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苏州纺织印染化纤行业清洁生产的机遇与挑战

2022-04-07周谨

环境保护与循环经济 2022年10期
关键词:纺织印染化纤印染

周谨

(苏州经贸职业技术学院,江苏 苏州 215009)

1 引言

中国承诺将采取更加强有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值,努力争取2060 年前实现碳中和,并将“碳达峰”“碳中和”(以下简称“双碳”)首次写入政府工作报告,此举将提高国家自主贡献力度,彰显碳排放大国担当。纺织服装行业已成为仅次于石油行业的全球第二大污染行业,约占全球碳排放量的10%。我国是世界上最重要的纺织品生产大国,纺织纤维加工总量占世界的50%以上,化纤产量占世界70%,这意味着我国想要实现“碳中和”目标,纺织业是受高度关注的重点行业,这就需要纺织工业作出绿色变革的表率,践行清洁生产的责任[1]。本文在“双碳”目标导向下,分析苏州纺织印染化纤行业清洁生产面临的机遇与挑战。

2 行业清洁生产碳排放现状与面临挑战

传统纺织印染化纤行业的热处理工艺,水、电、汽耗用量极大,所以长期被冠以“高能耗、高排放、高污染”的产业标签,位列能源消耗量最为集中的行业之一,约占全国工业总能耗的4.4%。其中,2018 年我国纺织(含印染)工业的能耗为7 633 万吨标准煤,二氧化碳排放量为1.94 亿t;2020 年我国的化纤产量为6 025 万t,一次能源消耗量为1 379 万吨标准煤,二氧化碳排放量为3 506 万t[1]。

苏州在全球纺织印染化纤行业中占有重要地位,有“九分天下有其一”的美誉,纺织印染化纤业在苏州已形成完整的产业链,目前拥有吴江、常熟两大千亿级产值的纺织集聚区,其中仅吴江一地纺织面料总产量即占全国的25%强,化纤面料产量占全国的70%,苏州总共3 家位列《财富》世界500 强企业中,其中有2 家为纺织化纤企业。清洁生产审核报告显示,纺织印染化纤行业中,印染企业对照《印染行业规范条件》(2017 版),基本满足现有印染企业棉、麻、化纤及混纺机织物综合能耗≤30 千克标准煤/百米,新鲜水取水量≤1.6 吨水/百米的要求以及均能达到《印染行业清洁生产评价指标体系》(2006 版)三级指标的要求;对照DB32/T 2060—2018《江苏省单位能耗限额》,基本满足现有企业印染布单位产量可比综合能耗限定值≤35 千克标准煤/百米要求;化纤企业虽然数量不多,但能耗平均水平居于国内领先地位,对照DB32/T 2060—2018《江苏省单位能耗限额》,全面满足现有企业涤纶纤维单位产品综合能耗限定值要求,其中PTA-PET(熔体)、PET-POY(直纺)、PET-POY(切片纺)、POY-DTY 能耗限定值不同;对照GB 36889—2018《聚酯涤纶单位产品能源消耗限额》,企业普遍均达到国标二级指标要求,以及《合成纤维制造业(聚酯涤纶)清洁生产评价指标体系》(2018 版)二级水平(国内领先)评价指标要求,个别优秀化纤企业可达到国标一级指标要求、清洁生产一级水平(国际领先)评价指标要求。但是头部化纤企业长丝纤维(POY,FDY)油剂使用方面,存在清洁生产技术短板,约80%市场被日本和德国企业掌控,国外品牌仍占据主导地位;《印染行业清洁生产评价指标体系》(2006 版)时间久远,指标要求总体不高,2019 年国家发改委、生态环境部、工信部三部委曾经公布《印染行业清洁生产评价指标体系》(征求意见稿),目前仍未正式实施,实际清洁生产审核中也发现印染企业清洁生产水平参差不齐;纺织织造企业目前没有专门的清洁生产评价指标体系,实际审核中,一般参照《清洁生产评价指标体系编制通则》进行。

能源结构中,经过近年来结构调整,传统煤(包括水煤浆)、生物质燃料基本被清洁能源天然气替代,企业普遍使用天然气锅炉提供蒸汽,印染企业定型机也普遍采用天然气直燃加热定型工艺,大幅减少过去燃煤(或生物质)加热导热油产生的油烟与非甲烷总烃排放量。

麦肯锡数据显示,世界纺织业每生产1 kg 的纺织品平均排放23 kg 温室气体。目前我国纺织印染化纤行业的二氧化碳排放量按照2018 年纺织印染行业排放量与2020 年化纤行业排放量加和粗略估算约为2.29 亿t[1]。苏州是我国经济最发达地区之一,碳排放总量大,二氧化碳排放量约2 亿t,占江苏省28%左右、占全国2%左右。苏州几大行业碳排放量排名中纺织业位居前5 位,由于行业地区生产总值(GDP)贡献度占比较大,尤其吴江、常熟两地,仍为当地支柱产业之一,GDP 贡献度更是靠前,所以行业碳排放总量数据不容乐观。

纺织印染化纤行业面临着三大挑战。第一,从碳排放强度分析,行业单位产品工业增加值的碳排放量高于苏州工业行业产品平均水平,行业减碳面临较大压力。苏州地区纺织印染化纤企业二氧化碳排放主要源于以下3 个方面:(1)直接排放,包括燃料消耗、加热导热油、蒸汽、热水(统称热介质)排放等;(2)工业过程尤其是染色过程添加的大量碳酸盐类染色助剂产生的;(3)间接二氧化碳排放主要包括外购电力和热力(蒸汽)。其中,碳排放量最大的是燃料与热介质消耗排放,包括天然气、煤、生物质、各种油料消耗产生的排放以及导热油、压力蒸汽和热水消耗产生的排放[2-3]。要实现减碳目标,行业必须摸清碳排放源头、排放强度、排放总量,并依据行业特点,有针对性地实施清洁生产技术、工艺。第二,从碳排放广度分析,纺织印染化纤行业呈现碳足迹分布面广的特征。作为传统行业,从纺织天然纤维原料的种植养殖、化学纤维的制造、纱线与面料的纺与织、印染加工到纺织成品与服装,无不体现产业链长、碳足迹广、易“动一段而引发全链”的特点。因此,碳减排难度大、道路长、任务重,急需政府管理部门、行业协会对产业链绿色协同发展统筹协调,企业积极应对配合。第三,从碳减排可行性分析,尚未厘清清洁生产与减碳的关系。如何把清洁生产包括清洁生产审核作为目前行业节能减碳最为有利的抓手,如何用清洁生产的眼光分析考量从纺织原辅料、制造、加工、产品到产品回收利用全过程,即纺织品全生命周期,亟须管理部门、行业协会、企业等全方位参与,方能切实完成减碳重任[4]。

3 “双碳”目标对行业清洁生产的机遇

从长远看,实现“双碳”目标有利于实现纺织印染化纤行业高质量发展和巩固行业在世界上的领先地位,有利于推动行业全面绿色低碳转型。对于行业产业结构调整,提升清洁生产能力和水平,既是挑战也是难得的机遇。

一是倒逼纺织印染化纤行业绿色转型升级。“双碳”目标将推动地区纺织印染化纤产品向绿色制造转型,如无聚乙烯醇(PVA)上浆、喷水织造废水回用、数字化调配色浆与打样、低浴比、无水染色、印染短流程加工、原辅料(如染料、液碱)、余热回用等清洁生产技术的普及使用;化纤行业中再生纤维制造,新型、高性能包括超细纤维研制在内的差别化纤维技术推广,以生物基化学纤维制造为代表的绿色纤维认证、主导相关国际标准的制定等[5];以此为契机,推行清洁生产审核,贯彻落实国家发改委等十部门印发的《“十四五”全国清洁生产推行方案》(以下简称《方案》),这将进一步提升行业在世界上的地位和影响力。

二是提升纺织印染化纤行业去产能和重组整合速度。在“双碳”目标等相关政策影响下,由于纺织印染化纤行业受到空前严格的碳排放限制,所以产能扩张力度与高耗能产品产能将明显减弱;以《财富》世界500 强等为头部的企业有望进一步占据竞争优势,兼并重组趋势将会加快加强,具有行业内清洁生产技术、设施领先水平的企业数量快速增加。吴江、常熟两地政府已经明确列出现有分布多点、散乱的印染企业整体搬迁进入高起点集中供能供水印染工业园区内的时间表,通过提升行业集中度,采用智能化改造、数值化转型,将会整体提升两地行业的人员、技术、装备水平。

三是促进纺织印染化纤行业清洁生产水平提升。“双碳”目标与清洁生产的“节能、降耗、减污、增效”的目标一脉相承。清洁生产既是实现减污降碳协同增效的重要手段,又是加快形成绿色制造加工、促进行业全面绿色转型和高质量发展的有效途径。随着苏州减碳目标的逐步分解、落实,纺织印染化纤行业的清洁生产将进一步深化,清洁生产整体水平将大幅提升,能源资源利用效率将显著提高,特别是对于列入清洁生产重点行业的印染化纤行业,要对现有印染企业及印染园区实施节能、节水、节材、减污、降碳等全面、系统性清洁生产改造,入园印染企业采用的生产工艺、设备设施、污染治理技术要达到国际先进水平;进一步扩大以废塑料瓶为原料生产再生纤维的化纤企业规模,加大再生纤维生产技术工艺研发力度与产能,相对减少碳排放,推广化纤企业绿色纤维认证、绿色纤维制品认证工作,主要污染物和二氧化碳排放强度将明显降低。以上举措将助推苏州在2025 年率先实现碳达峰、2055 年率先实现碳中和,并为国家纺织“十四五”期间完成单位工业增加值二氧化碳排放减少18%的绿色发展目标作出贡献[5-7]。

四是提速能源转型和加强能源管理。通过提高能源利用效率并大力发展非化石能源,逐步减少对化石能源的依赖,以更高效的能源利用和更清洁的能源,支撑纺织业的快速发展;通过技术手段与能源计量管理并用,迫使行业改变目前存在的能源管理粗放、跑冒滴漏现象;在倒逼能源清洁转型的同时保障苏州纺织印染化纤企业能源安全供应,解决好由煤炭(水煤浆)、生物质能源向天然气能源转型期内老旧能源设备拆迁时间等问题。

五是有利于防止“碳壁垒”,推动产品出口。苏州纺织品出口虽然在质量、产量上在全球纺织业居较高水平与规模,尤其印染加工业出口份额占全国印染加工出口总量的近六分之一。但也要预防发达国家设立或拟设立各种名目的碳标签政策或出台严格的低碳排放标准,对进口纺织品作出市场准入限制,有可能形成的“碳壁垒”。纺织印染化纤行业与企业只有积极面对才能保障外贸主动权。“双碳”目标导向的实施可防止纺织品出口贸易壁垒,消除出口纺织品被征收碳关税的潜在风险。

4 推进行业清洁生产的举措

实现“双碳”目标离不开清洁生产。近期国家十部门《方案》的发布,标志着在“双碳”目标导向下,我国清洁生产领域又进入了新的重要的发展阶段。

一是持续推进能源结构改变。纺织印染企业碳排放总量中能源消耗产生量占70%以上[3],化纤企业占比更高。能源结构的改变对减少能源消耗碳排放起到关键作用,使用清洁能源和减少化石燃料消耗是改变能源结构的最基本方法。目前纺织印染化纤行业企业中大多数已经完成天然气代替煤或生物质燃料,锅炉热效率由平均燃煤80%变为燃气93%以上,但是仍有一定存量的中小纺织印染企业使用化石燃料,同时也有不少企业虽然完成天然气能源替代,但是在具体生产工艺中如印染企业定形工段,未采用天然气直燃,依旧使用天然气加热导热油或加热水,所以持续推进清洁能源使用、深化清洁能源有效用于生产,仍有不少工作要做,此举可以进一步降低企业碳排放与气体污染物排放。

二是提高能源资源利用、耗能设备能效,加强能源计量管理。经过1~3 轮强制清洁生产审核,纺织印染化纤行业普遍完成提高锅炉燃烧效率,照明、电机、空调、空压等用能单元系统化节能改造,低浴比染色工艺的采用,高温废水、废气和定形机尾气余热、空压机余热利用等。但是企业尤其较多数量的苏州纺织印染企业,在能源、原辅料计量管理上依旧比较粗放,凭经验投加料,除少数较大型知名企业外,鲜见二级以上能源计量管理、二级以上能效设备、数字化的染料助剂等原辅料投加料设备。所以提高能源资源利用率、耗能设备能效和使用降耗的技术、强化能耗计量管理,可以有效提升清洁生产水平,降低生产过程的碳排放。

三是改进生产工艺。作为我国经济、制造业最发达地区之一,苏州的纺织印染化纤行业中相当多的企业已大规模改造提升了生产装备与水平,且具备进一步加大投资建设和领跑国际领先技术与设备的能力。国内外知名企业推行清洁生产的历史经验表明,对经济发达地区大中型企业而言,通过管理手段实施产生的效益一般仅占总效益的10%~20%,远远低于通过淘汰落后工艺,使用新工艺、新技术,投入现代化装备为企业带来的效益[8]。所以对于纺织印染化纤行业持续推进纺织原料、技术、装备的更新和创新,诸如低碳或“负碳”纺织原料、高效节能及与智能化数字化技术相融合的生产技术与装备的开发及利用,既是地区纺织制造业继续保持国际领先水平的必由之路,也是提升清洁生产水平,实现减污降碳、节能增效发展的不二之举。

结合近两年在清洁生产审核中对纺织印染化纤行业技术设备现状的了解,下列节能减排清洁生产技术值得推广:超低浴比染色技术,如高效气流染色技术的推广使用,采用独立风机与染色机的染色管、喷嘴相连接,使风阻有效降低,节能风机不但大幅降低浴比,而且同步减少蒸汽用量,在节电、节水、节蒸汽方面优势显著,有40%以上的综合节能率,同时染色废水COD 浓度相比传统高浴比染色下降了65%,大幅减少了废水末端治理成本,节能减排效果显著[9]。实例证明,坚持走创新发展道路,将智能化、信息化技术与纺织印染化纤行业生产技术工艺相结合,会带来革命性变革,苏州两大《财富》世界500 强纺织化纤企业实施的清洁生产审核,之所以达到清洁生产评价指标一级(国际领先)水平,就在于其较为完美地把当今智能化、信息化的先进技术与企业技改相互融合。因此,纺丝、纺纱、织布、前处理、染色、印花、后整理技术工艺的智能化改造、数字化转型,诸如熔体直纺、印染短流程等节能减排技术推广应用将非常值得期待[5],可为行业节能减碳指明一条可行路线。鉴于传统染整加工有高能耗、高排放、高污染的劣势,所以近年来有把染色工艺前移至纤维种植(如彩棉种植)与原液着色化学纤维生产创新工艺的尝试,并且产量逐步增加。苏州某大型著名化纤企业清洁生产采用了差别化熔体染色丝生产工艺,利用色粒注射系统,集自动化、连续化、高速化为一体的纺丝工艺,减少了后端染整的能耗、物耗与污染,体现了当今世界先进的纺丝技术,目前用此着色纤维纺织生产出差别化、功能化纺织品,具有极强的市场竞争力。利用生物体本身或者其提取物制成生物基化学纤维,由于其原料来源于动植物,具有可再生、较低的碳足迹的特点,不论是生产环节的低碳,还是废弃处理环节的可溶解,其在整个周期内基本不会产生额外碳排放,因此也被称为“负碳”材料,也意味着生物基纤维将成为我国纺织业碳中和的重要突破口,所以苏州化纤行业要把握住以生物基纤维和原料关键技术研发及其终端产品应用[5]这一推动行业绿色变革的重要时机,推动生物基纤维的技术研发、推广、应用,抢占制高点。

5 建议

一是厘清关系,用好抓手。针对行业特点,摸清清洁生产与“双碳”目标实现的深层次关系,广域角度看,清洁生产涵盖减碳;从紧迫性、承压性看,减碳比清洁生产迫切、受压大;从因果关系看,两者互为因果关系,因果不能分离对待,必须两者并举、同步推进,方能推动行业整体产业链环境质量改善由量变到质变。现阶段要把纺织印染化纤行业推行清洁生产当作贯彻落实节约资源的重要举措,加快形成绿色制造加工、促进全面绿色转型的有效途径,实现减污降碳协同增效、展现行业社会责任担当的重要手段。

二是积极应对,协调共进。纺织印染化纤行业必须摸清碳排放源头、排放强度、排放总量,搞清碳排放与清洁生产现状。印染行业、化纤行业作为清洁生产重点行业,是减碳重点行业,特别是苏州印染行业中中小企业居多,相比大企业,中小企业虽然单体碳排放量不高,但是由于企业数量巨大,总体排放量不应小视。企业绿色转型升级过程中,行业的协调共进尤为重要,能源替代、工艺技术创新、现代化装备投入等均需要企业增加额外成本,如果行业不同企业间不能协调共进,势必会使“不作为企业”相对节约了成本,从而产生“劣币驱逐良币”现象。

三是技术引领,政策扶持。存量企业及纺织印染园区要结合苏州工业企业智能化改造、数字化转型要求,大力推广、普及先进适用清洁生产技术,在节能、节水、节材、减污、降碳等方面进行系统性清洁生产改造。行业头部企业要在原液着色绿色化学纤维制造已有一定规模的基础上,以生物基化学纤维、循环再利用化学纤维制造为引领,切实推广3 种绿色纤维、绿色纤维制品标志认证,要深刻领会国家近期出台的《循环再利用化学纤维(涤纶)行业规范条件》与《加快推进废旧纺织品循环利用的实施意见》政策内涵,率先谋划布局,抢占技术高地与市场;补好功能化纤维所用进口油剂对国内化纤产业的“卡脖子”技术短板;依法用好各级政府在节能节水、环境保护、资源综合利用等方面相关税收优惠政策,强化绿色金融支持,激发企业扩大清洁生产投资动力,政策扶持行业、企业开展节能减污降碳协同治理[5,7]。

四是示范带动,打造精品。纺织印染化纤行业头部企业继续发挥好示范带动作用,要在兼并重组、发挥品牌榜样效益的同时,继续打造具有世界一流水平的清洁生产重点工程,积极关注、认真研究应对纺织行业碳排放权交易、用能权交易、节能量交易等事关“双碳”目标完成的政策执行时间表;持续推进化纤、印染等重点行业产业集聚的吴江、常熟高起点纺织园区建设,要在集中供热、供气,统一废水处理、污泥处置等方面,凸显高端纺织园区在节能、减排、减碳方面的亮点;有条件的头部企业、高端纺织园区在时机成熟可以率先开展志愿清洁生产审核和评价认证,推动更多企业达到国际清洁生产领先水平[4,10]。

6 结语

纺织印染化纤行业面临着转型发展与减碳的双重挑战。一方面,行业中众多中小企业尤其是印染行业中大量中小企业,正在承受转型期阵痛,既有面临提升行业集中度而搬迁、环保压力产生的焦虑,也有面对智能化改造、数值化转型要求,对企业人员、技术、装备水平产生的茫然。另一方面,作为苏州传统支柱产业、有关属地GDP 贡献大户,纺织印染化纤行业虽然碳排放增速下降趋势明显,但是碳排放总量仍处高位并已趋于峰值,作为苏州碳排放强度较高行业之一,实现碳减排、低碳绿色发展迫在眉睫。要实现苏州纺织印染化纤行业减碳与绿色转型发展协同互促,低碳、零碳、“负碳”清洁生产技术的研究和突破是根本。未来技术革命、科技创新可能带来翻天覆地的变化,唯有把科技与产业有效切入、深度融合,方能实现纺织印染化纤行业低碳绿色发展,抢占绿色产业制高点,巩固提高苏州纺织印染化纤行业在世界纺织制造业的地位与影响力。

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