生物技術與清潔產(chǎn)品清潔生產(chǎn)工藝

生物技術與

清潔產(chǎn)品、清潔生產(chǎn)工藝我國經(jīng)濟發(fā)展模式存在的

主要問題高資本投入高資源消耗高污染排放低效率產(chǎn)出資源再利用率1.高資本投入每增加1億GDP的固定資產(chǎn)投資（億元）五年計劃“六五”“七五”“八五”“九五”“十五”投資億/億1.82.151.64.495.012.高資源能耗

幾種高能耗產(chǎn)品單位耗能和世界先進水平的比較世界先進水平中國乙烯綜合能耗/千克標準煤（噸）629（日本）889.8火力發(fā)電煤耗克/瓦·時312（日本）380鋼千克煤/噸646（日本）726合成氨千克煤/噸970（美國）1200水泥千克煤/噸128.4181.0中國GDP和資源消耗量占世界的份額GDP3.9能源12.3鋼材27水泥45.6銅19.1鋁19鋅20.9鉛17鎳10.7錫23.9鎘27.1紙14.2主要國家五類主要資源消耗占世界份額（％）水資源能源鋼材水泥有色金屬中國15.812.326.645.619.1美國14.023.511.56.017.65日本2.755.158.44.56.9英國0.352.31.391.171.84德國1.43.43.851.76.6法國0.972.651.721.163.0印度15.03.583.56.02.78加拿大1.353.081.780.501.97韓國0.712.165.253.284.6俄羅斯2.326.702.482.252.66主要國家及地區(qū)單位GDP能耗強度單位GDP一次能源消耗量千克石油/美元世界最少排序世界平均水平的倍數(shù)中國0.850533.12中國香港0.13380.49瑞士0.09210.34愛爾蘭0.09220.34丹麥0.09330.34日本0.11740.43意大利0.12350.45美國0.210200.77俄羅斯1.517565.58印度0.583472.14韓國0.350321.29世界平均0.272主要國家地區(qū)單位GDP水資源消耗強度立方米/美元世界均值倍數(shù)世界排序中國0.3714.03100印度0.8339.05117日本0.0210.2318韓國0.0390.4333俄羅斯0.1781.9480新加坡0.0020.021瑞士0.0040.042英國0.0070.075美國0.0430.4636以色列0.0150.1612南非0.0830.9058沙特0.0790.8656世界均值0.0921.0061單位GDP有色金屬消耗強度（千克/百美元）及排序（共70個國家及地區(qū)）消耗量世界均值的倍數(shù)排序科威特0.0190.111中國香港0.0300.183瑞士0.0610.3610英國0.0610.3611以色列0.0790.4713日本0.0980.5819美國0.0980.5820新加坡0.1070.6822續(xù)前表消耗量世界均值的倍數(shù)排序沙特0.1270.7626加拿大0.1400.8330德國0.1660.9935印度0.2811.6752南非0.3151.8754俄羅斯0.3732.2261韓國0.4612.7567中國0.8194.8869世界平均值0.1681.0037世界主要國家萬元GDP的紙和紙板消費千克世界均值的倍數(shù)美國84.540.83日本77.060.76德國95.590.94英國79.550.78中國340.923.35世界均值101.7013.高污染排放

若干世界主要國家污染物排放水平比較單位GDP有機水污染排放量（千克/萬美元）單位GDPCO2排放量（千克/美元）中國18.92.625俄羅斯17.683.527印度11.871.748巴西4.520.615德國2.10.355加拿大1.620.645英國1.540.301日本1.120.279法國0.780.222美國0.710.523單位工業(yè)產(chǎn)值固體廢棄物高于發(fā)達國家10倍。1997年世界銀行估計我國空氣、水污染造成的損失達540億美元。世界銀行認定的污染密集產(chǎn)業(yè)位次空氣污染水污染金屬污染整體污染1鋼鐵鋼鐵有色金屬鋼鐵2有色金屬有色金屬鋼鐵有色金屬3非金屬礦物造紙化工化工4石油煤炭能源制品皮革制造石油提煉5造紙化工陶器制造非金屬礦產(chǎn)6石油提煉其他化工制品金屬制品造紙7化工飲料橡膠制品其他化工制品8其他化工食品電子產(chǎn)品橡膠制品9木材制品橡膠制品機械皮革制品10玻璃制品石油煉制非金屬制品金屬制品幾大行業(yè)工業(yè)污染排放量

廢水 廢氣 固體廢物 噸/萬元 萬米3/萬元 千克/萬元食品 18.83 3742.5 2.0紡織業(yè) 14.38 2032 0.9造紙業(yè) 190.2 11779.9 43.1化學工業(yè) 122.3 16718.9 14.8醫(yī)藥工業(yè) 52.4 4297 0萬元產(chǎn)值工業(yè)污染物排放量

工業(yè)廢水 工業(yè)廢氣 固體廢物 （噸） （萬米3） （公斤）北京 19.4 1.42 26.2天津 10.5 0.67 1.0上海 23 0.82 1.0山東 10.33 0.82 1.3浙江 12.45 0.37 1.4廣東 13.79 0.68 1.3江蘇 17.91 0.49 1.1青海 36.26 2.67 477.7云南 38.1 1.28 227四川 36.1 1.12 67.84.低效率產(chǎn)出

世界主要國家第二產(chǎn)業(yè)勞動生產(chǎn)率中國1韓國7德國12法國16日本18美國305.資源再利用率

主要資源的回用率礦產(chǎn)資源30％50％廢鋼回用26％37％鋁21％40％工業(yè)用水＜60％75～85％輪胎4％10％（歐盟18.8％）紙27％45.9％（德國75.7％）主要礦物資源估計可使用年限石油20天然氣60～75煤200鎳46鋁44金10銅25銀12鉛29鉑17鋅43鈾18汞20人類可持續(xù)發(fā)展所面臨的問題總量人口就業(yè)率智力化老齡化11％（2020年達17％）資源能源不可再生資源環(huán)境水生態(tài)環(huán)境土地耕地減少（近20年來減少2億畝）沙漠化（上世紀90年代后每年擴大約2500平方公里）保持可持續(xù)發(fā)展的對策1.循環(huán)經(jīng)濟（資源循環(huán)使用）2.節(jié)約資源（能源），發(fā)掘新資源3.利用國際資源4.提高資源（能源）利用效率5.綠色產(chǎn)品、綠色工藝6.采用生物技術7.保護環(huán)境及土地8.控制人口減少資源能源消耗減少廢棄物排放改變原料路線改變物質(zhì)生產(chǎn)工藝清潔產(chǎn)品、清潔工藝的特點1、省能源消耗2、省原材料消耗3、減少廢棄物排放

無生物資源的消耗量

生物資源的消耗量

地球溫暖化的影響

臭氧層破壞的影響

對人的毒性

水生生態(tài)毒性

陸生生態(tài)毒性

光化學氧化劑的生成

環(huán)境酸化

富營養(yǎng)化程度

廢水量

臭氣公害

噪音

生態(tài)及自然景觀的破壞

對人的死傷程度清潔產(chǎn)品、清潔工藝評價項目生物技術能做些什么？改變產(chǎn)品生產(chǎn)原料路線改變產(chǎn)品生產(chǎn)工藝

氫

生物質(zhì) 乙醇

沼氣生物柴油

潛在生物質(zhì)能：

陸地：1150億噸/年

海洋：550億噸/年生物技術在解決能源問題上的前景

糖蜜

淀粉

葡萄糖

乙醇

淀粉

乙醇

纖維素

葡萄糖

乙醇

酒精濃度10%

20%

生產(chǎn)用菌種：耐高溫、耐乙醇、耐滲透壓

自凝絮、快發(fā)酵

生物技術生產(chǎn)乙醇生產(chǎn)工藝的進步

乙醇代替汽油的可能性美國巴西燃用乙醇1400萬噸1500萬噸

多酶系統(tǒng)催化

非相關基質(zhì) 產(chǎn)物 （發(fā)酵）

單酶催化

相關底物 產(chǎn)物 （生物催化）生物技術生產(chǎn)化學品的方式

淀粉酶 糖化酶

淀粉 麥芽糖 葡萄糖

異構酶

葡萄糖 果糖

天門冬氨酸酶

富馬酸 L-天門冬氨酸

蘋果酸酶

富馬酸 L-蘋果酸

水合酶

環(huán)氧琥珀酸 L-酒石酸

菊糖異構酶

菊糖 果糖

密二糖酶

棉子糖 蔗糖+半乳糖

生物技術在食品工業(yè)中的應用生物直接生產(chǎn)的化學品1.

醫(yī)藥品6.

色素2.

農(nóng)藥7.

化工原料3.

維生素8.

能源產(chǎn)品4.

氨基酸9.高分子聚合物5.

有機酸10.

保健品生物技術生產(chǎn)農(nóng)用抗生素赤霉素井岡霉素7051殺蟲素瀏陽霉素Spinosaid多氧霉素多醚類抗生素放線酮黃霉素多粘菌素生物質(zhì)原料生產(chǎn)的主要有機酸世界產(chǎn)量中國產(chǎn)量檸檬酸105萬噸30萬噸乳酸15萬噸15000噸衣康酸3萬噸6000噸生物質(zhì)原料生產(chǎn)的主要氨基酸世界日本中國L-谷氨酸150萬噸8.5萬噸72萬噸L-賴氨酸40萬噸500噸20000噸L-谷氨酰胺2100噸1200噸－L-脯氨酸500噸250噸250噸L-蘇氨酸30000噸5000噸400噸L-精氨酸1500噸1000噸－生物技術生產(chǎn)維生素β-胡蘿卜素維生素C維生素D維生素B2泛酸菸酰胺生物素維生素B12生物技術生產(chǎn)保健品不飽和脂肪酸冬蟲夏草蝦青素靈芝輔酶Q10云芝有益微生物異黃酮生物質(zhì)原料生產(chǎn)高分子化合物蛋白質(zhì)（大豆蛋白、絲蛋白）核酸殼聚糖