（中国林业科学研究院林产化学工业研究所，江苏省生物质能源与材料重点实验室，国家林业和草原局林产化学工程重点实验室，林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心，江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，江苏南京，210042）

　　摘要

　　2024 年中国造纸工业纸及纸板产量达 1.36 亿t，已连续 15 年居全球第一。但面临三重发展瓶颈：资源约束、环境压力和碳减排难题。借鉴芬兰生物精炼、日本循环社会体系和瑞典林浆纸碳汇等成功经验，提出中国转型路径：原料革新，推进秸秆、竹浆产业化 ；生产升级，推广化学品减量和节能新技术，提升生物质能源替代率 ；政策保障，碳税差异化征收；设立绿色信贷，建立“白名单”制度，强制产能置换等。预期 2035 年，木浆依存度降至40% 以下，培育 3 ～ 5 家国际龙头企业，10 多家大型综合企业实现碳中和。

　　01

　　引言

　　中国造纸工业是国民经济的重要基础性产业和民生保障行业。据中国造纸协会统计资料，全国 2024 年纸及纸板产量 13 625 万 t，较 2023 年增长 5.09%，占全球总产量 28.9%，连续 15 年位居全球首位。全行业营业收入完成 14 600 亿元，同比增长 3.88% ；实现利润总额 520 亿元，同比增长 5.23%[1]。然而，在“双碳”战略背景下，行业面临资源、环境与碳减排的三重挑战 ：原料对外依存度高达 65%，废纸利用率仅 68% ；行业化学需氧量（CODCr）排放占工业总量 18%，吨纸水耗35 m³。基于 2024 年最新行业数据，采用系统分析方法，按照“问题诊断 - 国际借鉴 - 路径设计 - 政策保障” 的思路，提出中国造纸工业绿色转型的几点不成熟的思考。

　　当前，行业可持续发展面临四大核心瓶颈 ：一是原料结构失衡，非木浆占比不足 15%[2]，且废纸回收体系低效 ；二是能源消费结构有待优化，燃煤占比73%，比欧盟高 45 个百分点 ；三是环境治理有待提升，污泥资源化率仅 35%[3]，挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs）治理压力较大 ；四是技术创新能力尚待进一步提高，研发强度仅 0.8%，关键设备进口依赖度超 60%[4]。深度剖析芬兰“生物精炼厂”、日本“循环型社会”等 5 种国际先进模式，笔者认为生物质高值化、极致化回收、工业共生等可值借鉴。基于国情差异与行业特点，笔者建议 ：在纤维原料供应端，构建“三级回收网络”，科学提升非木浆占比 ；在生产端，推广低能耗蒸煮技术、强化预浸的低能耗磨浆技术和 AI 质量控制系统 ；在产品端，建立全生命周期管理体系，推行生产者责任延伸制度（Extended Producer Responsibility，EPR 制度）；在区域协同方面，优化长三角、珠三角、西南三大产业集群布局。到2030 年预期可实现 ：吨纸水耗降至 25 m³，生物质能源替代率达到 40%，碳排放强度降低 45%。

　　1.1

　　行业发展的历史成就与结构性矛盾

　　改革开放以来，中国造纸工业经历了从“以草为主”到“林浆纸一体化”的艰难转型。通过引进消化国际先进技术、扩大产业规模，成长为世界第一生产和消费大国。然而，这一发展过程也累积了深层次矛盾。①原料结构失衡，国内森林资源匮乏（森林覆盖率 22.3%，不足全球均值 31%），导致木浆进口依存度长期高于 60%，2024 年木材原料对外依存度仍达65%。同时，废纸利用率（68%）显著低于发达国家，非木浆占比（[2]。②环境容量接近饱和，CODCr 排放占全国工业总量18%，吨纸水耗（35 m³）是国际先进水平的 1.75 倍 [5]，污泥资源化率（35%）不足国际标杆的 60%。③碳减排时间表紧迫，我国碳排放的八大重点行业包括，石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空，这些行业占全国二氧化碳排放总量的 75% 左右。造纸作为能源密集型产业，是碳减排的八大核心领域之一，其中燃煤占比超 70%，生物质能源替代率不足 20%，面临 2030 年前碳达峰的紧迫任务。

　　1.2

　　转型发展的时代机遇

　　新形势下，多重战略机遇正在重塑行业发展逻辑。①政策驱动 ：“双碳”目标写入国家法律（2023 年《立法法》修订），《“十四五”工业绿色发展规划》明确要求造纸行业能耗下降 13.5%，污染物排放强度降低 18%。②技术革命 ：人工智能、生物炼制、膜分离等技术的突破为清洁生产提供新路径 [6]。如 AI 质量控制系统可降低成品率波动 15%，黑液转化生物航油技术使能源自给率达 150%。③市场升级 ：2024 年绿色包装市场规模突破 4 000 亿元，森林管理委员会（Forest Stewardship Council，FSC）认证纸制品需求年增 25%，倒逼产业链绿色转型 [5]。

　　1.3

　　中国特色的原料结构优化、过程技术创新、

　　全生命周期管理实施路径

　　基于 2024 年行业最新数据，剖析资源约束、环境压力与碳减排挑战的三重瓶颈，中国造纸行业必走的路径 ：原料结构优化、过程技术创新、全生命周期管理实施等。理论层面 ：应积极构建“政策 - 技术 -市场”三维互动模型 [7]，丰富工业绿色转型理论框架；实践层面 ：制订周密发展规划，提出可量化的阶段目标（如 2027 年非木浆占比 25%）和技术路线图 ；政策层面 ：设计差异化碳税、国家级研发联盟等制度创新方案为破解行业发展困局、服务国家生态文明建设提供系统性解决方案 [8]。

　　02

　　行业发展现状与可持续瓶颈

　　2.1

　　资源约束问题日益凸显

　　我国造纸行业纤维原料供应长期面临“三高一低”的困境。①对外依存度高，2024 年木浆进口量达 3 200万 t，进口依存度 65%，其中针叶木浆依存度更是高达 85%。国际供应链波动导致 2023 年针叶木浆价格暴涨至 900 美元 /t，较 2020 年上涨 47% ；②废纸回收体系品质管控薄弱，尽管我国废纸回收量达 6 500 万 t（2024 年），但回收质量参差不齐。居民区混合废纸占比超 40%，导致脱墨难度大、再生纤维强度较原生水浆纤维下降 30% ～ 50% ；③非木纤维开发不足 ：全国每年产生农作物秸秆约 9 亿 t，但用于造纸的不足 5%。麦草浆得率仅 42% ～ 45%，比木浆低 15 个百分点，制约规模化应用 ；④需进一步拓展原料类型，重视配套的制浆造纸技术开发 ：竹浆产业化仍受限于成本居高不下，芦苇浆存在黑液处理难等瓶颈问题。行业能源消费呈现以下特征 ：①化石能源占比多，燃煤占能源结构 73%（2024 年），比欧盟高 45 个百分点 ；②过程能耗多，制浆工段能耗占全流程 58%，其中蒸煮工序占 32% ；③中低温余热（80 ～ 150 ℃）利用率不足30%，余热回收量偏少 ；④清洁能源少，生物质能源占比仅 18%，沼气发电普及率不足 10% ；⑤能效标杆少，仅 12% 企业达到国家能效标杆水平 ；⑥智能调控少，蒸汽系统智能优化覆盖率不足 20%。

　　2.2

　　环境治理要求进一步严格

　　水污染治理进入深水区，许多省份制订的制浆造纸水污染排放地方标准已远远严于国家标准，有的发达地区对造纸新建项目甚至要求零排放。每吨纸废水处理产生污泥 80 ～ 120 kg，含有一定量的重金属，建材化利用受限。大气污染治理存在短板，VOCs 治理薄弱，涂布 / 印刷和制浆漂白是核心控制环节，现有RTO 装置（Regenerative Thermal Oxidizer）运行成本较高。温室气体协同控制不足，造纸企业厌氧处理产生的沼气中，直接利用率不足 10%，而欧盟造纸业沼气提纯转化率达 40% 以上。固废资源化利用瓶颈有待突破，碱回收白泥年产量超 600 万 t，除企业石灰窑煅烧用于苛化，无法回用的白泥面临处置压力。废塑料分选低效，废纸中混杂塑料分选纯度仅 85%，影响热解油品质。炉渣价值未释放，流化床锅炉炉渣（200 万t/a）中铝硅酸盐组分未有效提取。

　　2.3

　　碳减排面临系统性难题

　　作为碳排放八大重点行业之一的中国造纸行业，燃料替代困难，生物质锅炉热效率仅 78%，比燃煤低10 ～ 15 个百分点。工艺碳减排瓶颈，传统硫酸盐法制浆碳释放占全流程 45%，尚无成熟替代工艺。碳捕集（Carbon Capture, Utilization and Storage，CCUS）成本高达 400 ～ 600 元 /t CO2，经济可行性有待提升。

　　2.4

　　技术创新能力有待提升

　　研发投入偏低，行业平均研发强度 0.8%，低于制造业平均水平（1.5%），关键设备进口依赖度超 60%，如高浓磨浆机、新型流浆箱等 [10]。成果转化率低，实验室技术到产业化平均需 8 ～ 10 年，产学研合作项目成功率不足 30%。数字转型需加速，智能制造就绪度指数仅 35.6（满分 100），工业互联网平台渗透率 12%，低于化工（25%）、钢铁（18%）等行业。

　　2.4

　　产业集中度与区域布局问题

　　市场结构分散，前 10 家企业产量占比 42%，低于国际水平（北欧 85%），年产 30 万 t 以下企业占总数68%。区域布局失衡，长江经济带产能占全国 63%，纤维原料产区与生产基地距离偏远，广西蔗渣浆运距超1500 km。产业链协同不足，林浆纸一体化项目实际木材自给率不足 40%，废纸回收与造纸企业标准对接率仅 65%。

　　03

　　全球造纸业可持续发展模式比较

　　3.1

　　芬兰“生物精炼厂”模式 ：

　　从传统造纸到生物经济转型

　　芬兰斯道拉恩索集团的创新实践代表了全球造纸业前沿的转型方向。其核心突破在于将传统制浆厂升级为“生物精炼综合体”：黑液能源化，通过开发木质素分离技术（LignoBoost 工艺），将制浆黑液中的木质素提取效率提升至 85%，年产 30 万 t 生物航油，实现吨浆增值收益 120 欧元。负碳排放工厂，在 Äänekoski工厂投资 5 亿欧元建设 CCUS 设施，年捕集 CO2 达 50万 t，其中 20 万 t 用于食品级 CO2 生产，30 万 t 封存于北海废弃油气田。循环水系统，采用三级膜分离（超

　　滤 + 反渗透 + 电渗析）技术，水重复利用率达 95%，吨纸水耗仅 15 m³。该模式的经济效益显著，2023 年生物质产品已占集团营收的 38%，利润率比传统纸制品高 5 ～ 8 个百分点 [11]。

　　3.2

　　日本“纸业循环型社会”体系 ：

　　极致的资源闭环

　　王子制纸构建的循环系统包含四大创新机制。①精细化分类回收 ：在全国设立 2.3 万个智能回收点，通过AI 图像识别实现 8 类废纸自动分拣，杂质含量控制在0.5% 以下 ；②热电联产优化 ：在富士工厂建成全球最高效的废塑料气化系统（热效率 92%），年处理废弃物 28万 t，供电自给率达 110% ；③副产品高值利用 ：将脱墨污泥中的碳酸钙（含量 65%）提纯后用于食品添加剂生产，附加值提升 20 倍 ；④消费者返利计划 ：通过 APP积分系统，居民每回收 1 kg 废纸可获得 2 日元优惠券，回收参与率达 78%。取得显著成效，2023 年吨纸产品碳排强度仅 0.8 t CO2，较 2010 年下降 45%[12]。

　　3.3

　　瑞典“林浆纸碳汇”模式 ：

　　全产业链负碳技术

　　瑞典 SCA 集团的实践突出森林碳汇管理 ：智能林业系统，采用卫星遥感 + 无人机巡检，实现单木生长量预测精度达 90%，轮伐期精确控制在 80 ～ 100 年。碳储存产品开发，生产“碳负值”纸板（每吨封存 1.2 t CO2），通过碳标签获得 15% 溢价。生物炭土壤改良，将林业废弃物热解为生物炭，年固碳量达 30 万 t，同时提升林地生产力 20%[13]。

　　3.4

　　西欧“工业共生”网络 ：

　　跨行业协同减废

　　荷兰 DS Smith 公司的“造纸生态园”特色 ：地理集中布局，在鹿特丹港区集聚 32 家关联企业，形成半径 5 km 的物料循环圈。废料交换系统，将造纸污泥供给附近水泥厂作替代原料（35 万 t/a），碱回收车间白泥用于区域道路建设。能源梯级利用，中温余热（120 ～ 150 ℃）供给区域温室农业，能源综合利用率达 88%。

　　3.5

　　北美“技术创新驱动”路径

　　国际纸业（International Paper）的突破性实践 ：投资 3 亿美元建设纤维素纳米材料基地，纤维素纳米纤维（Cellulose Nanofiber，CNF），其是一种新型生物基纳米材料，具有高强度、轻量化、可降解等特性，被广泛应用于复合材料、食品包装、生物医药等领域生产线。产品抗张强度比钢材高 5 倍，可用于航空航天材料。数字水印溯源，采用 MicroDNA 技术实现纸包装 100% 可追溯，回收分拣效率提升 40%。厌氧氨氧化（Anammox, Anaerobic Ammonium Oxidation）是一种高效、低能耗的生物脱氮技术，通过厌氧氨氧化菌直接将氨氮（NH4+）和亚硝酸盐（NO2-）转化为氮气（N2），无需外加有机碳源，大幅降低污水处理能耗和碳排放。该技术在路易斯安那工厂应用，废水脱氮能耗降低 70%。

　　3.6

　　经验借鉴与启示

　　国际同行业先进经验对我国造纸行业发展路径的启示 ：建议在广西、海南试点建设生物精炼厂，重点突破木质素提取技术 ；应立法推行“废纸分类标准”，近年建成 10 个智能化回收基地 ；在福建、江西等人工林区推广碳汇监测系统，开发碳标签产品 ；在长三角、珠三角规划造纸生态园区，建立跨行业物料交换平台 ；设立 50 亿元产业基金，重点支持纳米纤维素、智能包装等前沿技术研发。造纸产业国际经验汇总见表 1。

　　04

　　中国造纸工业转型的几点建议

　　4.1

　　原料供给侧结构性改革

　　建立“三级回收网络”、社区智能回收站 [14]。近年，我国在 30 个重点城市部署 5 000 个 AI 识别回收箱，配备自动压缩和称重功能，回收效率提升 60%。区域分拣中心 ：建设 50 个年处理能力 10 万 t 以上的数字化分拣基地，采用近红外光谱技术实现 8 类废纸精准分选。国家级交易平台 ：开发基于区块链的废纸溯源系统，2026 年实现 90% 回收废纸可追溯。技术突破方向 ：开发低能耗脱墨技术（能耗 2[15]。

　　4.2

　　生产过程深度革新

　　设计低碳制浆技术路线图，分阶段推进 ：近期（2025—2027 年），推广应用深度脱木质素工艺（降低漂白氯用量 30%）[16]、示范氧气制浆技术（能耗降低45%）[17] ；中期（2028—2030 年），开发生物酶辅助制浆（减少化学品用量 50%）。重构能源系统，构建“三替代”体系 ：燃料替代，2027 年前改造 100 台燃煤锅炉为生物质循环流化床锅炉 ；电力替代，厂房屋顶光伏覆盖率 2025 年达 30%，配套储能系统 ；热力替代，开发 150 ℃ 中温太阳能集热系统，满足 20% 工艺用热。建设数字智能工厂，实施路径 ：基础层，近年完成80% 企业 DCS 系统升级 ；核心层，部署 300 套 AI 质量控制系统 QCS（Quality Control System，用于监控和管理产品质量的系统，确保符合标准），减少断纸率至 0.8次 /h ；高级层，建设 10 家数字孪生工厂，实现虚拟调试周期缩短 70%。污染治理技术升级 ：废水处理，应用厌氧氨氧化 + 膜生物反应器组合工艺 [18]，CODCr 去除率提升至 95% ；废气治理，研发低温等离子体技术处理 VOCs，运行成本降低 40% ；固废利用，开发白泥制备轻质碳酸钙技术，纯度达 98.5%。

　　4.3

　　产品生命周期管理

　　绿色设计规范，制订三大标准 ：原料标准，2025年 FSC 认证原料使用率达 30% ；生产标准，单位产品碳足迹控制在 1.8 t CO2/t 纸以下 ；回收标准，易拆解设计覆盖率 2027 年达 100%。创新绿色物流体系，短途运输，推广氢能重卡（续航 800 km 以上）。长途运输，开发生物质燃料船舶（碳排放减少 60%）。仓储优化，建设智能立体仓库，空间利用率提升 3 倍。实施 EPR制度 ：生产者，按产量缴纳回收基金（20 元 /t 纸）；消费者，推行“押金 - 返还”制度（包装物 1 元 / 件）；回收商，建立“互联网 + 回收”平台，整合 10 万家回收点 [19]。

　　4.4

　　产业协同发展

　　优化“三大集群”：长三角，重点发展高端纸品（占比 60%）；珠三角，打造废纸循环利用示范区（回收率 80%）；西南地区，建设林浆纸一体化基地（原料自给率 70%）。跨行业协同创新，建立“三个联合体”：制浆 - 能源联合体，黑液气化发电效率提升至 42% ；造纸 - 包装联合体，开发一体化智能包装解决方案 ；废纸 - 建材联合体，利用废纸纤维生产轻质隔墙板。我国造纸工业转型技术路线及阶段目标如表 2 所示。

　　05

　　政策建议：

　　构建造纸行业绿色转型的

　　制度保障体系

　　5.1

　　完善法规标准体系

　　制订环保领跑者政策，探索建立造纸行业绿色标杆评价机制，覆盖能耗、水耗、排放等核心指标，定期动态更新标准 [20]。实施“领跑者”制度，由第三方机构评估企业标准表现，动态发布标杆名单。依据环保领跑者制度“政策激励”原则对环保标杆企业提供激励措施（如名誉奖励、政策倾斜），探索简化环评流程等便利机制。整合现有环保监测资源，推动重点企业在线监测数据互联互通。推行生产者责任延伸制度，要求大型纸企逐步提升供应链环境合规水平，推行“绿色供应链”认证，引导企业建立可持续采购机制 [21]。设定包装物回收提升目标，推动电商快递包装循环利用 [22]。研究建立违规处置机制，探索按营业额比例征收回收处置费。

　　5.2

　　创新经济激励政策

　　绿色金融组合工具，设立专项信贷额度 ：国家开发银行提供 2 000 亿元低息贷款（利率 3.85%），支持企业节能改造 [21]。创新融资担保模式 ：对 CCUS 项目提供 90% 的风险补偿，发行 10 年期绿色债券。实施环保绩效贷款 ：将贷款利率与企业环保信用评级挂钩，A级企业可下浮 1.5 个百分点。税收调节机制，碳税差异化征收 ：基准税率为 100 元 /t CO2，对采用生物质能源的企业减免 30%。研发费用加计扣除 ：将绿色技术研发加计扣除比例提高至 150%。增值税即征即退 ：对资源综合利用产品（如再生纸浆）实行 70% 退税。

　　5.3

　　构建技术创新体系

　　组建国家级创新联合体，成立“中国绿色造纸研究院”：整合 20 家龙头企业、15 所高校科研资源。实施重大科技专项：重点支持纤维素乙醇（转化率≥80%）、黑液气化等 10 项关键技术。建设示范工程 ：近年建成5 个零碳造纸产业园，推广 30 项先进技术。完善成果转化机制，建立中试基地网络 ：在长三角、珠三角布局共享式中试平台。推行“首台套”保险 ：政府补贴80% 保费，降低新技术应用风险。设立产业投资基金 ：规模 50 亿元，重点支持初创科技企业。

　　5.4

　　优化产业治理结构

　　建立“白名单”动态管理，制订《绿色造纸企业认定规范》，每年评估调整。白名单企业享受 ：排污指标优先分配，错峰生产豁免，政府采购加分。推动产能整合升级，严格产能置换 ：新建项目须同步淘汰 1.5倍落后产能。支持跨区域重组 ：对兼并重组企业给予 3年所得税减免。值链转型 ：原料替代可使碳强度降低 28%，工艺革新带来能效提升 35%（某龙头企业试点数据），循环体系构建可减少 40% 原生纤维需求，数字赋能可提高生产效率 25%。

　　未来 10 年可能出现三大颠覆性创新 ：纤维素纳米晶体（CNC）产业化，预计 2030 年市场规模达 100 亿美元，强度是钢材的 8 倍 ；生物制氢技术突破，利用黑液光催化制氢，转化效率有望达 12% ；AI 全流程优化，数字孪生工厂可使能耗再降 15% ～ 20%。商业模式创新，将呈现“三大转变”：从产品制造商转向材料解决方案服务商（如智能包装系统），从能源消费者转为能源供应商（生物质发电上网），从碳排放源变为碳汇创造者（林业碳汇开发）。国际竞争格局，中国造纸业将面临 ：欧盟碳边境税（CBAM）带来的出口成本增加（预计 5% ～ 8%），东南亚国家低成本竞争（劳动力成本仅为中国 30%），发达国家技术封锁风险（限制 10项绿色技术出口）。

　　到 2035 年，通过原料革新、技术升级、政策护航的三维驱动，中国造纸工业有望于 2035 年实现从“规模领先”到“质量领先”的跨越，为全球可持续发展提供中国方案。中国造纸工业将实现从传统制造向绿色低碳的质的飞跃，资源利用 ：木浆对外依存度降至40%，非木浆占比超 35% ；环境影响 ：水重复利用率达95%，污泥资源化率 80% ；气候贡献 ：年碳汇量达5 000 万 t CO2，10 家企业实现碳中和 ；产业地位 ：涌现 2 ～ 3 家世界级造纸巨头，主导 3 项国际标准。