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家具制造 | 家具企业木材边角料循环利用模式探讨

时间:2021-08-09     【转载】   来自:木材科学与技术

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摘 要 木制品加工中产生的边角料的处理和再利用一直是企业面临的难题。通过分析家具企业木材边角料的产生、种类和再利用途径,提出两种循环利用模式:企业自建循环生产模式和第三方运营生产模式,并辅以案例分析,为家具企业提供可行的方案。

关键词 木材边角料;循环利用;家具企业

循环发展是我国经济社会发展的一项重大战略,是建设生态文明、推动绿色发展的重要途径。2017年国家发展和改革委员会和科学技术部等14个部门联合发布了《循环发展引领行动》,对“十三五”期间我国循环经济发展工作做出统一安排和整体部署,并提出了主要指标,其中包括:到2020年,主要废弃物循环利用率需达到54.6%左右,一般工业固体废物综合利用率需达到73%[1]。国家统计局发布数据显示,2020年国内木材产量为8 727万m3。而据预测,2020年我国木材采伐、制材加工剩余物和废旧木制品回收的供给量将分别达到约1.2亿、3.2亿和2.5亿 m3[2]。另一方面,实木家具生产中出材率仅50%~70%[3],30%~50%的加工余料待处理。废弃木材的回收循环利用将成为木材供给的重要来源。

木材边角料是家具企业主要的固体废弃物,在家具生产各工段均可产生。受边角料种类多、分类难、处理方式复杂、人工成本高等因素影响,其处置方式较为粗放,且存在大材小用现象。随着家具制造业的发展,边角料的利用模式也需革新,将是家具企业实现降本和价值转换的重要方向[4-6]。

本研究根据《循环发展引领行动》要求[1],针对我国家具企业木材边角料的来源及特点,探讨其循环利用模式,旨在为我国家具企业木材边角料的循环利用提供可行方案,促进我国家具产业循环经济的发展。

1 木材边角料分类及可利用途径

依据LY/T 1822—2019《废弃木材循环利用规范》,废弃木材按照加工方式(机械处理、油漆、防腐处理等)分为6类,再利用途径包括再利用、再生利用、能源利用和特殊处理[7],具体见表1。

表1   废弃木质材料分类表[7]

Tab.1   Categories of wood waste

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从家具企业木材原料的源头来考虑,边角料主要来源于两个途径:一是在木材砍伐时产生的树根、枝丫和树皮,占整棵树的35%左右,此工序边角料种类较少且划分明显;二是在家具加工时产生的木块、木板、木条、木刨片、木屑、木粉尘等物质的混合物,占整棵树的30%左右[8]。家具生产的木材边角料,主要来源于开料、干燥、拼板、机械加工(锯、刨、铣、钻、砂磨)、涂装等加工过程[9]。按照LY/T 1822—2019进行木材边角料分类[7, 10],如图1所示。

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图1   木材加工过程产生的边角料及其分类[7,10]

Fig.1   Wood waste and its classification during wood processing

在拼板之前,木材只经过简单的机械加工,边角料中无任何添加物,属于Ⅰ类;拼板之后的边角料中都含有胶黏剂,属于Ⅱ类;根据使用场景不同,家具涂料存在一定的区别,一般用在室内的家具所产生的边角料属于Ⅱ类,用于户外的家具表面会进行防腐处理,根据防腐剂种类及含有物质的不同,分属于Ⅲ、Ⅵ类,以Ⅳ类居多。涂装之前产生的边角料都可以直接使用,加工成实木家具、人造板或者燃料等产品。涂装后的边角料则需细分类,严格按照相关标准要求处理后再利用。

2 家具企业木材边角料循环利用模式分析

《循环发展引领行动》中,与实体经济家具行业密切相关的政策主要有两项:一是构建循环型产业体系,二是壮大资源循环利用产业[1]。家具边角料的循环生产,根据实施生产的主体对象不同,可分为企业自建循环生产和第三方运营生产两种模式。

2.1 企业自建循环生产模式

该模式下的主体为家具制造企业,需对企业产品实施全生命周期管理,从设计开发阶段就对原材料利用进行系统考虑,从选购、生产、销售、使用、回收、处置等各环节进行串联式的处理,降低环境影响程度[11-13]。

家具制造企业的基础设施完善并且能够投入资金对边角料进行再加工,在边角料的利用上应以Ⅰ、Ⅱ类为主,Ⅲ类为辅,Ⅳ类视业务需求决定,Ⅴ~Ⅵ类交由特定机构处理,如图2所示。

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图2   企业自建循环生产模式

Fig.2   Within-manufacture wood waste recycle model

对Ⅰ、Ⅱ类边角料,可按照再利用、再生利用和能源利用的顺序,在成本最小的情况下进行再利用。应根据边角料的形状、大小、质量等,在设计阶段对其用途进行预判,使边角料的形状大小尽可能地接近二次加工产品的形状。

Ⅲ~Ⅵ类废料中含有卤素类有机混合物、防腐剂等有害物质,对化工处理技术要求较高,成本投入较大。企业视生产现状,优选加工成本较小的产品,或者结合生产资源需求展开利用,将源头减量、过程收集、资源再利用贯穿于循环生产模式中。

如上海某家具厂生产沙发扶手部件(图3)。由于制作扶手毛料要经过裁切,再加上木材本身缺陷(结疤、虫眼和裂缝等)、扶手曲率不达标等因素,会产生大量边角料,废木率远高于其他家具产品。该公司就废料形体进行再设计,将废料制成衣架,单段木料(400 mm×40 mm× 10 mm)的价值由0.05元提升为1.8元,使原本废弃的不合格扶手创造出了新价值[16]。

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图3   边角料产品-衣架

Fig.3   Wooden hangers made by wood waste

2.2 第三方运营生产模式

根据木材边角料的处理方式与第三方回收企业的回收业务类型,第三方运营生产模式分为两种:木材边角料分类-分级回收、木材边角料打包-整合型回收。在此模式下,家具生产企业与第三方回收企业都是独立的个体,边角料一经售出,其处置利用权由第三方回收企业享有。第三方运营回收生产模式涉及多方家具生产企业和回收企业,可利用互联网技术搭建线上线下融合的回收平台[15-16],根据主营范围,明确企业自身定位,提高回收资源信息获取的准确性和效率,根据需求有选择性地合作。

2.2.1 木材边角料分类-分级回收

此模式下是通过对木材边角料分类、回收企业分级定性而进行的边角料循环利用方式。如图4所示,分级回收企业的服务对象不仅限于家具制造企业,也可从消费者回收废弃家具[17],至此就可建立一个双向回收的机制或者平台供三方使用。家具制造企业可将边角料粗分类后交付于各级回收企业,也可兜售给上游的回收企业;回收企业对边角料细分类后,将不属于本级业务范围内的边角料转售给下游回收企业。

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图4   木材边角料分类-分级回收模式

Fig. 4   External recycling model

在木材边角料分类的基础上,按照边角料的规格大小对其利用途径进行了梳理[7],如图5所示。各级回收企业在木材边角料的多级循环利用流程中找准定位,从而确定其主要的业务范围。

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图5   木材边角料循环利用流程图[7]

Fig.5   Flow chart of wood waste recycling

在回收企业的运营内部中应注重改善加工工艺,提高本级边角料的利用率,经营和销售的产品建议明确材料来源,使原材料循环利用与销售透明化。此模式下的回收企业分级标准和边角料的分级标准为对应关系,严格约束经营范围,忌大材小用和逾越其他级别的回收企业业务,这样才能形成良好的自上而下的回收产业链。

广东省河源市批准的木材加工企业有300余家,2013年木材砍伐后剩余的废弃木材约72万m3,园林城乡改造回收的各类废弃木材约100万m3,总计约172万m3,70万t[18]。针对这些废弃木材,河源市以制造人造板和生物质燃料为主进行回收利用,初步形成按需分类的回收市场环境。以每年回收木材废料40余万t的企业为例,产出约20万m3人造板和13万t燃料,共创造约7 435万元的经济效益[18]。虽然此企业的回收生产模式还存在问题,但一定程度上实现了木材的循环利用。

2.2.2 木材边角料打包-整合型回收

木材边角料打包-整合型回收模式(图6)是指家具制造企业将所有边角料统一售卖给单一回收方,该回收方同时兼顾多家企业的边角料回收任务,将同类或上下游产品线的资源整合利用,可为各木质产品企业牵线搭桥,弥补单一回收利用的短板。该种模式适用于家具企业集群化的产业园区,能够最大化地减少物流成本。

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图6   木材边角料打包-整合型回收模式

Fig .6   External recycle model of wood waste inside the industrial park

整合型回收企业需对家具企业的边角料进行有目的地收集,为企业创造剩余价值。在收集边角料时应以Ⅰ和Ⅱ类边角料为主,Ⅲ和Ⅳ类为辅,Ⅴ~Ⅵ类含有重金属和有害物质,整合型企业需有资质才可展开此类业务。在边角料的用途处理上应围绕各家具企业原生产线产品展开,做到上下游生产企业的合理规划和综合利用。

广东省林业规划调查院构建的木材加工产业园就充分利用了产业集群的优势,在一定区域内聚集了木家具、木地板、中密度纤维板、刨花板和生物燃料等工厂[19]。工业园的备料中心对各工厂回收的废料进行收集、分类加工处理后,反输给这些企业,形成了一个自消化闭环的产业链。不仅实现了木材资源的循环利用,一定程度上也提升了该产业园的区域竞争力。

3 结语

根据《循环发展引领行动》,对家具企业木材边角料的循环利用模式进行分析,按实施主体的不同提出两种方式:一是企业自建循环生产模式,二是包括木材边角料分类-分级回收、木材边角料打包-整合型回收的第三方运营生产模式。企业自建循环生产模式主要应用于单个企业,该模式下对产品的全生命周期进行考虑,以使用Ⅰ和Ⅱ类原料为主展开层级利用。边角料分类-分级回收模式下的回收企业则是在分级定性业务范围的同时拓宽回收渠道,遵循物尽其用的原则,对回收的材料按照Ⅰ~Ⅵ的层级顺序进行多次利用;边角料打包-整合型回收模式则是利用产业集群的优势,对产业园区进行规划,以上下游的产业链生产方式进行制造,对废料进行收集整合和加工,从而实现Ⅰ~Ⅵ类材料的综合利用。

木材边角料的循环利用需要家具制造企业和回收企业的共同努力,家具制造企业在找准自身定位的同时,实现生产资本的最大化利用,减少资源浪费;回收方则是从边角料特点出发,做到合理加工和调配,促进资源循环利用。