造纸

　　两千多年前，中国人发明了造纸术，让人类文明得以传承。两千多年后的今天，中国已从“纸业古国”转变成“纸业大国”。

　　早在2009年，我国就已超过美国，成为世界纸制品第一生产国。据统计，2012年前三季度，我国纸制品生产量为8694万吨。

　　然而，产业快速发展的背后也有隐忧。高能耗、高污染及产能过剩，成为笼罩在造纸行业头顶上挥之不去的阴云。造纸行业面临转型。

　　“传统制浆造纸企业应转型为集约化的生物质精炼厂，在利用木材等生物质原料生产纸浆产品的同时，还可以生产出更为精细、多元的产品。”

　　在日前由中国科协主办的新观点新学说学术沙龙上，专家们认为，利用生物质精炼技术把原材料“吃干榨尽”，是未来造纸业的希望所在。

　　精炼出高附加值产品

　　传统造纸行业给人的第一印象是污染。要做到可持续发展，造纸厂需要依靠技术创新，并成为合理利用资源的环保样本。

　　“造纸利用的是生物质中的纤维素，如果将生产剩下的木质素和半纤维素等成分合理利用，就是生物质精炼技术的提升。”华南理工大学制浆造纸国家重点实验室主任孙润仓解释说。

　　其实，传统制浆造纸早就在探索生物精炼的办法。据南京林业大学教授李忠正介绍，上世纪50年代，我国就有造纸厂用亚硫酸盐法生产出了人造丝浆、酒精、饲料酵母和木质素磺酸盐。

　　所谓生物质精炼，就是从生物中尽可能多地提取材料和能源。经过提取、分离、转化等深加工手段，使生物质转化成材料、燃料、电能和高附加值的化工产品。

　　目前，美国、瑞典和芬兰等国家为了扭转造纸工业的夕阳趋向，都在研究各种生物质精炼技术。中国制浆造纸研究院总工程师邝仕均说，虽未达到大量生产的阶段，但有一些方向颇具希望。

　　比如，世界纸业巨头之一的芬欧汇川集团正在芬兰建设以木材为基础生产第二代生物柴油的生物精炼厂，设计年产能为10万吨。与传统的化石燃料相比，其生物柴油产品将使运输业的温室气体排放量减少80%。

　　研究须与产业结合

　　“生物质精炼的概念，跟上世纪七八十年代造纸工业所提出的综合利用概念本质上是一样的。”邝仕均说。

　　作为目前生物质材料的用量“大户”，造纸工业自然承担起了探索生物质精炼未来发展的任务。近年来，我国科研单位在造纸业生物质精炼方面的研究工作也相当活跃。

　　不过，造纸业生物质精炼技术的研究，必须要与产业紧密结合，才有未来实现产业化的前景。“这取决于我们行业内外共同的努力。”中国制浆造纸研究院院长曹春昱说。目前，造纸废水生产沼气技术近十年来已经很成熟;固体废料发电技术五年前还在试验阶段，今天也已比较普遍。而较新的黑液气化技术，也许三年之后就会非常快地发展起来。

　　此外，一些新技术已开始投入实践。来自山东一家纸业公司的工程师张伟说，他们公司用优化过的硫酸盐制浆法，生产出了溶解浆，从中可以开发出一种纺织材料——粘胶纤维。下一个目标，则是醋酸纤维和纳米纤维素等。

　　他们还从半纤维素里生产出糠醛、木糖和木糖醇。该公司的两条木糖醇生产线刚刚投产，成本有望比玉米芯制木糖醇低。

　　产业化仍存隐忧

　　然而，专家们也表示，造纸企业转型为生物质精炼厂，目前大多还处在实验室研究、中试或产业化示范阶段，大规模产业化依然存在一系列障碍。

　　“以原料运输为例，存在一个收集半径，超过一定距离，成本就会大幅上升。”华南理工大学教授武书彬说，此外，还存在检测手段和生产技术方面的问题。

　　专家们认为，与造纸有关的检测技术早已成熟完备，而生物质精炼需要对更多生物质成分进行精细检测和分析，因此也需要检测技术和设备的丰富和改善。

　　在生产技术方面，造纸生产线原本已经是完整独立的，要想转型为生物质精炼生产线，就不可避免地有所补充和改变，有的甚至需要另建分厂，这就需要相应的设备、人才和管理。

　　“从纵向上，需要自上而下打通农林业、与生物质精炼结合的造纸产业、包装印刷业等一系列产业，形成大的产业链。”武书彬说，“从横向上，生物质精炼需要相关设备制造产业的支持，与材料、食品、化工、能源甚至是信息、制造等产业相联系，并催生出更多新兴产业。”

[时间：2012-12-25  来源：中国科学报]