杨 诺
(国家林业和草原局产业发展规划院 北京 100010)
随着资源和环境问题的凸显、“双碳”目标的提出、人们对高品质生活的追求,绿色低碳发展成为林产行业发展的主题。木质家具产业是林产行业重要的组成部分,以木材资源为原料生产的木质家具,不仅实现了木材资源丰富的使用价值,而且延长了木材的固碳时间,形成了有效的“碳利用”,作为储碳降碳工作的重要载体,对践行“双碳”战略、保护生态环境具有重要意义[1]。近年来,木质家具生产正由高污染、高消耗逐渐向资源节约型和环境友好型转变,本文主要对“双碳”目标下木质家具产业绿色发展研究,以期为木质家具产业低碳绿色发展提供新思路,加快我国“双碳”目标的实现。
木质家具指主要以木材或木质人造板为原材料的家具,其具有天然的纹理和色泽,深受国内外消费者的喜爱。随着定制家具的扩张,个性多样的木质家具受到越来越多年轻消费者的欢迎。国家统计局相关数据显示,2021 年,我国家具总产量约11 亿件,同比增长14.01%,其中木质家具产量为38002 万件,同比增长14.08%,如图1所示。经历环保政策压力、贸易战冲击等因素,环保等级不达标的小企业逐渐被市场淘汰,木质家具产量在2018 年跌至近5 年最低。此后,随着企业改造整合力度的增大,规模以上家具企业的数量不断增加,木质家具产量逐年递增。近2年,虽然家具市场一定程度上受到疫情的影响,但受下游房地产产业需求增长驱动,国内木质家具的消费需求有增无减。
图1 2012~2021 年我国木质家具产量
木材的生产过程,本身就是一个减碳的过程。木材是4 大基础材料中唯一具有可再生性的材料,在整个生命周期的碳排放量远低于金属、水泥等高能耗材料。但在木质家具生产过程中,会产生原材料和能源的消耗、污染物的排放。2021 年,中共中央国务院正式发布《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《2030 年前碳达峰行动方案》,明确了林业产业低碳发展的目标,为木质家具产业发展带来了新的挑战。
据第九次全国森林资源清查数据显示,我国人均森林蓄积只有世界人均水平的1/7。我国木材产品消费市场呈逐年递增态势,木材资源短缺的矛盾将长期存在,目前我国木材供应对外依存度超过50%[2]。我国作为全球家具生产中心,产能占全球市场份额超过25%,需要大量原材料。木质家具主要原材料为木材,为实现“双碳”目标,国家采取一系列措施保护森林资源,促进木质家具产业向提高木材资源利用率、减少原材料的消耗方向转变。
目前,我国木质家具产品质量参差不齐,部分产品在涂料、胶黏剂的选择使用上存在VOCs气体排放过量的问题。“双碳”目标下,国家对木质家具生产过程中能耗、污染物排放及消费者对木质家具产品环保性等要求,促进木质家具企业采用先进的生产技术和设备、环保的原材料降低对环境的污染,提高产品质量。
我国每年废旧家具量近9000 万m3,由于很多家具产品在设计之初并未考虑家具淘汰后的再利用和回收问题,生产者、消费者回收再利用意识不足,回收环节的回收配套服务缺失等因素,导致废旧家具回收利用率低,使木材没有得到充分利用,一定程度上造成了木材资源的浪费。
目前,我国尚未颁布林产行业碳计量标准,碳排放核算基础研究较为落后,因此尚未形成通行且与实践相结合的可行性技术方案或碳中和实现路径[3]。本文在“双碳”目标的要求下,根据《绿色制造标准体系建设指南》成套的体系框架,结合木质家具生产特点,提出木质家具产业绿色低碳发展的重点优化对象[4],如图2 所示。从绿色产品、绿色工厂、绿色园区和绿色供应链4 个方面出发,提出优化建议,推进木质家具产业实现低能耗、低污染的绿色发展模式。
图2 木质家具产业绿色低碳化发展重点优化对象
木质家具产业绿色发展是在保证家具产品使用功能和质量的前提下,利用先进的生产技术和创新的优化系统,将低碳环保理念融入家具生产的设计、制造、包装、销售等阶段[5][6],实现高资源利用率、低能源消耗、低污染物排放、高综合效益的目的。
木质家具产品绿色化重点在于家具产品全生命周期的绿色化,包括产品设计、生产、使用、废弃等阶段。针对产品本身(除去生产阶段因素)而言,主要可通过2 个方面来实现绿色产品设计。
3.1.1 绿色产品设计
在家具生产链中,设计是起点,优秀的设计不仅赋予家具功能多样、健康环保等特点,同时还可以通过设计减少原料使用量、降低加工复杂度、提高生产效率,从而带来最大化的效益。绿色产品设计可通过将家具零部件模块化,实现自由拆装、自由组合,使家具在不同模块组合条件下实现不同的使用功能需求,从而达到家具功能的最大利用。模块化设计增大了家具损坏部件的可替换性,延长了产品使用寿命,增大了废旧家具的可回收利用率;同时,通过简化部件的造型和部件间的连接方式,提高原料利用率,简化生产工艺,提高生产效率[7]。
3.1.2 利用环保材料
近年来,森林采伐逐渐向人工林转移,杨木、桉木速生林的发展为木质家具产业提供了新的原材料。但速生材质软,通过改性技术可以改善其材质缺陷,形成具有中高密度且较稳定的改性木材,更适合作为家具用材。在胶黏剂方面,使用游离甲醛释放量更低的胶黏剂或无醛人造板,提高家具环保性,更符合市场需求;在表面涂饰方面,水性漆是以水作为溶剂,不含苯、二甲苯等对身体有害物质,是主流的环保木质家具用漆;在包装材料选择上,选择安全无公害的竹材、纸质等可降解材料,避免使用一次性包装材料。
木质家具生产阶段的绿色化重点在低消耗、低排放。技术创新是家具企业实现绿色工厂和社会可持续发展的关键,通过提升家具生产工艺技术和设备能力,优化管理技术,提高原料利用率的同时降低生产过程中能源的消耗和污染物的排放。
3.2.1 工厂规划
以实现工厂用地集约化为目标,布置紧凑,节约用地。根据生产工艺流程,布置原料车间、生产车间和成品库,使物流运输顺畅、运距最短,避免运输交叉;协调布置生产车间和辅助设施的距离位置,尽量缩短管线敷设长度,减少厂内物流运输能源消耗。应用节能型的建筑、结构、材料,在厂房屋面布置太阳能光伏板,厂区及室内照明使用太阳能发电,节约传统电能。
3.2.2 节约资源能源
通过合理的工艺规划,改进优化加工方案,形成智能化的生产模式。如,采用自动优选横截锯、指接拼板配料来优化下料技术,采用机器人来实现高精度打磨、喷胶、喷漆、装配,最大程度的实现物料消耗最小化,提高生产作业效率,节省人力。
3.2.3 控制污染物排放
木质家具生产中会产生木废料、废气、废水等污染物。可通过原料优选、工艺控制和末端治理方式,使污染物的排放量符合排放标准并向最小化发展,打造绿色安全的生产环境。如,通过使用环保水性涂料并采用静电喷涂等高效涂装工艺,减少有害废气的排放[8];根据涂料特性,采用化学氧化法、生物处理法等组合工艺对废水进行处理;生产线中锯切、打磨、砂光等位置均配备除尘装置,将砂光粉、锯末等工艺废料通过除尘系统捕集,经气力输送系统可送至锅炉房作为燃料,防止粉尘的二次污染。
3.2.4 废物利用
将木质家具生产过程中产生的截头、刨花和砂光粉等木废料资源化,作为人造板或生物质颗粒的生产原料,实现资源的再利用。
工业园区的建设发挥着提高产业聚集度、提升区域特色经济、推进新型工业化发展的作用。目前与家具企业有关的主要为木材加工园和家具产业园。
3.3.1 合理空间布局
对园区内各生产企业合理布局,家具产业园可按照原料初加工存储、生产加工、油漆涂装、成品储存等生产工艺流程布局;木材产业园结合上下游木材加工企业,可按照加工生产链,从木材初加工到木材深加工布局。通过产业聚集,打造园区内产业生态链,优化企业内部和园区各企业布局,提高土地集约利用率,实现园区能源阶梯利用。
3.3.2 基础设施共享
采用Excel 2007整理数据,利用 spss19.0 统计软件进行分析,统计分析按照a=0.05检验水准进行检验,住院天数、住院费用及医保支付的差别等定量数据符合正太分布的采用独立样本t检验,不符合正态分布采用非参数z检验。
园区可构建集中的供电、供热、供水、污水处理等基础设施,代替分散的能源供应方式,为园区内的加工企业提供统一的能源供应和污染物处理服务,减少对园区环境的影响。
3.3.3 产业共生耦合
产业园间可在原料、产品等方面形成产业共生耦合关系,充分考虑能源的梯次利用,努力构建以循环经济模式为特征的绿色化环保园区。如,制材企业为家具企业提供锯材原料,家具企业生产过程中产生的木废料,可为人造板或生物质颗粒企业提供原料,而人造板企业又可以为家具企业提供板材、生物质颗粒企业为家具企业提供能源,从而形成资源利用的闭环,减少碳排放。家具产业的聚集可吸引并带动园区相关五金配件、胶黏剂、涂料等产业的发展,减少原料的物流能源消耗。
绿色供应链侧重整条供应链上原料供应商、产品制造商、销售商和消费者间的协调和协作,涉及内容包括原料的采购、家具成品的储存、营销、运输和报废旧家具的回收处理等,提高整个供应链资源利用率,减小供应链上所有环节对环境的污染。
3.4.1 绿色采购
在原料采购选择上,遵循生产原料环保低碳的原则,寻找环保意识强、产品绿色低碳的供应商作为合作伙伴,采购对环境影响最小的材料。
3.4.2 绿色仓储物流
家具生产中主要涉及到原料、成品的运输,而个性化的木质家具形态多样,因此需要对大型家具进行拆分构件设计,减少包装材料的使用,发展多式联运,提高运输装载率。采用智能仓储,高自动化的装卸,同时运用大数据等技术,通过设计相应的运输配送管理计划系统,管理最优的物流运输路线,提高物流信息化、智能化发展,做到高效、节能、环保的绿色物流[9]。
3.4.3 绿色营销
一方面,可运用互联网采用线上销售的方式减少实体家具店的能耗和碳排放,引入VR 等数字化展销技术增强消费者体验感;另一方面,针对消费者对优质生活的追求、对自然无污染产品的青睐,企业通过向有关部门申请绿色低碳产品标志,有针对性地制定绿色营销战略,加大宣传绿色低碳理念,促进消费者对低碳木质家具的选择。
3.4.5 回收及综合利用
回收及综合利用即逆向物流,对仍保持家具使用功能的旧木质家具,进行维修和翻新处理,通过替换已损坏的零部件、采用多样的表面装饰工艺,使之重新具备家具的使用、装饰、文化展示等功能;对报废的旧木质家具,其处在产品生命周期末端且无法发挥家具的正常使用功能,可打碎处理后作为人造板、生物质颗粒生产原料,减少环境负担,形成完整的绿色供应链[10],延长产品的生命周期和木材的固碳时间。
3.4.6 碳汇交易
我国已经建立了碳排放权交易市场,对于自身无法实现低能耗目标的木质家具企业,可以通过购买其他企业剩余的碳排放指标,或通过林地认证等方式参加碳汇交易,与生产过程中排放的二氧化碳相抵打造“零碳”企业,从而促进木质家具产业低碳目标的达成。
木质家具作为储碳降碳工作的重要载体,对“双碳”目标的实现具有推动作用。但 “双碳”目标的提出也给木质家具产业带来了问题和挑战,绿色低碳发展将是未来木质家具产业发展的主要方向。因此,木质家具产业的发展要与绿色低碳经济的潮流相适应,避免以过度消耗资源、损害生态环境为代价的不健康的模式发展,应通过生产绿色化产品,打造绿色化工厂,构建绿色化园区,形成绿色化供应链,实现木质家具产业绿色发展。未来,随着林产行业碳计量标准颁布、碳排放核算的研究,木质家具产业将继续积极探索碳中和实现路径,助力国家“双碳”目标的实现。