Chap材料環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展邱

1、材料概論Materials Conspectus第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展1第七章 材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展主要內(nèi)容一、我國(guó)的資源狀況 二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗 三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問(wèn)題 四、材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策 五、環(huán)境材料材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus2 我國(guó)鋼鐵、常用有色金屬、水泥、平板玻璃、陶瓷、合成纖維等產(chǎn)量均居世界前列。有力地支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。產(chǎn)品名稱(chēng) 2006年產(chǎn)量(萬(wàn)噸) 占世界產(chǎn)量% 鋼鐵 41878 34.4 水泥 124000 47 建筑陶瓷 50 塑料樹(shù)脂 2800 世界第二材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Mat

2、erials Conspectus3一、我國(guó)的資源狀況1、水資源狀況： 水資源總量位居世界第6位。但人均淡水資源量只是世界人均占有量的1/4。 目前有16個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的人均水資源擁有量低于國(guó)際公認(rèn)的1700M3用水緊張線。 10個(gè)低于500M3嚴(yán)重缺水線。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus42、耕地資源狀況： 耕地資源總量18.51億畝, 居世界第4位。 但人均耕地面積不到世界平均水平的40%。 在2000多個(gè)縣（市）中，目前有600多個(gè)縣（市）人均耕地面積在世界公認(rèn)的人均耕地警戒線0.8畝以下。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspe

3、ctus5材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus3、主要礦產(chǎn)資源狀況： 已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn)資源, 總量約占世界的12%，僅次于美國(guó)和俄羅斯，居世界第三位。 但人均占有量?jī)H為世界平均水平的58%居世界第53位。其中： 鐵礦石9% 銅礦5% 鋁土礦 2% 6材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus4、 能源資源狀況： 能源資源探明儲(chǔ)量中，90%以上是煤炭。 人均儲(chǔ)量為世界平均水平， 煤炭79 石油11% 天然氣4.5%7材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus中國(guó)化石能源及比例 煤炭 石油 天然氣 總量（已查證資源）（

4、最終探明儲(chǔ)量）（預(yù)計(jì)資源總量） 6770 億t 543 億t 380 千億m3 4834 億tce 825億tce 513 億tce 6172 億tce 78.3 % 13.4 % 8.3 % 100.0%8材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus每百萬(wàn)美元GNP的能耗 國(guó)別 能耗（TOE） 相對(duì)比例 日本 150 1 美國(guó) 391 2.6 歐洲 287 1.9 前蘇聯(lián) 563 3.8 中國(guó) 1,763 11.79材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus5、我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn) 人均礦產(chǎn)資源占有量低，主要有色金屬儲(chǔ)量人均占有量不到世界平均水平的

5、1/2。 礦產(chǎn)資源質(zhì)量差別懸殊、低質(zhì)資源比重大。 呆滯的礦產(chǎn)資源多、開(kāi)發(fā)難度大。10材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論Materials Conspectus6、我國(guó)礦產(chǎn)資源的利用狀況（1）礦產(chǎn)資源消耗大。水泥、陶瓷、鋼鐵產(chǎn)量均為世界第一。（2）礦產(chǎn)資源綜合利用率低，如有色金屬綜合利用率只有30-35%，國(guó)外先進(jìn)水平為70%。（3）二次資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)落后，如再生鉛的比例僅為國(guó)外的50%。礦產(chǎn)資源總回收率為3050，比世界平均水平低1020；（4）礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。（5）礦產(chǎn)資源不能保證經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?；咎卣魅司Y源少、資源消耗大、利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。11材料概論Materials Cons

6、pectus對(duì)我國(guó)材料工業(yè)產(chǎn)生重大影響的礦產(chǎn)資源供需狀況分析 石油：1993年已成為石油凈進(jìn)口國(guó)。 鐵：富鐵礦石供不應(yīng)求，鐵礦進(jìn)口量逐年攀升。 銅：供需矛盾十分尖銳。地處偏遠(yuǎn)或品位低，開(kāi)發(fā)難度大，短期內(nèi)難以滿足國(guó)內(nèi)需求。 鉀鹽：長(zhǎng)期依靠進(jìn)口。 錳礦：絕大部分是低品位難選的碳酸錳鐵礦。 鉻鐵礦：資源嚴(yán)重不足，主要依靠進(jìn)口 煤：資源充足，但統(tǒng)計(jì)中有不少非經(jīng)濟(jì)可開(kāi)采。12材料概論Materials Conspectus7、存在的主要問(wèn)題 與中國(guó)人口數(shù)量、科技水平、財(cái)力狀況等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件相聯(lián)系，中國(guó)的資源情況不容樂(lè)觀。 我國(guó)自然資源的地區(qū)分布不平衡，影響了資源利用與生產(chǎn)力的匹配。 礦產(chǎn)資源的相對(duì)不足和

7、高強(qiáng)度消耗，將嚴(yán)重制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康發(fā)展。材料與化學(xué)化工學(xué)院13材料概論Materials Conspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)資源的消耗 資源產(chǎn)出率低 我國(guó)GDP約占世界的4，但重要資源消耗占世界的比重卻很高。消耗每噸標(biāo)準(zhǔn)煤實(shí)現(xiàn)的GDP為世界平均水平的30。 資源利用率低 我國(guó)能源轉(zhuǎn)換效率、單位GDP能耗、單位能源效率、主要耗能設(shè)備能源效率等幾個(gè)指標(biāo)與世界水平相差甚遠(yuǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院14材料概論Materials Conspectus 資源綜合利用水平低 我國(guó)礦產(chǎn)資源總回收率為30%，比國(guó)外先進(jìn)水平低20個(gè)百分點(diǎn)。共生、伴生礦的資源綜合利用率為35左右。 我國(guó)銅、鉛、鋅伴生金屬冶

8、煉回收率為50左右，而發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平在80以上。再生資源回收利用率低 再生銅產(chǎn)量約占銅產(chǎn)量的22，而世界平均水平為37； 再生鋁產(chǎn)量占鋁產(chǎn)量的21，而世界平均水平為40。15材料概論Materials Conspectus我國(guó)資源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾水資源我國(guó)淡水資源人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/4土地資源我國(guó)土地資源人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/3森林資源我國(guó)森林蓄積量?jī)H為世界人均蓄積量的1/8礦產(chǎn)資源鐵礦石、銅礦、鋁土礦人均儲(chǔ)量分別為世界人均水平的9%、5%、2%。45種重要礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量對(duì)消費(fèi)需求的保證程度十分嚴(yán)峻2010年可保證消費(fèi)需求的礦產(chǎn)21種，其它24種礦產(chǎn)難以保證；20

9、20年可保證需求的礦產(chǎn)僅為9種，其他36種礦產(chǎn)難以保證。16材料概論Materials Conspectus二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗 主要材料產(chǎn)品的能耗占全國(guó)工業(yè)總能耗的40%，全國(guó)工業(yè)部門(mén)中黑色冶金、化學(xué)原料工業(yè)及建材工業(yè)位居綜合能源消耗前三位。 我國(guó)材料工業(yè)能耗大大高于國(guó)外先進(jìn)水平。 我國(guó)水泥噸熟料平均燒成熱耗比國(guó)外約高45%左右。材料與化學(xué)化工學(xué)院17材料概論Materials Conspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗2005年主要材料能源消耗 材料種類(lèi) 能源消耗/萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤 占工業(yè)總能耗比例/%礦品采選業(yè) 13251.5 8.38化學(xué)原料及制品制造業(yè) 22494.07 14.

10、23化學(xué)纖維制造業(yè) 1342.0 0.85非金屬礦物制造業(yè) 18849.94 11.93黑色金屬冶煉及加工業(yè) 35988.23 22.77有色金屬冶煉及加工業(yè) 7188.69 4.55金屬制品業(yè) 2220.38 1.40合計(jì) 103861.0 65.71工業(yè)總能耗 158058.3718材料概論Materials Conspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗 我國(guó)單位產(chǎn)品能耗高?？傮w上主要耗能產(chǎn)品的能耗水平比國(guó)際先進(jìn)水平高出2040%； 我國(guó)發(fā)電廠供電煤耗比世界先進(jìn)水平高20%左右，每噸鋼可比能耗比國(guó)際先進(jìn)水平高47.3，每噸水泥熟料燃料比國(guó)際先進(jìn)水平高58.1%。 我國(guó)能源系統(tǒng)的總效率與

11、上世紀(jì)90年代發(fā)達(dá)國(guó)家相比低10-20個(gè)百分點(diǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院19材料概論Materials Conspectus我國(guó)能源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾 中國(guó)的能源資源居世界第三位，但已探明的煤炭?jī)?chǔ)量?jī)H占世界探明總量的11%，原油占3%，天然氣占1%，能源總量不到全世界的10%。石油和天然氣人均儲(chǔ)量分別占世界人均水平的1.8%和0.2%；據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，到2010年中國(guó)石油對(duì)外依存度高達(dá)45%49%；到2020年，形勢(shì)更為嚴(yán)峻，對(duì)外依存度將上升到60%66%。材料與化學(xué)化工學(xué)院20材料概論Materials Conspectus三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問(wèn)題 材料工業(yè)的廢氣排放量占全國(guó)排放總量的77.

12、2%，固體廢棄物占93.1%，工業(yè)廢水占58.6%。 鋼鐵工業(yè)位于污染排放第2位，全國(guó)水泥工業(yè)產(chǎn)生的粉塵造成城鎮(zhèn)嚴(yán)重污染，有色金屬生產(chǎn)中造成的尾礦和廢渣為主的工業(yè)固體廢棄物每年超過(guò)6000萬(wàn)噸，生產(chǎn)過(guò)程中排放的二氧化碳、氟化氫、砷等廢氣，是有毒氣體的主要源頭之一。 材料工業(yè)的生產(chǎn)對(duì)我國(guó)城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成了很大的威脅。材料與化學(xué)化工學(xué)院21材料概論Materials Conspectus 我國(guó)的SO2、NOx排放量超過(guò)3000萬(wàn)t/a，30%以上的國(guó)土面積遭受酸雨污染，全國(guó)酸雨造成的損失超過(guò)1000億元/a； 中國(guó)工業(yè)廢渣累計(jì)堆存量已超過(guò)70億噸，占地5.5 萬(wàn)公頃（其中占用農(nóng)田3700公頃）。這

13、樣不僅占用了寶貴的土地資源，而且對(duì)空氣、地表水和地下水造成嚴(yán)重污染。材料與化學(xué)化工學(xué)院22材料概論Materials Conspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響 材料種類(lèi) 工業(yè)廢水/萬(wàn)噸 工業(yè)廢氣/億立米 固體廢物產(chǎn)生量/萬(wàn)噸礦品采選業(yè) 116741 5725 48714化學(xué)原料及制品制造業(yè) 339052 15887 9233化學(xué)纖維制造業(yè) 48516 2886 342非金屬礦物制造業(yè) 48248 49860 3237黑色金屬冶煉及加工業(yè) 169934 56190 23506有色金屬冶煉及加工業(yè) 33734 13183 4779金屬制品業(yè) 21057 846 121合計(jì) 785688 1

14、45717 90067占工業(yè)排放總量百分?jǐn)?shù)/% 32.33 54.17 66.9923材料概論Materials Conspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響2005年材料制造業(yè)污染物排放情況材料種類(lèi) 二氧化硫/萬(wàn)噸 煙塵/萬(wàn)噸 粉塵/萬(wàn)噸礦品采選業(yè) 41.1 23.6 40.3化學(xué)原料及制品制造業(yè) 116.8 53.6 17.5化學(xué)纖維制造業(yè) 11.5 4.6 0.1非金屬礦物制造業(yè) 178.4 133.9 565.7黑色金屬冶煉及加工業(yè) 142.2 69.3 125.7有色金屬冶煉及加工業(yè) 70.7 19.2 18.7金屬制品業(yè) 2.6 1.7 1.0合計(jì) 569.0 308.5 76

15、9.0占工業(yè)排放總量百分?jǐn)?shù)/% 26.25 32.51 84.4124材料概論Materials Conspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響我國(guó)每單位GDP產(chǎn)生的NOx是日本的27.7倍、德國(guó)的16.6倍、美國(guó)的6.1倍、印度的2.8倍；所產(chǎn)生的SO2是德國(guó)的26.4倍、美國(guó)的60倍；已有約1/3的國(guó)土受到酸雨污染材料與化學(xué)化工學(xué)院25材料概論Materials Conspectus 2007 年 排放量(萬(wàn)噸) SO2 2468.1 NOx 2200 煙塵 986.6 粉塵 698.7材料與化學(xué)化工學(xué)院26材料概論Materials Conspectus全國(guó)近年廢氣中主要污染物排放量單

16、位:萬(wàn)噸 年度 SO2 煙塵 合計(jì) 工業(yè) 生活 合計(jì) 工業(yè) 生活 2002 1926.6 1562.0 364.6 1012.7 804.2 208.5 2003 2158.7 1791.4 367.3 1048.7 846.2 202.5 2004 2254.9 891.4 363.5 1095.0 886.5 208.5 2005 2549.3 2168.4 380.9 1182.5 948.9 233.6 2006 2588.8 1078.4 854.8 1223.6 807.5 2007 2468.1 2140 328.1 986.6 771.1 215.5材料與化學(xué)化工學(xué)院27材料概

17、論Materials Conspectus國(guó)環(huán)境承載能力與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展存在矛盾05年，28個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖（庫(kù)） 類(lèi)水質(zhì)的湖，占7；類(lèi)水質(zhì)的湖（庫(kù)）占21；水質(zhì)的湖（庫(kù)）占11；類(lèi)水質(zhì)的湖（庫(kù)）占18；劣類(lèi)水質(zhì)湖（庫(kù)）占43。 太湖、滇池和巢湖水質(zhì)均為劣類(lèi)。主要污染指標(biāo)為總氮和總磷。材料與化學(xué)化工學(xué)院28材料概論Materials Conspectus 我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生產(chǎn)成本的75左右，若降低1就能取得100多億元的效益。 我國(guó)能源利用率若能達(dá)到世界先進(jìn)水平，每年可減少3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗。 我國(guó)固體廢棄物綜合利用率若提高1，每年就可減少約1000萬(wàn)噸廢棄物的排放。 材料與化學(xué)

18、化工學(xué)院29材料概論Materials Conspectus國(guó)家十一五規(guī)劃 工業(yè)固體廢物綜合利用率，從2005年的55.8%增加到2010年的60%。 耕地保有量，2005年為1.22億公頃，2010年不得少于1.2億公頃。 主要污染物排放總量五年累計(jì)減少10%。 2007 年，全國(guó)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為17.6 億噸，比上年增加15.9%； 工業(yè)固體廢物綜合利用率為62.1%，比上年提高1.9個(gè)百分點(diǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院30材料概論Materials Conspectus材料工業(yè)污染產(chǎn)生的主要原因 工藝技術(shù)裝備落后，成為環(huán)境污染大戶。 礦山資源的亂采濫挖，造成大片森林被砍伐，綠草毀掉，尾礦隨意

19、丟放，污水任意流淌，也是造成環(huán)境破壞和污染的原因。 冶煉生產(chǎn)效率低， CO2、SO2、NOx不處理，直接排放，對(duì)環(huán)境造成極大影響。材料與化學(xué)化工學(xué)院31材料概論Materials Conspectus四、材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策堅(jiān)持“3R”原則減量化原則Reduce:從源頭節(jié)約資源使用和減少污染排放再利用原則Reuse:產(chǎn)品多次使用或修復(fù)、翻新或再制造后繼續(xù)使用再循環(huán)原則Recycle:廢棄物轉(zhuǎn)化為資源，實(shí)現(xiàn)再循環(huán)利用 核心：資源的有效保證、資源的合理應(yīng)用、與環(huán)境的相容材料與化學(xué)化工學(xué)院32材料概論Materials Conspectus材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策1. 解決礦產(chǎn)資源問(wèn)題2. 提高

20、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的技術(shù)水平3. 強(qiáng)化資源保護(hù)管理4. 重視具有優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)5. 提高材料性能和生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)，減少消耗6. 提高材料工業(yè)技術(shù)水平，降低能耗，減少污染7. 搞好“三廢”治理，提高資源綜合利用水平8. 科技進(jìn)步與環(huán)境治理有機(jī)結(jié)合材料與化學(xué)化工學(xué)院33材料概論Materials Conspectus堅(jiān)持“3R”原則建材行業(yè) 水泥工業(yè)實(shí)施窯外分解技術(shù)，可將燒成熱耗從落后窯型的5862kJ/kg熟料的熱耗降低到2931kJ/kg； 將實(shí)心磚改成空心率為50的空心磚，可實(shí)現(xiàn)成倍的節(jié)省資源和能源，建筑物的功能和居住節(jié)能也將大為改善； 大力發(fā)展廢型墻體材料：大量消納和利用工業(yè)廢渣和農(nóng)業(yè)廢棄物，如利用粉煤灰、煤矸石、礦渣、稻草、秸稈，來(lái)替代天然資源制造環(huán)保利廢型墻體材料，實(shí)現(xiàn)廢物再利用。材料與化學(xué)化工學(xué)院34材料概論Materials Conspectus我國(guó)新型干法生產(chǎn)水泥綜合指標(biāo)項(xiàng)