北科大工業(yè)生態(tài)學課件08現(xiàn)代工業(yè)的生態(tài)化轉向

2009-10-121?Model

and

Framework?Cleaner

Production?Circular

Economy?Eco-Industrial

ParkIndustryEcologization

of

Modern?模式及框架?清潔生產?循環(huán)經濟?生態(tài)工業(yè)園區(qū)EcologicalEngineeringApartment

of

USTB(1)

技術進步推動工業(yè)的發(fā)展：現(xiàn)代工業(yè)的產生和發(fā)展經

歷了四次技術革命。領域擴大，

向海洋、太空進軍。產業(yè)結構

向高新技術、知識技術密集的產業(yè)過渡。(2)

促進國民經濟大發(fā)展：提供先進技術裝備，能源和原

材料，提供人民需要的消費品，是國家資金積累的主要來源。(3)

對生態(tài)環(huán)境產生負面影響：從環(huán)境中索取各種自然資

源，改變環(huán)境結構，影響其功能；廢品進入環(huán)境，當排放量超

過環(huán)境自凈功能時，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成危害。第一節(jié)

工業(yè)生態(tài)化(工業(yè)轉型)

的實施與途徑1.

概述

(introduction)1.1

工業(yè)活動的特點(features

of

industrial

activities)2009-10-1222009-10-123(1)

大量消耗自然資源(natural

resources)資源消耗呈上升趨勢，按目前水平，石油供應可維持40

年，鋁270年，鎘20.2年，銅64年，鉛38年，鋅46年，鐵礦石247年。世界上已有43個國家和地區(qū)缺水，約20億人用水

緊張，10億人飲用超標水。自然資源面臨枯竭的危險。(2)

污染環(huán)境(contaminating

environment)工業(yè)廢棄物的排放對空氣、水及土壤有不同程度污染。(3)

擾動物質的全球循環(huán)(disturbing

global

circulation

of

matter)a.碳循環(huán)b.氮循環(huán)c.硫循環(huán)d.加速重金屬的釋放1.2

工業(yè)活動對自然環(huán)境的擾動

(disturbance

of

industrial

activities

to

natural

environment)41.3

擾動產生的危害(harmfulness

by

disturbing

)(1)

大氣環(huán)境惡化、溫室效應出現(xiàn)；(2)

臭氧層被破壞；(3)

水質遭到破壞；(4)

土壤遭到破壞；(5)

地表垃圾加?。?6)

噪聲增加；(7)

光污染；(8)

電刺及放射性危害；(9)

物種不斷滅絕；(10)

導致全球能源及資源短缺，氣候變暖。2009-10-1203年：國內總產值增長9.1%，GDP占世界的4%。資源短缺：-

原煤消耗占31%-

鐵礦石消耗30%-

鋼材消耗27%-

水泥消耗40%-

萬元GDP能耗達世界平均水平的3倍以上-

每年因缺水造成的經濟損失2000萬元廢棄物排放：-

單位GDP廢水排放量比發(fā)達國家高4倍2009-10-125

我國工業(yè)發(fā)展情況-

單位工業(yè)產值固廢排放高10倍-

每年因大氣污染造成的經濟損失占GDP的3

7%

經濟高速增長

資源短缺

環(huán)境惡化2009-10-126

工業(yè)發(fā)展的重要性

帶來了資源短缺和生態(tài)環(huán)境的破壞

模擬并融人自然生態(tài)系統(tǒng)，與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調共存和發(fā)展

提出了循環(huán)經濟(生態(tài)經濟)的經濟發(fā)展模式和循環(huán)社會(生態(tài)社會)的社會發(fā)展模式1.4

人類對工業(yè)發(fā)展歷程的反思

(self-

examination

of

human

to

industrial

development

)2009-10-127

社會發(fā)展要實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展還應依靠科學技術，發(fā)展高新

技術，并使科技生態(tài)化。

按循環(huán)經濟的發(fā)展模式，走可持續(xù)發(fā)展的道路，實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化轉向。1.5

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的新型模式(new

model

of

modern

industrial

development)2009-10-128?生態(tài)重組應用生態(tài)學的原理和方法，通過生態(tài)重組等手段，加速工業(yè)轉型，進而實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化，最終獲得經濟、社會和生態(tài)多重效益，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。通過發(fā)展生態(tài)工業(yè)和建設生態(tài)工業(yè)園區(qū)，逐步使基于人類活動的工業(yè)經濟活動所引發(fā)的人與自然之間的物質代謝及其產物能夠均衡、和諧、順暢、平穩(wěn)和持續(xù)地融人自然生態(tài)系統(tǒng)自身物質代謝之中的過程。2.

工業(yè)生態(tài)化(工業(yè)轉型)

的實施與途徑

(implementation

and

channels

of

IT)2.1

途徑(channels)2009-10-129?工業(yè)生態(tài)化(工業(yè)轉型)的實施8.12009-10-1210

微觀層次屬綠色化學(green

chemistry)的范疇。通過改變

化學產品或過程的內在本質，來減少或消除有害物質

的使用與產生。設計或重新設計化學物質的分子結構，使其具備所需的特性又避免或減少有毒基團的使用與

產生。同時，高選擇性化學反應，極少副產品，甚至達到原子經濟性(atom

economy)、實現(xiàn)零排放(zeroemission)。2.2

實施(框架)

(implementing)?綠色化學的基本原理(1)污染預防優(yōu)于污染形成后處理；(2)最大限度地將所使用的所有材料都轉化至最終產品；(3)最大限度地使用或產生無毒或毒性小的物質；(4)設計化學產品時應盡量保持其功效而降低其毒性；(5)盡量不用輔助劑，需要使用時應采用無毒試劑；(6)能量使用應最小，并應考慮其對環(huán)境和經濟的影響，合成方法應在常溫；(7)最大限度地使用可更新原料；(8)盡量避免不必要的衍生步驟；(9)催化反應優(yōu)于化學計量反應，選擇低毒或無毒催化劑；(10)化學品應設計成使用后容易降解為無害的物質；(11)分析方法應能真正實現(xiàn)在線監(jiān)測，在有害物質形成前加以控制；(12)化工過程物質的選擇與使用應使化學事故的隱患最小。2009-10-1211

中觀層次針對企業(yè)與生產單位層次，主要是重新審視產品與制造，特別是減少廢料。該層次的研究包括：綠色設計和綠色制造。綠色設計與綠色制造的主要研究內容：①綠色產品的描述與建模；②確定綠色產品的評價指標體系和評價方法；③綠色設計方法學的基礎研究；④綠色設計的材料選擇系統(tǒng)研究及綠色產品的結構設計；⑤綠色制造系統(tǒng)模型及綠色制造工藝技術研究。2009-10-12122009-10-12138.22009-10-12148.32009-10-1215主要是改善整體經濟的物質與能源效率，即在不同企業(yè)間構建工業(yè)生態(tài)鏈、生態(tài)網，組建工業(yè)生物群落，建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)。生態(tài)工業(yè)園區(qū)是依據(jù)循環(huán)經濟理念和工業(yè)生態(tài)學原理而設計建立的一種新型工業(yè)組織形態(tài)，也是通過模擬自然系統(tǒng)建立的產業(yè)系統(tǒng)中“生產者一消費者一分解者”的循環(huán)途徑，實現(xiàn)物質閉路循環(huán)和能量多級利。

宏觀層次用

途徑應用生態(tài)學的原理和方法，通過生態(tài)重組等手段，加速工業(yè)轉型。通過發(fā)展生態(tài)工業(yè)和建設生態(tài)工業(yè)園區(qū)，逐步使工業(yè)經濟活動能夠均衡、和諧、順暢、平穩(wěn)和持續(xù)地融人自然生態(tài)系統(tǒng)自身物質代謝之中的過程。

實施分微觀、中觀和宏觀三個層次來實施。通過清潔生產技術、循環(huán)經濟思想的貫徹和執(zhí)行，逐步實現(xiàn)工業(yè)生態(tài)化轉向。2.3

小結

清潔生產、循環(huán)經濟和工業(yè)生態(tài)化思想貫穿始終2009-10-1216清潔生產

循環(huán)經濟

生態(tài)工業(yè)

清潔生產、循環(huán)經濟與工業(yè)生態(tài)的關系第二節(jié)

清潔生產、循環(huán)經濟與工業(yè)生態(tài)化

Cleaner

Production,

Circular

Economy

and

IE2.1

循環(huán)經濟概念(concept

of

circular

economy)就是把清潔生產和廢棄物的綜合利用融為一體的經濟，

本質上是一種生態(tài)經濟，是按照生態(tài)規(guī)律利用自然資源和環(huán)境容量，實現(xiàn)經濟活動的生態(tài)化轉向。是實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)全球共容的一個重要途徑。2.循環(huán)經濟(Circular

Economy)經濟發(fā)展趨勢循環(huán)經濟知識經濟兩大趨勢特別是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略成為世界潮流的近幾年，源頭預防和

全過程治理成為國家環(huán)境與發(fā)展政策的真正主流，人們在不

斷探索和總結的基礎上，提出以資源利用最大化和污染排放

最小化為主線，逐漸將清潔生產、資源綜合利用、生態(tài)設計

和可持續(xù)消費等融為一套系統(tǒng)的循環(huán)經濟戰(zhàn)略。循環(huán)經濟的思想萌芽可以追溯到環(huán)境保護興起的時期，以美

國經濟學家鮑爾丁提出的“宇宙飛船理論”作為循環(huán)經濟的

早期代表。主要關注的是經濟活動造成的生態(tài)后果，而經濟運行機制本

身始終落在他們的研究視野之外。2.2

循環(huán)經濟起源(origin

of

circular

economy)-80年代年代年代循環(huán)經濟是對物質閉環(huán)流動型經濟的簡稱。循環(huán)經濟的原則

是“減量化、再利用、再循環(huán)”3R原則，其根本目標是要求人

們在經濟過程中系統(tǒng)地避免或減少廢物，實現(xiàn)低排放或“零”

排放，進而實現(xiàn)經濟活動的生態(tài)化。(1)從物流動方向來看，與傳統(tǒng)經濟有著本質的區(qū)別。?單向流動：“資源-產品-污染排放”?高強度地開發(fā)物質和能源?粗放和一次性的利用資源?自然資源的短缺與枯竭?高強度地破壞生態(tài)環(huán)境?反復循環(huán)流動：

“資源-產品-再生資源

”.“2.3

循環(huán)經濟的內涵

(connotation

of

circular

economy)

為社會經濟活動的行為準則

.“低開采、高利用、低排放”.促進人與自然的協(xié)調與和諧

?強調可持續(xù)發(fā)展，主張生態(tài)平衡傳統(tǒng)經濟3R原則

.減量化原則：

要求用較少的原料和能源投入來達到既定的生產目的或

消費目的，在經濟活動的源頭就注意節(jié)約資源和減少污染。.再使用原則：

要求產品和包裝容器能夠以初始的形式被多次使用，避

免一

次性用品的泛濫。.再循環(huán)原則：

要求生產出來的物品在完成其使用功能后能重新變成可

以利

用的資源而不是無用的垃圾。很顯然，通過再使用和再循環(huán)原則

的實施，反過來強化了減量化原則的實施。.單個企業(yè)的清潔生產、企業(yè)間共生形成的生態(tài)工業(yè)園區(qū)以及產品消

費后的資源再生回收，形成“自然資源

產品

再生資源”的整體社會

循環(huán)，完成循環(huán)經濟的物質閉環(huán)運動。其中生態(tài)工業(yè)園區(qū)(Eco－

Industrial

Parks

，EIPs)是循環(huán)經濟一個重要的發(fā)展形態(tài)。(2)是可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，保護環(huán)境和削減污染的根本手段。(3)生態(tài)工業(yè)是循環(huán)經濟的重要形態(tài)。根據(jù)生態(tài)效率的理念，推行清潔生產，減少產品和服務中所有物料和

能源的使用量，實現(xiàn)污染物排放的最小量化。要求企業(yè)做到：

(A)減少

產品和服務的物料使用量；

(B)減少產品和服務的能源使用量；

(C)減