◎ 黎 冉,劉軍杰,李季春,彭佳琪
(中國(guó)輕工業(yè)成都設(shè)計(jì)工程有限公司,四川 成都 610000)
為了推動(dòng)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)與高質(zhì)量發(fā)展,國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人提出,中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[1]。這指明了我國(guó)面對(duì)氣候變化問(wèn)題要實(shí)現(xiàn)的“雙碳”目標(biāo)。碳排放主要與行業(yè)生產(chǎn)工藝息息相關(guān),想要實(shí)現(xiàn)行業(yè)碳減排,完成“雙碳”目標(biāo),就必須突破原有工藝流程的關(guān)鍵瓶頸及核心技術(shù)。我國(guó)白酒行業(yè)的多數(shù)企業(yè)一直以傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝為主,這些生產(chǎn)方式不僅會(huì)大量消耗能源,還會(huì)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的碳排放。同時(shí)由于行業(yè)內(nèi)部環(huán)境也正在發(fā)生變化,傳統(tǒng)模式已無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)的瞬息萬(wàn)變,利潤(rùn)空間持續(xù)受到擠壓,需要通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)降本增效,以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。故而“雙碳”目標(biāo)不僅對(duì)改善環(huán)境、保護(hù)生態(tài)具有重要意義,還是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。
早期的白酒釀造工藝是一種粗放式、傳統(tǒng)式的運(yùn)作方式,其生產(chǎn)存在高能耗、高排放、高污染的特點(diǎn)。目前,我國(guó)年平均生產(chǎn)白酒(65%vol)600 萬(wàn)t 左右,所耗標(biāo)煤100 億kg,折CO2排放量約2 000 萬(wàn)t 和28 萬(wàn)t 以上的SO2。同時(shí),在釀酒過(guò)程中產(chǎn)生的酒糟有6 000 萬(wàn)t 以上,這些酒糟中含有50%以上的有機(jī)物和1%左右的有機(jī)酸,而目前我國(guó)酒糟的利用率還不到30%,未利用的酒糟被當(dāng)作廢棄物,給人們的健康與生存環(huán)境造成了一定的危害和污染。
2007 年,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)白酒制造業(yè)》(HJ/T 402—2007),其中規(guī)定了白酒制造業(yè)清潔生產(chǎn)的一般要求。雖然為國(guó)家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),但該標(biāo)準(zhǔn)只是指導(dǎo)性的,對(duì)一些規(guī)模較小的企業(yè)約束性并不高。近幾年,各地[2]陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)白酒單位產(chǎn)品綜合能耗標(biāo)準(zhǔn)以規(guī)范白酒市場(chǎng),有效促使一些實(shí)力弱、規(guī)模小、不規(guī)范的企業(yè)轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勝劣汰,有助于整個(gè)白酒產(chǎn)業(yè)升級(jí)[3]。我國(guó)主要的白酒單位產(chǎn)品綜合能耗標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
表1 我國(guó)白酒單位產(chǎn)品綜合能耗標(biāo)準(zhǔn)表
近年來(lái),我國(guó)白酒行業(yè)正積極推動(dòng)綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展。2014 年起,茅臺(tái)[4]陸續(xù)投資億元進(jìn)行“煤改氣”工程建設(shè),已實(shí)現(xiàn)年減碳73 萬(wàn)t。此外,茅臺(tái)還積極推行綠電替代項(xiàng)目。2022 年年度報(bào)告數(shù)據(jù)顯示,報(bào)告期內(nèi),茅臺(tái)共投入環(huán)保資金3.81 億元,通過(guò)綠電減少碳排放3.29 萬(wàn)t。目前,茅臺(tái)已提前完成2023—2025 年度的綠電采購(gòu)工作,采購(gòu)綠電4 400 萬(wàn)kW·h,2023 年起已實(shí)現(xiàn)100%綠電覆蓋[5]。五糧液[6]在行業(yè)內(nèi)率先推進(jìn)煤改氣,2013 年開(kāi)始,五糧液投資1.7 億元實(shí)施“煤改氣”工程,已于2018 年實(shí)現(xiàn)天然氣全部替代煤炭,100%使用清潔能源,每年可節(jié)耗標(biāo)準(zhǔn)煤約4 萬(wàn)t,減排二氧化碳約20 萬(wàn)t、二氧化硫約900 t、氮氧化物約500 t。在碳管理體系上,五糧液在行業(yè)內(nèi)率先建立溫室氣體排放管理體系,并持續(xù)開(kāi)展碳核算與第三方認(rèn)證,建立健全溫室氣體排放清單,并積極參與推動(dòng)行業(yè)降碳,推動(dòng)建立建全行業(yè)雙碳標(biāo)準(zhǔn)體系。除白酒龍頭企業(yè)外,各大型白酒企業(yè)紛紛在政策指引下,在目前智能化升級(jí)改造的趨勢(shì)下,也愈發(fā)重視環(huán)保問(wèn)題,開(kāi)始嘗試新技術(shù)。
通過(guò)發(fā)展當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè),就近采購(gòu)原料,節(jié)省運(yùn)輸能耗;原料運(yùn)輸時(shí)采用清潔能源汽車(chē)等,可在源頭上進(jìn)行碳減排。
3.2.1 谷殼清蒸
可采用新型蒸餾技術(shù),如多層蒸餾方式,蒸汽可多次利用,提高能源利用率?,F(xiàn)已有清蒸冷卻一體機(jī),該設(shè)備集清蒸機(jī)與冷卻機(jī)于一體,具有占地面積小、清蒸效果好、節(jié)約蒸汽、產(chǎn)量大的特點(diǎn)。
3.2.2 發(fā)酵
建設(shè)節(jié)能型酒窖,采用先進(jìn)的加熱、制冷、通風(fēng)等設(shè)備,控制酒窖內(nèi)溫度和濕度,減少能源消耗。優(yōu)化酒精發(fā)酵工藝流程,控制發(fā)酵溫度和時(shí)間,減少能源消耗。
3.2.3 蒸餾接酒
采用清潔能源蒸酒,同時(shí)使用高效節(jié)能的蒸汽鍋爐或燃?xì)忮仩t等,提高熱能利用率,降低能源消耗。某項(xiàng)目釀酒采用直燃節(jié)能系統(tǒng)[7],可有效提高能源利用率,節(jié)省燃料效果極為顯著:采用直燃甑的情況下,直燃供氣每甑每小時(shí)耗氣17.09 m3;鍋爐供汽每甑每小時(shí)耗氣20.99 m3,直燃供氣比鍋爐供汽每甑每小時(shí)節(jié)約天然氣3.9 m3。若鍋爐用水的水處理裝置采用二級(jí)反滲透,鍋爐供汽比直燃供氣全年多用水92 萬(wàn)m3;若鍋爐用水的水處理裝置采用軟水器,鍋爐供汽比直燃供氣全年多用水67 萬(wàn)m3。直燃節(jié)能系統(tǒng)不僅能夠降低天然氣的耗量,還能大大節(jié)省水耗。此外,在蒸酒區(qū)域,接酒的冷卻裝置增加分水盤(pán),可以加大冷卻器換熱面積,降低冷水消耗,節(jié)約用水量。
3.2.4 酒糟處理工藝
酒糟是釀酒后產(chǎn)生的殘?jiān)?,被廣泛應(yīng)用在飼料、有機(jī)肥、燃料等領(lǐng)域,是“變廢為寶”的典范。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每生產(chǎn)1 t 白酒要耗糧2 ~3 t,耗煤0.6 ~1.5 t,產(chǎn)生酒糟8 ~10 t,尤其是優(yōu)質(zhì)酒更是低產(chǎn)高耗。
對(duì)于酒糟的處理方式較多,也較為成熟。如酒糟加入糧食和曲料后,可再次發(fā)酵復(fù)烤;廢棄酒糟加上酒生產(chǎn)過(guò)程中的高濃度廢水調(diào)成一定濃度的漿液可生產(chǎn)沼氣;廢棄酒糟可作為鍋爐燃料[8];酒糟經(jīng)發(fā)酵、陳化等工藝被制成高品質(zhì)的有機(jī)肥,有機(jī)質(zhì)含量在70%左右,反哺農(nóng)業(yè);增加曲草可轉(zhuǎn)化為飼料,用于牛羊等畜禽的養(yǎng)殖。對(duì)于酒糟的處理,茅臺(tái)有一套完備的循環(huán)再利用流程,構(gòu)建了從酒到飼料的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系,即酒→氣→肥→飼料。
3.2.5 黃水處理工藝
白酒在生產(chǎn)過(guò)程中,酒窖窖池底會(huì)產(chǎn)生黃水,和蒸餾過(guò)后的固體丟糟一樣富含酸、酯、醇和醛等特殊的呈香呈味物質(zhì)。長(zhǎng)期以來(lái),一般酒廠普遍采用底鍋水串蒸、灌窖發(fā)酵和黃水酯化蒸餾來(lái)實(shí)現(xiàn)其再利用,但其利用率很低。四川某酒廠黃水產(chǎn)生量約2 萬(wàn)t/年。公司于2007 年開(kāi)始實(shí)施了“超臨界二氧化碳萃取酒用香源建設(shè)項(xiàng)目”,對(duì)自產(chǎn)黃水進(jìn)行超臨界二氧化碳萃取,收集風(fēng)味物質(zhì),并全部應(yīng)用于白酒勾調(diào)。
3.2.6 冷卻水的回收利用
每生產(chǎn)1 t 白酒,需要消耗30 ~40 t 水,其中冷卻水約占總耗水的50%[9]。冷卻水雖不含有毒有害物質(zhì),但由于攜帶了大量的熱量,直接排放將對(duì)環(huán)境造成熱污染,破壞周邊生態(tài)系統(tǒng)[10]。溴化鋰吸收式制冷機(jī)作為一種高效冷卻水處理技術(shù),可降低冷卻水的溫度,達(dá)到回收利用的要求,并回收釀酒車(chē)間熱水的余熱進(jìn)行制冷。整個(gè)系統(tǒng)節(jié)水率可在80%以上[11],是一種較為高效的資源回收利用方式。
3.2.7 其他
加快淘汰落后、低效、高耗用水設(shè)備,在潤(rùn)糧、麥曲制作、曲房控濕和罐裝洗瓶等環(huán)節(jié)推廣應(yīng)用高效節(jié)水設(shè)備。同時(shí)推進(jìn)節(jié)水治污技術(shù)改造,通過(guò)工業(yè)用水重復(fù)利用、工藝系統(tǒng)節(jié)水、廢水深度處理回用和實(shí)行熱能梯級(jí)利用等多種途徑,降低單位產(chǎn)品用水量。此外,加強(qiáng)設(shè)備檢修,確保大功率、重要設(shè)備等的運(yùn)行狀態(tài)良好;減少設(shè)備運(yùn)行中的能耗,采用全自動(dòng)化釀酒生產(chǎn)設(shè)備,配套自動(dòng)化控制系統(tǒng),也可減少釀酒過(guò)程能耗問(wèn)題。
踐行清潔生產(chǎn),樹(shù)立企業(yè)清潔生產(chǎn)理念,長(zhǎng)期培養(yǎng)員工低碳生產(chǎn)文化,將生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能、降碳、減污的操作細(xì)節(jié)和注意事項(xiàng)落實(shí)到位。加強(qiáng)大曲發(fā)酵倉(cāng)管理,科學(xué)控制發(fā)酵大曲數(shù)量、發(fā)酵時(shí)間,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵倉(cāng)內(nèi)的溫度、水分。在確保艙內(nèi)保溫保濕的前提下,合理鋪設(shè)稻草,避免稻草出現(xiàn)發(fā)霉,腐爛情況,減少稻草使用量;曲塊粉碎裝置供電、行車(chē)供電、蒸酒用電均采用清潔能源供電。
在“雙碳”背景下,白酒企業(yè)可不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔的能源和原料、采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過(guò)程中污染物的產(chǎn)生和排放,以減輕或消除對(duì)人們健康和環(huán)境的危害。白酒企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)能源管理,采用科學(xué)的生產(chǎn)計(jì)劃和節(jié)能措施,提升清潔生產(chǎn)水平,降低能源消耗,提高生產(chǎn)效率,實(shí)現(xiàn)全過(guò)程減排。