生物制品 是未来趋势

芬宝公司已开始建设世界上首个新一代生物制品工厂,地点位于芬兰的艾内科斯基(Äänekoski)。该工厂计划于 2017 年第三季度完工,将能应对针叶木浆不断增长的需求, 并且更加高效地利用副产品。

文:TIMO NYKÄNEN, 图:芬宝公司

芬宝公司正准备在生物经济日益凸显的新兴世界中成为领域先驱。对使用可再生原料的产品和能源的需求正日益增加,能效标准要求我们优化对材料的应用。

“生物经济的增长以及我们主要市场领域的调整趋势使得我们远离只生产单一产品的工厂概念。我们利用的树木也是我们价值最高的生产要素,因此我们明显需要使获取的附加值最大化。”芬宝公司研发副总裁Niklas von Weymarn解释说。

纸浆年产量:130 万吨

利用纸浆生产的副产品长久以来已经是常见的做法。妥尔油、松节油和生物能源的销售每年能创造超过 1 亿欧元的收益,占芬宝公司营业额的百分之十。此类副产品的收益比例预计接下来几年能够翻番。

这座新的生物制品工厂每年将生产约 130 万吨纸浆,其中大约 80 万吨是针叶木浆,50 万吨是阔叶木浆。该工厂投入约 12 亿欧元,将 是芬兰纸浆和造纸工业史上耗资最大的一次投资项目,也是整个北半球最大的木材加工厂。

尽量减少对环境的影响

这座生物制品工厂的环境影响评估于 2014 年春开始,于十月末完成,芬兰中西部区域国家管理局 (Regional State Administrative Agency for Western and Central Finland) 于 2015 年 1 月最终发布了需求的环境和用水许可。许可还能确保,即使在诉讼情况下也能根据此许可开始投产。一座树皮气化工厂、一座废物-沼气转化工厂、一座可同时处理艾内科斯基市镇城市废水的设施,以及芬林纸板废水处理工厂也获得了环境许可。

尽管生物制品工厂的规模比即将被替代的现有艾内科斯基纸浆工厂大两倍,其废水出水和其他排放设施将仍保持现有工厂的许可限额。继续遵循这些严苛的排放标准的原因之一是,这么做生物制品工厂的中水回用将比世界上其他地方更高效。

ÄÄNEKOSKI 生物制品工厂将把芬兰可再生能源的市场份额提高两个百分点。

“这个项目方方面面都采用了最新、最高效的技术,这是环保的关键。包括尽量降低耗水量并且进行综合性的气体回收,这也尽量减少了臭气排放。”负责新工厂环境影响评估和许可预案的芬宝公司项目经理 Johanna Harjula 解释道。

尽管 Harjula 承认生物制品工厂对冷却水 不断增长的需求会提高当地水系的热负荷, 她也提到,初步研究表明,这对鱼群活动或水体的整体状况不会造成明显影响。工厂还将利用这种热能生产新的生物制品,以减少正常释放到水系中的热负荷能量。

虽然生物制品工厂对树木有大量需求,但这不会使芬兰的森林资源消耗过度。工厂将把木材纤维的年使用量提高约四百万立方米,即提高百分之十。数据显示,芬兰针叶木纤维的年伐木量将以可持续的方式增长七百万立方米,桦木纤维的年伐木量将增长四百万立方米。

不产生臭味,不使用化石燃料

芬宝公司正在努力让其所有工厂完全不使用 化石燃料。公司位于 Joutseno 的工厂已经在正常运营中达成了这一目标,相同的技术也将应用于 Äänekoski 的生物制品工厂。

“之后将由树皮气化产生的气体和妥尔油 树脂和生物乙醇一起代替目前石灰窑中使用 的重油。我们还将考虑用工厂产生的污泥生成气体的发展前景。”von Weymarn说。

令生物制品工厂和传统纸浆工厂明显不同的另一个先进概念是,生物制品工厂将恶臭气体转化成硫酸。之后这种化学物质生成二氧化氯,这是工厂木浆生产和妥尔油生产的关键。将有害气体当场转化成硫酸反过来减少了从外部供应商处购进硫酸的需要,并且对工厂钠和硫之间的平衡有明显影响。

“不好闻的气味会减少,这也是新工厂附近的当地居民能注意到的对环境最明显的影响。”Harjula补充说。

能效先锋

竣工后的生物制品工厂还将成为名符其实的能源生产大户。我们规划时的目标是建造世界上能效最高的工厂,实现一定程度的纸浆和其他生物制品能源自足,出售剩余的生物能和其他形式的能源。

“工厂回收锅炉产生的大量蒸汽将使我们每年产出 1.8 太瓦时的生物能,相当于 Loviisa 核反应堆的输出量。Von Weymarn 指出,“能效要求和生物能的大量输出进一步证明了生物制品工厂优于传统纸浆工厂。”

除了产生生物能以外,公司还投资研究利用工厂废水处理设施的污泥在厌氧消化池中 生成沼气的可行性。这种生物气体在生成后可用于为石灰窑提供能源,也能作为机动车的生物燃料。另一个发展途径是用树皮和能源材料制造各种液体和气体生物燃料。

生物制品工厂的运作将令芬兰的整个价值链产生约 1500 个新的就业岗位。预计林业和运输业的就业市场将最为受益。该工厂将刺激芬兰的出口,令芬兰出口的年产值增加 5 亿欧元,并且继续充当更大范围商业生态系统的枢纽。

“我们希望这个项目也能鼓励其他利益相 关者投资生物经济。我们将自己视为这项事 业的先驱,为沮丧的经济环境提供亟需的强心剂。”Von Weymarn 说。

建立生物经济生态系统

作为其生物制品工厂计划的内容之一,芬宝公司目前正在沿袭八条开发途径,力求开发出新生物制品。这些途径中,最尖端的一项包括树皮气化为新工厂提供生物燃料,以及使用恶臭气体生成硫酸。

生物制品概念的发展将继续贯穿新工厂的各个阶段,逐步推出新产品。从概念上说,生物制品工厂将产生一整个对应的新生物经济生态系统,为其他几家企业提供工作。已经指明 了三个潜在伙伴:FA Forest Oy、Elastopoli Ltd 和芬宝公司的企业合伙人伊藤忠(Itochu)商事株式会社。

新材料和化肥

芬宝公司将和伊藤忠商事企业集团一起,继续 2009 年起开始的项目,开发利用木浆生产纺织纤维的新工艺。芬宝和一些研究机构以及其他纸浆和纸制品生产企业一起加入了由芬兰生物经济集群 FIBIC Ltd. 主导的研究项目。

芬宝正和 FA Forest 一道合作研究将纸浆生产中产生的灰作为化肥和土建材料的潜在应用。

芬宝公司研发副总裁 Niklas von Weymarn 特别赞赏这项计划:“这是循环经济应用的一个绝佳例子:我们从森林中获取树木,精炼形成产品,将产生的副产品灰以化肥的形式还回森林,供给新树木。”

纸浆还能用于生产各种复合材料。芬宝公司已经和 Elastopoli 合作探索这一开发途径,设立试验工厂制造创新的纤维素和塑料复合材料用于汽车零部件和其他产品的生产。

其他先进计划包括将木素提炼成新的生物制品。这种在纸浆生产中产生的天然木纤维粘合剂目前被回收用作生产生物能源的燃料。

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