王華同
(中國造紙協(xié)會,北京 100037)
我國是一個水資源短缺的國家,人均淡水資源占有量遠低于世界平均水平,水資源短缺已成為制約經(jīng)濟社會發(fā)展的重要瓶頸。習近平總書記高度重視節(jié)水工作,提出了“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路,黨的二十大報告提出,實施全面節(jié)約戰(zhàn)略,推進各類資源節(jié)約集約利用。加強水資源節(jié)約集約利用,是深入貫徹落實習近平生態(tài)文明思想、習近平總書記關于節(jié)水工作的重要講話和指示批示精神的具體舉措,是緩解我國水資源供需矛盾、保障水安全的必然選擇,對推動高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
近年來,各地區(qū)各部門深入實施國家節(jié)水行動,取得積極成效。2022 年,全國萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量、萬元工業(yè)增加值用水量分別較2015 年下降33%和50%[1],但目前工業(yè)行業(yè)粗放低效的用水方式仍然沒有得到根本轉(zhuǎn)變,工業(yè)節(jié)水尚存在很多問題[2],水資源利用效率仍有較大提升空間。
《“十四五”節(jié)水型社會建設規(guī)劃》《國家發(fā)展改革委等部門關于進一步加強水資源節(jié)約集約利用的意見》《工業(yè)水效提升行動計劃》等多份文件中提出,完善節(jié)水標準體系,加快制修訂產(chǎn)品水效、行業(yè)用水定額、非常規(guī)水源利用等標準[3],以推動節(jié)水工作順利開展。
造紙行業(yè)節(jié)水標準體系是規(guī)范行業(yè)節(jié)水相關工作的重要依據(jù),也是行業(yè)合理開發(fā)、全面節(jié)約和高效利用水資源的技術準則,造紙行業(yè)節(jié)水標準體系建設對提升節(jié)水技術和管理水平、降低取水總量、提高用水效率、緩解水資源緊缺有重要意義。
我國是世界紙及紙板生產(chǎn)和消費第一大國。造紙行業(yè)是重要的基礎原材料產(chǎn)業(yè),而水是制漿造紙的生產(chǎn)媒介,目前還難以通過其他物質(zhì)替代[4]。水在制漿造紙過程中水起著至關重要的作用,例如:作為介質(zhì)參與工藝過程,這部分水包括漿料碎解、調(diào)濃和化學品的溶解、稀釋用水,是造紙水系統(tǒng)的主要部分;作為能量傳遞的介質(zhì),比如蒸汽冷凝水、冷卻水、加熱用的熱水等;清洗用水,包括紙機等設備的清洗水、車間地面的清洗水等,濕法或半干法煙氣脫硫系統(tǒng)、輸煤棧橋噴淋等都不能缺少水;滿足設備運行需要的用水,比如密封水、水環(huán)水、潤滑水等;消防用水。其用途多和用量大,成為了造紙產(chǎn)業(yè)的特色。
造紙行業(yè)與電力、化工、紡織等同列入《水污染防治行動計劃》和《“十四五”節(jié)水型社會建設規(guī)劃》所述“高耗水行業(yè)”,是工業(yè)節(jié)水的重點行業(yè)。2021 年,全國工業(yè)萬元工業(yè)增加值(當年價)用水量28 m3,按可比價計算,萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值用水量和萬元工業(yè)增加值用水量比2020 年下降5.8%和7.1%,工業(yè)用水為1 049.6 億m3(其中火核電直流冷卻水507.4 億m3),占用水總量的17.7%,造紙行業(yè)列工業(yè)行業(yè)用水量第三位,占工業(yè)用水的2.89%[5],約30 億m3,水資源對于工業(yè)發(fā)展的約束越來越明顯,水資源的短缺已經(jīng)成為制約造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。
近十幾年來,我國造紙工業(yè)步入高速發(fā)展時期,工藝水內(nèi)部循環(huán)、生產(chǎn)廢水回用等循環(huán)經(jīng)濟理念在造紙企業(yè)得到充分體現(xiàn),新建和改擴建的大、中型項目,普遍采用了當今國際和國內(nèi)先進成熟的技術和裝備,同時淘汰了一大批高耗能、耗水的落后工藝、技術和裝備,包括連續(xù)蒸煮、多段逆流洗滌、全封閉熱篩選、氧脫木素、高濃漂白、多元盤過濾機、超效淺層氣浮凈水器等先進的技術和裝備在國內(nèi)企業(yè)廣泛推廣應用,提高了造紙工業(yè)節(jié)水技術整體水平,縮小了與世界先進水平的差距。造紙行業(yè)取得了顯著的節(jié)水效果,紙及紙板總產(chǎn)量呈上升趨勢,新鮮水用量先升后降,萬元產(chǎn)值取水量呈大幅下降趨勢(如圖1 所示)。
圖1 造紙行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量及取水量變化
從造紙工業(yè)用水變化趨勢看,從1999 年到2015 年,工業(yè)用水總量從44.2 億噸增加到118.4 億噸,增加了167.9%,同時產(chǎn)量從2 900 萬噸增加到10 710 萬噸,增加了269.3%,得益于更高效的水循環(huán)回用技術,新鮮水用量先升后降,水重復利用率從50.68%提高到75.52%(如圖2 所示),萬元產(chǎn)值取水量從327.4 t/萬元下降到40.6 t/萬元[6,7]。
圖2 水重復利用率變化[6]
根據(jù)原環(huán)境保護部、水利部和中國造紙協(xié)會數(shù)據(jù),漿紙合計產(chǎn)量由2012 年18 117 萬噸增至2021 年20 282 萬噸,年均增長率1.26%,造紙行業(yè)總?cè)∷坑?0.78 億噸降至30 億噸,年均增長率-3.35%,漿紙單位產(chǎn)品取水量從22.5 m3/t 降至14.8 m3/t,年均增長率-4.55%[5-7],造紙行業(yè)節(jié)約用水成效顯著。同時行業(yè)內(nèi)大批企業(yè)獲評節(jié)水標桿企業(yè),先后有20 家造紙企業(yè)分三批獲評國家級水效領跑者,5 家造紙企業(yè)分兩批入圍,這些先進典型為行業(yè)樹立了節(jié)水標桿,引領行業(yè)企業(yè)用水成效不斷提升,營造“節(jié)水促發(fā)展”的良好氛圍,推動節(jié)水型造紙工業(yè)的發(fā)展。
選擇低碳經(jīng)濟發(fā)展路線、實現(xiàn)造紙行業(yè)的節(jié)水減排是造紙企業(yè)增強自身競爭力、提升經(jīng)濟效益的重要措施[8]。
造紙行業(yè)節(jié)水標準體系建設開始于2002 年《取水定額 第5 部分:造紙產(chǎn)品》(GB/T 18916.5-2002)的起草和發(fā)布。根據(jù)原國家經(jīng)貿(mào)委工業(yè)節(jié)水“十五”規(guī)劃的要求,2005 年造紙工業(yè)取水量控制在55.6 億立方米以內(nèi),年均下降1.3%,即在產(chǎn)量增加的同時,總?cè)∷坎坏荒茉黾?,而且還要每年減少1.3%。因此造紙行業(yè)必須把節(jié)水工作擺在可持續(xù)發(fā)展的重要位置。為了強化管理,推動企業(yè)積極采用先進的節(jié)水技術和裝備,提高水的重復利用率,杜絕一切浪費水資源現(xiàn)象,認真貫徹“節(jié)流優(yōu)先,治污為本,提高用水效率”的方針,在原國家經(jīng)貿(mào)委的領導下,國家和地方的有關協(xié)會、學會、科研設計單位和企業(yè)的大力支持,有關專家的積極參與,制定了《取水定額 第5部分:造紙產(chǎn)品》(GB/T 18916.5-2002)。制定取水定額是我國水資源現(xiàn)狀嚴峻這一國情的必然要求,也是我國在市場經(jīng)濟條件下節(jié)水管理深入改革的客觀要求。
經(jīng)過20 年的發(fā)展,在水利、造紙、裝備等行業(yè)和相關職能部門不斷努力下,造紙行業(yè)節(jié)水標準體系從無到有,不斷完善,已經(jīng)發(fā)展為適用范圍涵蓋國家標準,行業(yè)標準,地方標準,團體標準的4級標準體系,內(nèi)容涉及取水定額,節(jié)水型企業(yè)評價、水平衡測試等,國家標準以推薦性管理標準為主。據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2022 年已頒布并正在實施的涉及造紙節(jié)水的國家標準有3 項,行業(yè)標準2 項(如表1 所示),覆蓋造紙行業(yè)90%以上產(chǎn)品產(chǎn)量的取用水管理。
表1 現(xiàn)行的部分節(jié)水標準
隨著整個行業(yè)取水、用水、節(jié)水的整體水平和能力的提升,與國家適行的節(jié)水政策、產(chǎn)業(yè)政策等相符合,《取水定額 第5部分:造紙產(chǎn)品》(GB/T 18916.5)經(jīng)歷兩次修訂,2022 年發(fā)布了GB/T 18916.5-2022,新版標準中定額分級分類,由原來的兩級現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè),調(diào)整為現(xiàn)有企業(yè)、新建和改擴建企業(yè)、先進企業(yè)取水定額值。與舊版標準相比,新建企業(yè)單位產(chǎn)品取水定額指標下降范圍0%~25%,并提出了先進企業(yè)取水定額值,為行業(yè)節(jié)水技術進步、管理提升提供動力,引領行業(yè)節(jié)水創(chuàng)優(yōu)爭先。
部分省份以定額標準或文件的形式,規(guī)定了造紙行業(yè)取水定額。地方標準的制定結(jié)合當?shù)匕l(fā)展規(guī)劃、自然資源、造紙產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等,具有地方特色,部分指標嚴于《取水定額 第5 部分:造紙產(chǎn)品》(GB/T 18916.5-2022)。
現(xiàn)行《節(jié)水型企業(yè) 造紙行業(yè)》(GB/T 26927-2011),確定了節(jié)水型企業(yè)評價的術語和定義、評價指標體系和考核要求,對節(jié)水型企業(yè)的節(jié)水技術和管理水平提出要求[9]。目前標準正在修訂。
《工業(yè)企業(yè)水系統(tǒng)集成優(yōu)化技術指南》(GB/T 30887-2021)代替原《鋼鐵聯(lián)合企業(yè)水系統(tǒng)集成優(yōu)化實施指南》(GB/T 30887-2014),除鋼鐵外,提供了包括石油煉制、造紙、酒精、粘膠纖維和化纖長絲織造等行業(yè)企業(yè)水系統(tǒng)集成優(yōu)化現(xiàn)狀調(diào)查、集成優(yōu)化以及效果評估的具體實施指南[10]。
《造紙企業(yè)水平衡測試方法》(QB/T 5571-2021)規(guī)定了制漿造紙企業(yè)水平衡及其測試方法、程序、結(jié)果評估和相關報告書格式。
對企業(yè)而言,節(jié)水意味著節(jié)約成本。以降低成本為目標,企業(yè)千方百計提升水效。所以節(jié)水標準體系的建設并不要求面面俱到,建設“簡而精,抓重點,有依據(jù)”的節(jié)水標準體系,既能發(fā)揮標準體系的管理作用,簡政放權(quán)、優(yōu)化服務,又能減輕企業(yè)壓力,敦促企業(yè)有的放矢,不斷提升水效、節(jié)約水資源。
節(jié)水的關鍵在于降低新鮮水用量,提高重復利用率。目前的節(jié)水標準體系,涵蓋了核定取水量的GB/T 18916.5-2022《取水定額 第5 部分:造紙產(chǎn)品》、規(guī)定節(jié)水型企業(yè)評價管理和技術指標的GB/T 26927-2011《節(jié)水型企業(yè) 造紙行業(yè)》、指導企業(yè)水系統(tǒng)集成優(yōu)化的GB/T 30887-2021《工業(yè)企業(yè)水系統(tǒng)集成優(yōu)化技術指南》、規(guī)范企業(yè)開展水平衡測試的QB/T 5571-2021《造紙企業(yè)水平衡測試方法》,以及地方造紙行業(yè)取水定額的標準,基本抓住了用水量和重復利用率兩個關鍵管理指標。
行業(yè)生產(chǎn)的復雜性是節(jié)水標準體系建設的主要難點。
造紙工業(yè)包括紙漿制造、紙及紙板制造和紙制品制造三個子行業(yè),后者以前者為直接原料,紙漿、紙及紙板可以是生產(chǎn)的中間產(chǎn)品,也可以是出廠的最終產(chǎn)品;纖維原料來自植物原料(木、竹、葦、草、棉、麻、甘蔗渣等)和廢紙;紙及紙板包括文化用紙、生活用紙、包裝用紙、工農(nóng)業(yè)用紙、特殊技術用紙、其它類用紙等若干大類。
造紙行業(yè)產(chǎn)品細分品種幾千種,各產(chǎn)品生產(chǎn)工藝差異較大。用不同的纖維原料采用不同的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)紙漿,進而生產(chǎn)不同的紙產(chǎn)品,工藝差異較大,取用水量等用水相關指標也有較大差異。
利用某單一原料采用相同工藝生產(chǎn)某單一產(chǎn)品的單一企業(yè)可以依據(jù)工藝、技術、管理水平等制定技術和管理指標標準。但對于多條生產(chǎn)線利用多種原料采用不同工藝生產(chǎn)多種產(chǎn)品的綜合性企業(yè),生產(chǎn)情況相當復雜。有生產(chǎn)多種紙及紙板的企業(yè),也有同時生產(chǎn)多種紙漿和多種紙及紙板的企業(yè),紙漿與紙及紙板間、不同紙及紙板間的生產(chǎn)組合千變?nèi)f化,每個企業(yè)的情況都不一樣,都存在著復雜的串并聯(lián)用水、按水質(zhì)梯級用水的現(xiàn)象。通過核算,生產(chǎn)多種產(chǎn)品的綜合性企業(yè)其某產(chǎn)品的單位產(chǎn)品取水量遠低于僅生產(chǎn)相同產(chǎn)品的單一企業(yè)的單位產(chǎn)品取水量。此外,綜合性企業(yè),根據(jù)訂單需要改產(chǎn),改產(chǎn)周期3 天~15 天,改產(chǎn)改變原料的配比和產(chǎn)品的品種和厚度,進而改變了紙機和對應的一條或多條紙漿生產(chǎn)線、造紙機的水平衡,產(chǎn)品單位取水量和水重復利用率也隨之變化。
以某代表性企業(yè)為例,企業(yè)有5 條制漿生產(chǎn)線,分別生產(chǎn)化學木漿、化學機械漿、化學葦漿及脫墨和未脫墨廢紙漿等,造紙機有20 余臺,每臺造紙機基本搭配1 條~2 條商品漿處理生產(chǎn)線,20 余臺紙機分別生產(chǎn)文化用紙、白卡紙、箱紙板、生活用紙、薄型包裝紙、工農(nóng)業(yè)特種紙等近百個品種。實際生產(chǎn)過程中,漿與紙之間不是一一對應的關系,企業(yè)根據(jù)訂單需要,按照客戶產(chǎn)品需求,生產(chǎn)不同紙漿,按不同紙漿配比,抄造不同厚度和技術要求的紙張產(chǎn)品,即使同一種產(chǎn)品,有可能所用紙漿種類、配比也不相同,紙漿、紙及紙板間存在著復雜的串并聯(lián)用水、按水質(zhì)梯級用水的現(xiàn)象。企業(yè)取水量始終處于波動狀態(tài)。紙漿、紙及紙板之間的生產(chǎn)組合變化時,每條紙漿生產(chǎn)線的產(chǎn)量是變化的,存在某漿種生產(chǎn)線按需停產(chǎn)或自制漿全部停產(chǎn)、購買商品漿的情況存在,這些都會改變水平衡系統(tǒng)并引起其他相關的多臺紙機或紙漿生產(chǎn)線的取水量變化。造紙產(chǎn)品種類眾多,沒有固定的產(chǎn)品分類組合模式。這就為確定綜合性企業(yè)單位產(chǎn)品取水量等技術指標帶來極大難度。目前大部分標準中的技術指標都是針對單一產(chǎn)品,對于綜合性企業(yè)的評估,需要參考標準中單一產(chǎn)品技術指標要求,結(jié)合生產(chǎn)實際進行考核。
現(xiàn)有節(jié)水標準體系聚焦管理指標,提出了企業(yè)要達到的指標要求,但尚不健全,缺少構(gòu)建完整標準體系網(wǎng)絡的重要環(huán)節(jié),缺乏對企業(yè)達標的指導,確定了企業(yè)取用水的要求,但沒有提供如何實現(xiàn)的技術依據(jù);現(xiàn)有標準體系中部分標準法律約束效力不足,需要升級;部分標準更新不及時,不能滿足技術進步和經(jīng)濟社會發(fā)展需求等。
現(xiàn)有體系中部分標準的技術指標過于嚴苛,實際生產(chǎn)中實現(xiàn)難度較大。單位產(chǎn)品取水量過低,為滿足生產(chǎn)需要,增加水循環(huán)次數(shù),水重復利用率過高,增大離子濃度,提高電導率,嚴重影響設備及產(chǎn)品品質(zhì),且易滋生微生物,形成“腐漿”,給紙產(chǎn)品帶來極大衛(wèi)生風險。
工業(yè)節(jié)水標準體系的導則類通用性標準中,對節(jié)水相關術語、公式等進行了規(guī)定,但不同行業(yè)不同企業(yè)見解上有偏差,企業(yè)在實際操作或計算過程中做法不一,體現(xiàn)在技術指標上有較大差異。這就給標準的制定帶來困擾,增大判定指標優(yōu)劣的難度,容易造成標準與實際偏差,降低標準的適用性、準確性和可靠性。
標準服務發(fā)展,建設完善的造紙行業(yè)節(jié)水標準體系,是推動行業(yè)節(jié)水、助力高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。建議:盡快制定節(jié)水技術規(guī)范標準,填補標準空白,引導企業(yè)達標貫標;抓緊制定非常規(guī)水利用相關標準,指導企業(yè)合理開發(fā)、規(guī)范利用非常規(guī)水資源,降低常規(guī)水取水量;順應技術進步和社會發(fā)展需求,及時更新相關標準,需要時對標準提標升級,提高標準適用性;加強團標建設,尤其針對行業(yè)生產(chǎn)的復雜性,鼓勵具有相似生產(chǎn)情況的企業(yè)積極參與團標編制;鼓勵行業(yè)內(nèi)規(guī)范技術指標計算方法,統(tǒng)一認識,提高標準的準確性和可靠性;針對行業(yè)生產(chǎn)復雜性,集合協(xié)會、學會、企業(yè)、設計院、科研院所等力量,優(yōu)化指標計算方法,解決標準制定的難點;加強標準化人才建設,培養(yǎng)既有職業(yè)素養(yǎng)、又具備專業(yè)素質(zhì)的專業(yè)人才隊伍,推動標準體系不斷完善;加強標準信息化建設,全面提升標準化信息服務能力[11],推動標準的宣傳推廣、貫徹實施等工作。
節(jié)水標準體系是推動企業(yè)節(jié)水、建設節(jié)水型社會的重要推手,節(jié)水標準體系的建設也是一項艱巨的系統(tǒng)工程。尤其對于生產(chǎn)情況極其復雜的造紙行業(yè)而言,要兼顧各種不同生產(chǎn)情況是統(tǒng)一指標確定過程中面臨的首要難題,也是當前完善標準體系的第一步。標準服務發(fā)展,引領發(fā)展,推進造紙行業(yè)節(jié)水標準體系建設,將進一步規(guī)范、推動造紙行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。造紙行業(yè)節(jié)水標準體系已經(jīng)初步建立,但仍需進一步完善指標計算方法、體系框架等,充分發(fā)揮標準的服務和引領作用,推動中國式現(xiàn)代化的實現(xiàn)。