纸包装脱碳技术路径与碳捕获应用

纸包装的碳减排挑战

每年配送数十亿个包裹，在确保商品安全送达的前提下，尽可能减少额外包装使用。当必须使用附加包装时，主要采用纸质材料，包括纸箱、纸质邮寄袋和纸袋。与传统塑料相比，纸质包装更易被消费者回收利用，但大规模生产过程中仍会产生碳排放。

纸包装的碳排放主要取决于造纸厂类型、生产工艺、燃料使用和纸张品级。美国最常见的箱板纸厂采用原生纤维与再生纤维混合工艺。再生纤维来源于"旧瓦楞纸箱（OCC）“回收流，包括消费者回收的电商纸箱；原生纤维则通过化学制浆工艺从木屑中分离纤维素纤维和木质素。

使用混合纤维的纸厂因能耗较低、原料灵活、成本效益高和合规性优势而成为主流。采用原生纤维的制浆过程会产生可燃废生物质（如树皮碎屑和制浆副产物黑液），用于现场蒸汽发电时会产生生物源碳排放。这类排放属于自然碳循环范畴，美国环保署认定其具有碳中性特征。

2021年美国纸浆造纸行业74%的直接排放为生物源排放。若通过碳捕获与封存（CCS）技术处理这些排放，可生产比传统方式碳强度更低的纸张。生物能源碳捕获与封存（BECCS）技术被政府间气候变化专门委员会认定为实现1.5℃温控目标的关键碳清除技术。

CCS技术结合可持续森林管理，有望使造纸行业实现净负排放。但目前该技术尚未实现大规模验证。

由多家机构联合提出的CCS工厂建设方案获美国能源部清洁能源示范办公室选中。该项目计划在箱板纸厂建设大型示范设施，年捕获12万吨CO₂（含部分生物源排放），年产10万吨脱碳纸张。

碳捕获技术主要分为：

其中燃烧后捕获技术最为成熟，通常采用胺化合物水溶液吸收CO₂。研究机构开发的非水性胺溶剂（NAS）技术通过大幅降低含水量，使吸收-再生循环能耗降低36%，同时凭借极低腐蚀性和增强的物理化学特性降低运营风险和维护成本。

该示范项目将验证NAS技术在造纸行业的规模化应用可行性，并为水泥、钢铁等行业的推广奠定基础。通过产业链合作推动碳减排技术创新，是实现2040年净零碳排放目标的重要路径。