精准施策“三部曲”推动造纸业绿色发展
2023-03-22商迪李华晶
商迪 李华晶
造纸术是我国古代四大发明之一,但是我国造纸业却长期存在污染环境和设备落后等问题,是首批纳入全国碳排放权交易体系的八大行业之一。在“双碳”战略背景下,如何精准施策推动产业绿色转型和创新发展,已成为我国造纸业提质升级的重要课题。
找准政策着力点
精准施策需要找准靶向,以使产业政策准确发力、深度用力。造纸产业绿色发展受到由经济、社会、生态领域诸多要素形成的动态网络的影响,如何从数量多且关系杂的要素中找准政策着力点,需要关注产业发展过程中要素复杂反馈关系的映射。要素间关系的正负性由反馈关系中主反馈环的极性决定。图1描述了造纸产业绿色发展十个关键要素之间的关系,这十个要素分别是总产值(OUTPUTS)、人均纸制品消费量(TPAPC)、产业复杂性(CEX)、单位纸制品生产碳排放量(PPTCO)、纸制品生产碳排放总量(PTCO)、固体废物回收率(MWR)、废纸回收率(WPR)、森林资源消耗量(FOREST)、人均纸制品消费公平性(PAPC)、人均纸制品消费碳排放公平性(TPACCO)。
图中绿色连线表示要素间存在正相关关系,红色连线表示要素间存在负相关关系。从整体看,造纸产业绿色发展的各子系统关键要素间既存在相互促进的关系,也存在相互制约的关系。由此可见,造纸产业绿色发展要素间存在复杂的关系,实现造纸产业绿色发展水平整体提升的政策,要精准协调各要素之间的反馈关系。
在造纸产业绿色发展要素网络中,要素间关系是影响网络系统协调性的重要因素。网络中的关键要素会影响要素间关系的形成及其对系统功能的作用机制,所以通过识别网络的关键要素可以厘清造纸产业在不同发展阶段下发挥重要作用的主要反馈结构。因此,我国造纸产业绿色发展要素网络可以反映产业的系统协调性,网络中的关键影响因素可以作为提升我国造纸产业系统协调性的对策着力点。
废纸回收率和碳排放相关要素,通常是对整个网络特征影响最为明显的代表性要素。在造纸产业的绿色发展过程中,废纸回收率的提升有助于提高网络的协调性。废纸回收率的提升一方面将改变影响产业生产环节的造纸纤维原料结构(木浆、废纸浆和其他纤维原料的使用比例),另一方面将改变影响产业生态环境问题的消费后纸制品的处理方式(焚烧、填埋或回收利用等)。单位纸制品生产碳排放量和纸制品生产碳排放总量受我国造纸产业的纤维原料结构和能源结构改变的影响发生变化,进而引发消费、资源和回收利用行为的改变。
通过对网络节点特征的进一步分析,可以识别出影响我国造纸产业系统协调性的关键要素。根据节点的影响强度,经济子系统中总产值是影响最强的要素,社会子系统中纸制品消费公平性和纸制品消费碳排放量公平性两个要素均具有较强的影响作用,生态子系统中固体废物回收率、森林资源消耗量和碳排放量总量对整体网络具有较强影响。根据要素对整体网络的影响,生态子系统中的废纸回收率和固体废物回收率对网络强度产生主要影响,单位纸制品生产碳排放量和纸制品生产碳排放总量对网络结构产生主要影响。这些要素在我国造纸产业绿色发展系统的反馈结构中发挥重要作用,构成影响反馈结构的主要反馈环,因此可以作为提升我国造纸产业系统协调性的对策着力点。
明确关系连接点
精准施策的着力点要在实施过程中带动影响面,由点到面产生联动辐射效应,这就需要在精准判断政策要素重要性的基础上,进一步精确分析各要素与其他子系统的关系,以识别产业绿色发展动态网络中的关键连接桥节点(bridge)。桥节点是与其他子网络节点存在较为密切关系的节点,在子网络中承担着与其他子网络沟通的职能,具有类似桥梁的功能。当前学术界主要采用桥强度(bridge strength)作为识别要素在绿色发展要素网络中作用的指标,这是节点与非所在子系统节点连接边的总和,有向网络把强度分为入强度和出强度。
作为政策精准产生功效的桥梁纽带,桥节点要素是影响造纸产业系统协调性的关键要素,在实现各子系统的信息沟通方面发挥重要的连接作用。从我国造纸产业绿色发展网络桥要素的识别结果看,在造纸产业绿色发展系统中,总产值在经济子系统中承担着与其他两个子系统沟通的重要职能,其入强度和出强度在经济子系统中均是最大的。社会子系统中,人均纸制品消费公平性的入强度较大,而在出强度方面人均紙制品消费公平性和人均纸制品消费碳排放公平性均具有较高的强度。生态子系统中,各桥要素在入强度和出强度两个方面均发生了根本性变化,其中固体废物回收率与废纸回收率两个要素的入强度较高,纸制品生产碳排放总量的出强度较高,纸制品生产碳排放总量和废纸回收率的总强度最大。因此,上述五个在其所属子系统中总强度最大的要素——总产值(经济子系统)、人均纸制品消费公平性和人均纸制品消费碳排放公平性(社会子系统)、纸制品生产碳排放总量和废纸回收率(生态子系统)是影响我国造纸产业系统协调性的关键因素。
总产值是我国造纸产业绿色发展过程中最重要的因素,是驱动经济、社会和生态三个子系统持续运行的基础。在中国造纸产业绿色发展要素网络中,总产值对整体系统具有极强的影响力,是连接经济子系统与其他两个子系统的核心桥要素。图2描述了总产值要素对我国造纸产业绿色发展系统的整体影响。首先,总产值(OUTPUTS)影响经济子系统内部变量。总产值的增长推动了人均纸制品消费量(TPAPC)的增加以及产业复杂性(CEX)的提高,然后通过正反馈结构传导回总产值自身。其次,总产值与社会子系统的关系主要表现为总产值通过经济子系统的人均纸制品消费量推动社会子系统的人均纸制品消费公平性(PAPC)的提升,继而再通过人均纸制品消费量影响总产值;另一方面,总产值的增长将增加纸制品生产碳排放总量(PTCO),提升人均纸制品消费碳排放公平性(TPACCO),继而在碳减排压力下制约人均纸制品消费量的增长,从而影响总产值,形成影响社会子系统的负反馈环。最后,总产值与生态子系统也存在直接和间接的反馈关系。总产值的增长必然引发森林资源消耗量(FOREST)和纸制品生产碳排放总量的增长,同时推动废纸回收率(MPR)和固体废物回收率(MWR)的上升。废纸回收率和森林资源消耗量(FOREST)的变化改变了造纸纤维原料结构,导致能源消耗量的变化,继而影响单位纸制品生产碳排放量(PPTCO)。因此,纸制品的生产不仅连接经济子系统本身,还影响社会和生态子系统。
在社会和生态两个子系统的要素中,如人均纸制品消费公平性、废纸回收率和森林資源消耗量等要素反映了造纸产业在发展过程中如何处理社会和生态子系统间的关系,而经济子系统是连接这两个子系统的桥梁。社会子系统中人均纸制品消费公平性是基于人均纸制品消费量的一个相对概念,人均纸制品消费量的增长会推动经济子系统中纸制品产量的增长,导致生态资源需求和破坏的加剧,继而约束纸制品消费量的增长。废纸和森林资源是中国造纸产业的重要纤维原料来源,纤维原料结构会影响能源消耗量,进而决定产业的碳排放量;同时,废纸回收可以减少消费过程中因填埋、焚烧等产生的环境污染。
因此,人均纸制品消费公平性、废纸回收率和森林资源消耗量这三个要素说明在经济与社会子系统的关系中,经济的发展提高了纸制品需求,促进了对发达国家消费水平的追赶,进而推动了我国造纸产业的发展;而生态子系统的废纸回收率和森林资源消耗量是影响我国造纸产业发展最主要的因素。2000年后受其他纤维原料产能限制政策和废纸供给能力提升的影响,废纸成为中国的主要造纸纤维原料。但废纸在制浆过程中其纤维长度会变短,经过三至五次循环利用后将无法用于纸制品生产。因此,中国造纸产业需不断补充木浆以缓解废纸在制浆过程中纤维长度变短导致的纸浆质量下降,这使得木浆需求持续增长。
从要素对网络强度和网络结构的影响看,影响我国造纸产业绿色发展的主要因素集中在生态子系统,固体废物和废纸的回收利用以及碳排放是影响我国造纸产业系统协调性的主要因素。2021年,我国正式实施全面废纸进口限制政策,废纸进口量的大幅下降将加剧国内废纸的供需矛盾,导致纸制品价格上升。在该政策的影响下,如果国内废纸回收的提升不能弥补进口的减少量,将导致废纸供不应求,迫使产业的纤维原料结构进行新的调整;另一方面,过度使用废纸作为纤维原料会增加产业的单位纸制品生产碳排放量,所以废纸回收将制约我国造纸产业的绿色发展。碳减排问题是我国造纸产业面临的严峻的挑战,减少产业的碳排放涉及消费、生产和回收处理等各个环节。因此,单位纸制品生产碳排放量和纸制品生产碳排放总量是影响我国造纸产业系统协调性的关键要素。
精细实施落脚点
一是面向消费端,推广绿色消费观念实现产业均衡平稳增长。我国造纸产业经历了二十多年的快速增长,纸制品生产量和消费量已稳居世界第一,然而人均纸制品消费量与发达国家相比仍存在较大差距。到2030年,我国人均纸制品消费量预期将增长到86 kg,但仍远低于美国(215kg)、欧洲(170kg)和日本(193kg)等发达国家和地区。根据纸制品需求与GDP的曲线关系,我国纸制品需求量还有较大的增长空间,造纸产业具有较大的发展潜力。然而,目前我国造纸产业面临着资源和碳减排的双重约束,并且产业无法承受过度消费引发的生态环境问题。虽然人均纸制品消费量的增长可以缩小与发达国家在消费和碳排放公平性方面的差距,但同时增加了森林资源与能源的消费量,增加了碳排放量,制约了产业的绿色发展。因此,纸制品消费量的增长应与我国的国情相适应,保持需求的稳定均衡增长。推行纸制品绿色消费观念有助于防止纸制品的过度消费,减缓经济增长对纸制品消费量增长的促进作用,实现纸制品消费量的稳定增长。
二是面向资源端,扭转资源对造纸产业发展的制约作用。根据对我国造纸产业绿色发展要素网络的分析可以发现,资源是制约产业发展的重要因素。我国造纸产业发展的资源基础十分薄弱,纤维原料的两个重要来源废纸和木浆均严重依赖进口。2021年,我国正式实施全面禁止废纸进口政策,纤维原料的供需矛盾进一步加剧。为了解决纤维原料对产业发展的限制问题,一方面要提升废纸回收率,满足国内对废纸需求的增长。在社会层面进一步推广绿色消费行为、鼓励垃圾分类回收,减少消费过程中纸制品的损耗,把废纸回收率提升到超越发达国家水平。另一方面要大力发展速生丰产林,解决造纸产业木浆供给能力不足的问题。2020年,我国木材的对外依存度接近50%,木浆的对外依存度超过60%。森林资源严重缺乏,无法满足产业发展的需求。而造纸产业所需的木材,如桉树、杨树等树种生长周期短,并且可以实现规模化生产,经过5—10年的建设可以大幅提升造纸所需木材的供给能力。
三是面向国际化,充分利用好双循环背景下的国际资源。我国造纸产业在短期内很难靠自己解决资源供需矛盾,国际市场将成为废纸和木浆等的重要供给渠道。在资源利用过程中,产业要平衡废纸和木浆的关系,防止国际市场价格大幅波动导致产业成本上升。如2021年全面禁止废纸进口导致国内废纸价格上升,木浆的进口量增长,国际价格也随之上升。对于禁止废纸进口政策,应利用提升标准和加强监管的方式防止洋垃圾流入,避免“一刀切”的全面禁止。此外,要整合国际资源探索行业绿色发展,如2023中国国际造纸科技展览会及会议,就吸引了来自纤维原料、制浆造纸工艺、机器设备、化学品、纸制品及其配套设备、纸基绿色包装材料与制品、纸浆模塑及设备专区等领域的知名企业参展。
四是面向低碳化,调整造纸产业纤维原料结构实现碳减排。中国造纸产业纤维原料中废纸占比近70%,木浆占比约20%。从纸制品全生命周期看,废纸作为造纸纤维原料在降低能源消耗、减少碳排放方面的作用主要体现在减少森林资源消耗,避免焚烧和填埋引发的碳排放等。然而,废纸在生产过程中能源消耗高于化学木浆,其碳减排效应仅在一定范围有效,过度使用废纸作为纤维原料可能会增加产业的碳排放。因此,中国造纸产业应根据纤维原料的供给情况调整产业的纤维原料结构,在必要时降低废纸的使用比例,提升木浆和其他纤维原料木浆使用比例,以减少产业的碳排放。
五是面向新技术,利用技术进步降低产业的碳排放水平。推动产业碳减排,缓解生态环境对产业发展的制约是实现产业绿色发展的重要举措。造纸产业的碳排放主要集中在生产和消费两个阶段。在生产阶段,应进一步提升能源利用率以降低能源消耗量,提高生产过程中的能源利用率,最大限度地利用能源和资源。在回收过程中,可以使用更先进的分类识别技术,尤其是推动人工智能技术的应用,以实现更精细化的分类管理和处置。技术进步可以有效降低单位纸制品生产和消费所需的能源,进而降低产业碳排放总量。
值得一提的是,2023年4月国家标准委等十一部门印发了《碳达峰碳中和标准体系建设指南》,明确了生产和服务过程减排标准,提到工业生产过程减碳领域要重点制修订造纸等行业低碳固碳技术、低碳工艺及装备以及绿色制造、节水等关键技术标准及配套标准样品,同时还强调了数字赋能技术的重要作用。这些立足减排标准的顶层设计,推进造纸业低碳工艺革新和数字化转型,为政策精准发力推动造纸业绿色发展指出了精进方向。
本文为北京市社会科学基金重点项目(21GLA011)阶段性成果。