循環(huán)經(jīng)濟
——生活用紙業(yè)務的下一個突破點

Dana EI Sanioura

生活用紙在改善環(huán)境衛(wèi)生和個人衛(wèi)生需求方面發(fā)揮著至關重要的作用，是一種生活必需品。但生活用紙行業(yè)屬于資源密集型，盡管行業(yè)已經(jīng)在提高自身的可持續(xù)性方面做出了很多努力，但仍存在很大需要改進的空間。水資源短缺、能源成本增加和世界各地自然資源分配不均等環(huán)境問題已經(jīng)引起了各地政府的重視，進而推動已有數(shù)百年歷史的生活用紙行業(yè)進行變革。從表面上看，可持續(xù)發(fā)展的責任直指消費者——無論是節(jié)約使用還是改變產(chǎn)品偏好，或者回收利用。然而，大部分影響實際上集中在生產(chǎn)商身上。大型生產(chǎn)商也越來越重視可持續(xù)發(fā)展，使用生命周期和環(huán)境評估等工具監(jiān)測環(huán)境影響，以便改進生產(chǎn)工藝，并在競爭日益激烈的市場中降低生產(chǎn)總成本。

本文探討了循環(huán)經(jīng)濟在緩解生活用紙行業(yè)面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)方面起到的作用，以及領先企業(yè)的成功經(jīng)驗。

1 生活用紙行業(yè)對環(huán)境的影響

● 能源消耗

生活用紙行業(yè)屬于能源密集型行業(yè)。生活用紙生產(chǎn)商消耗的能源情況會根據(jù)其選用的電力來源而略有差異（例如太陽能、風能和化石燃料等）。

將原始木材從森林運送到制漿廠，然后把紙漿運送到造紙廠都需要耗費大量能源，而且每一次運輸都可能會跨越不同大洲上的不同國家。根據(jù)Gemechu等人（2013）的報告，在西班牙加泰羅尼亞生產(chǎn)生活用紙，需要用卡車從歐洲進口75%的木漿，用船運從南美進口25%的木漿；而對比之下，廢紙則可以從加泰羅尼亞地區(qū)250公里半徑范圍內(nèi)回收，從而大大減少了總生命周期中的能源需求。根據(jù)同一項研究，在生活用紙生產(chǎn)中大量使用蒸汽和熱風也會導致溫室氣體排放。造紙的干燥過程需要使用大量的蒸汽來蒸發(fā)壓榨后剩余的水分。目前，工廠里的蒸汽生產(chǎn)還完全依賴于礦物燃料。新技術為行業(yè)提供了許多節(jié)省電能和熱能的機會，包括采用熱電聯(lián)產(chǎn)，使能源在生產(chǎn)過程中自給自足。請注意，任何電能的節(jié)?。ǜ叩燃壞茉矗┫喈斢跓崮芄?jié)省了3～4倍。

圖1 全球不同地區(qū)制漿造紙行業(yè)碳排放占比

● 資源消耗

生活用紙的主要原材料來自原始木材、一年生植物或其他纖維來源，如回收木材產(chǎn)品（RWP）。高價值的原木一般用于建筑行業(yè)和家具行業(yè)，制漿造紙行業(yè)一般使用價值較低的原木和來自鋸木廠的木材廢料，可以減少森林工業(yè)產(chǎn)生的浪費。從可持續(xù)管理森林來的木材可以被視為一種可持續(xù)的資源。

原生纖維仍是目前最常見的紙漿來源，主要分為：針葉木漿和闊葉木漿。闊葉木漿主要來自落葉木，而針葉木漿則來自針葉木，例如加拿大北部地區(qū)，這是一個封閉的冠狀針葉林帶，也有一些落葉植被。實際上，加拿大產(chǎn)的北方漂白針葉木漿（NBSK）是美國生活用紙行業(yè)使用最多的針葉木漿，其中20%～40%的衛(wèi)生紙和面巾紙產(chǎn)品、25%～75%的擦拭紙都使用這種原料。

和使用原生木漿相比，再生紙漿產(chǎn)品可減少強效化學品使用，并不使用漂白劑（盡管使用的化學品總量稍高）。然而，紙張不可能無限次回用，資源也有限。因此，除了盡量使用再生紙漿外，還需要優(yōu)化生產(chǎn)工藝，以及減少原材料（以及相應的能源和水）的用量。

● 產(chǎn)生固體廢物

制漿過程中產(chǎn)生的固體廢物包括樹木剝皮后的樹皮和木屑（通常在鍋爐中燃燒）；洗滌和篩選出的碎屑、纖維廢渣（初沉污泥）；能源生產(chǎn)造成的灰分（通常被運往垃圾填埋場，或以一種有創(chuàng)意的方式用作建筑材料）；以及來自外部生物廢水處理的剩余污泥。最多的固體廢物是不同類型的污泥，主要是含纖維的初沉污泥。

如果使用再生漿作為原材料，可以減少生產(chǎn)過程中的排放物，需要處理的廢紙量和伐木需求，從這個角度看是比較環(huán)保的選擇。然而，再生纖維的來源對生產(chǎn)過程影響較大。另外，在制漿、造紙、印刷和包裝過程中都使用了多種化學品，這些化學品會大大影響紙的可回收性。而且，消費者對生活用紙的質量及性能有著很高的要求，包括優(yōu)良的柔軟度、高吸水性和高清潔度等。紙漿纖維必須無灰分和污垢，而灰分和污垢在回收紙中的含量高達35%～45%，清洗這些成分會使產(chǎn)量減少到53%～58%，同時產(chǎn)生大量需要處理的廢棄物。我們注意到，將這些廢棄物脫水、焚燒用來發(fā)電儼然已是行業(yè)的一個發(fā)展趨勢。

● 水資源消耗及廢水的產(chǎn)生

生活用紙行業(yè)的另一個重要資源是水。制漿造紙行業(yè)是世界第三大用水行業(yè)，而且會產(chǎn)生大量的廢水，因此水資源消耗是造紙工業(yè)最重要的環(huán)境問題之一。而水資源匱乏是一個關系到所有人的問題，不能長期忽視。減少生產(chǎn)過程中水的使用也不僅僅是簡單的關心環(huán)境，而且能（1）在耗水量和排放方面遵守政府的規(guī)定和限制，（2）減少水資源消耗以及隨之而來的經(jīng)濟、環(huán)境和社會成本，（3）減少需要處理的廢水量。

減少耗水量的一種常用方法是利用封閉水循環(huán)系統(tǒng)。但是，水溫高會增加懸浮物和溶解固體的濃度。固體顆粒積累起來會嚴重損害所用設備，同時也會對產(chǎn)品質量產(chǎn)生負面影響。因此，需要在限制用水的利弊之間建立平衡。

近年來新工藝的發(fā)展和技術進步已經(jīng)降低了水的消耗量，并逐漸降低廢水排放對環(huán)境的影響。世界各地都已經(jīng)出臺了更嚴格的環(huán)保法規(guī)，限制工業(yè)廢水的排放，但具體執(zhí)行和問責的水平還有待提高。

2 引入循環(huán)經(jīng)濟

圖2 循環(huán)經(jīng)濟與線性經(jīng)濟

在可持續(xù)性發(fā)展方面，生活用紙行業(yè)已經(jīng)采取了非常積極的舉措，例如增加可持續(xù)木材的使用、再生纖維的使用、廢水處理技術的進步、工藝優(yōu)化和水資源的重復利用等，努力解決諸如森林砍伐、水污染、能源使用、空氣污染排放等問題；處理制漿和漂白過程中產(chǎn)生的有毒化學物質，以及產(chǎn)生的溫室氣體（二氧化碳和甲烷）等。同時，仍有許多可以改進的方向，例如在行業(yè)內(nèi)引入循環(huán)經(jīng)濟。循環(huán)經(jīng)濟，顧名思義，是替代傳統(tǒng)線性經(jīng)濟（生產(chǎn)、使用、處理）的另一種選擇。在循環(huán)經(jīng)濟中，資源被盡可能長時間地使用和重復使用，在每個使用周期結束時回收并投入再生產(chǎn)，以獲得最大的價值。循環(huán)經(jīng)濟在生活用紙行業(yè)應用的例子包括，使用再生漿生產(chǎn)新的生活用紙產(chǎn)品、生態(tài)友好的產(chǎn)品包裝、使用熱電聯(lián)產(chǎn)以及循環(huán)用水等。這種循環(huán)經(jīng)濟的主要優(yōu)點有：通過節(jié)約能源、水和原料來降低運營成本；改善企業(yè)和產(chǎn)品形象，吸引尋求可持續(xù)產(chǎn)品的新消費者。

● 提高原料可持續(xù)性

紙漿原材料的來源對產(chǎn)品的可持續(xù)性起到關鍵性作用。歐盟嚴格的林業(yè)管理和法規(guī)框架意味著只有可持續(xù)來源的木材才允許進入歐盟供應鏈。同樣，北美也建立了具有嚴格監(jiān)管程序的認證計劃。

根據(jù)歐洲瓦楞紙板生產(chǎn)商聯(lián)合會的報告，2005—2015年，歐洲大陸的森林面積增加了4.4萬km2，相當于丹麥的國土面積。而非政府機構Two Sides的研究表明，同一時期美國的森林面積增加了5萬km2，相當于美國馬里蘭州面積的兩倍。但是，增加的森林面積主要是人工林，而人類伐木范圍已經(jīng)涉及北美地區(qū)古老和瀕臨滅絕的北方針葉樹林。在熱帶地區(qū)，紙漿和造紙種植園也加速了森林的砍伐。

紙漿和造紙需求的增加可能會給可持續(xù)管理森林的供應鏈造成壓力，因此人們開始關注其他可持續(xù)的纖維來源。其中一個候選是生長迅速的竹子。竹子是禾草屬，可以用作建筑材料和紙張、紡織品的纖維原料。樹木可能需要幾十年才能長成和收獲，而竹子在砍伐后則能夠迅速恢復生長。竹子已得到聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）的認可，可用作多個行業(yè)的潛在替代原料，對土壤、土地管理影響甚微，侵蝕性也微乎其微。大多數(shù)竹漿生產(chǎn)商位于南亞、東南亞和東亞，當?shù)販嘏臒釒Ш蜏貛夂蜻m宜竹子的生長。

來自人工林的紙漿直接節(jié)省了數(shù)百萬公頃的原始森林。由于地球上土地和資源有限，造紙行業(yè)一直在探索技術進步和可持續(xù)管理技術，以使用最少的土地、化學品和水資源，同時提高產(chǎn)量。

Suzano集團旗下的巴西Fibria公司是全球最大的紙漿生產(chǎn)商之一，有一半的產(chǎn)量用于生產(chǎn)生活用紙。在過去30年中，F(xiàn)ibria通過改進制漿工藝，更重要的是改進人工造林技術，使生產(chǎn)百萬噸紙漿所需的土地面積減少了一半。人工輔助選擇性育種已有幾千年的歷史，在實驗室和苗圃中培育樹苗，然后挑選最好的品種進行繁殖。此外，收割后土地要迅速補種，以避免水土流失，并充分利用前一代樹葉、樹枝產(chǎn)生的富含養(yǎng)分的腐殖質。

● 最小影響工廠技術

紙漿和紙的生產(chǎn)導致了多種廢棄物排放。在政府激勵的推動下，為了提高產(chǎn)量，并減少副產(chǎn)物，制漿造紙行業(yè)產(chǎn)生了最小影響工廠（MIM）這一技術概念，以減輕行業(yè)所面臨的環(huán)境挑戰(zhàn)。

但是，最小影響和無影響之間還有明顯的區(qū)別。盡管MIM技術的目標可能看起來有些理想化，那些采用了相關技術的公司年收入?yún)s實現(xiàn)了增長。MIM具體相關技術見圖3。

圖3 最小影響工廠技術

● 綠色化學技術

紙漿和造紙工業(yè)目前技術創(chuàng)新的熱點是：綠色化學。早在1998年，Paul Anastas和John C.Warner就創(chuàng)立了綠色化學理論，他們提出了通過發(fā)展綠色化學技術來減少化學過程對環(huán)境和健康的影響的方法。最近，這一理論應用對生產(chǎn)和創(chuàng)新產(chǎn)生了很大影響。加拿大科學家在這一領域尤其活躍，2017—2018年加拿大綠色化學與催化劑中心（CGCC）成員就發(fā)表了700篇論文（Gaudreault，2019）。

● 生態(tài)包裝設計

快速消費品市場所需包裝正在從成本驅動轉向生態(tài)環(huán)保，這一趨勢也在紙漿和造紙行業(yè)發(fā)生。過去十年中，電子商務部門的增長對包裝市場產(chǎn)生了積極影響。行業(yè)巨頭亞馬遜在2016年的年銷售額超過1,360億美元，其中紙板包裝是首選材料。

根據(jù)Ahuja＆Rawat（2017）的數(shù)據(jù)，到2021年，全球包裝行業(yè)市場規(guī)模預計將超過1萬億美元，年增長率為3.5%，其中紙包裝預計占到2016年整個行業(yè)份額的36%以上。這種轉變主要是由于對塑料袋和塑料包裝材料對環(huán)境影響的擔憂。消費者仍然期望所購物品有包裝的保護，因此包裝材料的創(chuàng)新至關重要，包裝行業(yè)正在尋找更多性價比合適的可持續(xù)包裝新方式?？沙掷m(xù)性包裝不僅應該確保包裝材料中的任何廢料都不會離開價值鏈，而且原材料對環(huán)境的危害也要很小，甚至為零（Nymex Consulting,2018）。

優(yōu)化包裝設計理想上始于所使用的原材料：確保所用材料幾乎不需要有害的化學工藝進行加工，而且要易于回收再利用。

生產(chǎn)商還應與其包裝合作伙伴密切合作，在保護產(chǎn)品和盡可能少地使用包裝之間取得適當?shù)钠胶?。同時，生產(chǎn)商應反省優(yōu)化產(chǎn)品的方式，從源頭上減少所需包裝的數(shù)量。一個好的例子是由出售普通清洗液改為濃縮清洗液，以節(jié)省包裝所需的塑料?？沙掷m(xù)包裝領域的主要趨勢還包括減少包裝材料的質量、改善廢棄材料的回收利用以及增加回收材料的使用。

圖4 造紙行業(yè)使用的循環(huán)性技術

3 行業(yè)實例

● 意大利Sofidel公司

Sofidel是世界上首家加入世界自然基金會（WWF）拯救氣候項目的意大利制造企業(yè)和生活用紙生產(chǎn)商。2009—2017年，得益于對能源效率的投資、熱電聯(lián)產(chǎn)廠以及對可再生能源的使用，該公司將其直接排放到大氣中的CO2減少了20.6%（碳排放強度降低）。Sofidel公司還從經(jīng)過森林認證計劃（FSC、FSC管控的木材、SFI以及PEFC）認證的來源采購生產(chǎn)中使用的全部紙漿。

“拯救氣候計劃”是WWF主要的氣候管理項目，旨在將企業(yè)轉變?yōu)榈吞冀?jīng)濟的引領者。該計劃的目的是激發(fā)企業(yè)改變氣候解決方案的思維方式，并激勵他們成為所影響范圍內(nèi)的變革推動者。這使得成員公司能更好地避免碳排放相關風險，同時也更有可能實現(xiàn)長期發(fā)展戰(zhàn)略。

Sofidel可持續(xù)發(fā)展的承諾實際上已納入公司的2030年發(fā)展戰(zhàn)略。該戰(zhàn)略受到聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標的啟發(fā)，承諾公司將（a）承擔日益重要的環(huán)境、社會和經(jīng)濟責任；（b）采取有意義的步驟，以提高所有利益相關者和其所在社區(qū)的生活質量。公司的最終目標是不斷減少產(chǎn)品所需的自然資源，最大限度地減少對環(huán)境的影響，同時仍能提高業(yè)績，并為所有利益相關者帶來最大的經(jīng)濟和社會效益。

在2018年，公司獲得國際碳排放披露項目（CDP）氣候變化類別中最高的A級評級，在森林木材類別中也獲得了A級評級。鑒于這些成就，CDP授予Sofidel“供應商參與氣候變化”領導委員會的職位，以表彰其在過去的一年中為減少供應鏈中的排放和降低與氣候相關的風險所采取的行動。在CDP評估的5,000家公司中，只有3%獲得了領導委員會的職位。

● 芬蘭Amerplast公司與Mets? Tissue合作開發(fā)可持續(xù)性包裝

芬蘭Amerplast公司成立于1952年，是歐洲最大的柔版印刷商和包裝袋加工商之一，也是可持續(xù)創(chuàng)新包裝解決方案的引領者。公司發(fā)起了AmerGreen計劃，致力于軟包裝行業(yè)的環(huán)保技術研發(fā)。Amerplast公司生產(chǎn)的ESSI循環(huán)包裝材料，用于非食品和二次包裝的聚乙烯軟包裝，使用工業(yè)回收塑料和從芬蘭家庭單獨收集的消費后塑料包裝。Mets? Tissue及其旗下Serla品牌為歐洲居家用和居家外用生活用紙產(chǎn)品領先生產(chǎn)商。

Amerplast和Mets? Tissue攜手合作，開發(fā)出了符合循環(huán)經(jīng)濟要求的Green Pack包裝材料，用于Serla品牌生活用紙。這種材料結合了ESSI 包裝材料概念，使用生物基綠色PE聚乙烯，是由甘蔗的副產(chǎn)品乙醇制成的生物塑料。甘蔗是一種100%可再生且消耗CO2的資源，每生長一噸甘蔗，可以從大氣中吸收多達2.15t的CO2。更重要的是，Green Pack包裝材料不含化石原料，而且可以完全通過現(xiàn)有的回收流程回收，重新用于生活用紙的包裝原料，從而減輕了對原始資源的需求壓力。

● Fine Hygienic Holding公司

2019年，F(xiàn)ine Hygienic Holding宣布與Engicon合作設計和建設模塊化工藝用水處理廠，用以處理在約旦工廠的公司兩臺造紙機——PM2和PM4產(chǎn)生的廢水，并將處理后的廢水再循環(huán)回生產(chǎn)系統(tǒng)。這一舉措進一步鞏固了其在約旦制造業(yè)中的標桿地位。

設計巧妙的模塊化水處理廠可通過添加或拆卸模塊來快速調(diào)節(jié)廢水處理量。工廠的設計容量為每天90萬m3。水處理模塊包括三級處理，使用高級超濾和反滲透系統(tǒng)，可以回收接近80%的廢水，再次循環(huán)回造紙機。先進的系統(tǒng)可確保去除所有可能妨礙產(chǎn)品生產(chǎn)的化學、生物和物理雜質。因此，可以用高質量的處理過的回用水代替50%以上的清水。反滲透產(chǎn)生的鹽水可用于灌溉約旦工廠附近的耐鹽景觀。