打破壟斷 讓中國制漿造紙技術走向世界

　　11月5日，在中國-中東歐領導人峰會上，國務院總理李克強與匈牙利、塞爾維亞等十六國領導人共同見證了匈塞鐵路匈牙利段建設合同等兩個重要文件的簽署，標志著中國鐵路成套技術和裝備將首次進入歐洲市場。中國制造業在世界舞臺再次展露“肌肉”。

　　與鋼鐵、機械等重工業相比，制漿造紙工業屬于輕工業范疇。但隨著我國紙張消費量和生產量的快速增長，主營業務收入和利潤總額的增加，制漿造紙工業已成為中國制造業的重要組成部分。

　　近年來，中國制漿造紙業按照《中國制造2025》和“十三五”規劃提出的實施制造強國戰略目標，不斷提高創新能力，培育競爭新優勢，加快結構調整和轉型升級步伐，創新成果不斷涌現。中國林科院林產化學工業研究所副所長房桂干牽頭主持的“低等級木材高得率制漿清潔生產關鍵技術”項目，就是其中的一個。

　　項目一次獲得中國林科院科技獎一等獎，兩次獲得中國專利獎優秀獎，近期榮獲梁希林業科技獎一等獎。項目為何屢獲嘉獎?它到底有何創新之處，受到業界廣泛關注和造紙龍頭企業的青睞?這項技術成果的成功推廣，對于新常態下，以結構調整和產業升級為主要任務的中國造紙工業來說，又有哪些現實意義?

　　減少依賴，低等級木材需要高值化利用

　　紙和紙品消費量是衡量國民經濟發展水平的重要標志。我國自2009年起，紙張消費量和生產量均超過美國，位居世界第一。2015年，我國紙和紙品的生產量和消費量分別為1.18億噸和1.14億噸，繼續保持世界第一。

　　隨著國民對紙和紙品需求量的增加，我國造紙工業纖維原料供應缺口加大，國產紙漿已遠遠滿足不了國內需求，需要大量進口木漿、廢紙及商品木片，來緩解我國造紙原料緊張的局面。2015年，我國進口木漿1985萬噸、廢紙2928萬噸、木片970萬噸，成為全球第一大木漿進口國，進口纖維原料占總纖維用量47%以上。過高的進口依存度，嚴重影響行業健康安全發展。隨著我國國有林區停止天然林商業性采伐，我國造紙工業纖維原料缺口將繼續擴大。

　　與此同時，我國造紙工業纖維原料結構不盡合理，優質纖維原料十分短缺。以2015年為例，全國紙漿消耗總量9731萬噸，其中木漿占紙漿消耗總量的28%、廢紙漿占65%、非木漿占7%。

　　而我國每年產生2億噸林木剩余物，如果將其大量用于制漿造紙工業，不僅可有效改善紙漿原料結構，而且能大大緩解我國造紙原料短缺局面。

　　問題接踵而來。

　　目前我國每年用于制漿造紙工業的林木剩余物僅300萬噸，使用占比不足0.2%，其不合理處置也帶來了嚴重的大氣污染和生態環境問題;而且已有制漿技術和裝備尚不能高值化利用這部分纖維資源。

　　如何做到物盡其用，將小徑材、枝椏材和木材加工剩余物充分地用于木漿造紙，減少對外依存度?“低等級木材高得率制漿清潔生產關鍵技術”項目由此應運而生。

　　打破壟斷，取得多項發明創新成果

　　“低等級木材高得率制漿清潔生產關鍵技術”項目是“八五”“九五”“十一五”國家攻關(支撐)項目，江蘇省重大科技項目及中央級科研院所重點專項等科技項目。項目技術屬于高得率制漿領域，是當今世界快速發展的新一代清潔制漿技術。

　　與傳統化學制漿相比，新型高得率漿制漿生產技術具有巨大發展潛力。使用這種技術，資源利用率高、工程投資省，噸漿節約木材可達2立方米，污染物發生量僅為傳統化學法制漿的1/6-1/10。

　　開發節能型高得率制漿清潔生產技術和裝備，高值化利用低等級木材及木材加工剩余物，一直是國內外制漿領域的研究熱點。但是，我國高得率漿生產線超過90%以上均采用國外技術和裝備，主要由安德里茨和維美德兩家跨國公司所壟斷。引進的技術和裝備，針對新鮮木材等優質木材原料設計，不能適應我國利用低質纖維原料的高得率制漿生產需要，普遍存在木片浸漬困難、纖維解離效果差、能耗和化學品消耗高、用水量大等共性問題，且投資大，導致企業生產成本高、市場競爭力弱，不利于企業長遠發展。

　　為此，房桂干帶領研究團隊在木片均質浸漬、節能磨漿、節水漂白和廢水深度處理等關鍵技術上開展了基礎研究和技術開發，創新集成出節能清潔制漿產業化技術，并開發出配套核心裝備，實現了低質纖維原料生產高品質漂白漿技術和裝備的自主化，打破了國外制漿裝備生產商對我國的壟斷。

　　項目創新了木片高效均質浸漬及節能磨漿技術，提高了木片吸液能力和紙漿品質，木片吸液能力提高1.8倍，噸漿電耗從850-1400千瓦時降到650-750千瓦時，節能30%以上。開發了節水型梯度用藥漂白及藥液回用關鍵技術，實現了漂白的高效率，可節約化學品20%-30%。發明了多相效催化氧化廢水處理和回用技術，降低了化學品消耗和運行成本，廢水總COD去除率超過98%，處理后出水回用率提高45%以上，綜合處理成本降低26%以上。發明了高效利用低質木材原料的節能型清潔制漿生產技術，并成功進行了產業化應用。

　　在第七屆梁希林業科技獎專家評審會上，專家一致認為，該項目具有顯著的節能減排特征，整體技術達到國際先進水平，生產消耗指標居國際領先水平，為提升我國造紙行業技術和裝備水平發揮了積極作用，同時也為林紙行業的結構調整、產業升級和技術進步起到了有力的推動作用。

　　應用推廣，實現成套技術及裝備出口

　　針對原料短缺、能耗偏高以及環保欠賬等中國造紙工業三大難題，房桂干率領他的研究團隊，連續承擔了多項國家科技攻關、支撐項目，攜手相關企業，潛心進行“低等級混合材高得率制漿清潔生產關鍵技術及產業化”研究，解決了低等級混合材制高質量紙漿國際性難題，研發出具有自主知識產權的節能雙螺桿擠壓浸漬機和無架橋無短流高效漂白反應倉等關鍵裝備，有效解決了進口設備在我國水土不服的難題，走出了一條造紙工業清潔生產光明之路。

　　目前，項目已形成“技術研發-裝備制造-工程設計-工程轉化”產學研聯合創新和產業化應用體系。利用創新和集成的成套技術和裝備主持設計建造全國產裝備高得率清潔制漿生產線7條、高得率清潔制漿裝備生產基地1個;相關技術成果和核心裝備先后成功推廣應用到山東華泰集團、湖南泰格林紙、山東晨鳴紙業、河南龍豐紙業、河南瑞豐紙業、福建騰榮達等30多家造紙企業生產線的工程設計、技術升級及工藝優化等項目中，并實現了成套技術及裝備出口馬來西亞。技術成果在本領域的覆蓋率達到60%以上。

　　與此同時，使用此項技術成果改造、新建和技術應用的高得率漿生產線總產能為389萬噸。每年利用林木剩余物等低等級木材纖維原料約460萬噸，替代優質木材原料約1100萬立方米，增加林農收入35億元，節水4668萬立方米，節電10.9億千瓦時，減少COD排放4.55萬噸。

　　項目技術實現了低質纖維原料的高值化利用，市場應用前景廣闊。專家預測，到2020年，我國木漿需求量達到4400萬噸才能滿足我國造紙工業的需求。若此項技術成果應用普及率按40%計算，則可每年利用低質木材約2140萬噸，替代優質木材資源約7000萬立方米，新增GDP產值616億元，創造就業崗位5.2萬個，林農增加直接經濟收入超過300億元。技術成果的推廣應用，對緩解我國紙漿纖維資源缺乏狀況，保護森林資源、降低企業生產成本、減少污染物排放、提高林農收益，實現造紙工業的可持續發展均具有重要的現實意義。

　　不忘初心，為實現國產化夢想繼續努力

　　作為項目的第一完成人，今年50歲的房桂干，從大學研究生開始，從事制漿造紙研究逾30年。他始終站在國際制漿造紙科技最前沿，潛心鉆研、忘我工作，成為中國制漿造紙及環境工程學科的帶頭人、領軍人。

　　房桂干說：“科研工作是我生活中不可或缺的一部分，工作時我會十分投入，可以達到忘我境界。”

　　他先后承擔了國家“八五”“九五”“十五”“十一五”“十二五”規劃期間的科技支撐項目，自然科學基金傾斜項目、國家“948”項目、省部級項目和國際合作項目等30余項。首次對40多種相思樹、桉樹制漿造紙性能進行了系統研究和綜合評估，同時對國產楊木、桉木、樺木、松木和杉木等數十種速生材制漿造紙性能進行了系統研究和綜合評估。由于他的突出貢獻，使得林化所成為速生木材制漿性能評估研究權威單位。

　　由他主持的國家自然科學基金重點傾斜項目“木質素生物降解機理及其在清潔高效制漿過程中的作用”，為生物制漿技術和清潔生產技術研究與開發提供了理論指導。房桂干主持承擔的歐盟第四框架計劃“草漿生物漂白及廢水處理工業化技術研究”課題，成功開發出先進的清潔生產工藝和廢水生物凈化技術，并應用于我國多家大型造紙企業，取得了良好的生態、經濟和社會效益。參與此項目合作的加拿大專家被我國國務院授予“國際友誼獎”，中國林科院林化所被國家外國專家局授予“木材制漿清潔生產技術引智基地”。

　　在世界最大規模的BCTMP生產線(山東晨鳴紙業單機年產量30萬噸)上，房桂干與他的研究團隊攻克了混合商品低質木片無法制得優質BCTMP漿的難題，為高效資源化利用我國豐富的農林剩余物提供了技術支撐。自主開發的制漿清潔生產新技術，實現了全系統裝備國產化，打破了高得率制漿裝備完全依賴進口的局面。

　　“十三五”時期是我國全面建成小康社會的決定性階段。對于中國造紙工業來說，是實現產業升級，由大變強、由快變好的重要時期，是實施創新驅動發展的關鍵時期。

　　房桂干認為，造紙是基礎原材料工業，關乎國計民生。我國人均紙產品消費量僅處于世界中游水平，發展空間巨大。對于從事制漿造紙研究的林業科研人員來說，應努力成為我國造紙技術趕超世界先進水平的貢獻者，為實現造紙工藝設備關鍵技術國產化的夢想而努力。

　　“我們這一代林業造紙人完全有信心、有能力實現造紙界工藝設備關鍵技術的國產化。”房桂干說，面對越來越凸顯的資源、能源、環境問題，發展高得率制漿技術，是兼顧環境效益和社會效益的最佳解決方案之一。它可以最大限度利用木材資源，同時盡可能地降低廢棄物的排放，降低資源消耗和化學品消耗，減少污染排放，使中國造紙業真正成為高效、節能、可持續發展的現代綠色造紙業。

　　在記者截稿之際，房桂干團隊又傳來喜訊，主持的“十二五”國家支撐科技項目“竹材高得率制漿和廢水高效處理新技術研究與開發”取得了突破性進展。房桂干和他的研究團隊在科研的路上拼搏奮進、逐夢前行，正創造著一個又一個輝煌。