瑞典和芬兰生物质精炼的最新研究成果(Ⅰ)

瑞典和芬兰生物质精炼的最新研究成果（Ⅰ）⊙陈庆蔚

The latest research results of biomass refining

in Sweden and Finland

⊙CHEN Qing-wei

摘要：来自可再生、可持续发展的森林资源是实现生物质精炼化的基础；森林工业中有发展潜力、对生物质精炼有巨大包容性、有强大物质基础的制浆造纸业是实现生物质精炼化基础的基础。

发展生物质燃料以替代石化燃料，减少温室气体排放，改善全球的生态环境，是瑞典和芬兰实现生物质精炼化的主要目的。

Chemrec公司在瑞典Pitea公司下属的Smurfit Kappa浆纸厂中建造并于2010年9月正式投产的黑液气化制造生物质燃料二甲醚的示范工厂，以及由著名的供电供热能源公司Fortum在芬兰Joenssu的CHP热电厂中建造一座完全商业化的最新的快速热解技术生产生物质油的车间。这两个范例表明：前者Chemrec是在挖掘制浆造纸业生物质精炼的内在潜力；后者则表明，在浆纸厂厂区内的C H P中，同样有采用最新的快速热解制造生物质油直至高级燃料的条件，这就突显了浆纸厂的多面性和包容性。关键词：森林资源；制浆造纸业；生物质；精炼化；生物质燃料；乙醇；气化；热解Abstract: The renewable, sustainable forest resources is the basis to achieve the refining of biomass, and the pulp and paper industry has the development potential, a strong material base and huge inclusiveness to the biomass refining in the forest industry, is the foundation to realize the biorefinery basis.

Development of biomass fuels to replace fossil fuels, reduce greenhouse gas emission and improvement of ecological environment around the world will be the main goal of Sweden and Finland to achieve in the future.

In September 2010, Chemrec Co. was built a black liquor gasification demonstration plant in its subsidiary Smurfit Kappa pulp and paper plant, Pitea, Sweden for manufacture of biofuel dimethyl ether and officially put into operation. And also the famous heat & power supply company Fortum built a completely commercialized workshop in Joenssu CHP, thermal power plant, Finland, using the latest fast pyrolysis technology to produce biomass biofuels. These two examples show that the former is utilizing the inter-potential of biomass refining in pulp and paper industry, the latter shows that the CHP in pulp mill can also use the latest fast pyrolysis technology to produce low to high grade biofuels from biomass, highlighting the versatility and tolerance of pulp mills.

Key words:forest resources; pulp and paper industry; biomass; refining; biofuels; ethanol; gasification; pyrolysis

中图分类号：TS7

文献标志码：B

文章编号：1007-9211(2015)12-0006-06技术进步TECHNOLOGY

● 专论与综述 ●

6

第36卷第12期 2015年6月

90m i l l.m 3＝33m i l l.m 3。据报告，由于收支有多余，自20世纪20年代以来，活立木容积增长了80%。这就是养重于伐,森林工业采取了森林可持续发展方针政策的效果。瑞典全国人口仅970万的数字，衬托出对森林资源的珍惜和丰富拥有！

另从图1中还可看到，欧亚针叶林带区还几乎覆盖了芬兰国土的全部。据芬兰林业年鉴2013年中记载：芬兰全国土地面积为33.84m i l l.h a，林地面积26.2m i l l.h a，森林覆盖率达77.4%，活立木容积为23.32亿m 3，年度活立木增长量为104m i l l.m 3。芬兰目前年砍伐量为63m i l l.m 3，全国活立木年净增长量为41m i l l.m 3。在保证林业可持续发展的前提下,年可砍伐（annual removal）木材超过6000万m 3。

据联合囯林产品2012年年鉴，尽管2012年瑞典和芬兰的锯材生产量（世界排名分别为第三位和第五位）相应达到15.90m i l l.m 3和9.35m i l l.m 3，两国年出口量相应达到11.85m i l l.m 3和6.45m i l l.m 3，仍相应进口了0.403m i l l.m 3和0.45.7mill.m 3的锯木进行补充。

木质燃料也是这样，尽管瑞典2012年生产了

5.90m i l l.m 3木质燃料，但仍进口了0.479m i l l.m 3供木质燃料之用。

以上表明，虽然两国森林资源丰富，但在发展经济的同时，重视并采取必要的措施，来保证本国森林资源的可持续发展，是完全必要的。1.2

森林工业中的制浆造纸业

据联合国森林产品2012年年鉴，瑞典和芬兰生产的木浆分别为1239.4万吨和1044.0万吨，均在全球排名前五内；生产的纸和纸板产量分别为1141.6万吨和1069.6万吨，全球排名也比较靠前。

图2以芬兰为例，详细地列出了芬兰国内立木消耗去向及其消耗量。从图中可以看到,全国每年立木消耗量为70.8m i l l.m 3，扣除小型住宅区用薪材5.4m i l l.m 3和供热发电用薪材4.0mill.m 3外,尚有61.4mill.m 3分别用于制浆工业（37.4m i l l.m 3）和森林工业产品（24.0m i l l.m 3）。如前两项略去不计,则制浆工业耗用量为全国每年立木消耗量的52.8％，达全国立木总消耗量的一半以上,其它森林工业产品占有率仅为34％。

以上表明,制浆造纸业历来都是森林工业最重要的行业和基础,在当今时代,又是生物质精炼最重要的发源地和基础。著名的芬兰V T T公司引用了欧洲人对“生物质精炼”一词含义的阐述，他们认为“生物质精炼就是要持续

1

实现生物质精炼化的基础

1.1

森林资源

机械化制浆造纸200多年运行的阅历证明，木

材包括针叶木和阔叶木在内均是制浆造纸的优质原料，生物质精炼化也证明了这一点。例如纳米微晶纤维素是当今最出名的补强剂，在使用木材特别是针叶木纤维素而不是用禾草植物纤维来制造时,其产成品的纤维形态、结晶度、强度均要为佳。这也说明了瑞典和芬兰生物质精炼化的主观意向还得有丰富的森林资源为依托，这是其牢固的物质基础。

西从北欧挪威的大西洋海岸起向东延伸9000k m至俄罗斯的太平洋海岸，就是世界上最大的欧亚针叶林带区（见图1）。这一林带区的林带宽度达1000k m(60°～70° N)。

从图1中可以看到，深绿色的北欧欧亚针叶林带区在瑞典覆盖了全国林区的80％左右，覆盖了全国土地面积45m i l l.ha （百万公顷，下同）的63.6％（28．6m i l l.ha）。据瑞典森林署（Skogsstyrelsen）2014年林业年鉴报告，全国林地总面积40.7m i l l.h a，全国林地活立木容积量30亿m 3，全国活立木年平均生长量为123m i l l.m 3（下同），每公顷活立木容积量为135m 3。瑞典目前年砍伐量为90mill.m 3左右，全国活立木年净增长量为：123mill.m 3-

技术进步

TECHNOLOGY 7

Jun., 2015 Vol.36, No.12

China Pulp & Paper Industry