造紙行業(yè)碳排放研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)可視化分析

何旭丹 李永智 賈學(xué)樺 張 亮 王煥松 程言君

（1.北京市科學(xué)技術(shù)研究院資源環(huán)境研究所，北京，100089；2.中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)，北京，100037）

20 世紀(jì)80 年代開始，人們不斷通過(guò)煤炭、石油、天然氣等化石能源燃燒活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及土地利用變化與林業(yè)等人為活動(dòng)產(chǎn)生大量溫室氣體的排放，造成嚴(yán)重的大氣保溫效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖（氣候變化），即“溫室效應(yīng)”，溫室氣體的排放簡(jiǎn)稱“碳排放”。IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）第五次評(píng)估報(bào)告主要結(jié)論指出，從1880—2012 年的130 多年以來(lái)，顯示人類活動(dòng)導(dǎo)致20 世紀(jì)50 年代以來(lái)50%以上的全球氣候變暖，碳排放引起全球氣候變暖、氣溫升高、海平面上升等環(huán)境惡化現(xiàn)象，對(duì)全球可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)帶來(lái)嚴(yán)重威脅[1]，目前世界各國(guó)都積極參與碳排放的管控和減排目標(biāo)。造紙行業(yè)作為全球的高耗能工業(yè)，為首先列入碳排放交易市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)之一，2016 年調(diào)查顯示造紙工業(yè)是世界第四大耗能工業(yè)[2]，約占世界總能源消耗的6%，直接產(chǎn)生的CO2約占工業(yè)的2%[3]，因此，造紙行業(yè)的碳減排活動(dòng)對(duì)人類和自然的可持續(xù)發(fā)展及全球碳排放控制都有著至關(guān)重要的作用。

近年來(lái)，伴隨著市場(chǎng)紙張需求的增長(zhǎng)將進(jìn)一步加劇對(duì)能源的消耗及碳排放的增加，從而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代已成為21 世紀(jì)發(fā)展的新經(jīng)濟(jì)模式，為應(yīng)對(duì)全球氣候變化和能源安全問(wèn)題，并在建立國(guó)際新秩序的過(guò)程中占據(jù)有利地位[4]，如何實(shí)現(xiàn)造紙行業(yè)的綠色低碳產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)正成為重要的研究主題，因此有必要對(duì)造紙行業(yè)的碳排放問(wèn)題展開深入的研究。然而，目前缺乏在近幾十年時(shí)間內(nèi)全球造紙行業(yè)碳排放研究的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，因此對(duì)相關(guān)研究前沿、研究熱點(diǎn)及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行全面梳理。

文獻(xiàn)計(jì)量分析（學(xué)）方法是以文獻(xiàn)體系及計(jì)量特征為研究對(duì)象，采用數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的分類方法，繪制科學(xué)知識(shí)圖譜[5-7]，多視角跟蹤研究科學(xué)知識(shí)發(fā)展進(jìn)程、分布結(jié)構(gòu)和變化規(guī)律[8]，從而分析、評(píng)價(jià)及預(yù)測(cè)科技技術(shù)的研究發(fā)展方向的特征及規(guī)律，因此，本課題采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)1995—2022 年國(guó)內(nèi)外造紙行業(yè)碳排放的研究進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，借助可視化分析軟件CiteSpace 揭示了該研究領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)，與傳統(tǒng)的文獻(xiàn)綜述相比，本課題用可視化的一種新瞬態(tài)模式分析方法從全球視角來(lái)對(duì)造紙行業(yè)碳排放在時(shí)間尺度上的發(fā)展進(jìn)行回顧[9-10]，以便研究人員及時(shí)了解世界范圍內(nèi)對(duì)該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為科學(xué)研究人員和政策制定者開展科學(xué)合理的碳排放研究框架體系及系統(tǒng)等進(jìn)一步提供參考、理論依據(jù)及指導(dǎo)。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 研究方法

為全面探析國(guó)內(nèi)外造紙行業(yè)碳排放的發(fā)展前景及研究熱點(diǎn)，本課題使用CiteSpace 軟件對(duì)造紙行業(yè)碳排放相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行科學(xué)計(jì)量學(xué)分析。CiteSpace 軟件又稱“引文空間”，原理是利用科學(xué)計(jì)量學(xué)方法和數(shù)據(jù)信息可視化分析文獻(xiàn)中的關(guān)鍵信息及熱點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用在科學(xué)計(jì)量學(xué)、信息科學(xué)、醫(yī)學(xué)等60 多個(gè)領(lǐng)域，是一種通過(guò)構(gòu)建文獻(xiàn)合作信息和共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行視覺化展示和描述趨勢(shì)的一款可視化分析工具[11]。利用CiteSpace繪制的各個(gè)科學(xué)知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)研究領(lǐng)域內(nèi)的可視化，探析該研究領(lǐng)域在不同時(shí)期造紙行業(yè)碳排放研究的特征及熱點(diǎn)，多層面上推斷研究演變的途徑及未來(lái)趨勢(shì)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本課題以學(xué)術(shù)和文獻(xiàn)計(jì)量研究使用最廣泛覆蓋全球重要影響力的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)之一的Web of Science 系統(tǒng)進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，包括SCI-EXPANDED 和SCCI。系統(tǒng)語(yǔ)言選擇“English”，為提高檢索與主題相關(guān)的準(zhǔn)確性，檢索項(xiàng)設(shè)定為“paper pulp carbon emission”“paper making carbon emission”“pulp and paper carbon emission”或“pulp mills carbon emissions”，文獻(xiàn)類型選擇“核心合集”的所有文獻(xiàn)類型，檢索時(shí)間跨度設(shè)定為不限，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)符合性處理及CiteSpace 軟件對(duì)信息缺失、重復(fù)文獻(xiàn)進(jìn)行精煉后共得到143篇文獻(xiàn)，文獻(xiàn)分布在1995—2022 年，設(shè)置TOP N 閾值為50，不進(jìn)行其他裁剪計(jì)算。

2 結(jié)果分析

2.1 造紙行業(yè)碳排放研究特征概況

2.1.1 造紙行業(yè)碳排放研究發(fā)文分布

對(duì)1995—2022 年間發(fā)文數(shù)量進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)表明造紙行業(yè)碳排放的相關(guān)研究發(fā)文數(shù)量總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。圖1 為造紙行業(yè)碳排放研究發(fā)文記錄分布。根據(jù)如圖1 所示，20 世紀(jì)90 年代初已經(jīng)有研究者開始關(guān)注造紙行業(yè)的碳排放問(wèn)題，同時(shí)出現(xiàn)關(guān)于碳排放相應(yīng)的研究成果，隨著全球氣候變化，近10 年來(lái)，該領(lǐng)域研究逐漸受到全球廣泛關(guān)注。1998 年，美國(guó)研究學(xué)者Ronald J Sutherland 對(duì)美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家氣候變化的碳排放（包括造紙行業(yè)的影響）最先提出研究論點(diǎn)，他表明在過(guò)去的20 年里，造紙行業(yè)作為能源密集型行業(yè)和大型能源用戶，經(jīng)歷了實(shí)質(zhì)性的技術(shù)進(jìn)步，提高了整體的生產(chǎn)率，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度看，技術(shù)具有突破的潛力，并可減少碳的排放，其次提高能源效率和促進(jìn)環(huán)境清潔技術(shù)從而提高行業(yè)整體生產(chǎn)力，并尋求可替代能源[12]。21世紀(jì)初至今，關(guān)于該領(lǐng)域的研究日益受到各界學(xué)者的重視，隨年份的變化全球相關(guān)研究文獻(xiàn)數(shù)量也逐漸增加。

圖1 造紙行業(yè)碳排放研究發(fā)文記錄分布Fig.1 Distribution of carbon emissions research papers in paper making industry

2.1.2 造紙行業(yè)碳排放研究主要發(fā)文期刊分析

期刊作為傳播知識(shí)的載體，在促進(jìn)學(xué)術(shù)交流與科學(xué)發(fā)展中起著重要作用，表1 列出了刊載該領(lǐng)域文章數(shù)量前10 名的期刊，包含管理科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、生態(tài)學(xué)、環(huán)境工程、工程技術(shù)、能源與燃料等類別，均為綜合性強(qiáng)的學(xué)科?？d的期刊大多為頂級(jí)期刊，有一半在JCR 的Q1 分區(qū)，其中發(fā)文量最高的是《Energy Policy》，該期刊影響因子在6 以上。其他排行前10 名的期刊如《Resources Conservation and Recycling》 和《Journal of Cleaner Production》等的影響因子也均較高并達(dá)到9 以上，其中《Renewable & Sustainable Energy Reviews》較為突出，其影響因子已經(jīng)高達(dá)14.982。這些期刊是具有影響力和權(quán)威性的國(guó)際專業(yè)期刊，表明隨著全球氣候嚴(yán)峻變化，越來(lái)越多的國(guó)家及地區(qū)的研究學(xué)者參與到該領(lǐng)域的研究中來(lái)，造紙行業(yè)碳排放研究受到了各界研究學(xué)者的關(guān)注。

表1 造紙行業(yè)碳排放研究發(fā)文量前10名的期刊Table 1 Top 10 journals on carbon emissions research in paper making industry

2.2 造紙行業(yè)碳排放研究方向與合作分析

2.2.1 主要發(fā)文國(guó)家及地區(qū)分析

本課題通過(guò)運(yùn)用CiteSpace 軟件對(duì)WOS 中所篩取的文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，探究造紙行業(yè)碳排放研究的發(fā)文國(guó)家合作特點(diǎn)。發(fā)文國(guó)家及地區(qū)分布網(wǎng)絡(luò)圖譜如圖2所示，共有20個(gè)國(guó)家和地區(qū)發(fā)表過(guò)相關(guān)文獻(xiàn)，除中國(guó)外主要為歐美發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，這與目前全球的經(jīng)濟(jì)文化發(fā)展格局相一致。圖譜中節(jié)點(diǎn)的大小代表發(fā)文量的多少，節(jié)點(diǎn)越大表示發(fā)文量越多，節(jié)點(diǎn)間連線的粗細(xì)體現(xiàn)合作相關(guān)程度的高低。

從圖2 中可以看到，中國(guó)的節(jié)點(diǎn)最大，在造紙行業(yè)碳排放研究中發(fā)文量超過(guò)20 篇。緊隨其后的是美國(guó)、瑞典和芬蘭，發(fā)文量也都超過(guò)10 篇。中國(guó)作為主要工業(yè)CO2排放國(guó)之一，近年來(lái)對(duì)于碳排放總量控制的要求愈發(fā)嚴(yán)格，并提出了碳中和與碳達(dá)峰的雙碳目標(biāo)。隨著相關(guān)學(xué)者對(duì)造紙行業(yè)碳排放研究的日漸重視，該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)文量預(yù)計(jì)也將大量增加。同時(shí)，主要的發(fā)文國(guó)家及地區(qū)形成了以中國(guó)、美國(guó)、瑞典、芬蘭為核心，包括加拿大、奧地利、挪威、意大利、瑞士、葡萄牙和以色列等國(guó)家及地區(qū)的緊密合作網(wǎng)絡(luò)。相比之下，非洲、南亞和南美洲等地區(qū)的科研力量較為薄弱，工業(yè)發(fā)展水平也相對(duì)有限，所以對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)注度不高。因此，除中國(guó)外，目前全球造紙行業(yè)碳排放研究的主要科研力量來(lái)源于以美國(guó)、瑞典為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家。

圖2 造紙行業(yè)碳排放發(fā)文國(guó)家及地區(qū)分布網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.2 Distribution network map of the publishing countries and regions in paper making industry

2.2.2 主要發(fā)文機(jī)構(gòu)分析

針對(duì)全球造紙行業(yè)碳排放研究領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行梳理后，統(tǒng)計(jì)出截至目前全球發(fā)文量前10 名的研究機(jī)構(gòu)，如表2所示。其中，發(fā)文量最高的科研機(jī)構(gòu)是瑞典的查爾姆斯理工大學(xué)（Chalmers University of Technology），發(fā)文量在10 篇以上。中國(guó)的科研機(jī)構(gòu)發(fā)文量總和位居第一，并以高等院校為主。其中，華南理工大學(xué)（South China University of Technology）的發(fā)文量在全球位列第二，其在造紙行業(yè)碳排放領(lǐng)域的研究從2017年開始，研究成果相對(duì)較為前沿。中國(guó)、瑞典、美國(guó)和芬蘭等國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說(shuō)明，較大比例的科研力量都存于高等教育機(jī)構(gòu)中。造紙行業(yè)在碳中和與碳達(dá)峰的推進(jìn)過(guò)程中，離不開政府的政策支持與產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研全鏈條的創(chuàng)新，希望將來(lái)能有更多其他類型的機(jī)構(gòu)廣泛參與到造紙行業(yè)碳排放的研究中。

表2 造紙行業(yè)碳排放研究排名前10名的科研機(jī)構(gòu)Table 2 Top 10 Institutions of carbon emission research in paper making industry

圖3 為造紙行業(yè)碳排放最高引用突現(xiàn)值前10 名的機(jī)構(gòu)分析。從圖3 可以看出，造紙行業(yè)碳排放研究的重心與關(guān)注度，從1995 年起至今，逐漸由歐美地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)向中國(guó)轉(zhuǎn)移，這也與近年我國(guó)對(duì)于全國(guó)各行業(yè)碳排放的控制強(qiáng)度和研究熱度的情況趨于一致。我國(guó)對(duì)碳排放的重視程度已經(jīng)走在世界前列，隨著碳排放的研究在我國(guó)各行業(yè)逐步細(xì)分，預(yù)計(jì)全球造紙行業(yè)的碳排放研究在未來(lái)將更加向中國(guó)集中。

圖3 造紙行業(yè)碳排放最高引用突現(xiàn)值排名前10 名的科研機(jī)構(gòu)Fig.3 Top 10 institutions with the strongest citation bursts in paper making industry

通過(guò)對(duì)造紙行業(yè)碳排放的科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行可視化分析，可以看到節(jié)點(diǎn)數(shù)量為120，連線數(shù)量為93，密度為0.013，表明對(duì)造紙行業(yè)碳排放領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)數(shù)量較多，但相互之間的合作較為分散。圖4顯示出這些研究機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系，以及發(fā)文的時(shí)間和數(shù)量。從圖4 中可以看出，查爾姆斯理工大學(xué)（Chalmers University of Technology）的發(fā)文數(shù)量最多，時(shí)間周期跨度也相對(duì)較大，但其研究相對(duì)獨(dú)立；我國(guó)的華南理工大學(xué)（South China University of Technology）緊隨其后，發(fā)文數(shù)量較多，成果較新，與其他研究機(jī)構(gòu)的合作也較為廣泛。

圖4 造紙行業(yè)碳排放科研機(jī)構(gòu)可視化網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.4 Visualization of carbon emission research institutions in paper making industry

2.2.3 主要發(fā)文作者分析

通過(guò)對(duì)造紙行業(yè)碳排放研究的發(fā)文作者進(jìn)行梳理歸納，表3列出了該領(lǐng)域發(fā)文量排名前五的作者及其發(fā)文篇數(shù)、國(guó)籍、所屬機(jī)構(gòu)與研究范圍的關(guān)鍵詞。高產(chǎn)作者中以我國(guó)華南理工大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院的李繼庚為首。從2013 年開始，李繼庚共發(fā)表5 篇文獻(xiàn)，代表了中國(guó)造紙行業(yè)碳排放領(lǐng)域科研發(fā)展的標(biāo)志。發(fā)文量緊隨其后的是洪蒙納，同樣隸屬于華南理工大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院，其在造紙行業(yè)碳排放領(lǐng)域發(fā)表的文章始于2019 年，研究成果走在了該領(lǐng)域的前沿。

表3 造紙行業(yè)碳排放研究排行前5 名的主要高產(chǎn)作者Table 3 Top 5 authors of carbon emission research in paper making industry

除中國(guó)學(xué)者外，芬蘭拉彭蘭塔工業(yè)大學(xué)的Esa Vakkilainen 與Katja Kuparinen，以及瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的Johanna Jonsson，3 者分別發(fā)文4 篇，同樣位居該領(lǐng)域發(fā)文量排名前5。北歐國(guó)家對(duì)造紙行業(yè)碳排放研究的廣泛開展，體現(xiàn)了其對(duì)全球碳排放影響的重視與關(guān)注，其中瑞典在《巴黎協(xié)定》中承諾到2045年將溫室氣體（GHG）排放降至零。

另外，造紙行業(yè)碳排放研究領(lǐng)域的高產(chǎn)作者之間的合作較為突出，形成了一些作者協(xié)作團(tuán)體。為更直觀地展現(xiàn)研究學(xué)者之間的合作關(guān)系，本課題采用CiteSpace 軟件生成了作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，具體見圖5。其中，作者之間連接的線條越多代表合作的范圍越廣。

圖5 造紙行業(yè)碳排放研究作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜Fig.5 Map of cooperation network of carbon emission research authors in paper making industry

在圖譜中，合作范圍最為廣泛的是以我國(guó)華南理工大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院為中心展開的團(tuán)體，包含李繼庚（華南理工大學(xué)，中國(guó)）、洪蒙納（華南理工大學(xué)，中國(guó)）、滿奕（華南理工大學(xué)，中國(guó)），Lingbo Kong（加州大學(xué)伯克利分校，美國(guó)）等作者。他們主要是從中國(guó)造紙行業(yè)能源效率的提高潛力以及碳減排的可行措施入手進(jìn)行深入研究。

2.2.4 共被引分析

通過(guò)對(duì)造紙行業(yè)碳排放領(lǐng)域的文獻(xiàn)進(jìn)行共被引分析，本課題將造紙行業(yè)碳排放研究的知識(shí)基礎(chǔ)及演化脈絡(luò)進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，統(tǒng)計(jì)出了其高被引文獻(xiàn)，對(duì)該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵性成果做了總結(jié)。在通過(guò)CiteSpace軟件生成的造紙行業(yè)碳排放研究文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)圖譜中，每一篇高被引文獻(xiàn)采用一個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)表示，文獻(xiàn)的被引頻次用節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)體現(xiàn)，節(jié)點(diǎn)越大代表文獻(xiàn)的被引頻次越高，具體見圖6。

圖6 造紙行業(yè)碳排放共被引文獻(xiàn)圖譜Fig.6 Co-citation literature map of carbon emission in paper making industry

此外，造紙行業(yè)碳排放的研究領(lǐng)域中，排在前10 名的高被引文獻(xiàn)的基本信息如表4 所示。結(jié)合共被引文獻(xiàn)圖譜與文獻(xiàn)信息，可以看到造紙行業(yè)碳排放研究領(lǐng)域的兩個(gè)重要成果。首先，造紙行業(yè)碳排放的定量與定性分析逐步得到了完善，通過(guò)對(duì)造紙行業(yè)技術(shù)與流程的研究，測(cè)算出造紙需求、能源消耗以及減排潛力，從而在固定資產(chǎn)投資結(jié)構(gòu)、造紙行業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和工業(yè)能源結(jié)構(gòu)方面，為造紙行業(yè)碳減排提供了解決方案。其次，除了擴(kuò)大節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍外，在能源和物料利用效率的提升及材料的重復(fù)循環(huán)利用方面，為造紙行業(yè)有效提升減排效益提供了新的思路，促進(jìn)了造紙行業(yè)碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

表4 造紙行業(yè)碳排放研究排行前10名高被引文獻(xiàn)Table 4 Highly cited references of top 10 keywords in carbon emission research of papermaking industry

2.2.5 造紙行業(yè)碳排放研究熱點(diǎn)主題分析

為了進(jìn)一步研究造紙行業(yè)碳排放的知識(shí)結(jié)構(gòu)，探尋該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，本課題采用CiteSpace 軟件生成了造紙行業(yè)碳排放研究關(guān)鍵詞圖譜及其聚類圖譜，如圖7所示。關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系可以通過(guò)關(guān)鍵詞聚類進(jìn)行深化，從而計(jì)算出關(guān)系更加緊密的一組關(guān)鍵詞，展現(xiàn)出包含多組詞匯的主題聚類。從聚類圖譜的輸出結(jié)果可以觀測(cè)到聚類模塊值（Modularity）為0.6543，大于0.3，由此可知該聚類結(jié)果顯著。同時(shí)，聚類平均輪廓值（Mean Silhouette） 為0.8693，大于0.7，說(shuō)明該聚類可信度較高。

圖7 造紙行業(yè)碳排放研究關(guān)鍵詞及聚類圖譜Fig.7 Keywords and clustering map of carbon emission in paper making industry

研究者們緊緊圍繞造紙行業(yè)和CO2排放展開研究，共形成了10 個(gè)關(guān)鍵詞聚類研究熱點(diǎn)。通過(guò)對(duì)這10 個(gè)聚類進(jìn)行整理歸納分析，可以發(fā)現(xiàn)造紙行業(yè)碳排放研究領(lǐng)域共形成了三大熱點(diǎn)主題，分別從氣候影響與可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向、能源利用效率導(dǎo)向和碳排放處理導(dǎo)向進(jìn)行了廣泛研究，下面將針對(duì)這三大主題進(jìn)行逐一分析。

主題一：氣候影響與可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向的造紙行業(yè)碳排放研究

這個(gè)熱點(diǎn)主題包括聚類#1 CO2emissions、聚類#3 climate change 和聚類#9 sustainability 等，其中的主要關(guān)鍵詞有CO2emissions （CO2排放）、climate change（氣候變化）、environmental regulation（環(huán)境法規(guī)） 與life cycle assessment （全生命周期評(píng)價(jià)）等。碳排放對(duì)全球氣候變化的影響，在歐洲的許多發(fā)達(dá)國(guó)家早已得到廣泛關(guān)注，這些國(guó)家所采取的減少溫室氣體排放的措施也日益增多，其中所涉及的產(chǎn)業(yè)不僅有重工業(yè)，也涵蓋了造紙行業(yè)在內(nèi)的各類輕工行業(yè)。發(fā)展中國(guó)家在碳排放方面的研究雖然起步相對(duì)較晚，但很快走在了這個(gè)領(lǐng)域的前沿，其中重視程度最高的是中國(guó)。中國(guó)是紙張生產(chǎn)與消費(fèi)的大國(guó)，在造紙行業(yè)領(lǐng)域也應(yīng)加快推廣低碳技術(shù)，開發(fā)清潔能源的使用，從而在總量上控制碳排放對(duì)氣候變化的影響。

主題二：能源利用效率導(dǎo)向的造紙行業(yè)碳排放研究

這個(gè)熱點(diǎn)主題包括聚類#5 green supplier selection、聚類#6 energy efficiency 與聚類#7 conserved energy 等，其中的主要關(guān)鍵詞有g(shù)reen supplier selection（綠色供應(yīng)商選擇）、energy efficiency（能源效率）、energy saving（能源節(jié)約）與carbon reduction（碳減排）等。為了減輕碳排放對(duì)全球氣候變化的影響，造紙行業(yè)不僅需要找到更高效清潔的能源供給方案，以減少產(chǎn)業(yè)原材料端的碳排放量，同時(shí)也要兼顧生產(chǎn)的高效率運(yùn)行和低處理成本。在過(guò)去的20 年間，西方發(fā)達(dá)國(guó)家研究出了多種可應(yīng)用在造紙行業(yè)的，包括混合燃油在內(nèi)的能源側(cè)技術(shù)革新，以降低每噸紙張產(chǎn)品的生產(chǎn)所需要消耗的化石燃料，從而減少碳排放的總量，并深入探討了新技術(shù)設(shè)備投資的激勵(lì)政策與造紙行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)所帶來(lái)的碳排放量之間的關(guān)系。

主題三：碳排放處理導(dǎo)向的造紙行業(yè)碳排放研究

這個(gè)熱點(diǎn)主題包括聚類#2 CO2capture 與聚類#8 carbon capture 等，其中的主要關(guān)鍵詞有CO2capture（CO2捕獲）、negative CO2emissions（CO2負(fù)排放）、emission trade（排放交易）等。除了通過(guò)從生產(chǎn)源頭減少化石能源的消耗來(lái)降低碳排放量，在對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)末端產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行處理方面，造紙行業(yè)也已經(jīng)有了較多的研究和積累。其中既有CO2捕獲和生物能儲(chǔ)存（BECCS）等技術(shù)革新，也有為實(shí)現(xiàn)化石能源利用相關(guān)的氣候目標(biāo)，而探索的碳排放交易系統(tǒng)的政策措施。我國(guó)也一直在積極推進(jìn)節(jié)能減排的多種發(fā)展路徑，并依據(jù)《巴黎協(xié)定》做出了2030 年碳達(dá)峰的承諾，切實(shí)履行作為世界上最大的碳排放國(guó)的義務(wù)和責(zé)任。在節(jié)能技術(shù)提升、碳排放有效利用、綠電交易制度等政策背景下，造紙行業(yè)碳減排有著良好的前景。

2.2.6 造紙行業(yè)碳排放研究知識(shí)演進(jìn)分析

通過(guò)分析造紙行業(yè)碳排放研究熱點(diǎn)的演變趨勢(shì)，可以了解該領(lǐng)域未來(lái)的研究前沿。結(jié)合當(dāng)今造紙行業(yè)碳排放研究的發(fā)展現(xiàn)狀，與運(yùn)用CiteSpace 生成的Timezone時(shí)區(qū)圖譜，對(duì)造紙行業(yè)碳排放未來(lái)的研究趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

Timezone時(shí)區(qū)圖譜可以清晰地說(shuō)明研究熱點(diǎn)的最新狀態(tài)以及彼此之間的關(guān)聯(lián)，從而展現(xiàn)出研究熱點(diǎn)隨時(shí)間變動(dòng)而產(chǎn)生演變的情況，造紙行業(yè)碳排放關(guān)鍵詞Timezone 時(shí)區(qū)譜圖見圖8。如圖8 所示，造紙行業(yè)碳排放研究歷程分為3個(gè)階段。

圖8 造紙行業(yè)碳排放研究關(guān)鍵詞Timezone時(shí)區(qū)視圖Fig.8 Timezone view of carbon emission research in paper making industry

第一階段（1995—2000 年）：這一時(shí)期是造紙行業(yè)碳排放研究的起步階段，研究的主要對(duì)象是相關(guān)概念和理論，其中以CO2emission（CO2排放）為主導(dǎo)。由于這方面的研究主題在當(dāng)時(shí)較新，各行業(yè)的專家和學(xué)者尚未達(dá)成統(tǒng)一共識(shí)，因此研究的集中度較低。其中，率先提出的是墨西哥國(guó)立自治大學(xué)的Sheinbaum教授，他針對(duì)墨西哥工業(yè)能源利用與碳排放影響的趨勢(shì)進(jìn)行了研究，并重點(diǎn)分析了造紙、鋼鐵、制糖業(yè)等高耗能的產(chǎn)業(yè)中，碳排放與行業(yè)產(chǎn)出、結(jié)構(gòu)變化和基礎(chǔ)燃料混合效果之間的關(guān)系。這段期間的研究表明，造紙行業(yè)與其他工業(yè)的碳排放走進(jìn)了人們的視野，逐漸開始被關(guān)注和重視。

第二階段（2001—2010 年）：這段期間內(nèi)造紙行業(yè)碳排放的研究熱點(diǎn)井噴式爆發(fā)，其中包括energy efficiency（能源效率）、climate change policy（氣候變化政策）、greenhouse gas emission（溫室氣體排放）和life cycle assessment（全生命周期評(píng)價(jià)）等。研究熱點(diǎn)的集中涌現(xiàn)，體現(xiàn)出造紙行業(yè)碳排放的研究步入了快速發(fā)展階段。隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，造紙行業(yè)對(duì)能源的需求也大量增加，使得造紙行業(yè)的化石能源消耗成為了導(dǎo)致碳排放量上升的一個(gè)重要因素。以美國(guó)、丹麥、瑞典為首的西方各國(guó)學(xué)者，對(duì)造紙行業(yè)碳減排問(wèn)題做了重點(diǎn)關(guān)注。這些國(guó)家已處于高度工業(yè)化的發(fā)展階段，對(duì)造紙行業(yè)碳排放展開研究刻不容緩。

第三階段（2011 年至今）：這一時(shí)期是造紙行業(yè)碳排放研究的階梯式上升階段，這段期間的研究熱點(diǎn)關(guān)鍵詞包括environmental management（環(huán)境管理）、system（系統(tǒng)）、economy（經(jīng)濟(jì)）、CO2mitigation（碳中和）和carbon footprint（碳足跡）等。結(jié)合前一階段中的量化評(píng)估應(yīng)用與產(chǎn)品全生命周期分析，以及新一階段中的碳足跡視角研究，學(xué)者們對(duì)造紙行業(yè)的節(jié)能潛力和環(huán)境效益進(jìn)行了定量評(píng)估，為造紙行業(yè)碳減排的研究提供了理論支持。同時(shí)，造紙行業(yè)碳排放與環(huán)境管理和宏觀經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，也在這一階段中被深入研究和探討。

通過(guò)分析造紙行業(yè)碳排放研究的發(fā)展歷程可以看到，從研究主題的提出到因全球氣候變化而對(duì)這個(gè)領(lǐng)域關(guān)注度的提高，再到造紙行業(yè)碳排放研究定量評(píng)估的廣泛應(yīng)用，隨著研究層次的逐漸深入，研究方法也經(jīng)歷了從理論框架和因素分析，到背景研究和數(shù)據(jù)導(dǎo)向計(jì)量分析的轉(zhuǎn)變。

3 結(jié) 語(yǔ)

本課題以造紙行業(yè)碳排放研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)可視化分析為主題，通過(guò)運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量分析CiteSpace軟件，對(duì)“Web of Science 核心合集”中（1995—2022年）的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，在對(duì)研究文獻(xiàn)的主要來(lái)源期刊、主要發(fā)文國(guó)家及地區(qū)、主要發(fā)文機(jī)構(gòu)、主要發(fā)文作者、共被引文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞共現(xiàn)和時(shí)區(qū)視圖等圖譜和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，梳理并論述了造紙行業(yè)碳排放研究的背景特征概況、歷史研究主題以及未來(lái)研究導(dǎo)向。

3.1 在造紙行業(yè)碳排放研究的主要科研力量方面，中國(guó)與美國(guó)、瑞典和芬蘭等發(fā)達(dá)國(guó)家的學(xué)者及其研究機(jī)構(gòu)形成了緊密的合作網(wǎng)絡(luò)，為該領(lǐng)域提供了大量的科研支持并貢獻(xiàn)了關(guān)鍵性的研究成果。其中，中國(guó)華南理工大學(xué)在發(fā)文量方面遙遙領(lǐng)先，成為了造紙行業(yè)碳排放研究的重要推動(dòng)力，未來(lái)還可以進(jìn)一步加強(qiáng)與企業(yè)等研究機(jī)構(gòu)的合作，希望能有更多其他類型的機(jī)構(gòu)廣泛參與到該領(lǐng)域的研究。

3.2 在造紙行業(yè)碳排放研究的熱點(diǎn)方面，可以總結(jié)為三大研究導(dǎo)向，分別為氣候影響與可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向、能源利用效率導(dǎo)向和碳排放處理導(dǎo)向的造紙行業(yè)碳排放研究。從1995年至今，造紙行業(yè)碳排放研究的熱點(diǎn)持續(xù)圍繞著碳排放、能源效率和氣候變化政策等問(wèn)題，隨著研究層次的逐漸深入，研究方法由理論框架和因素分析，逐漸演變?yōu)楸尘把芯亢蛿?shù)據(jù)導(dǎo)向計(jì)量分析。