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正隆打造紙業新標竿

創造「能資源」最適化 實現節能與獲利

延續千年的造紙高科技美名

造紙業在千年前可謂是高科技業,不僅被稱為中國古代四大發明之一,更是促使人類文化傳播的重要技術。千年以來,雖說「紙」在人類的生活中可說是無處不在、運用廣泛,不論是家庭、工作、商業等場所,或是印刷品、包裝、清潔等各式各樣的用途。但在現代工業化的造紙過程中「紙」的過程,卻需要使用大量的電能、熱能,及水、煤等資源,也會產生廢棄物或造成污染。

更甚,近年來因地球溫暖化、臭氧層的破壞、環境保護與綠色永續發展等相關議題先後引起世界各國的共同關注。更甚,面對愈來愈嚴苛的環保壓力、政府法規及外界監測,企業必須及時轉型、主動應變,才可能化危機為轉機。在台灣,就有一家造紙業者基於企業社會責任及永續獲利,認真地在綠色製造的議題上動腦筋,讓環保措施及行動,轉化成真正的經濟利益。

正隆身為全球紙業100大、台灣第一大工業用紙製造商,雖然主要使用原料以回收廢紙為主,較文化用紙業者取得原料成本低,但相對地面臨的競爭者也多,要維持前段班,正隆需要處處下足功夫。

因此,ABB Connects編輯群邀請正隆總公司研發處電控部張建輝經理,以全廠電力使用最適化為主題分享,從節能、省電的角度出發,說明正隆如何減少耗能,並兼顧產品品質與環保責任,打造企業的競爭優勢。

為了未來長久的利益

到達正隆台中后里廠採訪當天,是個進入初秋的涼爽氣候,但張經理熱情的接待著實溫暖了我們的心。從屋頂上的太陽光電系統,到汽電共生廠,一路上張經理介紹周圍環境,碰到人都打招呼,好像沒有一個人他不認識的。

但當坐下了預備採訪時,他卻用認真且嚴肅的語氣強調:「正因為造紙業耗用的能源及社會資源成本都相當高,因此我們在利用和改善上特別重視與用心,透過創新技術與設備的導入運用,達到雙贏局面。我們更希望正隆的營運不僅只有在這個世代獲取短暫的營利,更是為了未來長久的利益。」 

他更說明以后里廠為例,電力的使用就占了造紙製程耗能的一半以上,也是節能的重要目標;因此在1984年時,正隆就首開台灣造紙業先河,於后里廠設置第一套汽電共生設備,並在1996年於同廠增設第二套汽電共生設備。光是這二套汽電共生設備的發電量總計就可達57MW,降低正隆對外直接購電的需求,而且產生的蒸汽還能供應紙機,使能源自主率與利用率都大幅提高。

正隆在2012年再度於后里廠設置第三套汽電共生設備(G3),並在同一廠前後設置2套69kv 超高壓變電所,全廠電力自發電,並與台電併網。G3發電量可達29MW,使整個后里廠的電力完全達到自給自足外,還有多餘電力可轉售給台電。同時全廠總熱效率更可達55%,比火力發電的40%還高,溫室氣體排放量也較火力發電減少10%以上。

在此汽電共生系統中改用可燃燒生質能的循環式流體化床(CFB)鍋爐,以汽機車的廢輪胎,或在製紙過程中因處理廢水所產生的污泥,還有利用製程中的殘渣製成的RDF-5(固態廢棄物衍生燃料)等做為替代性燃料,減少煤炭燃料的使用量與廢棄物的產生。

而在G3搭配10號紙機(PM10)運轉生產後,連同原有的二套汽電共生設備與五台紙機,使得正隆后里廠可提供近100萬噸的年產能,成為全台最大的,也是台灣唯一百萬噸級的造紙廠。

要能夠確實做到節能,成熟的新設備、製程技術的引進是必須的。但張經理也很務實地說明,當然從管理者的角度,這些投資所費不貲,也因此投資前一定要審慎評估回收效益,才能確保所帶來的節能應用績效是符合企業的長期規劃的。

以正隆耗資70多億元建造的「G3+PM10」生產設備就是最好的例子,在規劃之初就經過詳細的評估及考量,除了盡可能地選用市場上較成熟且具高效能的設備,同時也考慮到製程需求、使用年限、系統升級、投資回報等各項因素,在整體的投資與效益之間取得最大的平衡。

此外,透過即時線上的資訊顯示及電力管控,更可使得整個正隆后里廠的電力能夠適時地調度和卸載保護,讓購電和發電系統發揮最好的效能,因此達到全廠用電最適化。

甚至是在紙機、製漿、汽電空調規劃,採用集中型節能冰水主機,壓縮機與冰水輸送水泵,則採變頻控制產品及系統,來達到節能最大效益。

這些持續的改善與投入,為正隆帶來相當顯著的節電等多重效益,更使得造紙製程效能有所提升。以過去正隆后里廠每個月光是向外購電就需要支出三千多萬元。但在G3正式運轉之後,買電就大幅降低至三百多萬元,售電所得每個月還有近千萬元的收入。雖然這個數字和營業額比起來並不算多,但也突顯出正隆確實地落實了能源的管理和替代能源的妥善運用。

自動化提高效率 降低單位生產成本

若要能夠真正達到全廠用電最適化,或是整體能資源效益的提升,還需要從全面性的觀點來考量如何節能、省能、用能最適化,且盡可能地產生最大的綜效。

因為有著縝密規劃與正確方向,使得「G3+PM10」啟用後就為正隆帶來更高的生產品質與節能效益,並且成為國內造紙業的新標竿。張經理就不諱言地指出,由於「G3+PM10」的效益相當顯著、有如讓正隆脫胎換骨,不只形成了市場優勢,並帶動了其他同業跟進、規劃投資新廠,甚至因為單位生產成本降低、產出的品質更優,更受到客戶的認同與青睞。

尤其在能資源運用的提升外,藉由製程自動化設備及系統的加持,管控「G3+PM10」的生產,完全是透過遠端控制室的操作員來調解現場運作情況。此舉不僅能避免人為操作出錯的機會和安全顧慮,更能提高生產效能及產品品質。同時正隆還自行開發系統,將所有系統整合,並搭配遠端遙控服務系統,若是當設備出現狀況時,就可以透過網路與國外的設備供應商聯繫直接進入廠內自動化網路操控平台,使其可從遠端獲得設備運作資料,立即改善現場狀況。

張經理還提到,雖然「G3+PM10」的初期投資較高,但隨時間增加與持續運作,整體效益也能不斷提高,更能符合企業長期投資目的。而且正隆追求改善的步伐並不因此中斷,像是未來就希望能有更多數位科技的創新應用,例如結合行動裝置與無線技術,讓設備人員前往現場時,就可以透過手中的PAD獲知目前的設備狀況和各項數據,不用再經由無線對講機等方式與控制室聯絡。

力求零污染

此外,正隆還積極投入綠色再生能源,包括2011年在后里廠建置493.5kw的太陽發電系統,平均每天約可發電1,600度,並將所有發電量售予台電,換算每個月約可減少25噸的二氧化碳排放(依0.522kg/kWH計)。

另在正隆竹北廠則是設有1,750kw的風力發電,每年約發電近3百萬kw,並直接供製程使用。而在大園廠則設有沼氣回收系統,每年可燃燒80多萬m3沼氣量產生製程用蒸氣約5萬多噸/年,相當於減少超過一萬噸的二氧化碳排放。張建輝表示,雖然目前再生能源的設置規模並不大,但仍展現出正隆對於實現清潔生產與綠色能源使用的決心。

更重要的是,正隆在能資源的運用管理上,不單是以技術設備出發,而更是以環境、社會的角度來考量。從紙的設計開始,到生產、採購、行銷推廣等環節,都注入綠色節能的概念與作為。例如以正隆所使用的原料,每年所消耗的廢紙就多達80萬噸以上,占了全部原料的九成,相對也減少木漿的使用,並盡量使用FSC(森林管理委員會)及CoC產銷監管鏈所驗證的材料。

而在用水方面,也透過雨水回收、廢水過濾與循環再利用等方式,減少對水資源的消耗,並使用清潔無毒的藥劑來處理廢水、以水性墨印刷等,減低對環境的衝擊。從全球首例通過ISO 14064溫室氣體盤查,到推動揭露產品碳足跡等,都顯示出正隆將節能環保融入所有造紙生產流程的努力,並成為企業經營的重要核心。

張經理最後誠懇地發出呼籲,當前不論是要符合環保法令規範,或是要提高企業的生產效能增加替代能源的佔比,只要是能兼顧節能環保的投資並能創造實際的經濟效益的策略,都是現代企業所必須修的一門學分,也是營造企業永續競爭力的關鍵。

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