经济的一个重要产业。中国不仅是全球发展最快、装备水平最高的造纸大国,而且生产量和消费量遥遥领先于其它国家。

纸张具有书写、包装等功能,既经济便宜、重量轻、便于贮存又易于加工,用后丢弃的废纸可自行降解且易于回收回用。因此,无论未来如何变化,纸在很多方面都是无可替代的。造纸工业不管是夕阳产业还是朝阳产业,总会继续发展。那么我们很想知道,未来特别是10年以后,中国的造纸工业是个什么样子。预测未来,不仅是科学幻想,更是一种工具,可以帮助我们识别未来趋势,从而做出更加明智的决策。

近年来,包括中国在内的全球各主要产纸国相继进入饱和期,产能出现过剩,从而加剧了市场竞争,导致造纸企业盈利水平普遍下降,生产经营面临窘境。推动造纸工业技术进步的两大引擎——机械和化工行业也连带受到打击。这种情况势必减弱造纸企业更新换代的意愿和能力,同时拉长新工艺、新技术和新产品的研发和应用周期。因为调整产业结构和消化过剩产能需要一个较长的过程,所以再过10年,造纸工业整体上难有翻天覆地的变化,目前存在的大部分问题将依然会存在。但是随着社会发展和科技进步,旧的问题会得到进一步治理,生产过程会更加先进、高效、低耗和清洁。本文意在总结过去的基础上展望未来,结果正确与否,有赖于时间的证明。

1 环保

过去,在粗放式的发展模式下,伴随中国造纸产业迅猛发展的负面结果是环境污染。由于缺乏强烈的环境保护意识,造纸厂随意排放,周边环境遭受严重污染。这些年经过多方调控和治理,形势得以明显改善,但仍未达到社会的期望。在环境友好、绿色发展的大趋势下,可以预见,今后10年,中国造纸工业最大的变化将会出现在厂内资源回用及环保领域,清洁生产将是造纸工业可持续发展的必经之路。

造纸工业是国民经济中的基础材料产业,除了特种纸的生产外,一般都需要大规模的工业生产,因此不可避免地会产生各种气体、污水和废渣排放,其中污水排放的危害最大。随着国民生活不断改善,国家必然会要求造纸企业不许向外排放过量的污染物。由表1可以看出,在过去30年里,国家对造纸厂污水排放的标准愈来愈严,尤其是近几年。

表1中国造纸工业水污染物排放标准中每天最高允许排放量m3/t

为了减少排放,首先要降低清水用量,用得少自然也就排得少。图1是21世纪以来中国造纸工业综合清水用量的变化情况。可以预见,10年后,造纸工业吨纸清水用量将接近20t。其中制浆的清水用量将低于50t/t浆,抄纸的清水用量达到10t/t纸左右,部分纸厂有望接近零排放。

图1中国造纸工业的综合清水用量

就技术而言,造纸生产会更多地采用节水工艺技术,新的化学和物理处理方法将会有效地分解和拦截排放水中的有害组分,干燥后的浆渣、污泥和纸厂其它残余物则被送去燃烧或再利用。

造纸企业低排低放,可以减少对周边环境的污染,付出的代价是增加投资。企业要实现可持续经营,就必须提高纸张售价,把环保投资转嫁给客户。因此,只有尽快淘汰过剩产能,让纸价涨起来,达到投入产出平衡,企业才能真正做好环保工作。

2 产量

2014年中国纸及纸板生产量为1.047亿t,消费量1.007亿t;进口量282万t,仅占消费量的2.8%,说明中国造纸工业已经基本上能满足国内市场的需要。

2013年中国人均纸及纸板的消费量为72kg,而全世界有6个国家的人均消费量超过200kg,分别是比利时(313kg)、奥地利(259kg)、德国(241kg)、美国(227kg)、日本(215kg)、芬兰(213kg)和阿联酋(212 kg)[1]。中国要达到这样的人均消费水平,至少要生产3亿t的纸及纸板。目前出现的产能过剩主要是因为生产量增长太快所致,并非市场需求已达极限。可以预见,随着国内经济持续发展,未来纸张生产量仍然会继续增长,但因基数较大而维持较低的增长率。10年后,纸及纸板生产量将会达到1.3亿t。未来很长一段时间里,中国都会是世界最大的产纸国。

造纸要发展,新增产能是关键。只有不断地汰旧换新,造纸工业才有活力。目前,中国纸产量超过市场需求,产能明显过剩,产量增长已经明显放缓。未来走出这个阶段的关键就是尽快地关闭低效小厂,通过淘汰落后产能去除过剩产能,使造纸业恢复增长活力。

未来科技进步,新技术和新材料出现,会导致部分纸产品被替代,但新科技也会为纸张创造新用途,催生新的纸产品及衍生品。经过近几年的调整,目前各主要纸种的产量已接近目前经济条件下的实际需求。未来除非中国经济发生重大变化,否则包装用纸和刚性需求的生活用纸将会是产量最高的纸种。在互联网和电子媒体发展的影响下,新闻纸和文化用纸的增长会继续受到压制。特种纸会有更大的发展,但因为专纸专用,用量有限,所以总产量不会居于纸种前列。

3 制浆

纸张出自纸浆,获取纸浆离不开原料和制浆。

早期造纸使用一次纤维原料,近年来废纸被广泛使用。2014年中国纸浆消耗总量中的65%是废纸浆(图2),已接近废纸浆的使用上限,因为毕竟还有相当数量的纸张需要用原生浆生产。可以预见,10年后,废纸浆的用量将维持在70%左右。

图2废纸浆占纸浆消耗总量的比例

建国后,中国一直以草类纤维为主要造纸原料,1980年非木浆比例高达60.1%,直到改革开放之后才逐步改为“以木为主”。这主要是因为草浆质量比木浆差,而且制浆废液难以治理。尽管如此,未来草类原料不但不会被淘汰,反而会有所发展。毕竟草比木来得容易,不加以利用实在可惜。草浆纤维优于部分废纸浆,新的制浆方法将会克服目前草浆制浆存在的问题。中国是农业大国,除了拥有大量的草类纤维资源,还具有草类制浆造纸的丰富经验,理应成为这方面的领导者。

化学制浆经过多年演变,目前仍是硫酸盐法一枝独秀。10年后,硫酸盐法的优势依然存在,而机械浆将占更高的比例,氧漂和过氧化氢漂白被广泛采用。未来制浆会向低温和常压方向发展,以最少的能耗、碳排放量和残留物量生产纸浆。

4 纸机

在造纸工业中,纸机无疑是最重要的设备。经过200多年的发展,纸机已经今非昔比。中国从20世纪90年代开始大规模进口各类纸机,特别是先进的大型纸机,使中国纸机装备水平后来居上。

目前,造纸机最长超过400m,最高车速已达2210m/min(132.6km/h),由此可见造纸机系统的庞大和复杂。中国要想制造出具有世界先进水平的造纸机,并击败国外制造商的强势竞争,不仅需要大量的资金投入,更需要长期的工艺积淀和高水平的配套行业。纵观国内外现状,可以预见,10年后,中国仍然需要依赖进口以保持纸机装备水平位于世界前列;国产纸机会有很大发展,但是还不足以成为行业的主流装备。

纸机的关键部位是成形部,而网部脱水又是纸张成形的关键,双面脱水是最佳选择。以前,抄纸基本上都是采用单面脱水,现在,纸机已经进入夹网时代,10年后夹网脱水技术的应用会更加全面,从单层纸扩展到多层纸,传统的圆网和长网纸机只会用于小纸种的生产。

由于纸机宽度已经达到技术极限,未来纸机宽度只会有轻微的增加,提高纸机车速则是研发重点。

图3是新闻纸机最高车速的变化。可以预见,10年后主要纸种的纸机运行车速将普遍接近或超过2000m/min,薄页纸机更会达到3000m/min以上。

图3新闻纸机最高车速的变化

自动控制是纸机高效和高速运行的保障,如今自控技术已广泛应用于纸机运行、辅料添加和成纸质量的控制。10年后,纸张的抄造将实现全面自动化,纸张的主要性能指标均可以被在线检测和自动控制,化学品的应用大多采用效果联锁控制,纸张的横向和纵向分布将会更加均匀。

5 规模

据国家统计局统计,2014年全国规模以上造纸生产企业2962家,年产量超过100万t的生产企业有17家,其中最大的玖龙纸业(控股)有限公司年产量为1226万t[2]。

图4是21世纪以来,中国造纸企业最大规模的变化情况。可以预见,随着市场经济的发展和规模化战略的实施,造纸工业将继续按照增长-扩充-兼并的道路前进,生产向大公司、大企业集中。10年后,造纸厂的数目会大幅减少,规模以上生产企业的数目将少于2000家。

图4中国造纸企业的最大规模

6 化学品

造纸化学品直接改善并影响生产过程及纸张质量,是推动造纸工业技术进步的重要因素。回顾历史,重要的新型化学品及系统均出自国际化工公司。

随着中国造纸装备实现现代化,造纸化学品的应用和生产均得到了快速发展,国产化学品已获得广泛应用。

近年来,受造纸工业不景气影响,国际化工公司先后重组或剥离造纸化学品业务,目前上市公司中,能把造纸化学品列为独立部门并在业绩公报中披露业绩的公司仅剩芬兰凯米拉公司一家。国内造纸企业为了逆境获利,不断压低化学品用量和投入成本。这种做法不仅大大偏离了使用造纸化学品的初衷,而且严重打击了化学品供应商的研发兴趣和能力,他们转而忙于低价竞争和复制他人产品。

在这种情况下,可以预见,未来10年里,虽然会有新产品和新技术被开发应用,但是整体状况难有重大变化,目前常用的各类化学品依然会继续风靡。受环境保护和系统封闭等因素影响,治污化学品和系统清洁类化学品(例如助留剂、杀菌剂、清洗剂等)的用量将会有较大增长。此外,生物酶产品的应用会更加广泛。

7 结语

回顾历史,展望未来,有喜也有忧。喜的是中国造纸工业快速发展,一跃成为全球造纸大国;忧的是一路前行,弯路很多,既耗时间,又耗资源。但我相信,中国造纸工业将在资源节约型、环境友好型的道路上逐步调整产业结构,实现产业技术的升级换代,逐渐稳步发展,并焕发出新的生机活力。

[1]邝仕均,郭彩云.2013年世界造纸工业概况[J],造纸信息,2015,(1):59-63

[2]中国造纸协会.中国造纸工业2014年度报告[J],中华纸业,2015,36(11):28-38

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