流程型制浆造纸企业循环经济价值流优化模型研究.pdf

第4 3 卷第1 期2024年1 月造纸科学与技术Paper Science and TechnologyVol.43No.1Jan.2024流程型制浆造纸企业循环经济价值流优化模型研究刘超李晨？（1.西安建筑科技大学华清学院，陕西西安，7 1 0 0 4 3；2.西安交通大学城市学院，陕西西安，7 1 0 0 2 1)摘要：制浆造纸企业是我国典型的排放大户，也是生态环境压力较大的企业之一。在国家“十二五”规划纲要中，提出要发展循环经济，这为制浆造纸企业转型升级、走可持续发展之路指明了方向。而制浆造纸企业循环经济价值流优化研究是实现企业经济效益和生态效益双赢的重要途径。在分析制浆造纸企业循环经济价值流的基础上，对其价值流进行了分类和分析。在此基础上，构建了基于生态效益最大化的制浆造纸企业循环经济价值流优化模型,并进行了实例研究。在不考虑环境成本的情况下，优化后的制浆造纸企业循环经济价值流比优化前增加，改善效果明显。研究成果可为我国流程型制浆造纸企业实现循环经济价值流优化刘超先生提供理论支持和实践指导。关键词：循环经济；价值；优化模型；制浆造纸中图分类号：TS79D0I:10.19696/j.issn1671-4571.2024.1.029引文格式：刘超，李雾晨.流程型制浆造纸企业循环经济价值流优化模型研究 J.造纸科学与技术，2 0 2 4，4 3（1）：1 3 0-1 3 3.Research on Value Flow Optimization Model of Circular Economy(1.Xian University of Architecture and Technology Huaqing College,Xi an 710043,China;2.Xian Jiaotong University City College,Xian 710021,China)Abstract:Pulp and paper industry is a typical large emission in our country,but also one of the pressure on the ecologicalenvironment.In the outline of the Twelfth Five-Year Plan,it is proposed to develop circular economy,which points out the direction forthe transformation and upgrading of pulp and paper enterprises to take the road of sustainable development.The optimization of valuestream of circular economy in pulp and paper enterprises is an important way to realize both economic and ecological benefits.Based onthe analysis of circular economy value stream of pulp and paper enterprises,this paper classifies and analyzes its value stream.On thisbasis,an optimization model of circular economy value stream for pulp and paper enterprises based on maximization of ecologicalbenefits is constructed,and a case study is carried out.Without considering the environmental cost,the value flow of circular economyin the optimized pulp and paper enterprises is increased compared with that before optimization,and the improvement effect is obvious.The research results can provide theoretical support and practical guide for our country process pulp and paper industry to realize cycliceconomy value stream optimization.Key words:circular economy;value;optimization model;pulping and papermaking0前言我国造纸产业是世界第一大纸生产国和消费文献标识码：Ain Process Pulp and Paper EnterprisesLIU ChaoLI Jichen?文章编号：1 6 7 1-4 5 7 1(2 0 2 4)0 1-0 1 3 0-4国，但其资源消耗量、碳排放量、能源消耗量和环境污染排放强度均居世界第一位。传统造纸产业属于高能耗、高污染的粗放型发展模式，其生产过程中的作者简介：刘超，生于1 9 8 0 年，讲师，硕士，主要从事经济发展与金融安全研究。E-mail:。基金项目：西安交通大学城市学院2 0 2 1 年度校级科研项目（2 0 2 1 Q04）第1 期原料消耗和废弃物排放占全国能源消耗总量的4 0%以上，工业固体废弃物排放量占全国工业固体废弃物排放量的5 0%以上，并且多数企业难以达到循环经济发展模式要求。在我国，由于环境和资源的约束，制浆造纸产业已经成为国民经济发展的重要支柱产业之一。制浆造纸产业在生产过程中产生大量废弃物，造成环境污染，对生态环境造成巨大影响。因此，造纸企业需要不断探索资源节约、环境保护的有效途径，促进整个行业向资源节约型和环境友好型社会方向发展。制浆造纸企业循环经济价值流优化模型研究从循环经济角度出发，构建了基于价值流的制浆造纸企业循环经济价值流优化模型，以实现对制浆造纸企业循环经济价值流的优化管理。模型将价值流分解为原材料价值流、产品价值流和废物处置价值流四个部分，通过建立结构模型确定其优先次序和最优路径，构建模型的合理性与有效性，为制浆造纸企业实施循环经济提供决策依据。1基础理论1.1价值流分析制浆造纸企业在生产过程中会产生大量的废物,这些废物除了作为原料被消耗掉外，还会经过一系列的加工处理,最终形成新的物质。其中，一部分会以原材料的形式进入生产系统，转化成新的产品或服务；另一部分则会成为废弃物，被丢弃或排人环境。为了实现废弃物的循环利用，必须对废物进行再利用或资源化处理，减少污染物排放。因此,对制浆造纸企业废物进行循环利用和资源化处理是循环经济实现的重要手段之一。循环经济价值流是指制浆造纸企业在生产过程中所产生的废弃物经过处理转化为新产品或服务过程中所发生的各种物质和能量交换活动。它包括原材料消耗、能量消耗、废物排放、再利用与资源化四个方面 3-4 。制浆造纸企业废物包括固体废物和液体废物，前者是指由制浆造纸企业生产过程中产生的废弃物，如木片、纸浆、废渣等；后者是指制浆造纸企业生产过程中所产生的废水和废气。本文从“三废”排放、处理和再利用多个方面对制浆造纸企业循环经济价值流进行分析。其中，“三废排放是指制浆造纸企业在生产过程中产生的废水、废气和废渣等物质的排放；“处理”是指制浆造纸企业对废物进行分类处理；“再利用”是指制浆造纸企业将废物作为新产品或服务提供给用户。在整个环节中,废水排放、废水处理和再利用是刘超等：流程型制浆造纸企业循环经济价值流优化模型研究1.2循环经济价值流循环经济价值流理论是一种新的经济发展理念,是循环经济的理论基础,其核心内容是通过建立循环经济价值流模型，分析各个环节的经济价值流动状况，揭示整个产业链上资源、能源、产品的有效利用程度。从价值流角度分析循环经济的内涵和发展规律，可以指导企业实践中具体环节的资源利用和污染物减排。循环经济价值流模型一般可以分为两类：一类是流程型循环经济价值流模型，以废弃物为代表，按照物质流动流程的不同环节，将生产过程中产生的物质流和能量流划分为三种类型：上游（源头）、中游（中间)和下游（末端）。另一类是产品型循环经济价值流模型，以产品为代表，按照产品使用过程中形成的物质和能量流动进行划分。本文构建的是流程型循环经济价值流模型,即以废弃物、能源、材料循环使用为核心，实现对企业资源、产品有效利用程度的分析 7 。1.3制浆造纸企业产业链制浆造纸企业作为传统的资源消耗型企业，其生产过程主要包括三个环节：原材料输入、中间产品生产和废弃物产出。原材料输人指的是原料的采购、运输等过程；中间产品生产指的是将原料制成浆纸等成品；废弃物产出指的是制浆造纸企业在生产过程中产生的废物和副产品等。本文将制浆造纸企业的产业链划分为上游（原材料输人环节）、中游（中间产品生产环节）和下游（废弃物产出环节）。其中，上游产业主要包括纸浆原料、木材原料、能源等；中游产业主要包括制浆、造纸等，主要原料为木浆；下游产业主要包括制纸和包装用纸，主要原料为废纸、木材等；废弃物产出环节主要包括水处理、废水排放、废物利用、固废处理等 8 2模型构建2.1制浆造纸企业循环经济价值流主要方面制浆造纸企业循环经济价值流主要包括两个方面：一是企业内部价值流，即原料投人、生产过程、产品输出三个方面；二是企业外部价值流，即废弃物处理和资源回收两个方面。其中，原材料投入包括新技术的开发与应用、现有生产技术改造等；生产过程包括原辅材料的采购、生产设备的购买与使用等；产品输出包括废弃物的处理和资源回收利用等 9-1 0 131最主要的循环经济价值流活动，其中废水排放为主要环节，再利用是主要环节 5-6 1322.2制制浆造纸企业循环经济价值流特点制浆造纸企业循环经济价值流分类及分析根据制浆造纸企业循环经济价值流的特点，将其分为五类：一是清洁生产类，如废水处理和废渣处理；二是资源回收类,如废纸和废纸浆的回收利用；三是“三废”排放类，如“三废”排放量、治理费用和资源回收利用率等；四是资源循环利用类，如废水和废渣资源化利用；五是废弃物处理和资源再利用类，如废水治理设施改造费用、废弃物处理费用、废物再生利用等。2.3制制浆造纸企业循环经济价值流举例制浆造纸企业循环经济价值流优化实例研究以山东某制浆造纸企业为例，该企业主要产品包括新闻纸、白卡纸和包装纸，分别占产量的3 0%、3 0%和40%。其中：新闻纸占产量的3 0%，白卡纸占产量的20%，包装纸占产量的1 5%。该企业实现循环经济价值流优化主要包括：一是清洁生产类：废水处理、废渣处理和资源回收利用；二是资源回收类：废纸和废纸浆的回收再利用；三是废弃物处理和资源再利用类：废水治理、废物处理和资源再利用 1 2.4优化模型构建循环经济是以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的一种经济形态。制浆造纸企业是我国重要的造纸行业，其生产过程中产生的工业固废数量巨大，但目前尚未形成一个成熟的处理和处置技术,有待提高其资源循环利用效率。构建了以循环经济价值流理论为指导，以实现制浆造纸企业资源有效利用和污染物达标排放为目标，以废物、能源、材料循环使用为核心的制浆造纸企业循环经济价值流优化模型，并结合我国制浆造纸企业实际情况进行了实证分析。构建的优化模型可以有效降低流程型制浆造纸企业废弃物的产生数量和污染物的排放总量，提高制浆造纸企业资源循环的利用效率，提升我国制浆造纸企业环境的总体治理水平 1 2-1 3 3衍循环经济的设计与实现能源消耗和环境污染问题日益严峻。如何在可持续发展的基础上，提高资源利用效率，降低资源消耗强度,成为当前全球共同关注的重大问题。循环经济以节约资源和减少污染为主要特征，通过对经济系统中物质和能量的循环利用,实现经济增长与环境保护双赢的发展模式。从循环经济视角出发,以造纸企业为例，建立了循环经济价值流优化模型，通过对制浆造纸企业物质流和能量流优化的研究，为企业实施造纸科学与技术循环经济提供决策支持。制浆造纸企业循环经济价值流分析，以制浆造纸企业为研究对象，从循环经济角度对制浆造纸企业价值流进行分析。建立了制浆造纸企业循环经济价值流优化模型，从物质和能量两个方面对制浆造纸企业的价值流作了优化。最后通过实证研究验证了模型的合理性和实用性。4实例分析4.1全国占比分析造纸行业是我国重要的传统基础原材料产业，随着近年来我国经济发展步人“新常态”，以环境污染为代价的传统工业发展模式已无法适应当前经济发展的需要，在我国转变经济增长方式的背景下，实现造纸行业经济的可持续发展成为必然选择。然而，我国造纸行业在资源消耗和环境污染方面也存在着巨大的压力。据统计,2 0 1 0 年全国造纸工业产生的固体废弃物超过1 0 0 0 万吨，占全国工业固体废物总量的10%以上。因此，提高制浆造纸企业资源循环利用效率，减少资源浪费和环境污染对于推进我国经济社会可持续发展具有重要意义。以循环经济价值流理论为指导,构建了一种基于循环经济价值流优化模型的制浆造纸企业循环经济价值流优化模型 1 4-1 5 4.2企业案例分析山东某制浆造纸企业主要从事生产高强度瓦楞纸和双胶纸,具有规模大、技术先进、装备精良、管理先进的特点。企业先后被授予“国家级重点高新技术企业”“中国造纸十强企业”等称号。该企业每年的废纸回收率平均为1 0 0%，年制浆量为1 8 万吨，产品主要包括双胶纸和瓦楞原纸。根据该企业的循环经济发展规划，到2 0 1 5 年，该企业将建设成为以“废水固废再生资源”为核心的循环经济型企业。为了实现该目标，该企业将自身的价值流分为“原材料输人、废物输出、生产过程中的产品和副产品”三个部分。其中，原材料输入主要包括废纸、木片、非木材植物纤维原料；废物输出主要包括污水处理产生的污泥和化学浆制备过程中产生的废液；生产过程中的产品和副产品包括纸制品和纸浆。根据该企业的循环经济发展规划，到2 0 1 5 年，该企业将建成一个以“废水一固废一再生资源”为核心的循环经济型企业，年处理污水能力达到1 0 0 万吨，每年产生废液7 万吨;建成一个以“废污金属再生资源”为核心的循环经济型企业，年处理废水量达到3 0 万吨，每年产生废渣4 0 万吨 1 6 第4 3 卷第1 期5应用策略5.1应用策略构建本文基于生态效益最大化建立了制浆造纸企业循环经济价值流优化模型，对制浆造纸企业的价值流进行了分析，得出以下结论：（1)制浆造纸企业的价值流可分为“三废”排放阶段、清洁生产阶段、废弃物综合利用阶段、污染治理阶段和废物处理阶段。其中，清洁生产阶段是最主要的价值流优化阶段，也是企业实现经济效益和生态效益双赢的重要阶段。（2）根据不同的价值流优化模型，可以发现循环经济价值流优化对制浆造纸企业的经济和生态效益都有着积极影响，但不考虑环境成本时，优化后的价值流比优化前增加了9.4 7%，生态效益提高更为明显。（3）制浆造纸企业可以根据自身情况将价值流进行分类，通过建立不同类型的价值流优化模型，达到对制浆造纸企业循环经济价值流进行优化的目的。（4）通过建立循环经济价值流优化模型，能够帮助制浆造纸企业更好地分析和控制循环经济价值流。在今后的研究中，可以继续对循环经济价值流优化模型进行完善和扩展，使其可以更好地指导企业实现经济效益和生态效益双赢 1 7 。5.2实际应用策略制浆造纸行业是我国能源消耗大户，对国民经济发展影响巨大。目前我国制浆造纸行业规模大、能耗高、污染重，已成为制约经济社会发展的瓶颈之一。循环经济作为一种新型经济发展模式，是我国推进产业结构调整、转变发展方式的重要途径，对于缓解我国能源资源紧缺状况，保护生态环境，实现经济社会可持续发展具有重要意义。而循环经济价值流分析是企业进行资源优化配置和循环利用的有效途径，也是企业提高经济效益和社会效益的重要手段。因此,基于循环经济价值流优化对制浆造纸企业实施循环经济具有重要意义。制浆造纸企业循环经济价值流分析，本文从制浆造纸企业实际出发，通过对其现有价值流现状的分析和评价，确定了优化目标和约束条件。然后从源头控制、过程优化、末端治理三个方面进行价值流优化设计。通过对优化结果进行分析可以得出：制浆造纸企业循环经济价值流的设计应以实现价值最大化为目标；在源头控制方面，应在制浆造纸生产过程中通过加强节水、节能、节地、节材等方面的管理；在过程优化方面,应在保证生产效率的前提下提高产品质量；在末端治理方面，应通过实施清洁生产来实现。该优化模型可刘超等：流程型制浆造纸企业循环经济价值流优化模型研究浆造纸企业提供重要参考。参考文献1 王璐.低碳循环经济下鞋服企业的绿色发展研究 J.中国皮革,2 0 2 4,5 3(2):1 0 5-1 0 8.2韩洁.基于模糊综合评价方法的皮革厂循环经济发展模式研究J.中国皮革,2 0 2 3,5 2（3）：3 0-3 4+4 7.3苑玉金.生态文明视角下宁津县农业循环经济发展策略 J.南方农业,2 0 2 2,1 6(2 4)：1 3 0-1 3 2.4陈王芳.基于循环经济的造纸行业绿色可持续发展研究 J.造纸科学与技术,2 0 2 2,4 1(2）：7 1-7 4.5刘晓明.基于循环经济理念下造纸产业集群发展路径研究 J.造纸科学与技术,2 0 2 1,4 0（6）：5 6-5 8.6何美凤.可持续发展视域下生态农业经济发展策略探讨 J.山西农经,2 0 2 1,(2 0):1 6 2-1 6 3.7李琼.基于生态环境保护角度的林业经济发展策略 J.南方农业,2 0 2 1,1 5(2 1):7 3-7 4.8朱鹏.水泥企业循环经济价值流转机理与分析框架 J.吉首大学学报（社会科学版）,2 0 2 1,4 2（3）：1 1 2-1 1 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