1、PAGE 清潔生產(chǎn)減排潛力分析方法研究第一作者：謝明輝，男，1981年出生，博士，助理研究員，主要研究清潔生產(chǎn)技術(shù)、政策。# 通訊作者 國家水體污染控制與治理科技重大專項（2009ZX07208-002），國家科技支撐計劃課題（2006BAC02A01）謝明輝，喬琦，孫啟宏（中國環(huán)境科學研究院，國家環(huán)境保護生態(tài)工業(yè)重點實驗室，北京 100012)摘 要 分析了目前清潔生產(chǎn)減排潛力分析的四種方法,即效益分析、情景分析、最佳可行技術(shù)分析和生命周期評價，并總結(jié)了其各自的優(yōu)缺點和適用性.同時針對我國目前清潔生產(chǎn)研究重點領(lǐng)域流域/區(qū)域清潔生產(chǎn)來說，系統(tǒng)動力學是對清潔生產(chǎn)減排潛力進行分析的最好方法，其動態(tài)

2、分析性不僅適用于流域/區(qū)域清潔生產(chǎn)這一動態(tài)系統(tǒng),而且其仿真預測功能還將為流域/區(qū)域清潔生產(chǎn)的推進機制研究和驅(qū)動力分析提供科學依據(jù)。關(guān)鍵詞 清潔生產(chǎn)，減排,潛力，系統(tǒng)動力學Research on Potential of Emission Reduction of Cleaner ProductionXIE Minghui, Qiao Qi， SUN Qihong(Key Laboratory of EcoIndustry of the Ministry of Environmental Protection, Chinese Research Academy of Environmental

3、Sciences, Beijing 100012）Abstract Four research methods for potential of emission reduction of cleaner production， benefit analysis, scenario analysis， best available technology and life cycle assessment， were analyzed。 The advantages and disadvantages of those four methods were also introduced. It

4、showed that System Dynamics was the best research method for potential of cleaner production from basin or region cleaner production which was the key research fields。 System Dynamics was availed for the dynamic analysis of basin or region cleaner production, and scientific basis for driving factors

5、 of cleaner production was provided by simulation model of System Dynamics.Key word cleaner production； emission reduction； potential； System Dynamics前言清潔生產(chǎn)的減排潛力是指通過采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，使污染物產(chǎn)生量下降的程度.因此,清潔生產(chǎn)的減排潛力分析就是研究分析采用清潔生產(chǎn)技術(shù)后,引起污染物產(chǎn)生量削減的潛力大小。當前清潔生產(chǎn)發(fā)展的熱點是流域/區(qū)域?qū)哟螀?考 文 獻 劉洋, 李俊奇, 車伍等. 北京市城區(qū)雨水徑流污染控制與節(jié)能減排環(huán)境污染與防治.

6、 2008, 9: 93-96.，傳統(tǒng)意義上的污染治理技術(shù)和手段已不能解決行業(yè)差異所帶來的環(huán)境污染程度各異的問題 郝永利, 歐陽朝斌, 喬琦等. 污染物排放削減潛力評估方法以中小型鋼鐵企業(yè)為例. 環(huán)境污染與防治. 2010, 5: 82-84, 96., 張洪榮, 朱洪波. 淺談環(huán)境影響評價在印染行業(yè)節(jié)能減排中的作用. 環(huán)境污染與防治. 2010, 1: 99-100, 105.這就需要通過清潔生產(chǎn)減排潛力分析結(jié)果，從行業(yè)特征入手，有選擇性、針對性的研發(fā)和引入源頭和過程控制的清潔生產(chǎn)技術(shù),實現(xiàn)污染的全過程控制，降低產(chǎn)物強度。因此,清潔生產(chǎn)減排潛力分析已成為目前流域和區(qū)域清潔生產(chǎn)的基礎(chǔ)所在。但目

7、前國內(nèi)外對清潔生產(chǎn)減排潛力分析的系統(tǒng)研究尚少，這些方法歸納起來，主要有效益分析、情景分析、最有效技術(shù)分析和生命周期評價四種。1 效益分析早期國內(nèi)外對清潔生產(chǎn)實施效果進行分析時常采用績效分析的方法 馬建軍. 石嘴山市實施清潔生產(chǎn)的潛力與意義. 石油化工應用. 2006, 5: 4-6.， 王海鄰. 清潔生產(chǎn)與企業(yè)生產(chǎn)效益. 環(huán)境污染與防治. 2003, 4: 256.，這種方法在一定程度上也表征了實施清潔生產(chǎn)對節(jié)能減排的潛力。如有報道稱“荷蘭在1998年實施的清潔生產(chǎn)項目,在食品加工、電鍍、金屬加和化學工業(yè)等5個行業(yè)10家企業(yè)中開展污染預防研究,結(jié)果表明，減少工業(yè)廢物的產(chǎn)生和排放潛力巨大，僅僅通

8、過加強內(nèi)部管理就能使廢物削減2530；通過改進工藝、革新技術(shù)，還能進一步削減3080%的廢物”；“波蘭在19921993年間，因?qū)嵭星鍧嵣a(chǎn),全國的固體廢料、廢水、廢氣和新鮮水用量就分別減少了22、18、24和22”；“美國由于實行清潔生產(chǎn)，自1970年以來雖然人口增長了22%,但國民生產(chǎn)總值增長了約75，能源消耗僅僅增長不到10%,同時，大氣中的鉛、煙塵、一氧化碳和二氧化硫等污染物濃度大幅下降”.這些數(shù)據(jù)在說明清潔生產(chǎn)績效的同時，也客觀的反映出清潔生產(chǎn)減排潛力的大小。國內(nèi)也常用一些清潔生產(chǎn)的效益分析數(shù)據(jù)來表征清潔生產(chǎn)減排潛力的大小，如有報道稱“自1993年以來北京、上海、山東、江蘇等18個省

9、巾的219家企業(yè)實施了清潔生產(chǎn),這此企業(yè)自實施清潔生產(chǎn)方案后，每年獲得的經(jīng)濟效益達5億元，環(huán)境效益更為明顯:山東省自1993年至今，已在造紙、紡織印染、石油化工、釀造、淀粉、氯堿、冶金、電子、機械制造、化工、制藥等10余個行業(yè)、60多家企業(yè)進行了清潔生產(chǎn)審計,據(jù)統(tǒng)計，通過實施清潔生產(chǎn)的無/低廢方案,廢氣排放量削減率為10.0，萬元產(chǎn)值廢氣排放削減率為9。36；氧化硫排放削減率為16.9，萬元產(chǎn)值排放率為34。2；煙塵排放削減率為17。9,萬元產(chǎn)值削減率為15。1%;廢水排放削減率為27。5，萬元產(chǎn)值排放削減率為15。2，企業(yè)年增加經(jīng)濟效益增加率在15%，經(jīng)濟、環(huán)境效益均十分巨大”。這種分析方法

10、雖較為直觀，但缺乏預測評判作用，只能對已發(fā)生的或已完成的清潔生產(chǎn)現(xiàn)狀進行分析,缺乏預見性.2 情景分析情景分析（Scenario Analysis）被廣泛應用于環(huán)境排放的預測分析，比較著名的應用是長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng)（Long-range Energy Alternatives Planning system,LEAP）模型 Stockholm Environment Institute (SEI), Tellus Institute. LEAP: Long Range Energy Alternative Planning System, User Guide for LEAP2006. 2

11、006 2009-08-25. .LEAP模型是由斯德哥爾摩環(huán)境研究院開發(fā)的基于情景模擬的能源-環(huán)境分析工具。LEAP模型因其用戶可以根據(jù)研究問題的自身特點和數(shù)據(jù)的可獲得性而靈活設(shè)定模型結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)形式的突出優(yōu)點,被廣泛應用于全球、國家、區(qū)域尺度的能源戰(zhàn)略規(guī)劃和溫室氣體減排評價研究。Price等應用LEAP模型對全球工業(yè)、交通和建筑部門的能耗和CO2排放進行情景分析 Price L, de la Rue du Can S, Sinton J. Sectoral trends in global energy use and greenhouse gas emissions. 2009-08-25

12、. 。Cai等應用LEAP模型研究了中國5個最大的碳排部門的減排潛力 Cai W J, Wang C, Chen J N, et al. Comparison of CO2 emission scenarios and mitigation opportunities in Chinas five sectors in 2020. Energy Policy, 2008, 36: 1181-1194.。Shin等應用LEAP模型對韓國垃圾發(fā)電廠進行了環(huán)境經(jīng)濟影響評價 Shin H C, Park J W, Kim H S, et al. Environmental and economic a

13、ssessment of landfill gas electricity generation in Korea using LEAP model. Energy Policy, 2005, 33: 1261-1270.Limmeechokchai等應用LEAP模型分析了泰國農(nóng)村改進廚灶和小沼氣池的節(jié)能減排潛力 Limmeechokchai B, Chawana S. Sustainable energy development strategies in the rural Thailand: the case of the improved cooking stove and the s

14、mall biogas digester. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2007, 11: 818-837.。Zhang等應用LEAP模型評價了中國電力行業(yè)在不同情景下的節(jié)能減排政策對于總體的能源需求以及外部性成本的影響 Zhang Q Y, Tian W L, Wei Y M, et al. External costs from electricity generation of China up to 2030 in energy and abatement scenarios. Energy Policy, 2007, 35: 4

15、295-4304.Dhakal和Pradhan都應用LEAP模型對城市交通的節(jié)能減排潛力進行了評價研究 Dhakal S. Implications of transportation policies on energy and environment in Kathmandu Valley, Nepal. Energy Policy, 2003, 31: 1493-1507., Pradhan S, Ale B B, Amatya V B. Mitigation potential of greenhouse gas emission and implications on fuel co

16、nsumption due to clean energy vehicles as public passenger transport in Kathmandu Valley of Nepal: a case study of trolley buses in Ring Road. Energy, 2006, 31: 1748-1760.在流域清潔生產(chǎn)減排潛力分析上，國內(nèi)只有孫啟宏等人 孫啟宏, 韓明霞, 喬琦等. 遼河流域重點行業(yè)產(chǎn)污強度及節(jié)水減排清潔生產(chǎn)潛力. 環(huán)境科學研究, 2010, 7: 869-876.曾應用LEAP模型對遼河流域污染較為嚴重的行業(yè)節(jié)水減排清潔生產(chǎn)潛力進行了分析，

17、主要是從污染物產(chǎn)生總量角度進行情景設(shè)置，比較不同情景下的清潔生產(chǎn)潛力，其情景主要設(shè)定為三種：基準情景，即目標年工業(yè)行業(yè)產(chǎn)污強度（按單位產(chǎn)值污染物產(chǎn)生量計）保持基準年水平不變的參照情景;低方案情景，即目標年工業(yè)行業(yè)產(chǎn)污強度有較小幅度下降（如35）;高方案情景，即目標年工業(yè)行業(yè)產(chǎn)污強度有較大幅度下降（如55）。結(jié)果顯示：高方案情景下，2015年CODCr和NH3N產(chǎn)生量預計比2008年分別減少14和9，表明該方案有利于排放總量的消減.韓明霞等人 韓明霞, 喬琦, 孫啟宏. 遼河流域工業(yè)行業(yè)污染減排潛力實證研究. 中國人口.資源與環(huán)境, 2010, 8: 75-79.采用情景分析,設(shè)計以2015年作

18、為遼河流域工業(yè)發(fā)展清潔生產(chǎn)場景，在此場景下的CODCr和NH3N工業(yè)污染排放量與2008年相比將大幅消減.情景分析雖然能較好的將能源需求和環(huán)境影響結(jié)合起來進行研究分析，但在實現(xiàn)具體情景時,經(jīng)濟成本因素一般考慮較少，因此缺乏制定激勵政策和措施的理論依據(jù)。3 最佳可行技術(shù)分析采用最佳可行技術(shù)（Best Available Technology,BAT）研究分析清潔生產(chǎn)的潛力，可以定義為通過研究、分析當前企業(yè)采取的技術(shù)和行為，并與最佳可行技術(shù)進行比較，來評估實施清潔生產(chǎn)能夠取得的效益或達到的水平.要進行評估，就必須了解當前不同行業(yè)一般的排放水平，并與作為環(huán)境績效表征的最有效的新技術(shù)進行比較.新技術(shù)在

19、環(huán)境方面通常都優(yōu)于舊技術(shù),因為前者生產(chǎn)同樣單位產(chǎn)品消耗資源更少。然而,要更新技術(shù),甚至是采用旨在最小化工業(yè)污染的環(huán)境影響的清潔技術(shù)，還存在很多困難。由于最佳可行技術(shù)對于新興工業(yè)國家,特別是發(fā)展中國家，在很多情況下過于昂貴不易實施.尤其是像我國這樣處在可持續(xù)發(fā)展的初步階段，實施起來有一定難度，因此這種方法并不適用于我國的清潔生產(chǎn)減排潛力分析。4 生命周期評價 HYPERLINK ”http：/view/555124.htm t ”_blank 生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）最早起源于1969年可口可樂對飲料容器選擇時,從原材料采掘到廢棄物最終處理的全過程進行的

20、跟蹤與定量分析，而后在上個世紀90年代引起人們重視并得到了飛速發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)納入ISO14000環(huán)境管理系列標準而成為國際上環(huán)境管理和產(chǎn)品設(shè)計的一個重要支持工具.關(guān)于LCA定義的準確描述,目前仍存在一些爭論，但核心都是“對材料或產(chǎn)品從制造、使用、回收、廢棄與處置等全過程中的環(huán)境影響進行綜合評價”。國際標準化組織（ISO）在IS014040標準中對LCA的定義是指“對某產(chǎn)品或服務系統(tǒng)的整個生命周期過程中與該產(chǎn)品或服務系統(tǒng)功能直接相關(guān)的環(huán)境影響、物質(zhì)和能量的投入產(chǎn)出進行匯集和測定的一套系統(tǒng)的方法，其具體包括四個步驟：目的與范圍的確定、清單分析、影響評價和結(jié)果解釋?！比鐖D1所示。由此可以看出，生命周

21、期評價是一種用于定量評估產(chǎn)品在其整個生命周期中,即從原材料的獲取、產(chǎn)品的生產(chǎn)直至產(chǎn)品使用后的處置,對環(huán)境影響的技術(shù)和方法。國內(nèi)外研究人員在LCA應用于清潔生產(chǎn)方面開展了大量的研究，包括清潔生產(chǎn)技術(shù)評價、清潔生產(chǎn)實施途徑、清潔能源等。如Kuta等人 Kuta C C, Koch D G, Hildebrandt C C, et al. Improvement of products and packaging through the use of life cycle analysis. Resources Conservation and Recycling, 1995, 14: 185-19

22、8.分析評價了包裝產(chǎn)品生產(chǎn)過程中實施清潔生產(chǎn)前后的環(huán)境影響;Worrell等人 Worrell E, Faaij A P C, Blok K. An approach for analyzing the potential for material efficiency improvement. Resources Conservation and Recycling, 1995, 13: 215-232.評價了提高塑料包裝的材料使用率產(chǎn)生的潛在環(huán)境影響；姜金龍等人 姜金龍, 徐金城, 侯尚林等. 共生礦石生產(chǎn)電解鎳/銅的生命周期評價研究. 環(huán)境科學學報, 2005, 11: 142-146.

23、對用鎳銅共生礦石生產(chǎn)電解鎳和銅過程的環(huán)境協(xié)調(diào)性進行了研究;吳銳等人 吳銳, 雍靜, 任玉瓏等. 生命周期方法在天然氣基汽車燃料評價中的運用. 環(huán)境科學學報, 2005, 1: 123-127.對以天然氣為原料生產(chǎn)壓縮天然氣、甲醇、二甲醚、柴油4種汽車清潔能源系統(tǒng)進行生命周期的能源、環(huán)境和經(jīng)濟評價；李英順等人 李英順, 路邁西, 胡華龍等. 用生命周期的方法評價銅爐渣作為銅選礦原料的環(huán)境影響. 環(huán)境工程學報, 2009, 2: 349-353.作者簡介：謝明輝（1981-），中國環(huán)境科學研究，博士，助理研究員，主要從事清潔生產(chǎn)技術(shù)、政策研究，北京市朝陽區(qū)安外大羊坊8號中國環(huán)境科學研究院2號樓北段316（100012），電話手機傳真：01084914626，電子郵箱：對銅爐渣回收銅的清潔生產(chǎn)技術(shù)環(huán)境協(xié)調(diào)性進行了研究，并與常規(guī)銅礦石冶煉銅進行了比較分析。生命周期評價框架目標和