面向未来的创新：制浆造纸业如何谱写可持续未来的新篇章

面向未来的创新： 制浆造纸业如何谱写可持续未来的新篇章 简介 制浆造纸业将在世界向循环经济和低碳社会过渡的过程中发挥重要作用。作为可持续森林管理和回收利用理 念的倡导者，该行业拥有独特的 价值 主张─其 产品本质上 是可再生的。这份交互式的行业白皮书将重点探索制浆造纸价值链蕴含的创新主题及如何将其转化为践行可持续发展的动力。 本文研究了该行业的发展历程、在数字化时代的转型进程及其与全球脱碳的相关性，以淘汰化石基产品─尤其是由化石燃料制成的一次性塑料，代之以绿色替代品。此外，还探讨了制浆造纸产业链上下游和相关产业的创新动态，聚焦世界各地的包装、纺织品和生物基材料的发展现状。 值得 一 提 的是，本文 还 分享了包 括 对MetsäGroup、Sappi、Smurfit Westrock、Södra、Modellfabrik Papier、Metsäteollisuus等组织和技术领军企业ABB进行深入访谈后获得的行业洞见。 本行业白皮书是题为《力行致远-制浆造纸业的可持续发展》的三部曲之一。另外两篇的主题涉及“脱碳运营”和“资源效率”。 前言 “力行致远”是制浆造纸价值链的创新 制浆造纸业将在未来的世界中扮演什么角色？答案是关键角色。制浆造纸价值链的创新有助于摆脱一次性塑料等基于化石燃料的产品以及实现工业流程脱碳。 A B B深 知 在 可 持 续 发 展 方 面实 现 “ 力 行 致 远 ”对 我 们未 来 的 重 要 性─所 谓 实 践 出 真 知。无 论 对于 企 业 在纸 质 包 装 、可 再 生 纺 织 纤 维 领 域 的 创 新，还 是 对 于Modellfabrik Papier等产业联盟联合探索如何重新改造制浆造纸工艺以更具可持续性，都是如此。 制浆 造 纸 业 具有 相当高水平的 循 环性。就 行业 总体而言，可持续发展贯穿其整个价值链，因为该领域以天然可再生资源为核心，不仅可以通过回收来实现闭环，还可以为其他行业提供服务，帮助它们转向对环境影响较小的材料或燃料，并支持循环经济模式。 我们希望本文既内容丰富又鼓舞人心。凭借负责任的领导力和研发投资，制浆造纸业能够助力塑造可持续的低碳未来。这就是“力行致远”，让每个人都能从中受益。 当然，创新是可持续发展价值主张的核心，这也是本文强调制浆造纸业当前创新现状的原因。作为三部曲的开篇之作，本文将深入探讨制浆造纸业在可持续发展方面取得了哪些实质进展。 刘月明ABB制浆造纸业务中国区负责人 传承创造性和循环性的悠久历史 制浆造纸的内在价值源于创新的历史。该行业是“回收再利用”原则的先驱─循环经济的核心原则，有助于在一个不断发展的世界中应对可持续性的核心挑战1。 “纸”一词的词源揭示了一个人类发明的故事，可以追溯到古埃及人，他们将纸莎草纸（papyrus，纸这个词的来源）编织和压制成书写纸张。 创新，必须转向可再生燃料来源和技术，以大幅改善能源和水资源的使用效率。 然而另一方面，制浆造纸业可以利用其他行业所无法比拟的循环性历史。在19世纪中叶之前，制浆造纸厂使用棉花、大麻和亚麻布等旧碎布作为原材料，这证明了该行业是回收利用的早期践行者4。这一历史事实还揭示了该行业采用非木纤维进行协作创新的能力，以及如何支持纸张或纸板以外的其他应用。重要的是，该行业在过去数十年中发生了天翻地覆的变化，展现出了良好的适应和转型能力，这一点也昭示了其未来。 然而，我们今天所熟知的造纸术是在近两千年前发展起来的，当时一位名叫蔡伦的中国官员设计了一种使用筛网将植物纤维浓浆制成片材的方法。采用这种工艺制成的第一批纸张使用了收割的植物纤维，如桑树和竹子，以及回收的渔网和大麻废料2,3。 尽管造纸技术自诞生以来取得了长足发展，但基本原理至今未变。这一事实带来了挑战和机遇。 一方面，制浆 造 纸 业 必须 反 思生 产工艺以 减少排 放。减少范围1和2的排放要求该行业进行迄今为止最重大的 在数字化时代华丽转身 这似乎有点自相矛盾，但数字化时代确实为制浆造纸业创造了新的增长机遇。其部分原因归结于该行业随着数字化时代的到来和图文纸需求下降的背景下，能够重组和调整其产品重心。其他产品的发展，包括卫生和纺织品应用的包装 纸、纸巾和纸浆，也与之密切相关。 事 实 上，麦肯 锡 的 研究 表明，纸 张 和 林 木产品 行业 正在 增 长5。人口增长、经济发展、电子商务以及最近兴起的消费者对可持续产品的偏好和环境问责制推动了这一增长。该行业正在将其重心转向提供可以替代化石燃料基材的产品，即塑料。此外，市场对木质纺织品、建筑材料和溶解浆的需求也在不断增长，因为它们可以用作其他材料的可持续替代品6。 行业快照：关键统计数据 纸张和纸板市场 溶解浆市场 •全球溶解浆（DP）市场正在增长，预测复合年增长率3.2% •全球统计数据显示，2022年纸张和纸板的产量超过亿吨4.14–与上一年相比增长4%。 到2031年为 对可持续、可再生产品的需求不断增长以及DP的多样化应用被认 为是该市场不断 增长的驱 动因素8。 •2024年Sappi的一份报告估计DP市场的价值（基于每年890万吨的产量、每吨940美元的价格计算）9。84亿美元在2024年为 同一项研究还显示，相对于1990年，全球纸张和纸板消费增长约75%预计未来数十年将继续增加，到2030年将超过4.6亿吨7。 纸张回收利用率 塑料统计数据 •与纸张和纸板生产类似，全球塑料产量为每年4亿吨。 •纸张和纸板是世界上回收利用率最高的材料之一， •然而，塑料的回收利用率无法比肩纸张和纸板的回收利用率—估计所有生产出的塑料中，只有 全球平均回收利用率略低于60%(59.9%)10. 9%被回收利用14。 •所有生产出的塑料中，超过三分之一用于包装（36%），并且85%的塑料包装最终被填埋15。 •美国林业及纸业协会的统计数据显示，2022年，的纸张被回收利用，67.9% •在 过去数十年里，塑料的生 产和消费 迅速 增加─迄今为止生产的塑料中有一半以上是在2000年之后生产的，预计到2050年，全球塑料年产量将翻一番16。 从城市垃圾中回收的纸张比铝、玻璃、塑料和钢的总和还要多（按重量计）11。 •世界经济论坛和艾伦麦克阿瑟基金会的一份报告指出，如果不采取措施减少塑料垃圾，到2050年，世界海洋中的塑料总重量会比鱼还多17。 •在欧洲，纸张和纸板是回收利用率最高的包装材料，高于玻璃和金属，回收利用率在 •几乎所有一次性塑料（98%）都是由化石燃料制成的18。 可持续发展既是创新驱动力，也是业务基本原则 “我们已将可持续发展融入我们业务的方方面面─这是我们价值主张的一部分。”– Sappi集团可持续发展与投资者关系负责人Tracy Wessels表示。 通过负责任的领导力，制浆造纸业有望对全球产生真正的积极影响。可持续发展是该行业的本能─毕竟其生计围绕着天然的可再生资源展开。然而，许多制浆造纸企业将可持续发展植根于运营中，不仅仅是出于政府法规或保护资源，还因为他们将可持续发展视为具有积极社会影响的压倒性商业战略。 创新是可持续发展和产出的核心。在更高层面上，没有创新就无法实现净零造纸。这要求各方在技术研发领域通力合作，大幅减少造纸工艺的能源消耗。与此同时，个别企业加大自身价值链的创新投资，这对于其业务成功和未来可持续发展都不可或缺。 “该行业早在数十年前就开始了负责任林业和防治污染工作，”ABB制浆造纸业务中国区负责人刘月明表示，“如今，我们的客户正借助可持续发展的东风，在实践过程中主动提高可持续性。很高兴能看到他们将业务原则与更广泛的社会目标统一起来。” 上游创新 在制浆造纸过程中，用其他植物纤维来替代或补充木纤维能否达到商业化的规模？能否延长木纤维的生命周期？这些是制浆造纸业上游创新试图回答的一些问题。本文的这一部分内容将特别探讨代替树木采伐的纤维替代品。它将上游创新分为两大类：纤维回收（包括纸张和纺织品）和木纤维的植物性替代品（即可以重新利用的农业废料，如稻草和甘蔗渣）。 再生纸纤维 纸纤维回收利用的次数是有限的，因为最终纤维素纤维会变得太短而无法使用。然而，在扩大这些纤维的平均使用次数和纸质产品的回收率方面已经取得了实质进展。例如，跨行业联盟4evergreen等倡议共享专业知识来开发新的工具，到2030年将包装中纤维的回收利用率从82.5%提高到90%19。 对于垂直整合公司Smurfit Westrock来说，纸纤维回收利用的创新是一个核心重点，因为它支持该公司提供可持续包装解决方案的能力。该公司的目标是通过将回收成分与原生纤维混合，将纸纤维回收七次─这一目标反映在其原生纸厂与再生纸厂1：7的比例上。 然而，负 责Smur f it Westrock可 持 续 发 展和BetterPlanet Packaging项目的总监Jurgita Girzadiene表示，该公司正努力做得更好。 “目前，我们在纸纤维首次生产后大约使用7次，但来自奥地利的新实验室研究表明，纤维可以回收更多次—有望达到25次。因此在这一领域，我们将与技术合作伙伴进行合作，探索如何延长纤维的使用寿命，”她说，“在纸质包装方面，我们必须不断寻找创新方法来重复使用我们的资源。” 为了支持不断增长的延长再生纸纤维的需求，数字纤维分析技术取得了突破，可以帮助工厂优化和实现提纯控制。例如，在线纤维检测可用于对原材料进行分类并确定准确的提纯要求，从而最终改善配方管理和产品质量。 了解 智 利 纸 厂F P C P a p e l e s─一 家 使 用100%回收材料生产高质量箱板纸和瓦楞纸的公司如何通过控制工厂的提纯量来改善其满足强度规格的能力。这主要是通过调整从各种源头回收的纤维的测量过程来实现的。20 FPC Papeles使用Fiber Tester Plus纤 维 分 析 仪 来 改 善 回 收 材 料 的 提 纯工艺 阅读更多 来自废旧纺织品的纤维 回收纺织纤维的发展势头一路高涨。例如，瑞典的知名森林所有者协会Södra是全球首个从混纺织物中大规模回收纺织纤维的组织。这种上游创新对于该集团能够以OnceMore®品牌为时装行业生产高质量纺织浆料至关重要。该集团从供应合作伙伴回收混纺纤维纺织废料，其中包含至少70%的棉和30%的涤纶。 “ 我 们 拥有一 个 北 欧 洗 衣 店网 络从富 含 棉 花 的 纺 织 废料（如酒店床 单 或毛巾）中回收 纤 维，并创建了一 个系统 来 收 集 和 分 类 这 些 纤 维，”O n c e M o r e ®项目经 理Åsa Degerman表示，“我们的目标是增加最终产品中的纺织废料含量，为此，我们必须完善该系统并从欧洲境外采购原料。例如，我们正在孟加拉国建立合作伙伴关系，可以从该国服装制造商那里获得纺织品边角料。” Åsa预测聚酯纤维的回收将进一步发展—对Södra和整个行业而言都是如此。通过OnceMore，Södra还大力投资于净化回收纺织废料的技术，使该集团能够处理有色物品和消费后纺织品。 植物性纤维替代品 制浆造纸企业投资植物性纤维来替代木材的趋势日益明显。欧洲造纸工业联合会（CEPI）与德国研究机构nova-Institute联合进行的一项研究发现，欧洲有33家公司正在积极使用非木纤维制造纸品，其中食品包装和食品专用纸是最常见的应用21。 此外，在制浆造纸过程中短纤维技术的创新使非木纤维作为原材料更加可行22。甘蔗渣或小麦、玉米或水稻的秸秆等农业废料成为了炙手可热的商品，因为它们储量丰富、价格低廉，并且农业废料不用再填埋处理还具有额外的可持续性效益。 甘蔗渣 秸秆 在所有可用的农业纤维中，甘蔗渣被认为是最有前景的一种。甘蔗渣是甘蔗糖茎去除糖汁后多余的部分。当这种秸秆被制浆时，相比玉米、棉花的秸秆或者水稻和小麦的禾秆等其他农作物都更能满足造纸的要求。 在实现工业规模的木材造纸之前，秸秆就