Главная

Прайс-лист

Гофроупаковка

Услуги

Продукция

Обратная связь

Контакты

Макулатура

Свяжитесь с нами

+7 (495) 989-43-69
(многоканальный)

e-mail: arz-p@arzpuck.ru

8-926-917-76-62
8-926-917-76-69

+7 (499) 123-54-44,
+7 (499) 124-56-63,
+7 (499) 797-49-76,
+7 (499) 127-67-40,
+7 (499) 127-18-78,
+7 (499) 755-71-13.

Влияние производства и использования бумаги и картона на окружающую среду

Экологические проблемы

В настоящее время существует ряд проблем, вызывающих беспокойство с точки зрения экологии, а именно:

• лесозаготовки;

• получение волокнистых полуфабрикатов химическим и механическим способом (производство древесной массы);

• отбелка;

• производство бумаги и картона;

• нанесение печати, изготовление упаковки и собственно упаковывание;

• логистика (хранение, дистрибьюция и реализация упакованных изделий). Воздействие на окружающую среду происходит за счет использования ресурсов:

• энергии;

• воды;

• химических веществ;

• а также в результате:

• процессов производства;

• паро- и газовых выбросов в атмосферу;

• сбросов сточных вод;

• образования твердых отходов при лесозаготовках, в производстве и дистрибьюции бумаги и картона,

• а также при утилизации отходов упаковки.

Потребление энергии

Энергия используется при варке и отбелке целлюлозы, а также в производстве и использовании упаковочной бумаги и картона. Затраты на энергию составляют примерно четверть общих затрат на изготовление бумаги и картона.

Источник энергии и потребляемое ее количество зависят от способа производства бумаги и картона, метода нанесения печати, изготовления упаковки, технологии упаковывания, логистики и места использования энергии.

При варке целлюлозы (химическом разделении волокон) для растворения нецеллюлозных компонентов древесины используют химические вещества. Отделенные нецеллюлозные компоненты (лигнин и гемицеллюлозы) используются в качестве топлива для получения электроэнергии и пара. Древесина, таким образом, является источником энергии, применяемой как для выделения целлюлозы, так и для ее отбелки. На интегрированных производствах, где бумагу и картон получают там же, где и целлюлозу, побочные продукты переработки древесины дают электроэнергию и пар для технологических процессов. Этот источник энергии, биомасса, является возобновляемым и стабильным — именно поэтому 53% бумаги и картона в Европе и 55% в США производится с использованием энергии, получаемой из биомассы.

При разделении древесины на волокна механическим способом и получении волокон из вторичного (макулатурного) сырья также используется электроэнергия. Заводы, использующие древесную массу и вторичные волокна (макулатуру), применяют вырабатываемые электроэнергию и пар на месте. Электроэнергия используется для перекачки волокнистой суспензии (массы), для привода бумаго- или картоноделательной машины (БДМ и КДМ), для обезвоживания отсасыванием и отжимом, а также для сушки покрытий излучением. Пар используется в сушильных цилиндрах БДМ и КДМ и для иных производственных нужд. Источником энергии для всех этих процессов чаще всего служит ископаемое топливо (в Европе — нефть и уголь, в России в настоящее время это обычно природный газ). Доля энергии, получаемой из нефти и угля, упала с 29% в 1990 г. до 15% в 2000 г.(использование торфа сокращается по экологическим соображениям).

При переработке древесной и макулатурной массы на бумаго- и картоноделательном оборудовании, при нанесении печати, изготовлении упаковки, а также в процессе упаковывания используется электроэнергия. Ее обычно получают из внешних источников, поэтому получение энергии и возобновляемость ее источников зависят от способов выработки электроэнергии в данном регионе. В некоторых регионах преобладают гидроэлектростанции (6,6% глобального энергоснабжения), в других — атомные электростанции (6% глобального энергоснабжения). В большинстве стран, однако, основным источником энергии для промышленности, включая целлюлозно-бумажную отрасль и индустрию упаковки, а также для коммунальных нужд являются ТЭЦ, работающие на ископаемом топливе (угле, нефти и газе, 80,4% глобального энергоснабжения).

Мы живем в эпоху «нефтяной экономики» с очень высокими ценами на нефть, что препятствует развитию альтернативных источников энергии. Это также является причиной того, что разработка разведанных запасов нефти прогнозируется на относительно короткое время, поскольку нерентабельно проводить изыскательские работы, а совершенствование технологий позволяет увеличивать процент отдачи от уже эксплуатирующихся месторождений, тем более что современные технологии способствуют снижению энергопотребления.

Тем не менее со временем ресурсы ископаемого топлива (газа, нефти и угля), служащие в настоящее время основным источником энергии, будут исчерпаны. Вместе с тем технология разработки разведанных месторождений, наряду с открытием новых источников энергии, продолжают отодвигать этот момент. Кроме того, существуют такие резервы, как нефтеносные пески и горючие сланцы. В настоящее время в Канаде уже ведется (в небольших масштабах) добыча нефти из нефтеносных песков.

Получение энергии из горючих сланцев велось в Германии еще в 1595 г., а первый патент был выдан в Лондоне в 1696 г., но хотя запасы сланцев велики, технология, необходимая для использования этого источника в промышленных масштабах, довольно сложна и, следовательно, дорога. Тем не менее такой потенциальный источник энергии существует. При существующих темпах роста энергопотребления запасов нефти хватит на 40 лет, природного газа на 60, а угля на 230 лет. Использование каменного угля как топлива в настоящее время сокращается из-за его высокой стоимости, обусловленной необходимостью удаления вредных загрязняющих веществ. Нефть и природный газ, в конечном итоге, станет труднее находить и использовать, и, следовательно, они станут дороже. Тогда резервы других видов ископаемого топлива и альтернативные источники энергии, которые в настоящее время обходятся дороже нефти, станут коммерчески привлекательными. Возобновляемые источники энергии по определению восполняемы, и возможно, что определять выбор источника энергии будут другие экологические приоритеты.

Наиболее вероятный сценарий, следовательно, таков: чтобы уменьшить выбросы углерода в атмосферу, мы будем рассматривать альтернативы ископаемому топливу скорее раньше, чем позже. В странах ЕС поставлена цель увеличить к 2010 г. долю энергии, получаемой из возобновляемых источников, до 12%.

Расширение применения уже используемых альтернатив ископаемому топливу имеет свои ограничения. По экологическим соображениям использование гидроэлектростанций вряд ли может быть значительно увеличено; тот же вывод, хотя и по другим причинам, можно сделать относительно атомной энергии.

В промышленно развитых странах альтернативные возобновляемые источники энергии (энергия ветра, волн, солнечная и геотермальная энергия, биогаз и биомасса, включая древесину) дают лишь небольшую долю энергии (в Европе в 2001 г. она составляла немногим менее 6%).

Вопрос использования древесины (биомассы) в качестве источника энергии в промышленно развитых странах особенно важен для целлюлозно-бумажной промышленности, так как это привело бы к конкуренции в использовании древесного сырья. Тем не менее использование древесины в качестве возобновляемого источника энергии следует приветствовать. Использование молодой древесины из тополя и ивы (с их вырубкой каждые 3-5 лет) и стимулирование вегетативного лесовозобновления — традиционная практика, возрожденная в современном виде.

Геотермальная энергия, использующая тепло недр земли, может использоваться там, где она легко доступна. Так, это основной источник электроэнергии в Исландии, однако существуют коммерческие и технические проблемы передачи такой электроэнергии на большие расстояния к основным потенциальным потребителям (например, в Великобританию). Геотермальная энергия используется и в других странах (особенно в западных областях США и в Новой Зеландии; существует даже небольшая электростанция в Великобритании, где тепло получают с глубины 1800 м, — Саутгемптонская геотермальная станция). Для расширения использования этого ресурса существуют коммерческие и технические ограничения.

Электроэнергию получают также с помощью ветровых электростанций, биогаза и солнечной энергии. В небольших масштабах используют энергию морских волн (приливные электростанции). Считается, что основная причина недостаточного еще применения возобновляемых источников энергии — коммерческая, даже несмотря на то что цена 1 кВт-ч энергии ветра уже в десять раз меньше, чем в 1980 г. (это наиболее быстро развивающийся источник электроэнергии, становящийся конкурентом на рынке электроэнергии).

К числу прочих источников электроэнергии относится сжигание мусора (см. раздел 6.3.3 в главе 6) некоторых сельскохозяйственных отходов, например, подстилка для птицы. В Великобритании работают три подобных электростанции общей мощностью 75 МВт.

Отличным источником энергии мог бы служить водород, так как в результате реакций образуется вода, однако его получение, дистрибьюция и использование требует дополнительных технических разработок. На конференции в 2003 г. утверждалось, что «...водород может быть получен из ряда первичных источников энергии (природного газа и угля) и возобновляемых источников, а также с помощью других технологий, в частности электролиза воды или конверсии природного газа», то есть главным образом на основе ископаемого сырья. В ограниченных масштабах для получения электроэнергии используются спирт из органических источников и метан из биогаза.

В развивающихся странах традиционными источниками энергии являются древесина, древесный уголь и другие отходы животного и растительного происхождения, включая багассу (жом сахарного тростника), которые обеспечивают 25% энергетических потребностей развивающихся стран.

Итак,

• 50% энергии, используемой в производстве бумаги и картона, получают из воз обновляемых источников;

• доля энергии, получаемой из возобновляемых источников, в общем объеме используемой энергии растет (тем не менее не должно создаваться впечатления, что это намного уменьшит существующую зависимость от ископаемого топлива);

• что касается возобновляемости (устойчивости), то в ближайшем будущем проблем с запасами ископаемого топлива не ожидается, хотя стоимость его будет возрастать по мере использования все более труднодоступных месторождений.

Другой путь обеспечения энергетической стабильности в целлюлозно-бумажной промышленности — это более эффективное использование существующих источников энергии. Бумажные фабрики традиционно производили электричество и пар на месте путем нагрева воды, получая пар высокого давления. Этот пар используется в турбинах для выработки электроэнергии, а пар низкого давления — для нагрева сушильных цилиндров. Главное здесь — обеспечить производство достаточного количества пара для сушки.

Значительный вклад бумажной промышленности в экономию электроэнергии и уменьшение выделения СО₂ дает использование в ТЭЦ природного газа (рис. 2.4). В этом случае для получения электроэнергии природный газ поступает в газовую турбину. Температуру горячих выпускных газов повышают за счет нагрева с помощью дополнительного топлива, и они используются для получения пара, который затем проходит через паровую турбину для получения электроэнергии. Выпускаемый пар используется для обеспечения теплом предприятия по производству бумаги или картона. Тем самым достигается более эффективное использование топлива по сравнению с традиционным котлом и паровой турбиной и эффективнее используется электроэнергия национальной энергетической системы. Такие ТЭЦ имеют несколько преимуществ — меньшее потребление топлива при заданной выработке электроэнергии и сбалансированный выход электроэнергии и пара.

Экономия энергии на подобных ТЭЦ составляет около 30-35% по сравнению со стандартными котлами. Кроме того, на единицу электроэнергии выделяется меньше СО₂, SO₂ и NO_X, а избыток электроэнергии может быть передан другим потребителям, сокращая тем самым использование менее эффективно полученной электроэнергии. Первоначальные капитальные затраты на подобную ТЭЦ довольно высоки, но коммерческая эффективность зависит от отпускной цены на электроэнергию, передаваемой другим потребителям.

Новая теплоэлектроцентраль в г. Уоркингтоне обеспечивает картонной фабрике значительно большую энергетическую эффективность по сравнению с использованием электроэнергии из национальных сетей общего пользования. Выработку электроэнергии обеспечивает турбина на природном газе. Температура газов, выпускаемых этой турбиной, повышается в газовом дожигателе, из которого горячий газ поступает в теплообменник с получением пара. Пар поступает в паровую турбину, которая генерирует электроэнергию, а избыточное тепло используется для сушки картона и для обогрева.

Рис. 2.4. Принцип когенерации — совместного производства тепла и энергии

Экономия энергии является основным направлением развития, поскольку ее стоимость существенно влияет на себестоимость продукции и количество отходов производства. В качестве примера можно привести опытную установку для оценки получения термомеханической массы с потенциальной экономией электроэнергии 20-35%.

В 2000 г. 90% электроэнергии, используемого на европейских целлюлозно-бумажных предприятиях, и 88% — в США было получено на ТЭЦ. Потребление энергии на 1 т готовой продукции в производстве бумаги и картона продолжает снижаться (в период 1990-2000 гг. экономия электроэнергии на 1 т продукта составило 15%.