造紙是關乎國計民生的綠色產業和典型的循環經濟產業，但在中國還有很多問題需要解決，比如，清潔生產、節能減排，必須迎接低碳經濟的考驗，而造紙化學品產業的發展對于建設資源節約型的綠色中國造紙產業，并應對低碳經濟的考驗具有重大的支撐作用。雖然我國造紙化學品產業起步較晚，絕大多數企業的規模較小，但造紙化學品產業具有強大的生命力和發展空間，通過資源整合、兼并重組，做大做強造紙化學品產業，能夠提升我國造紙化學品產業的核心競爭力和國際競爭力。
1 低碳與低碳經濟
1.1 何為低碳與低碳經濟
碳指的是石油、煤炭、木材等由碳元素構成的自然資源。低碳（low carbon）指的是低能源消耗，低二氧化碳排放。
如何減碳？追蹤碳足跡，就是計算商品從原材料開采、生產、運輸，直到丟棄、回收、利用，這整個循環過程所產生的二氧化碳量。了解生產過程中哪些工段碳排放量最大，就能有效地對癥下藥，是實現減碳目的的有效方法。
低碳經濟是依靠太陽能、風能、水能等可再生能源為主要能源，以低能耗、低排放、低污染為特征的新型經濟發展方式；而不是高碳經濟以依靠化石燃料石油、天然氣、煤炭為主要能源，以高耗能、高排放、高污染為特征的經濟發展方式。低碳經濟的實質是能源高效利用、清潔能源開發、追求綠色GDP。低碳經濟的核心是能源技術和減排技術創新、產業結構和制度創新以及人類生存發展觀念的根本性轉變。
1.2 中國的經濟現狀及資源、環境情況
2009年中國出口總額1.2萬億美元，是全球最大的出口國，產品在全球產品份額占9%左右。對外貿易總量居全球第二。預計2010年將超越日本，僅次于美國，躍居全球第二大經濟體。但中國的發展問題很多，需要我們居安思危。突出的困難和問題是：經濟增長的資源、環境代價過大……。這可從中國創造的幾個世界之最中得到說明，比如主要污染物二氧化硫、COD、重金屬污染物、持久性有機污染物的排放量；煤炭產量與消費量（40%以上）；溫室氣體排放量（24%）；石油（1993年）和煤炭（2009年）凈進口量；石油探明儲量僅能用13年等。
再看看2010年中國污染源普查數據。廢水中化學需氧量為3029萬噸（含農業源1324萬噸）；氨氮為173萬噸；重金屬（鎘、鉻、砷、汞、鉛）0.1萬噸；總磷為42萬噸；總氮為473萬噸；廢氣中二氧化硫為2320萬噸，氮氧化物為1797萬噸，煙塵為1166萬噸，工業粉塵為764萬噸；工業固體廢物為4914萬噸；工業危險廢物4萬噸。
普查數據中中國污染物排放量分布為：經濟發達、人口密集的地區工業源主要污染物（化學需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放量）等4項位于全國前列；造紙、紡織等8個行業化學需氧量、氨氮排放量分別占工業排放總量的83％和73％；電力熱力、非金屬礦物制品等6個行業二氧化硫、氮氧化物排放量分別占工業排放總量的89％和93％。其中造紙及紙制品業化學需氧量（COD）排放量全國排名第一，為176.91萬噸（占全國總量的24.8%）。
正如北京大學國際關系學院國際組織研究中心主任張海濱向《國際先驅導報》直言，“如今，能阻礙中國崛起的問題之一或許就是環境問題”。現實情況與問題要求我們必須轉變觀念，形成節約能源資源和保護生態環境的產業結構、增長方式、消費模式。實現循環經濟，顯著提高可再生能源比例，使主要污染物排放得到有效控制，生態環境質量明顯改善，生態文明觀念在全社會牢固樹立。
2 綠色造紙工業與綠色造紙化學品工業
2.1 綠色化工
綠色化工又稱環境無害化工，是近年來形成的一個新概念，是指利用化學的原理和方法從根本上實現資源的最大減量化、使資源及能源消耗最少、追求單位產品排污系數最低、強調從源頭控制污染物的產生、消除化學工業對環境污染的先進工藝技術，其核心是“杜絕污染源”。綠色化工的基本原則是采用無毒害、可再生的原料，使用無污染的催化劑和溶劑，控制衍生物和其他副產品的產生，進行完全轉化的化學反應，實現零排放，同時要求獲得的產品易于儲存、運輸，產品可以循環利用，或在自然環境中可以無害降解。
綠色化工的主要內容包括：
（1）預防：防止產生廢物，比在生產后再處理或清除更好。
（2）原子經濟性：設計合成方法時，應盡可能使用于生產加工過程的材料都進入最后的產品。
（3）無害（或少害）的化工過程：設計的化工過程所采用的原料與生成的產物對人類與環境都應當是低毒或無毒的。
（4）設計無危險化工產品：設計生產的產品性能要考慮限制其毒性。
（5）安全的溶劑和助劑：所使用的輔助物質包括溶劑、分離試劑和其他物品應是無害的。
（6）設計要講求能效：加工過程的能源要求應考慮它們對環境和經濟的影響并應盡量節省。
（7）使用可再生的原料：當技術和經濟上可行時，原料和加工廠粗料都應可再生。
（8）減少衍生物：如果可能，盡量減少和避免利用衍生化反應。因為，此種步驟需要添加額外的試劑并且可能產生廢物。
（9）設計要考慮降解：化工產品的設計應使它們在功能完成后，可分解為無害的降解產物。
（10）為了預防污染進行實時分析：需要進一步開發新的分析方法，使可進行實時的生產過程監測并在有害物質形成之前予以控制。
（11）催化作用：采用具有高選擇性的催化劑替代化學計量學的助劑。
（12）防止事故發生的固有安全化學：在化學過程中使用的物質和物質形態的選擇，應使其盡可能地減少發生化學事故的潛在可能性，包括釋放、爆炸以及著火等。
綠色化工概念出現于20世紀末，該概念剛一提出即以其可持續的環保理念引起全球的極大重視。自20世紀90年代，美國政府部門、學術界和工業界合作首先開展綠色化工研究，制定“綠色化學挑戰計劃”并設立了“總統綠色化學挑戰獎”。世界其它大國對綠色化工及其技術的研究也非常重視，普遍對綠色化工的基礎科學、綠色化工與相關學科的交叉領域，以及綠色化工技術在工業企業的應用等領域投入巨資，展開如火如荼的研究。
2.2 綠色造紙
2.2.1 造紙產業對低碳和綠色的呼喚
作為重要的制造業之一，制漿造紙產業是資源、資金、人員、能源和技術密集的產業。制漿造紙過程需要消耗植物纖維和水資源，消耗電能與蒸汽，同時也會產生廢液、廢渣和廢氣等污染物。傳統造紙工業采用大量消耗、大量生產和大量排放的粗放經營模式，不僅使得產業效益低下，更會造成資源枯竭、環境污染等嚴重問題，是無法持續進行的。正如20世紀中葉發達國家的造紙工業和其后中國大量中小造紙企業所面臨的嚴酷局面一樣，由于資源和能源消耗高、污染嚴重，許多制漿造紙企業面臨關停并轉的形勢。中國造紙工業已走到必須技術轉型、產業升級的生死關頭。中國造紙產業的發展呼喚綠色造紙工業。
2.2.2 何謂綠色造紙
綠色造紙是指資源消耗少、環境友好型的、可持續發展的制漿造紙工業。其核心體現在生產過程的清潔化、終端產品和過程產品生命周期延長化、廢物的資源化等先進生產理念在造紙工業的廣泛貫徹實施，以清潔生產、循環經濟和生態工業為其主要特征。從本質上來說，清潔生產是一種對生產過程與產品采取整體預防的環境策略，減少或者消除它們對人類及環境的可能危害，在滿足人類需要的同時，使社會經濟效益最大化的生產模式。
2.2.3 造紙產業與循環經濟、生態工業
循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以減量化、再利用、資源化為原則（3R），以低消耗、低排放、高效率為基本特征，符合可持續發展理念的經濟增長模式，是對大量消費、大量生產、大量廢棄的傳統增長模式的根本變革。循環經濟盡量進行再生利用和資源化，把廢棄物再次變為資源以減少最終處理量。生態工業是依據生態經濟學原理，以節約資源、清潔生產和廢棄物多層次循環利用等為特征，以現代科學技術為依托，運用生態規律、經濟規律和系統工程的方法經營和管理的一種綜合工業發展模式。它能夠以一個更大的視角(包括產品生命周期、工業代謝、生態園區)考慮防治污染和有效利用資源的問題，在實現區域工業系統的綠色產業目標中尤為重要。
2.2.4 循環經濟是造紙產業發展的必由之路
綜觀世界造紙工業的發展，與其他制造業相比造紙工業具有可循環利用并持續發展的先天優勢。植物纖維占造紙原料的89%左右，提供其來源的樹木、竹子、麥草等是可以循環再生的，并且廢紙已經成為造紙植物纖維的重要來源，此舉不僅為造紙提供了理想原料，也直接減輕了環境污染負荷，并節約大量的能源與資源，故廢紙被稱為“城市的森林”。
堿回收不僅是化學漿生產企業減污、治污的重要手段，還是實現造紙工業廢物資源化利用的重要手段。目前工藝先進的制漿造紙企業的堿回收率可達98%以上，堿自給率接近100%，同時結合熱電聯產技術的抽汽背壓汽輪機組可把堿回收工段產生熱能的利用效率提高到57%左右，在滿足企業自身用汽、用電的同時還可以向外出售相當可觀的電量。另外，造紙工業采用多種方法處理生產廢水并回用于生產，使得造紙行業的單位產品清水消耗量及污水排污量連年下降。鑒于技術的可行性，美國環境保護局已對其境內新建非脫墨再生紙廠和紙板廠提出了廢水“零排放”的要求。同時伴隨水處理產生的造紙污泥，也隨著技術進步，逐漸得到無害化和資源化處理。
2.2.5 造紙產業是綠色產業
實踐證明，造紙業具有進行產業綠色化的充分條件，這其中有造紙裝備和控制技術的創新、生產工藝革新、秉承綠色理念的化學品工藝、技術和產品的開發及應用所產生的重要推動作用促進了造紙產業的綠色化。沒有化學工業的發展就沒有造紙產業的今天。
3 造紙化學品工業與造紙工業唇齒相依
隨著資源日益緊缺，環保要求不斷提高，高新技術的不斷進步，廢紙回用比例革命性地提高，紙機車速越來越高，人們對紙與紙板的需求也越來越多樣化、高檔化，各種新穎的造紙化學品不斷涌現，它們對提高紙機運行性能、改善紙張質量、降低單位產品消耗、減輕環境污染以及增加經濟效益等方面，均起著舉足輕重的作用。
3.1 造紙化學品的特點
(1）技術含量高、產量不等、品種多，歸屬于精細化工領域。
(2）應用技術強、產品的技術研發難度大，商業開發周期較長，因此可以歸屬于高新技術產業。
(3）作為造紙工業重要支柱的造紙化學品，其材料的組成、性能的優劣不僅直接影響到紙產品的質量和檔次，同時也在很大程度上決定著造紙工藝的技術進步和對環境的影響。
(4）造紙產業的發展和不斷變化的紙產品市場需求不斷促進造紙化學品產業的快速發展。
3.2 目前中國造紙化學品行業存在的問題與差距
國內造紙化學品行業，在產品的性能、配套性、系列化、質量穩定性等方面，與國外大公司都存在明顯差距。其原因為：科研組織方式落后，缺乏良好的科研環境，研究經費不充分，原料工業落后，生產工藝不精細、生產裝置規模小、自動化程度偏低，缺乏產業協作和產學研協作。
3.3 造紙化學品開發研究現狀與發展
3.3.1 制漿與制漿化學品的開發
制漿化學品是造紙工業化學品的重要組成部分。無（少）污染制漿技術、化學機械法制漿、廢紙制漿需要制漿化學品效率高、成本低、對環境影響小，同時可以提高漿料的得率。生物法制漿、生物漂白和生物脫墨技術需要相容性良好、協同作用強的化學助劑。無元素氯漂白（ECF）、全無氯漂白（TCF）的推廣呼喚傳統含氯漂白工藝的改革和低成本漂白及其助劑的開發，需要降低漂白后廢水中的COD負荷。
3.3.2 濕部/干部化學品
造紙濕部化學品種類繁多，尤以淀粉價廉物美用量最大。僅以淀粉為例，就有著很多具有不同功能和特性的品種。很多問題需要新的技術視野：分子結構、電荷密度、功能基團。原淀粉用于紙板表面施膠以提高紙板的挺度和環壓強度。
紙機成形部助留助濾化學品的開發進步很快。在紙機成形部助留助濾化學品的開發更是成果喜人。以陽離子改性淀粉/硅膠、陽離子聚丙烯酰胺/改性膨潤土、聚氧化乙烯/輔助助劑等雙元、多元助留助濾體系的開發及應用，解決了成形部面臨快速脫水與有效留著的雙重挑戰，使得廢紙原料使用比例的增大、紙機車速的提高、紙機白水封閉程度的增強得以實現。目前，國內部分新上馬的高速新聞紙機已采用100%廢紙原料，同時生產污水實現或接近“零排放”。在壓榨部使用毛毯清潔劑，可以減少停機時間、延長毛毯使用壽命并改善紙張表觀質量，而有機硅剝離劑的使用更是高速紙機紙頁與烘缸快速剝離的重要保障。
3.3.3 施膠化學品
在紙頁施膠方面，由于AKD、ASA等施膠劑的開發和應用，使得造紙業正在由酸性抄造向中性、堿性抄造轉換。紙機在中性、堿性條件下運行，具有諸多優點，如提高成品紙的白度和不透明度，提高紙品的抗返黃能力及耐久性，減輕設備腐蝕，降低廢水污染負荷，并可以使用更加廉價的碳酸鈣填料等。
為了進一步節約成本、提高效益，中性、堿性漿內施膠有重新采用改性松香的趨勢，尤以陽離子分散松香為主。
3.3.4 特種紙化學品
特種紙生產過程中，除原料或工藝可能不同外，通常還需要添加特別的化學品，如無碳復寫紙生產過程中需要添加無色染料、顯色劑等制備的微膠囊，面巾紙生產時需加入濕強劑和柔順劑，裝飾紙生產需要浸漬三聚氰胺樹脂等。
涂料是造紙化學品的重要組成部分，包括顏料和粘合劑，其組分的優化與改進可以改善紙機的適印性、光澤性及其它物理性能。
3.4 造紙工業的發展拉動化學品工業特別是化工助劑產業的快速發展
據不完全統計，目前國際主要的造紙大集團公司及附屬企業在美國、西歐和日本三大市場消費的造紙化學品價值近300億美元，其中100多億美元是普通的化學品，例如氯氣、填料、顏料和鋁化合物，其余的200多億美元是專用造紙化學品。據統計，2006年世界造紙化學品工業的銷售額約為350億美元，其中制漿化學品100多億美元，濕部化學品100多億美元，涂布化學品150億美元，而且世界化工前50強中近20家企業從事造紙化學品的生產。但是，造紙化學品也不斷接受紙和紙板需求疲軟的影響，尤其是國際金融危機的影響，導致生產造紙化學品企業的利潤下滑，一些從事造紙化學品生產的跨國公司出現裁員減產，甚至出售部分業務償還債務的局面。
近年來我國的造紙產業發展迅猛，紙和紙板的產量多年以高于GDP的速率遞增，現居世界第一，而我國造紙業還有巨大的發展空間。發達國家造紙精細化學品消費量占造紙工業總產量的2%～3%，并且還在不斷上升，而我國所占比重不足1%。
可見無論是從造紙工業總產量提高拉動需求考慮，還是從造紙化學品比重增大拉動需求考慮，我國都有巨大且快速增長的造紙化學品市場，因此服務于全世界造紙企業的世界著名造紙化學品公司，如陶氏化學、巴斯夫、納爾科、巴克曼、科萊恩等紛紛搶灘登陸中國，獨資或合資搶占國內市場，部分外國化學品公司更是把生產基地、研發中心移師到中國，通過本土化擴大競爭優勢。
同期我國造紙化學品工業也高速發展。近十年來，我國造紙化學品的產量和產值一直以大約10%的速度增長，2008年全國造紙化學品的產值近600億元，約占全國制漿造紙工業總產值的13.4%。我國造紙常用化學品已經有了產業基礎，并逐漸形成自己的產業和產品優勢。如杭州傳化華洋生產的熒光增白劑，蘇州天禾化學品公司采用無溶劑法開發的AKD蠟，均已達到國際先進水平；杭州紙友科技有限公司的變性淀粉，在國內造紙界取得較大市場。不過，總體來說，無論在經營規模上，還是在產品質量上，我們與世界先進水平還有很大的差距。
4 時代呼喚綠色化工發展中的綠色造紙發展戰略
綠色化工理念的不斷形成和發展，成為指導發達國家造紙綠色化工的重要理論指導和技術支撐。在此過程中，世界造紙化學品行業為更好服務于造紙產業表現出兩種發展趨勢：一是通過兼并、整合、重組形成綜合性造紙化學品公司，使得本來只有個別主打產品的造紙化學品企業短期內獲得其他類優質化學品的技術和市場，并且通過公司內部資源整合后，僅單個企業就可能為造紙企業提供全套的制漿造紙化學品；二是校企合作，整合資源，實現跨領域、跨行業聯合攻關，如造紙化學品企業、造紙機械企業、印刷企業、包裝企業等聯合出資或公用實驗資源，就造紙涂布工藝展開聯合研究。本質上是整合全社會資源推動某一行業快速發展，進而拉動相關產業的發展。
我國造紙工業整體上遠落后于發達國家，在環境治理與資源利用方面表現尤為突出。如噸紙COD排放量，單位產品清水、木材、電能等消耗量均遠高于發達國家，而我國人均森林擁有面積約為世界平均水平的1/5，水資源是世界平均水平的1/4，面對我國快速發展的造紙工業，資源的嚴重不足問題日益嚴重。近年來為了緩解我國纖維原料的不足，每年進口大量廢紙，2008年廢紙進口量占世界總出口量的50%以上。纖維原料對外的高度依賴成為制約我國造紙業建康發展的主要問題之一。
但毋庸置疑，我們也取得一些進步，林紙一體化項目有望在可預見的將來初步告別植物纖維短缺的窘境；另一方面在我國紙及紙板產量由1995年的2400萬噸增至2008年的8000萬噸，產量增大至3.33倍的情況下，主要污染物COD排放量卻降低到原水平的51%，切實做到了增產減污。不過存在的問題依然很多，面臨的形勢依然嚴峻。2007年造紙廢水COD排放量占全國工業COD總排放量的34.74%，而GDP貢獻率不足3%。重慶市是我國首座發布綠色GDP的城市。2005年6月，重慶市對40個區縣19個行業2002年數據進行了核算，發現造紙行業的綠色GDP為負，即造紙行業賺的錢還不夠治理其造成的污染。因此，我國必須發展由綠色化學支撐的綠色造紙工業，真正實現我國造紙業的可持續發展。
5 發展綠色造紙和造紙化學品產業的幾點認識
5.1 造紙是綠色產業，生命樹常青，造紙化學品前景廣闊
(1）綠色造紙化學品是造紙業進一步發展的重要支撐，是促使傳統造紙業向可持續發展的、環境友好的綠色造紙轉化的重要力量。
(2）我國造紙化學品企業面臨挑戰與機遇并存，要關注國內快速發展的巨大造紙化學品市場，更要不斷提升自己的實力，以應對國外造紙化學品公司的激烈競爭。
5.2 提升造紙化學品產業的核心競爭力
(1）通過資源整合、兼并重組，做大做強造紙化學品產業。
(2）大力開展產學研活動，提高造紙化學品產業的科技創新力。
(3）學習、借鑒國外造紙化學品行業的發展模式和管理經驗，提升我國造紙化學品的現代企業運行水平。
(4）注重跨學科、跨行業聯合攻關，開發新產品、新技術，推動企業的技術進步。
(5）針對我國造紙產業的發展特點與要求，組織力量就相關專題，如廢紙制漿、高陰離子垃圾含量的紙漿助留助濾技術、廢紙漿白水全封閉循環關鍵技術等進行專題研究，以促進綠色造紙的發展，同時給自己創造新的產品空間。
(6）加強綠色化工技術和高新技術產業如材料科學、生物化工技術等領域的融合，開拓新的交叉學科產品和相應的新技術，以迎接造紙技術的革命性發展。
