位于芬兰埃斯波的阿尔托大学生物产品和生物系统系 (Bio2) 处于林产品技术和尖端生物技术的前沿。学校的研究活动针对从建筑和纺织品到生物材料、能源和生物医学等应用领域的创新产品和解决方案。
Metsä Fibre 的 Kemi 生物制品厂将于 2023 年底投产，是为未来做好准备的现代纸浆厂的典型例子。Metsä Group 围绕公司独特的生物制品工厂概念规划其工厂，其核心是对木材原材料和生产副流的资源利用。生产过程中不需要化石燃料，工厂将向外部客户出售电力、木质燃料和热能等可再生能源。
阿尔托大学流程工业环境技术主席 Olli Dahl 教授，日前介绍了纸浆和造纸厂的可持续性、机遇和挑战以及未来可能的情况。与其他行业相比，纸浆和造纸行业现在在可持续性方面的表现非常好，其使用的原材料是可再生的，环境问题得到了很好的控制，而且大多数工厂都是可盈利的。通过这种方式，他们还可以在当地创造经济和社会福祉。其他行业主要与不可再生原材料作斗争，其可接受性一直在下降。此外，这些其他行业的原材料质量下降，数量也有所减少。
当然，纸浆和造纸行业在提高和保持环境可持续发展能力方面面临着一系列挑战。在纸浆行业，生产单位的规模在过去 5 到 10 年中大幅增加。这一发展将导致当地和区域的环境影响很大。木材采购领域正在增长，而运输产生的二氧化碳排放量也在增加，还必须在区域范围内考虑森林吸收碳的能力。然而，纸浆厂是现在和未来，以可持续方式生产生物基产品的绝佳平台。
造纸厂的规模仍然适中，直接的环境影响不会成为问题。此外，造纸厂正在转向为消费者生产包装并取代化石衍生的塑料包装，因此环保性能再好不过了。包装中的纤维可以多次回收利用也是积极的。
关于纸浆行业，除了纸浆厂生产的“普通”产品(例如用于包装和纸巾的纸浆)外，还应考虑更高价值的纤维素等级，例如用于纺织生产的纤维，或用于食品和动物的纤维产品喂养。从森林到餐桌上的衣服和食物，这对纸浆行业的未来来说是一个巨大的机遇。这些新产品将提高纸浆厂的盈利能力，并创造更多新的就业机会。这将改善地区和人民的福祉，从而改善社会维度。
造纸行业的机会在于无塑料纸板、包装纸板和可生物降解的一次性产品。通过高效研发，可以为社会创造新的可持续产品。
不幸的是，侧流对提高纸浆厂的经济性几乎为零。不过，这仍然可以为新公司成为生态系统的一部分创造条件，从而在当地创造就业机会。纸浆厂提供大量额外热量，但这一机会尚未得到充分利用。木材燃烧或气化产生的灰烬已被加工成肥料。硫酸烟气可用于生产硫酸，甲醇可从冷凝液中生产。因此，纸浆厂作为中小型企业原材料的中心和来源，有很多新业务的机会。
在造纸工业中，造纸厂的侧流可以转化为小型特种产品，如猫砂，所有有机物都可以用于生产沼气。不幸的是，我没有看到他们带来任何重要的新业务，因为本地的交易量非常小。然而，与当地社区的合作和侧流的结合，可以创造足够规模的业务，从而提高开发侧流的盈利能力。
除了传统产品，将纸浆和废纸加工成溶解纸浆等级并进一步加工成纺织纤维为纸浆甚至造纸厂提供了非常大的潜力。将生物质分解成糖也可以提供生产化学品的机会。然而，这需要对类似的化石产品征收二氧化碳税才能使企业盈利。此外，将木皮和木质素加工成新的化学品和材料将为生产新的生物产品提供机会。
世界各地正在进行许多研发项目以开发新的生物产品。挑战始终是必须与市场上已有的化石产品竞争。我看到了各种纤维产品的最佳机会，从包装到尺寸从纳米级到微米级的单根纤维，并用于建筑等全新用途，作为柏油路结构的一部分，作为人类食物的一部分，以及用于动物饲料。
在提高可持续性或允许工厂生产新的生物产品方面，如将纤维素加工成新型纺织纤维产品和用于电池工业的木质素加工将取得最大进展。然而，新产品的开发需要多种技术的结合和大量的研究才能实现目标。新产品的开发似乎在北欧国家最为先进。
未来的纸浆和造纸厂将不会产生废物，规模适当，数量会比现在更多，并且在全球范围内均匀分布。由于在所有可持续方面获取原材料的挑战，非常大的工厂将很脆弱。纸浆厂将生产从纳米到微米尺寸的全新纤维产品；这些产品将有我们甚至还不知道的用途。此外，部分从纤维中释放的糖、树皮提取物和从黑液中分离出来的木质素将采用新技术加工成化学品和材料，以替代原油制成的产品。多余的电力将转化为氢气并储存为氢气膏，多余的热量将用于温室，用于种植优质药用植物。
造纸厂仍将生产消费包装，但它们将成为能源积极的生产设施，所有废水有机材料和其他有机残留物都通过厌氧技术转化为沼气，并进一步转化为氢浆。氢和氢浆将演变为所有运输方式的燃料。造纸厂三分之一的盈利将来自非包装产品。