锯木行业: 聚焦马来西亚的碳足迹

锯木是马来西亚重要的原材料,被广泛用于建筑,家具和家具部件等产业领域。然而,通过锯木活动生产锯材会引发环境问题,并且被认为对全球变暖产生了潜在影响。Geetha Ramasamy,马来西亚博特拉大学</span></p> "

马来西亚的锯材原木通常是由天然林、人工林或通过进口原木等途径获得的。根据国家木材管制报道显示,向锯木行业提供的开采自天然林的热带阔叶木原木的品质要比从人工林或进口渠道获得的原木均质得多。

马来西亚半岛的森林并不会再植,而经过砍伐的森林通常能够进行自我再生。自上世纪90年代末以来,对马来西亚半岛砍伐过度的森林所施行的加富栽培和种植行为被叫停。有人认为,过度砍伐的森林的再生潜力足以在下一次采伐周期和轮作开始之前能够改善森林的蓄积量。

无疑,这也显著降低了森林的管理成本。马来西亚的天然林是遵循可持续森林管理(SFM)方案来经营的,SFM被国际热带木材组织(ITTO)拥护为森林管理的最佳实践。

天然林指依靠自然能力形成的森林。马来西亚的天然林在过去三十多年的时间内得到了可持续的管理,因此能够采用可持续的方式生产出高品质的锯材原木制品。

热带锯材在本地和国际市场的需求稳定已增加了来自天然林的锯材原木的供给压力。大量的锯木厂都面临了锯材原木的不足。始于20世纪初的马来西亚锯木行业所生产的产品主要用于国内消费。

 

充足的材料供给

在1957年国家独立后,该行业进一步发展成为大型的制造产业。因此,马来西亚的锯木行业在很长一段时间内统领了木材加工行业并不是一件令人惊讶的事。与天然林施行的可持续森林管理举措一致,天然林每年供应的锯材原木数量也始终保持在800万立方米,以确保维持可持续生产。然而,这对现有的锯木产能造成了额外的压力,最终不可避免地导致了近年来数家锯木厂的关闭。

确保锯材原木的供给充足对于锯木行业的竞争力是至关重要的。以马来西亚的情况为例,马来西亚半岛的天然林面积要比马来西亚东部地区小得多。

其结果是,多年来,马来西亚半岛的锯木产能已有所减少。马来西亚半岛锯木产能下降的主要因素是:天然林锯材原木的供应下降以及锯木行业的产能过剩。

目前,马来西亚半岛的采伐作业接近千米高度,这里的天然林主要属于山林类型。这种森林类型拥有几种隶属于龙脑香科家族系列下的娑罗双属的树种,其生产的锯材产品在全球市场的需求水平很高。

从这片森林中生产出来的最常见的娑罗树种为深红色的桉以及浅红色柳桉,该木材在市场已经建立了良好的商业认可度。有人指出,在马来西亚半岛地区,柳桉仍然统领着主要的木材加工行业(无论从锯材原木或是锯材产能等方面来看)。

将锯材进一步加工为其它木制品的全球需求水平必然会持续增长,这是基于与钢材,塑料和混凝土等相比,它所展现出来的环保优势所致。对于马来西亚的建筑,家具和家具配件等产业而言,锯木是一种重要的原材料。

 

环境影响

尽管木制品被确认为是一种重要的以及潜在的气候变化缓解剂,但在马来西亚,木制品的使用更多的是关注其经济性和可用性等因素,而不是它的环保效益。

一些研究已经表明,锯木行业会触发环境影响。锯木生产过程中所消耗的资源,尤其是木材材料,能源和水都会造成环境负担和影响。从锯木活动中所产生的业已得到评估的环境影响因素包括全球变暖,酸化,臭氧破环,人体毒性,光化学臭氧的形成和富营养化潜力。

在所有列出的这些环境影响中,有人提出,全球暖化潜势所产生的影响力似乎是最显著的,因为其释放了大量的二氧化碳。这一观察和结论也得到了在多个领域开展了相关研究的研究人员的支持。在其中一个研究中,碳足迹被描述为是由企业机构、活动、产品或个人引起的温室气体排放的集合。温室气体排放渠道主要有:交通运输、食品生产和消费、能源使用以及各类生产过程。通常所有温室气体排放用二氧化碳当量(  -eq )来表示。

使用生命周期评估(LCA)方法对在马来西亚半岛由于锯材生产活动而产生的碳足迹进行了初步研究。在这项研究中,从锯材生产系统边界内的每项工艺活动所排放的温室气体均被换算成二氧化碳当量,以确定由特定的锯材生产过程所产生的碳足迹。

由于在生产粗锯材的过程中会消耗资源,碳足迹依照LCA的方法框架进行评价。LCA是一种在资源消耗(材料,能源和水)以及向环境释放的排放物(木材废料,空气传播排放物和水传播排放物)的基础上评估环境概貌的分析工具。

在马来西亚,LCA的概念还没有被广泛采用,尤其是在以木材为主的产业版块。因此,亟需开展一项针对马来西亚锯木行业的碳足迹研究。这项研究活动试图将ISO 14040标准(环境管理--生命周期评价--原则与框架)作为整体的框架和指导方针,并且使用ISO 14044标准作为技术要求和准则。

这项研究分析了锯材从生产到出库的整个过程与之相关的碳足迹,例如原木被运送到锯木厂直至最终并加工和生产为粗锯材的过程。同时,锯木厂所涉及的越野运输活动也被列为研究的一部分。

 

生命周期评估

针对马来西亚半岛最大的锯木厂开展了碳足迹评估。调查主要集中于娑罗树种的锯材原木,这主要是考虑到这些树种是马来西亚半岛的锯材生产作业中可供利用的最主要的锯材原木。

本研究选择的锯木厂能够常年持续供应浅红色柳桉和深红色柳桉。在锯材原木的锯切工艺过程中,浅红色柳桉和深红色柳桉的碳足迹分别得到了确定。通常来说,粗锯材的锯木流程大致可分为四个主要的子过程。

首先,锯材原木在初级分解阶段被切割为料板。然后,这些料板被移到传送带上送往下一道切削工序。在二次分解工艺阶段,料板将被重新锯切为锯材。随后的质量控制工艺旨在确保将锯材上发现的所有瑕疵和缺陷都去除。最后的环节是对粗锯材进行分类和包装,准备发运。本研究中涉及的越野运输活动主要包括将原木从原木堆场运输到锯木厂以及与锯材的质量控制活动息息相关的运输项目。

粗锯材是锯木作业中的主打产品。体积为153.3立方米的浅红色柳桉锯材原木能够出产85.79立方米的粗锯材。总体而言,在浅红色柳桉粗锯材的生产工艺中,平均收益率为55.96%。另外一方面,体积为133.16立方米的深红色柳桉锯材原木能出产61.04立方米的粗锯材,出产率为45.84%。

除了锯材外,锯材原木在生产流程中会生成各种形式的木材损耗,例如边脚料,刨花片,锯末和碎片等。边脚料通过出售可用于锅炉产能。因此,这些木材损耗被认为是联产品(co-product)。深红柳桉打造出来的联产品要稍稍多于浅红柳桉。各种联产品(边脚料、刨花片、锯末和碎片)体积的比例差异分别为1.11, 1.08, 1.54和 0.87。

原木转换为粗锯材的过程中会生产出边脚料,刨花片,锯末和碎片。这一过程被称为多输出过程。由于锯木活动中生产出来的产品不止一个,因此考虑到使用分配法。这种分配被描述为对研究项目中的不同产品的环境负荷进行分区。

主要使用了三种不同类型的分配方法,分别是将所有产品都考虑作为联产品;将锯材视作为主要以及唯一的产品;以及采用经济价值的方法。本研究中选择的分配法是将锯材视为主要以及唯一的产品。锯材被视为对环境负荷造成影响的因素。

 

能源消耗

受调研的这家锯木厂使用电力和柴油燃料能源来将锯材原木转化为粗锯材。电能主要被用于驱动在初级分解工艺使用的一系列设备的电机系统,这些设备包括带式锯床和输送机;以及驱动二次分解工艺中的带式锯床的电机以及将浅红柳桉和深红柳桉锯材原木加工为粗锯材过程中的质量控制系统。用于操作子系统过程的能源被描述为过程能量。研究发现,生产1立方米的浅红柳桉和深红柳桉粗锯材分别需要30.7兆焦耳和49.1兆焦耳的热量。

从研究中可以看出,二次分解工艺流程所耗用的电能是最高的。造成这一现象合乎情理的解释可以归因于使用了大量的电机来运行和操作用于二次分解的带式锯床。另一方面,相对于其它操作流程而言,输送机所消耗的电能基本可以忽略。

锯木厂使用柴油能源来运输锯材原木和粗锯材。为了生产1立方米的浅红柳桉和深红柳桉锯材,分别需要使用0.24升和0.38升的柴油燃料。柴油的能量值使用高热值(HHV)方式来确定。

锯材生产过程中所消耗的资源会向周边环境排放出数量不等、类型各异的气态物质。在本研究中,包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)等在内的温室气体排放物是唯一考虑的因素。

锯材生产过程中的木材损耗主要是由碳损耗引起的。尽管如此,从联产品中释放出来的二氧化碳被归类为生物二氧化碳。众所周知,生物二氧化碳的属性为碳中性,因为木材燃烧和分解过程中向周边环境所释放的二氧化碳在树木的生产过程中重新得到了吸收。同时,用于进一步处理的木材废料被认为是减缓气候变化的举措。通常而言,木材和生物质的全球变暖潜能值被指定为0,因此从理论上来看,木材并不会引发碳排放。

另一方面,在厂区外燃烧矿物燃料以供电能产生以及用于运输之用会向周边环境释放出不同类型的物质,取决于所使用的化石燃料的类型和数量。

总体而言,二氧化碳的排量要比甲烷和氧化亚氮更高。事实上,甲烷和氧化亚氮的排量几乎可被视为零,这主要是基于二氧化碳的排量达到了100%。

 

碳足迹

显然,从一立方米的深红柳桉锯材中所排放出来的碳量要比浅红柳桉锯材的碳排量略高。这两种树种每立方米的碳排量所计算出来的差值为1.26千克的二氧化碳当量。

尽管这两种树种在切削过程中没有展现出显著的差异,但无疑它们的碳足迹呈现出明显的差异。能源消耗,尤其是电能消耗的可变性是造成这两种树种出现密度差的原因之一。

当与其它树种的锯材生产工艺相比,热带硬木锯材在生产过程中会排放出更高含量的二氧化碳当量。造成这一现象的原因可以归因于热带地区的锯木行业的产能较低以及出产的木材废料比例更高。显而易见的是,向大气和周边环境所排放的温室气体与锯木厂在锯材生产过程中的低效率密切相关。

本研究中的二氧化碳当量几乎可与其它类型的木种所生产的窑干锯材相比拟。密度更大的木材具有更高的含水量,因此需要使用更多的能量来干燥木材。其结果是,二氧化碳当量的释放比例也相应变得更高。然而,当比较密度与柳桉木种接近或更高的木材树种时,二氧化碳的当量值差距不大。因此,可以推论出,锯木厂的低效率在确定温室气体的排放方面发挥出显著的作用。

 

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