摘要:以貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)為對象,在“雙碳”目標約束下,對該企業(yè)CO2排放核算與減排路徑進行研究。采用溫室氣體核算體系確定某制漿造紙企業(yè)排放邊界、識別排放源、收集活動水平數(shù)據(jù)、通過篩選適宜排放因子,對企業(yè)生產(chǎn)活動、能源使用和廢水處理過程CO2排放進行核算,結(jié)果表明化石燃料燃燒是主要排放源,過程排放和能源消耗亦貢獻部分排放。而對企業(yè)內(nèi)部管理和技術(shù)水平提升協(xié)同減排措施進行實驗測試,也證實CO2協(xié)同減排路徑在提高能源利用率和降低成本等方面的有效性,因此研究結(jié)果為行業(yè)實施“雙碳”目標提供了策略方向。
關(guān)鍵詞:CO2排放;制漿造紙行業(yè);協(xié)同減排路徑;能源效率
引言
面對全球氣候變化的挑戰(zhàn),實現(xiàn)“雙碳”目標已成為企業(yè)發(fā)展的必然選擇。本研究針對制漿造紙行業(yè)在“雙碳”背景下CO2排放問題,探索并實施協(xié)同減排策略[1]。制漿造紙企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO2排放對環(huán)境可持續(xù)性構(gòu)成重大影響,因此系統(tǒng)性核算CO2排放量、制定有效的減排措施,對推動行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型具有重要意義。本研究以貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)為對象,詳細分析其能源使用和碳排放情況。基于實驗和實踐應(yīng)用,驗證所提出的減排措施的有效性,并對比了各項措施的減排效果。結(jié)果表明,通過提升技術(shù)水平和管理水平,以及增強綠色創(chuàng)新能力,企業(yè)能夠顯著減少CO2排放,在經(jīng)濟上實現(xiàn)成本節(jié)約[2]。
1企業(yè)CO2排放量計算方法
企業(yè)CO2排放量的核算是企業(yè)環(huán)境管理和綠色發(fā)展路徑規(guī)劃中的關(guān)鍵步驟,通過采用國際公認的溫室氣體核算體系,企業(yè)可對其碳排放進行精確計量,并有效制定和實施節(jié)能減排策略。核算企業(yè)CO2排放量主要有6個關(guān)鍵步驟,即①核算邊界的確定,明確核算范圍[3];②CO2排放源識別,辨識企業(yè)運營中可能的CO2排放源,確保排放源完整性;③活動水平數(shù)據(jù)的獲取,收集與排放源相關(guān)的燃料消耗量、生產(chǎn)量等活動數(shù)據(jù);④篩選和采集碳排放因子的篩選和采集;⑤碳排放量的計算,使用選定的排放因子,對產(chǎn)品生產(chǎn)、燃料燃燒和能源消耗等生產(chǎn)活動產(chǎn)生的CO2排放量進行計算;⑥總碳排放量的匯總[4]。
1.1企業(yè)信息
貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)有2臺紙板機和2臺漿板機,采用多種不同類型木材生產(chǎn)各類木漿、液體外裝紙板、白卡紙。其中,紙板機1、紙板機2生產(chǎn)速度為500m/min、
900m/min,生產(chǎn)能力為450~600t/d、1013~
1297t/d;漿板機1、漿板機2生產(chǎn)速度為60~
140m/min、80~250m/min,生產(chǎn)能力為500t/d、2800t/d。
1.2溫室氣體種類
在制漿造紙企業(yè)CO2排放量的核算過程中發(fā)現(xiàn),其主要排放的溫室氣體為CO2、CH4、氧化亞氯3種,而貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)主要排放的溫室氣體為CO2一種。CO2主要來源于化石燃料的燃燒,如煤炭、天然氣和石油等。
1.3 核算邊界
在貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)中,碳排放量計算主要涉及3個方面[5]。首先是煤炭、液化氣、天然氣、重油等化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO2,黑液、甲醛、木屑等生物質(zhì)能源排放的CO2;其次是過程CO2排放,工廠中石灰石分解等工藝直接產(chǎn)生CO2排放;最后是能源消耗產(chǎn)生的CO2排放,涉及到工廠消耗的電力和熱力相關(guān)CO2排放。
1.4企業(yè)CO2排放量計算
通過式(1)對制漿造紙企業(yè)CO2的總排放量進行核算。
式中 E—工廠燃燒不同種類燃料產(chǎn)生的CO2排放量,萬t;i—等于1,2,3(表示燃料種類);E1—燃燒化石燃料產(chǎn)生的CO2排放量,萬t;E2—過程CO2排放量,萬t;E3—工廠消耗電力和熱力產(chǎn)生的CO2排放量。
2企業(yè)CO2排放量影響因素分析
對企業(yè)CO2排放量影響因素進行分析是實現(xiàn)有效減排策略的前提,貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)的CO2排放量影響因素主要有以下4項。
2.1能源使用效率
提高能源效率通常意味著使用更少的能源完成相同工作,直接減少CO2排放。
2.2生產(chǎn)技術(shù)
采用先進生產(chǎn)技術(shù)能夠提高資源利用率和減少廢物產(chǎn)生,間接降低CO2排放。
2.3政策法規(guī)影響
國家和地區(qū)環(huán)保政策、碳排放交易制度及各種環(huán)境標準都會對企業(yè)排放行為產(chǎn)生重要影響,且嚴格的排放標準和高碳稅可以激勵企業(yè)采取更積極的減排措施。
2.4企業(yè)戰(zhàn)略與管理
企業(yè)的戰(zhàn)略選擇和管理決策也是影響CO2排放的關(guān)鍵因素,包括但不限于企業(yè)的環(huán)境政策、持續(xù)改進計劃和員工培訓。
3企業(yè)CO2協(xié)同減排路徑
國家對減污降排的高度重視及實現(xiàn)“雙碳”目標的戰(zhàn)略需求,給制漿造紙企業(yè)帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。由于制漿造紙企業(yè)在生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2排放量較大,因此控制并減少CO2排放成為制漿造紙企業(yè)實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù),在分析制漿造紙企業(yè)排放現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,提出以下3項企業(yè)CO2協(xié)同減排路徑的針對性措施,可降低整個制漿造紙行業(yè)內(nèi)環(huán)境負荷,提升生產(chǎn)效率。
3.1提高各部門技術(shù)水平實現(xiàn)CO2協(xié)同減排(措施1)
提高制漿造紙企業(yè)各部門技術(shù)水平是實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵,通過采取綜合技術(shù)升級和優(yōu)化改進,可減少能源消耗和溫室氣體排放,顯著提升企業(yè)經(jīng)濟效益和環(huán)境可持續(xù)性。
3.1.1技術(shù)刷新與現(xiàn)代化
由于制漿造紙企業(yè)采用煤炭燃燒和原材料處理技術(shù),因此應(yīng)定期評估并更新其生產(chǎn)設(shè)備,引入先進自動化和信息化技術(shù),提高生產(chǎn)效率,優(yōu)化能源使用,降低能源消耗及CO2排放。
3.1.2過程優(yōu)化
對制漿造紙企業(yè)生產(chǎn)流程進行精細化管理,特別在熱力回收和循環(huán)利用方面,可有效地將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱轉(zhuǎn)化為能源,降低對外部能源的依賴,減少CO2排放。
3.1.3加大研發(fā)投入
加大對環(huán)保技術(shù)和低碳技術(shù)的研發(fā)投入,尤其是加大對那些能夠提高煤炭利用效率和原材料利用率的技術(shù)的研發(fā)投入,如通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新能開發(fā)出更環(huán)保的產(chǎn)品,顯著提升現(xiàn)有生產(chǎn)和運營技術(shù)的環(huán)境性能。
3.2 提高管理水平增強綠色科研和人員管理(措施2)
在制漿造紙行業(yè)中提升管理水平至關(guān)重要,特別是在建立和執(zhí)行環(huán)境管理體系及增強綠色科研投入方面,可幫助企業(yè)系統(tǒng)性地降低環(huán)境影響,推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。
3.2.1建立和優(yōu)化環(huán)境管理體系
制漿造紙企業(yè)應(yīng)建立和維護一個全面的環(huán)境管理體系(EMS)來持續(xù)監(jiān)控和改進環(huán)境績效,同時通過設(shè)定具體的環(huán)境目標和執(zhí)行詳盡的實施計劃,更有效地管理其資源使用和溫室氣體排放,以及系統(tǒng)性地減少CO2排放。
3.2.2增大綠色科研投入與創(chuàng)新
開發(fā)新的低碳技術(shù)、改進現(xiàn)有技術(shù)以降低環(huán)境影響,同時探索可再生能源和循環(huán)經(jīng)濟的應(yīng)用,通過設(shè)立專門的綠色創(chuàng)新部門,確保制漿造紙企業(yè)日常工作均圍繞節(jié)能減排和綠色發(fā)展展開。
3.2.3優(yōu)化員工管理和團隊結(jié)構(gòu)
對現(xiàn)有工人和部門進行優(yōu)化,裁減那些不符合綠色價值的部分,增強團隊的環(huán)保意識和責任感。這種管理方式,不僅有助于提升整體的生產(chǎn)效率,還能確保制漿造紙企業(yè)的環(huán)保政策得以有效執(zhí)行。
3.3提高綠色創(chuàng)新能力把控每個環(huán)節(jié)(措施3)
對制漿造紙企業(yè)而言,提升綠色創(chuàng)新能力是核心戰(zhàn)略之一。通過在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程和服務(wù)中融入創(chuàng)新的環(huán)保措施,可顯著提高企業(yè)環(huán)境績效,同時增強市場競爭力和消費者滿意度。
3.3.1生態(tài)化的產(chǎn)品設(shè)計
由于在產(chǎn)品設(shè)計階段整合環(huán)保理念并采用可持續(xù)材料,可優(yōu)化產(chǎn)品使用壽命及其維修性和可回收性,因此生態(tài)設(shè)計減少了制漿造紙企業(yè)生產(chǎn)過程中的資源消耗和廢棄物生成,便于產(chǎn)品生命周期結(jié)束后的再處理和循環(huán)利用。
3.3.2生產(chǎn)過程綠色優(yōu)化
通過采用先進的環(huán)保技術(shù)和清潔生產(chǎn)方法,如實施精益生產(chǎn)技術(shù),以及閉環(huán)循環(huán)或零排放技術(shù),可在生產(chǎn)過程中減少制漿造紙企業(yè)對能源和原料的消耗,減少廢物和排放。
3.3.3綠色服務(wù)與運營
制漿造紙企業(yè)還應(yīng)探索將綠色創(chuàng)新應(yīng)用于其服務(wù)和運營模式中,以減少資源消耗和環(huán)境足跡。
3.3.4持續(xù)的創(chuàng)新文化培養(yǎng)
鼓勵員工參與創(chuàng)新過程,建立創(chuàng)新激勵機制,與高校、研究機構(gòu)合作,引進先進綠色技術(shù),有助于持續(xù)產(chǎn)生新的環(huán)保解決方案,推動制漿造紙企業(yè)持續(xù)改進其環(huán)境績效。
4試驗測試與實踐應(yīng)用及效果研究
4.1試驗測試
為了評估和驗證制漿造紙企業(yè)實施上述CO2協(xié)同減排路徑的CO2減排效果,在貴州省貴陽市的一家知名制漿造紙企業(yè)進行實驗測試。實驗測試時貴陽市的制漿造紙企業(yè)有1臺漿板機和1臺紙板機,在2020年至2022年間實施上述CO2協(xié)同減排路徑,通過科學設(shè)計的方法對比了實施新策略前后的該企業(yè)CO2排放數(shù)據(jù)。實驗組采用新的技術(shù)和管理策略,而對照組則保原有的生產(chǎn)技術(shù)和管理模式,選定的測試指標包括能源消耗量和CO2排放量,可以直觀反映減排措施的成效。
實驗測試企業(yè)應(yīng)用上述CO2協(xié)同減排路徑前后CO2排放量如圖1所示。對照組在未采取上述CO2協(xié)同減排路徑前提下,CO2排放量持續(xù)上升;實驗組在采取上述CO2協(xié)同減排路徑后,CO2排放量明顯下降,連續(xù)3年均低于初始水平。實驗表明,實施的措施有效控制了CO2排放。實驗組的減排成效歸功于嚴格控制生產(chǎn)中的各項環(huán)節(jié),以及不斷引進先進技術(shù)和設(shè)備,如增加可再生能源使用率、提高碳捕捉和封存能力、加強低碳轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)能力等。因此,制漿造紙企業(yè)可進一步優(yōu)化現(xiàn)有設(shè)備的使用和維護,降低CO2排放量。
實驗測試企業(yè)應(yīng)用上述CO2協(xié)同減排路徑前后能源利用和燃料燃燒對比、能源消耗費用對比如圖2、圖3所示。從圖3可知,實驗測試企業(yè)在采用CO2協(xié)同減排路徑措施后,企業(yè)每年因能源消耗所產(chǎn)生的費用有了明顯下降趨勢。這一變化說明,在提高能源利用率和燃燒效率的同時,企業(yè)減少了能源總消耗量,在經(jīng)濟上實現(xiàn)了成本節(jié)約。
4.2實踐應(yīng)用
將實驗測試企業(yè)CO2協(xié)同減排路徑的3項措施應(yīng)用在貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)進行實踐應(yīng)用,通過對每項措施的實施結(jié)果進行量化評估,驗證這些措施對企業(yè)減少碳排放量的實際影響。
3項不同減排措施所實現(xiàn)的CO2減排量為措施1減少了約315萬tCO2排放,措施2減少了約400萬tCO2排放,措施3減少了約276萬t的CO2排放。這些數(shù)據(jù)表明,相比于措施1和措施3,措施2在降低CO2排放方面具有最為顯著的效果。措施2的效果表現(xiàn)出了所有措施中最高的CO2減排量,從而突顯了其在企業(yè)節(jié)能減排策略中的優(yōu)越性,原因可能是措施2在技術(shù)層面或管理層面有獨特之處,能更有效地降低企業(yè)的CO2排放。
實踐應(yīng)用結(jié)果表明,本研究提出的協(xié)同減排措施在減少CO2排放方面是有效的。特別是措施2,其減排效果的顯著性反映了該措施在實施過程中的高效能源利用和優(yōu)化生產(chǎn)流程。因此,研究結(jié)果支持將這些措施作為制漿造紙企業(yè)減排策略的實施建議,以促進制漿造紙企業(yè)可持續(xù)發(fā)展并符合全球減排目標。未來的工作應(yīng)進一步研究措施2的具體特點,并探討如何將這些優(yōu)勢應(yīng)用于其他環(huán)保措施中,實現(xiàn)最大化的減排效果。
結(jié)語
上述研究在“雙碳”背景下,系統(tǒng)性地核算制漿造紙企業(yè)的CO2排放量,并通過實證分析,提出并驗證了協(xié)同減排路徑的有效性。在選定的貴州省凱里市某制漿造紙企業(yè)中,通過技術(shù)刷新與現(xiàn)代化,能源消耗和CO2排放量得以顯著降低,減排措施1、2、3分別實現(xiàn)了315萬t、400萬t、276萬t的CO2減排效果。其中,措施2憑借在技術(shù)和管理層面的獨特優(yōu)勢,在減少CO2排放方面成效最為顯著。因此,上述研究雖然強調(diào)了企業(yè)在轉(zhuǎn)型升級過程中對技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化的需求,以及在推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要性,但未來還應(yīng)致力于探索更多優(yōu)化路徑,以最大化的節(jié)能減排效果,進一步促進制漿造紙企業(yè)乃至行業(yè)領(lǐng)域更廣泛的綠色轉(zhuǎn)型。
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作者簡介
肖凱青(1975—),男,漢族,貴州黃平人,工程師,大學???,研究方向為環(huán)境監(jiān)測。
通信作者
陳來山(1989—),男,漢族,貴州威寧人,工程師,大學本科,研究方向為環(huán)境監(jiān)測。
加工編輯:馮為為
收稿日期:2024-04-30