韓曉良
我國已經進入“十三五”規劃時期,2020年我國5000萬貧困人口將脫離貧困,與全國人民一起進入小康社會。規劃發展目標的小康社會不僅僅是生活水平的提高,執行巴黎協定、解決環境污染、改善生存環境的問題也是重要的目標之一。在印刷包裝業下行壓力不斷持續的情況下,解決污染排放的政策出臺,使企業的下行壓力繼續增加。國家在出臺數量眾多有機揮發物減排政策的同時,已經和美國一道在杭州G20峰會上,第一個向聯合國提交巴黎環境保護大會的規劃文件,承諾中國將采取嚴厲措施推進承諾的實現,如行政領導考核環境目標升格為否決性指標、大城市疏解低端產能解決人口膨脹、城市煤改氣和煤改電工作普遍進行、私家車按日或單雙號停駛等,這些措施已經取得良好效果,對印刷包裝及相關行業的深度治理和采取的技術措施也提到議事議程。
有機揮發物減排政策緊鑼密鼓
2010年9月,國家新聞出版總署和環境保護部簽訂了《實施綠色印刷戰略合作協議》,重點對紙張、油墨和熱熔膠產生的重金屬殘留以及揮發性的有機物污染進行嚴格的控制。
2011年10月,國家新聞出版總署與環境保護部聯合發出《關于實施綠色印刷的公告》,進一步明確實施綠色印刷的指導思想、范圍、目標、組織管理、印刷標準、印刷認證、工作安排及配套保障措施等,對推進綠色印刷實施作出了全面部署。
2011年10月,國務院印發《關于加強環境保護重點工作的意見》,對新時期環境保護工作進行了部署。其中,明確指出“鼓勵使用環境標志、環保認證和綠色印刷產品”。
2011年12月,國務院辦公廳又專門以文件形式將綠色印刷實施的部門分工落實到國家新聞出版總署。
2012年4月,國家新聞出版總署發布了《關于中小學教科書實施綠色印刷的通知》,提出中小學教科書必須委托獲得綠色印刷環境標志和產品認證的印刷企業印制。工作目標從2012年秋季學期,各地使用綠色印刷中小學教科書數量應占到本地中小學教科書使用總量的30%,2014年改組后的國家新聞出版廣電總局印刷管理司宣布,基本實現全國中小學教科書綠色印刷的全覆蓋。
2013年工業和信息化部公布了《關于印發淘汰落后產能工作考核實施意見的通知》,其中包括鋼鐵、有色金屬、水泥、玻璃、造紙、化工、印染等19個行業的落后企業名單,要求在2013年底前徹底拆除淘汰。
2014年國務院辦公廳發布《2014~2015年節能減排低碳發展行動方案》,要求京津冀及周邊、長三角、珠三角等重點地區削減氮氧化物排放,力爭2014~2015年實現氮氧化物減排12%。連續兩年中央財政專項支持綠色印刷近5億元,北京、上海、安徽、江蘇等地也通過各種渠道給予資金扶持,撬動社會投資約150億元。全國1/3的出版社已采用綠色印刷方式出版圖書。
我國黨的十八屆五中全會召開時,會議對“十三五”規劃提出了發展目標建議,其中提出完成“十三五”規劃,生態環境質量總體得到改善,并建立健全用能權、用水權、排污權、碳排放權的分配制度,要實行最嚴格的環境保護制度,深入實現大氣、水、土壤污染治理行動計劃。
2015年6月18日,財政部、國家發展改革委、環境保護部制定了《揮發性有機物排污收費試點辦法》,要求所列行業遵照執行,并把包裝印刷業作為試點行業之一。
2016年7月13日,工業和信息化部和財政部聯合印發了《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》,計劃實施時間從2016~2018年,包括印刷包裝業油墨、膠黏劑等有機物的排放,涉及包括印刷包裝業在內的11個行業。該計劃到2018年,VOCs排放量比2015年減少330萬噸以上,減少苯、甲苯、二甲苯等溶劑、助劑使用量減少20%以上,低(無)VOCs的綠色農藥制劑、涂料、油墨、膠黏劑比例分別達到70%、60%、70%、85%以上。隨《重點行業揮發性有機物削減行動計劃》一起發布的還有4個附件,其中一個是VOCs排污收費試點行業范圍,包括石油化工行業的原油加工及石油制品制造、有機化學原料制造、初級形態塑料及合成樹脂制造、合成橡膠制造、合成纖維單(聚合)體制造及倉儲業領域的生產、制造和存儲活動。另一個行業就是包裝裝潢印刷行業,指根據一定的商品屬性、形態,采用一定的包裝材料,經過對商品包裝的造型結構藝術和圖案文字的設計與安排來裝飾美化商品的印刷。
另一個附件是包裝印刷行業VOCs排放量計算辦法。VOCs排放包括包裝印刷行業VOCs主要排放環節,涉及印刷、烘干、復合和清洗環節。
包裝印刷企業VOCs排放量計算公式如下:
核算期VOCs排放量(千克)=核算期投用油墨中VOCs的量(千克)+核算期投用膠黏劑中VOCs的量(千克)+核算期投用涂布液中VOCs的量(千克)+核算期投用潤版液中VOCs的量(千克)+核算期投用洗車水中VOCs的量(千克)+稀釋劑使用量(千克)-核算期VOCs去除量(千克)-核算期VOCs回收量(千克)
上面計算公式中投用油墨、膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水中VOCs的量計算方法:
核算期投用油墨(膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水)中VOCs的量(千克)=核算期各類油墨(膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水)的使用量(千克)×各類油墨(膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水)的VOCs含量(%)
計算公式中核算期企業各類油墨(膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水)使用量以購買發票等結算憑證為核定依據;各類油墨(膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水)的VOCs含量優先以油墨(膠黏劑、涂布液、潤版液、洗車水)供貨商提供的質檢報告等為核定依據。
無法獲得VOCs含量數據的,可按以下系數取值:
油墨:塑料里印油墨白色65%、白色以外顏色的油墨70%,塑料表印油墨60%,紙質凹版印刷油墨60%,柔版印刷油墨60%,絲網印刷油墨45%,金屬印刷油墨45%,商業輪轉印刷油墨30%,單張紙印刷油墨5%;膠黏劑:30%;涂布液:40%;潤版液:20%;洗車水:17%。稀釋劑使用量計算方法以核算期企業投入稀釋劑的量,以購買發票等結算憑證為核定依據。
計算公式中VOCs去除量計算方法以VOCs去除量為核算期企業各工段VOCs去除量之和。鼓勵企業通過監測法進行核算,無監測數據的統一采用去除率計算方法進行核算。若企業某工段未安裝任何處理裝置,則其VOCs去除量為0。
1.監測法
核算期某處理裝置VOCs去除量(千克)=[核算期該處理裝置進口平均濃度(毫克/立方米)-核算期該處理裝置出口平均濃度(毫克/立方米)]×核算期該處理裝置排風量(立方米/時)×核算期該處理裝置運行時間(小時)×10-6
式中:處理裝置進口、出口平均濃度按照企業在線監控數據、環保部門監督性監測數據、第三方監測數據或環保三同時驗收監測數據取值。
2.去除率計算方法
核算期某工段VOCs去除量(千克)=[核算期該工段油墨中VOCs的量(千克)+核算期該工段膠黏劑中VOCs的量(千克)+核算期該工段其他有機溶劑使用量(千克)]×30%
計算公式中VOCs回收量計算方法以VOCs回收量為核算期企業回收的各種廢有機溶劑量之和,以企業委托的有危險廢物處理的資質公司出具發票、企業廢有機溶劑回收利用技術改造項目相關報告等為核算依據。
計算公式中其他說明:VOCs處理裝置的治理措施包括直接燃燒法、催化燃燒法、蓄熱式燃燒、蓄熱式催化燃燒、固定床活性炭吸附、流化床吸附、轉輪濃縮+焚燒、生物處理、低溫等離子體、冷凝回收等。核算期內現有企業VOCs處理裝置未按照治理工程的設計要求定期更換活性炭或者催化劑的,視為未安裝任何處理裝置,VOCs去除量為0。
在中共中央政治局審議通過的《京津冀協同發展規劃綱要》中,明確列出了四大類疏解對象,具體表述為:“堅決退出一般性制造業,就地淘汰一批鋼鐵、有色金屬、建材、化工、紡織印染、機械、印刷、造紙等污染比較大、耗能、耗水比較高的行業……”根據這個綱要,北京市政府于2015年7月1日起,正式實施北京市《印刷業揮發性有機物排放標準》,該標準要求已經達到了發達國家排放標準規定。資料顯示,北京現有3600余家規模以上印刷包裝企業,2015年已疏解外遷近1000家,2016年再疏解1000余家,到2020年北京只留下1000家左右。留下的企業要求在五、六環路以外,而且是首都核心功能需要、環境較好、貢獻較大的企業。最新有消息傳出,上海市也將強制關閉一批“三高一低”企業,印刷包裝行業也位列其中。最近,山西、海南和湖北省也出臺征收VOCs排污收費的政策,使我國開證VOCs排污費的直轄市和省份達到15個,包括了北京、上海、天津、安徽、江蘇、浙江、四川、遼寧、山東、湖南、河北、陜西、山西、海南和湖北等。VOCs對環境的污染與二氧化硫和氮氧化物大體相當,2016年1月1日起,每污染當量收費2.4元,2017年1月1日起每污染當量收費4.8元,2020年1月1日起每污染當量收費6元,用收費標準的不斷提高推動企業積極采取治理措施。還制定了差別收費的原則,如排放值低于規定標準50%以上的按半價收費,而高于規定標準,可按兩倍標準收費。
印刷包裝業曾作為陽光工業大力發展,而現在一下子轉變為污染行業之一,并通過行政管理措施讓企業退出大城市,環境保護目標已經上升到否決性指標。印刷包裝企業不能存在僥幸心理,必須采用新的環保輔助材料、有效的治理手段和新一代環保設備,徹底杜絕污染物的排放源頭,為社會貢獻自己的力量。
印刷包裝業是與民生緊密相關的行業,人們的日常生活幾乎離不開印刷包裝產品,食品、藥品、日用品、機電產品等行業的后續都需要印刷包裝,因此片面的疏解印刷包裝業,也會帶來產業鏈的斷裂。印刷包裝業還有一項重大的功能,就是信息、傳媒、文化產業,包括書報刊印刷、辦公印刷、電商經濟等領域,這是大城市不可或缺的功能,不可能疏解了事。2015年8月北京市政府公布《北京市新增產業的禁止和限制目錄(2015年版)》明確指出全市范圍內禁止新建和擴建的印刷業,但有幾大類被除外,其中包括書/報刊印刷、本冊印刷、包裝裝潢及其他涉及金融、安全、運行保障等領域,且使用非溶劑型油墨和非溶劑型涂料的印刷生產環節;裝訂及相關服務。絲網印刷業務在禁止新建和擴建之列。這個新版的《北京市新增產業的禁止和限制目錄(2015年版)》,細化了對印刷包裝業的限制領域,回歸了印刷包裝業在首都功能的地位,對制造業來說應該是一個利好消息。
綠色制造轉型穩中求進
目前,在印刷器材方面已經實施多項綠色制造措施,包括CTP直接制版國產化率超過50%以上,這項數字化措施既減少膠片使用和制作過程的污染排放,又提高了數字化水平和生產效率,杭州科雷已經轉型成功;樂凱二膠已經推出免處理CTP版材,減少了版材化學處理產生的重金屬排放;油墨制造企業推出UV油墨、VU上光油及不含溶劑的大豆油墨,減少了油墨在干燥過程的污染物排放;無水膠印技術的推廣,減少了潤版液中重金屬的排放,這些措施推進了綠色印刷的實施。
印刷設備制造業應該積極采用當代先進技術措施來推動印刷包裝業的綠色革命,將成為印刷設備制造業轉型目標之一。當然,印刷設備的環保轉型也離不開綠色印刷器材的支撐,自身的環境友好型創新也應該是發展的重點措施之一。
印刷設備制造業轉型首先應積極采用綠色印刷器材,在設備適應綠色印刷方面包括推廣數字直接制版、柔性版印刷、無水膠印,UV油墨、UV上光、環保油墨、冷燙印、LED-UV技術等先進技術的同時,在制造業本身減少資源消耗、節能減排和污染治理等方面,應該是助力綠色印刷措施。
柔性版印刷方式是由凸版印刷技術發展起來的一種現代印刷方式,主要技術創新是網紋輥網線激光雕刻技術的發展,實現了輥筒的精細加工。另一項技術是為提高網紋輥壽命,在金屬表面噴涂陶瓷提高了網紋輥的耐磨性。柔性版印刷的另一項相關技術是水性油墨的研制成功和產業化生產,最近又產生了用于柔性版印刷的UV油墨。印刷設備采用這些先進技術,不但使設備的結構大大簡化,并形成了最環保的印刷設備。有統計表明,柔性版印刷在印刷包裝行業的市場份額,北美占到75%,歐洲占到57%,南美占到28%,而中國僅占到10%,到2015年也僅僅接近20%,與發達國家仍保持很大差距。
柔性版印刷機國內已有十多家企業在生產,主要品種規格不斷拓展。主要制造企業有山東意高發、濰坊東航、上海紫光、北人集團、上海高斯圖文、陜西北人、江蘇方邦、西安德鑫、浙江煒岡等制造的窄幅和寬幅機組式柔性版印刷機;還有浙江煒岡、溫州中天等企業生產的層疊式柔性版印刷機;上海太陽、山西晉城天澤太行、陜西北人、西安華陽、廣州松德等企業生產的窄幅和寬幅衛星式柔性版印刷機等品種。柔性版系列印刷機在規格上也從420mm、460mm、480mm、520mm向更大的尺寸規格拓展,最大印刷幅面已經達到1700~2200mm。柔性版印刷機已經批量生產,國產設備的市場份額已經達到75%,一方面擋住國外設備的大量涌入,另一方面多工序聯機作業為包裝印刷提供了一種高效、環保的工藝方法,并應用于大批量包裝紙盒生產領域中,逐步代替傳統的卷筒紙凹版印刷機、分切機、切紙機、模切機等單機多工序作業方式。
最近,北人集團生產的書刊寬幅柔性版印刷機已經落戶在上海新華印刷有限公司,成為我國第一臺包括聯線折頁的機組式寬幅柔性版卷筒紙印刷機,并且已經成功投產。上海高斯圖文推出的寬幅機組式柔性版印刷機針對書刊印刷和包裝印刷的3種新型環保設備,采取翻轉印刷技術,可以實現包裝印刷的單面印刷需求。該系列設備印刷幅面分別為1060mm、1100mm、1300mm,可以實現連線折頁的書刊印刷需求,還具有包裝印刷需求的模切、復卷、上光等輔助功能。該企業首次開啟柔性版書刊印刷和包裝印刷的設備制造,尤其復卷后可以和瓦楞紙生產線一起復合,制造高檔的瓦楞紙板,大大提高了生產效率。如果進一步在市場適應性和價格等因素得到用戶的認可,那么新一輪設備更新改造的新時代就會來臨,部分淘汰膠印書刊印刷的市場就會實現,這將是大型印刷設備制造企業戰略轉型的希望所在。北京貞亨利民也推出了選配柔性印刷模塊,實現柔性上光的單張紙凹印機。
印刷設備在功能上的綠色創新已經成熟,浙江煒岡在制造層疊式柔性版印刷機和機組式柔性版印刷機的基礎上,還創新開發間歇式PS版標簽印刷機,設備上采用先進的獨立驅動技術、伺服電機收放卷張力控制,還配備上光單元、圓模切單元、烘干單元,最近實現聯線冷燙印單元配置,實現節約能源的燙印技術。這種往復式印刷還實現印刷幅面的可變印刷,提高了市場的適應性。國外單張紙多色膠印機已經普遍聯線冷燙印方式,國內印刷設備制造企業應該推廣這種節約能源的新技術。
為提高印刷品表面裝飾質量,包裝印刷企業普遍采用覆膜的方法,雖然有水性覆膜、即時覆膜等提高環保質量的方式,但紙張和塑料膜結合給紙張回收和降解帶來了一定的困難,采用UV上光的方式既高效又不會帶來環保方面的問題。現在,上光技術已和單張紙多色膠印機聯線成功,國內多家制造企業實現多色印刷+UV上光+專色印刷機組配置,采用紫外線燈光聯線烘干。國外企業最近推出節能的LEDUV上光新技術,LED烘干光源耗能僅為普通光源的1/10,使用壽命卻提高15倍以上,上光油也升級為LED可以烘干的組成成分,同時上光油的使用量也大大減少,由于沒有異味,可以用于食品和藥品的內包裝。LED烘干技術可以實現整個幅面的上光和烘干,也可以進行局部的上光和烘干,做到能源利用的可控操作,利優比新菱的單張紙多色膠印機已經具備這種功能。在單張紙高速多色印刷時,為防止顏色未干燥的粘連,單張紙多色膠印機聯線設置噴粉及回收機構,但在印刷過程中仍會有粉塵造成污染。利優比新菱的單張紙多色膠印機在印刷時,采用了UV專用油墨,設置了LED烘干機構,有效地解決了多色印刷的干燥問題,可以不再設置噴粉機構,防止造成粉塵污染。這家企業還在翻轉印刷機上設置了烘干裝置,解決了翻轉印刷的蹭臟問題。
海德堡等多家企業推出在機制版數字印刷機,這種設備采用衛星式滾筒排列結構,用激光二極管在四色印版以準確的定位同時成像,并自動清洗掉印版表面的硅屑。印刷利用無水膠印油墨實現了親墨和疏墨的分離。在機制版數字印刷機上大大減少了由于更換印版所花費的輔助時間和更換印版所產生的套印誤差,這種設備在快速印刷領域承擔個性化的印刷市場,雖然現在受到數字化印刷設備的沖擊,但無水膠印技術的創新,仍是傳統印刷設備制造企業可以借鑒的技術。
目前,網紋輥短墨路輸墨裝置已經在高寶無水印刷設備上使用,安裝網紋輥的設備有Genius 52UV、利必達74 Gravuflow、74 Karat DI以及海德堡Cortina無水印刷設備,高寶還實現了無水輪轉印報機的市場銷售,其環保性能大大提高,今后還會在其它產品中拓展,國內企業應該在這些領域有所作為。
國家標準化管理委員會發布了《GB/T25675-2010印刷機械 資源利用技術條件》國家標準,國家工業和信息化部發布了《JB/T 11016-2010印刷機械 耗電技術條件》節能減排行業標準。這兩項標準是全國印刷機械標準化技術委員會第一次按國家新時期節能減排政策制定的新標準,在印刷設備制造領域開啟綠色印刷、無碳經濟作出努力。這兩項標準在推進節約能源、節約用水和節約相關材料使用的同時,在減少有機揮發物排放方面也提出了要求,如推廣計算機直接制版、柔性版印刷、無水膠印、環保油墨等技術的應用創新,還對選用遠紅外烘干、紫外線烘干、冷卻裝置、熱風干燥裝置、干燥裝置風機、干燥裝置廢氣排放、電熱復合、干燥滾筒、冷燙印、UV上光等工藝提出減排的措施。對應用電熱效果進行燙印的設備,應盡可能推廣冷燙印工藝,使印刷設備的燙印耗電降到最低。
我國污染治理取得初步成效
2016年7月7日,第65版《BP世界能源統計年鑒》中文版在北京發布,年鑒顯示中國已經成為世界最大的能源消費國、生產國和凈進口國、也是最大的太陽能發電國和最大的能源增長市場。同時,通過中國的不懈努力,2015年,能源使用產生的二氧化碳排放減少了0.1%,這是中國1998年以來首次污染排放下降。年鑒統計還顯示,中國煤碳消耗量下降1.5%,煤產量下降2%,核發電量增長28.9%,太陽能發電量增長20.9%,2015年,一次能源的下降和綠色能源的上升,體現了我國對保護環境和克服地球變暖所作出的莊嚴承諾,為世界保護大氣環境作出了貢獻。
2016年7月17日據環境保護部有關人士介紹,上半年京津冀地區的13個城市空氣平均優良天數57.4%,同步升高了11個百分點。北京市主要污染物濃度持續下降,PM2.5濃度每立方米64微克,同步下降11.9%,上半年優良天數比例為58.8%,同步上升10.2個百分點。
綠色印刷設備生產制造領域也呈現出積極變化,企業的轉型也在適應市場需求的新要求,尤其在建設小康社會的進程中,這種市場變化將成為行業發展的新動力。在設備制造企業的轉型中,數字化印刷技術、柔性版印刷技術、數字化模切雕刻技術、與數字化設備聯線技術、自動化技術、智能制造技術、LED-UV技術、冷燙印技術等將得到廣泛應用,并將推動印刷設備制造業的發展和創新進入一個新階段。