儲熱使紙漿造紙行業(yè)更具競爭力

使紙漿造紙行業(yè)的能源消費可持續(xù)且具備未來競爭力

紙漿和造紙行業(yè)被認為是能源密集型產(chǎn)業(yè)。但關(guān)于回收和能源儲存的新解決方案帶來了極大希望。熱能儲存解決方案潛力巨大。

包裝、報紙、書籍或衛(wèi)生紙——造紙行業(yè)價值高且功能重要。例如，德國造紙業(yè)占有率超過25%，是歐洲最大的，全球排名第四，僅次于中國、美國和日本（來源：bmwk）。

根據(jù)歐洲造紙工業(yè)聯(lián)合會（Cepi）的數(shù)據(jù)，歐洲造紙業(yè)每年生產(chǎn)約8480萬噸紙張、紙板和紙板。約有64.7萬名員工，創(chuàng)造了1800億歐元的營業(yè)額（來源：歐洲委員會）。尤其是在過去兩年里，紙漿和造紙行業(yè)因供應瓶頸、需求增加和供應鏈短缺而成為頭條新聞。

從能源需求角度看，造紙行業(yè)是能源消耗最高的行業(yè)之一。這是因為生產(chǎn)設施的運行需要大量電力——尤其是為了重新從紙網(wǎng)中去除造紙所需的水分。根據(jù)Statista Research的最新統(tǒng)計，2021年造紙業(yè)總共消耗了約1,361拍焦耳的能源（來源：eurostat）。

像所有高能耗行業(yè)一樣，造紙行業(yè)也在不斷尋找實現(xiàn)CO2中和生產(chǎn)的長期方法。這些目標包括更加關(guān)注回收紙張的利用和回收循環(huán)，以及在生產(chǎn)中使用熱能儲存解決方案等現(xiàn)代技術(shù)的可能性。

造紙生產(chǎn)中的能耗

根據(jù)行業(yè)協(xié)會“Cepi”的數(shù)據(jù)，造紙所需能源中超過60%已來自太陽能和風能等可再生能源。許多生產(chǎn)場所運營自己的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）電廠。但為了確保供應的可負擔且持續(xù)的安全，化石燃料，尤其是天然氣（仍然）被使用。

紙張生產(chǎn)與環(huán)境影響：紙張生命周期評估與二氧化碳排放

在環(huán)境影響方面，紙張的生產(chǎn)量因纖維的類型和可回收性而有很大差異。根據(jù)歐盟委員會的數(shù)據(jù)，廢紙回收率約為70%（來源：歐洲委員會）。印刷專業(yè)的ezeep計算出，生產(chǎn)一公斤紙張平均產(chǎn)生約一公斤二氧化碳——原生纖維為1.2公斤，再生紙為0.7公斤。（資料來源：ezeep）

造紙行業(yè)的供應瓶頸：對化石能源的依賴

盡管造紙行業(yè)努力通過自有工廠和再生能源來滿足大部分能源需求，但化石能源仍然被使用，尤其是出于成本原因。對于許多生產(chǎn)工藝來說，造紙幾乎無法替代氣體。天然氣，尤其是天然氣，被用于產(chǎn)生蒸汽，蒸汽用于廢紙回收和紙張干燥。

在這種背景下，高度緊張的地緣政治局勢也給造紙業(yè)帶來了問題。例如，德國工業(yè)協(xié)會“紙業(yè)”在2022年俄烏沖突爆發(fā)后不久警告稱，如果天然氣供應中斷或可用氣量減少，德國造紙廠最多只能從其他來源獲得所需能源的10%15%。因此，行業(yè)持續(xù)尋找替代化石天然氣的解決方案。隨著工藝電氣化的潛力在望，熱能儲存系統(tǒng)正受到顯著關(guān)注。

可持續(xù)包裝的紙張需求高

紙質(zhì)包裝正越來越多地被用作塑料的可持續(xù)替代品，應用于各行業(yè)領域。雖然從可持續(xù)性角度看這在原則上是積極的，但造紙行業(yè)的高能耗問題仍是一個亟需解答的挑戰(zhàn)。

專家們堅信：盡管造紙行業(yè)能源密集型，但像主動回收和熱能儲存解決方案這樣的可持續(xù)措施，可以為造紙廠帶來巨大改變。例如，如果使用回收纖維生產(chǎn)造紙，二氧化碳平衡顯著降低。另一方面，整個過程所需的能量更少。根據(jù)德國聯(lián)邦環(huán)境署的數(shù)據(jù)，與所謂的初級紙漿（通常是木材）制造的紙張相比，生產(chǎn)再生紙平均節(jié)省了78%的水、68%的能源和15%的二氧化碳排放。（來源：世界聯(lián)邦政府）

造紙行業(yè)如何減少能源消耗和環(huán)境影響

專家們也認為，相關(guān)工藝電氣化的提升具有巨大潛力。例如，德國政府在一份最新研究報告中寫道：“由于低溫到中溫熱量在造紙行業(yè)的總能源需求中占比較大，工藝蒸汽發(fā)電是脫碳的重要組成部分。”（來源：bmwk)

未來造紙行業(yè)：利用熱能儲存實現(xiàn)盈利且可持續(xù)的生產(chǎn)

熱能儲存系統(tǒng)因其高度的靈活性、耐用性和效率，能夠幫助造紙行業(yè)從長遠來看節(jié)省成本和排放。作為靈活的存儲解決方案，它們能夠為推動造紙生產(chǎn)和回收過程的電氣化做出決定性貢獻。廢熱也很容易回收，因為多余的能量在生產(chǎn)過程中被儲存，并且通過時間延遲使得可用。一個重要優(yōu)勢是：當綠色電力供應充足且價格特別低廉時，熱儲能裝置可以充能。能量隨后以熱能的形式儲存在熱能儲存裝置內(nèi)。過程熱和工業(yè)蒸汽可在需要時提供。編譯 陳講運

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