储热使纸浆造纸行业更具竞争力

使纸浆造纸行业的能源消费可持续且具备未来竞争力

纸浆和造纸行业被认为是能源密集型产业。但关于回收和能源储存的新解决方案带来了极大希望。热能储存解决方案潜力巨大。

包装、报纸、书籍或卫生纸——造纸行业价值高且功能重要。例如，德国造纸业占有率超过25%，是欧洲最大的，全球排名第四，仅次于中国、美国和日本（来源：bmwk）。

根据欧洲造纸工业联合会（Cepi）的数据，欧洲造纸业每年生产约8480万吨纸张、纸板和纸板。约有64.7万名员工，创造了1800亿欧元的营业额（来源：欧洲委员会）。尤其是在过去两年里，纸浆和造纸行业因供应瓶颈、需求增加和供应链短缺而成为头条新闻。

从能源需求角度看，造纸行业是能源消耗最高的行业之一。这是因为生产设施的运行需要大量电力——尤其是为了重新从纸网中去除造纸所需的水分。根据Statista Research的最新统计，2021年造纸业总共消耗了约1,361拍焦耳的能源（来源：eurostat）。

像所有高能耗行业一样，造纸行业也在不断寻找实现CO2中和生产的长期方法。这些目标包括更加关注回收纸张的利用和回收循环，以及在生产中使用热能储存解决方案等现代技术的可能性。

造纸生产中的能耗

根据行业协会“Cepi”的数据，造纸所需能源中超过60%已来自太阳能和风能等可再生能源。许多生产场所运营自己的热电联产（CHP）电厂。但为了确保供应的可负担且持续的安全，化石燃料，尤其是天然气（仍然）被使用。

纸张生产与环境影响：纸张生命周期评估与二氧化碳排放

在环境影响方面，纸张的生产量因纤维的类型和可回收性而有很大差异。根据欧盟委员会的数据，废纸回收率约为70%（来源：欧洲委员会）。印刷专业的ezeep计算出，生产一公斤纸张平均产生约一公斤二氧化碳——原生纤维为1.2公斤，再生纸为0.7公斤。（资料来源：ezeep）

造纸行业的供应瓶颈：对化石能源的依赖

尽管造纸行业努力通过自有工厂和再生能源来满足大部分能源需求，但化石能源仍然被使用，尤其是出于成本原因。对于许多生产工艺来说，造纸几乎无法替代气体。天然气，尤其是天然气，被用于产生蒸汽，蒸汽用于废纸回收和纸张干燥。

在这种背景下，高度紧张的地缘政治局势也给造纸业带来了问题。例如，德国工业协会“纸业”在2022年俄乌冲突爆发后不久警告称，如果天然气供应中断或可用气量减少，德国造纸厂最多只能从其他来源获得所需能源的10%15%。因此，行业持续寻找替代化石天然气的解决方案。随着工艺电气化的潜力在望，热能储存系统正受到显著关注。

可持续包装的纸张需求高

纸质包装正越来越多地被用作塑料的可持续替代品，应用于各行业领域。虽然从可持续性角度看这在原则上是积极的，但造纸行业的高能耗问题仍是一个亟需解答的挑战。

专家们坚信：尽管造纸行业能源密集型，但像主动回收和热能储存解决方案这样的可持续措施，可以为造纸厂带来巨大改变。例如，如果使用回收纤维生产造纸，二氧化碳平衡显著降低。另一方面，整个过程所需的能量更少。根据德国联邦环境署的数据，与所谓的初级纸浆（通常是木材）制造的纸张相比，生产再生纸平均节省了78%的水、68%的能源和15%的二氧化碳排放。（来源：世界联邦政府）

造纸行业如何减少能源消耗和环境影响

专家们也认为，相关工艺电气化的提升具有巨大潜力。例如，德国政府在一份最新研究报告中写道：“由于低温到中温热量在造纸行业的总能源需求中占比较大，工艺蒸汽发电是脱碳的重要组成部分。”（来源：bmwk)

未来造纸行业：利用热能储存实现盈利且可持续的生产

热能储存系统因其高度的灵活性、耐用性和效率，能够帮助造纸行业从长远来看节省成本和排放。作为灵活的存储解决方案，它们能够为推动造纸生产和回收过程的电气化做出决定性贡献。废热也很容易回收，因为多余的能量在生产过程中被储存，并且通过时间延迟使得可用。一个重要优势是：当绿色电力供应充足且价格特别低廉时，热储能装置可以充能。能量随后以热能的形式储存在热能储存装置内。过程热和工业蒸汽可在需要时提供。编译 陈讲运

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