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文檔簡介
循環(huán)經(jīng)濟(jì)專題講座金涌清華大學(xué)化工系2008.10青島循環(huán)經(jīng)濟(jì)專題講座金涌1提綱新世紀(jì)我國經(jīng)濟(jì)面臨課題與發(fā)展“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的必要性、緊迫性“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”理念形成和發(fā)展沿革“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的生態(tài)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程學(xué)基礎(chǔ)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的工程內(nèi)涵“生態(tài)工業(yè)工程技術(shù)開發(fā)原則及可行性分析“低碳經(jīng)濟(jì)”工程內(nèi)涵以科技創(chuàng)新推動低碳經(jīng)濟(jì)政府、企業(yè)、公眾的責(zé)任與義務(wù)。提綱新世紀(jì)我國經(jīng)濟(jì)面臨課題與發(fā)展“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的必要性、緊迫性2新世紀(jì)我國經(jīng)濟(jì)面臨的課題人口增長,城市化進(jìn)程加快;勞動力資源豐富;最大的工程師培養(yǎng)機(jī)制多種產(chǎn)品總產(chǎn)量居世界首位;人均產(chǎn)量仍偏低;消費(fèi)需求旺盛新產(chǎn)品、新技術(shù)升級空間大中國經(jīng)濟(jì)高速持續(xù)發(fā)展資源,能源人均保有量低于世界平均水平技術(shù)水平制約相同生產(chǎn)過程的高物耗、高能耗同時造成環(huán)境污染嚴(yán)重,生態(tài)狀況惡化新世紀(jì)我國經(jīng)濟(jì)面臨的課題人口增長,城市化進(jìn)程加快;勞動力資源3社會發(fā)展的主要矛盾由于上世紀(jì)在核能技術(shù),信息技術(shù)生物技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)上的進(jìn)步;人類社會積聚了空前強(qiáng)大的能力;空前巨大的物質(zhì)財富和高度繁榮的精神文明。追求更好的生活質(zhì)量,更健康,更安全,更長壽面臨歷史上最嚴(yán)重的危機(jī):資源短缺能源枯竭環(huán)境污染,自然生態(tài)惡化(冰蓋、草原、濕地、生物多樣性退化、荒漠化,酸雨、沙暴、赤湖、干旱、頻繁、溫室效應(yīng),厄爾尼諾氣候反常)威脅人類生存社會發(fā)展的主要矛盾由于上世紀(jì)在核能技面臨歷史上最嚴(yán)重的4規(guī)??涨暗馁Y源轉(zhuǎn)化我國2003年2005年2006年鋼鐵產(chǎn)量2.2億噸消費(fèi)量約占世界總量的27%3.3億噸4.2億噸水泥產(chǎn)量7~8億噸消費(fèi)量約占世界總量的40%9~10噸12.2億噸化肥產(chǎn)量4000萬噸消費(fèi)量約占世界總量的30%4400萬噸~4888萬噸5304.8萬噸煤炭產(chǎn)量12~13億噸消費(fèi)量約占世界總量的40%21.9億噸23.3億噸石油加工量2.4億噸消費(fèi)量約占世界總量的7.4%,位居世界第二2.95億噸3.065億噸規(guī)??涨暗馁Y源轉(zhuǎn)化我國2003年2005年2006年鋼鐵產(chǎn)量5我國資源與能源狀況礦業(yè)資源:總量居世界第五位人均產(chǎn)量居世界第53位2/3礦種短缺化石資源:原油儲量占世界的2.43%天然氣儲量占世界的1.20%煤儲量為世界人均的45%淡水資源:相當(dāng)世界人均的1/4,居世界第110位,而消費(fèi)量世界第一,占總消費(fèi)量的15%。我國資源與能源狀況礦業(yè)資源:總量居世界第五位6我國重要礦產(chǎn)資源及在世界地位礦種石油天然氣煤炭鉻銅鋁土礦鐵礦石鎢中國人均儲量占世界人均%美國俄國德國人均儲量(T)1.8T125T2.92kg13.2kg383kg9.88T0.95kg1063m34.5791117527m314.8T913T167kg37T0.74kg0.5187.342159加拿大44.2T22.4T0.55T320733m3772T27kg133kg1330kg2.37kg133.3T60253m3288T333kg12.3kg57T548m377T27.6kg1530kg2.9T我國重要礦產(chǎn)資源及在世界地位礦種石油天然氣煤炭鉻銅鋁土礦鐵礦7固定投資率高:27.7%(2003),25.8%(2004)萬元GDP能耗高:年2000200120022003200420052006噸標(biāo)煤/萬元GDP1.461.391.411.441.271.231.21資源消耗率高(占世界%):鋼鐵石28%,鋁礬土25%,淡水15%,水泥50%。利潤率低:DVD售價40美元/臺,付專利費(fèi)20美元;利潤<5美元。MP3每臺售價為75美元,付專利費(fèi)45美元,利潤<5美元。固定投資率高:27.7%(2003),25.8%(2004)8嚴(yán)重的環(huán)境污染CO2排放33多億噸(占世界總量的13.6%)(2002)NOX排放1700萬余噸(2005)SO2排放2549.3萬余噸(2005)生產(chǎn)約3.6萬種化學(xué)品,數(shù)十種屬荷爾蒙毒害,或致癌畸變毒物工業(yè)固、液廢棄物10億余噸嚴(yán)重的環(huán)境污染CO2排放33多億噸(占世界總量的13.9針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件10針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件11針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件12針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件13針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件14針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件15全球出口量占世界第一位的商品種類數(shù)量1993年2004年增減GDP對進(jìn)出口依存度(2004)中國322種774種+140%70%韓國96種64種-33.3%70.3%日本506種296種-42%23.1%——韓國對外經(jīng)濟(jì)研究院報告全球出口量占世界第一位的商品種類數(shù)量1993年2004年增減16高資源消耗高能源消耗高投資率高污染高對外貿(mào)易依存度低科技貢獻(xiàn)率低產(chǎn)值,低利潤的粗放型發(fā)展規(guī)模成了阻礙經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展的關(guān)鍵高資源消耗高能源消耗高投資率高污染高對外貿(mào)易依存度低科技貢獻(xiàn)17對社會可持續(xù)發(fā)展的憂慮
開始于20世紀(jì)中葉50-60年代,西方實施凱恩斯政策,赤字財政刺激,引發(fā)了發(fā)展的可持續(xù)性思考。1962年R.Carson發(fā)表“寂靜的春天”。1968年羅馬俱樂部成立,人們開始深入思考世界未來的命運(yùn)。對社會可持續(xù)發(fā)展的憂慮
開始于20世紀(jì)中葉50-60年18第一次報告:
《增長的極限》(1972)-1根據(jù)人口?經(jīng)濟(jì)?資源?糧食和環(huán)境污染5個基本要素變化趨勢,建立世界系統(tǒng)動力學(xué)模型。按當(dāng)前(1972)增長趨勢發(fā)展下去,幾代人內(nèi),人類擴(kuò)展達(dá)到極限,這一體系將陷入無法控制的崩潰與瓦解。第一次報告:
《增長的極限》(1972)-1根據(jù)人口?經(jīng)濟(jì)?19第一次報告:
《增長的極限》(1972)-2按當(dāng)時(1972)人口?生產(chǎn)增長速度下,21世紀(jì)前十年,礦產(chǎn)資源幾近耗盡,污染無法消除,需制止世界系統(tǒng)無節(jié)制地增長傾向。唯一的辦法是在1975年停止人口的增長,到1990年停止工業(yè)投資的增長,達(dá)到產(chǎn)業(yè)總體“零的增長”。第一次報告:
《增長的極限》(1972)-2按當(dāng)時(197220人口資源人均工業(yè)品產(chǎn)量環(huán)境污染人口資源人均工業(yè)品產(chǎn)量環(huán)境污染21第一次報告:
《增長的極限》(1972)-3教育?藝術(shù)?音樂?基礎(chǔ)科研?體育等不需大量資源,不產(chǎn)生嚴(yán)重污染的活動,可無限繼續(xù)增長。從人類歷史來看,曾產(chǎn)生許多發(fā)明,其結(jié)果導(dǎo)致人口激增,環(huán)境退化及更大的社會不平等,技術(shù)進(jìn)步只會延遲崩潰,而不能避免由“增長癖”文化帶來的崩潰。第一次報告:
《增長的極限》(1972)-3教育?藝術(shù)?音樂22第一次報告:
《增長的極限》(1972)-4唯一的出路是抑制增長,把人口?經(jīng)濟(jì)?資源消耗等因素的增長限定在一定水平上,這種觀點對發(fā)展中國家是不公正的,也是不現(xiàn)實的。第一次報告:
《增長的極限》(1972)-4唯一的出路是抑制23第一次報告:
《增長的極限》(1972)-5《增長的極限》被譯成30多種文字,發(fā)行數(shù)百萬冊,有1000多所學(xué)院選為教材,并成為31屆聯(lián)大大會文件。人口?糧食?資本?資源?環(huán)境等5個因素都是指數(shù)增長(即逐年按固定百分?jǐn)?shù)增長)。由于1973年開始的世界第一次石油危機(jī),使羅馬俱樂部名聲大噪。第一次報告:
《增長的極限》(1972)-5《增長的極限》被24第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-1基本論點:世界是由一個有文化?傳統(tǒng)?經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異,而又相互影響的地區(qū)組成,認(rèn)為這一系統(tǒng)是均一的則是錯誤的。世界系統(tǒng)不會崩潰,而可能發(fā)生地區(qū)災(zāi)難或崩潰,由于不同原因會導(dǎo)致在不同時間發(fā)生。最早發(fā)生是在21世紀(jì)中葉。第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-1基本論點:25第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-2要采取適當(dāng)?shù)娜蛐袆?,即通過“有機(jī)增長”來實現(xiàn);改變原來“指數(shù)增長”模式。任何拖延的代價都是昂貴的,而且是致命的。第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-2要采取適當(dāng)?shù)娜?6無差異增長與“有機(jī)增長”指數(shù)增長,一個量按恒定百分比增長。橡樹式增長,植物在初期為指數(shù)增長,在臨界點以后,減為線性增長,如橡樹150年后,每年還會長高3英寸。人類式增長,在青年期以前增長,以后停止增長。這種增長在任何一段時間都不是指數(shù)增長。后兩者稱之為“有機(jī)增長”。無差異增長與“有機(jī)增長”指數(shù)增長,一個量按恒定百分比增長。27第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-3
解決危機(jī)的方案:世界各部分不是單獨(dú)存在的,而是互相依賴的,須各自完成其歷史使命。一個地區(qū)?一個國家對人類的有機(jī)發(fā)展應(yīng)作出自己的貢獻(xiàn),系統(tǒng)中任何部分的增長,都賴于其他部分的增長或不增長。任何部分不良的增長會危及整體和它自身。第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-3解決危機(jī)的方28第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-4新報告將“有機(jī)增長論”代替原報告“零增長”論,悲觀論基調(diào)未變,目標(biāo)使人難于接受?!笆澜缯笔降膮f(xié)調(diào)機(jī)制可行性,及容易形成發(fā)達(dá)國家“控制”?“指揮”發(fā)展中國家,使其公正性被質(zhì)疑。第二次報告《人類處于轉(zhuǎn)折點》(1974)-4新報告將“有機(jī)增29世界未來樂觀派觀點
—沒有極限的增長資源總量難搞清,技術(shù)進(jìn)步預(yù)測難搞清?!耙阎獌α俊迸c“最終可采資源”之間,涉及技術(shù)進(jìn)步。人口?經(jīng)濟(jì)?科技必然同步增長。1776年世界人口7.5億,人均產(chǎn)值200美元;2176年世界人口150億,人均產(chǎn)值3萬美元。污染治理能力與國民生產(chǎn)均值成正比。人均收入達(dá)到2000$US,治理加速;700$US以下時,污染加速。世界未來樂觀派觀點
—沒有極限的增長資源30未來學(xué)悲觀派的“是”與“非”-1
缺陷否認(rèn)科學(xué)技術(shù)的作用;模型建立在數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)上,基本經(jīng)濟(jì)關(guān)系不清;提出“零增長率理論”?“有機(jī)增長理論”等,但缺乏現(xiàn)實性和科學(xué)性。未來學(xué)悲觀派的“是”與“非”-1缺陷31未來學(xué)悲觀派的“是”與“非”-2
貢獻(xiàn)提示人們注意和解決現(xiàn)代世界的基本矛盾。對各種復(fù)雜生態(tài)經(jīng)濟(jì)關(guān)系提出定量分析要求。關(guān)于世界末日的預(yù)言,起到警世的作用。未來學(xué)悲觀派的“是”與“非”-2貢獻(xiàn)32未來學(xué)樂觀派的“是”與“非”-1
缺陷盲目的科技萬能論,忽視其兩面性。把生態(tài)經(jīng)濟(jì)問題看成單純的市場機(jī)制作用過程。掩蓋當(dāng)代人類面臨問題,對長期效應(yīng)的不確定性過于樂觀。未來學(xué)樂觀派的“是”與“非”-1缺陷33未來學(xué)樂觀派的“是”與“非”-2貢獻(xiàn)對科技發(fā)展趨勢進(jìn)行討論,啟發(fā)鼓舞人們。提出了“后工業(yè)社會”(即信息社會)?“大過渡理論”(即從工業(yè)社會—超工業(yè)社會—后工業(yè)社會),這些均可供借鑒。未來學(xué)樂觀派的“是”與“非”-2貢獻(xiàn)34自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化示意圖自然界是碳、硫、氮元素的循環(huán)多樣性、沒有廢物靠太陽能及光合作用驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)微生物植物動物C,H,O...C,H,O...C,H,O...CO2太陽能太陽能H2O,NH3,CH4,H2,N2
早期目前氨基酸藍(lán)、綠藻O2NoWaste自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化示意圖自然界是碳、硫、氮元素的循環(huán)微生物植35人類社會持續(xù)發(fā)展歷程人類進(jìn)化成為自然界主宰采集與狩獵過度發(fā)展,出現(xiàn)首次人類生存危機(jī)與生態(tài)安全問題;畜牧和種植業(yè)發(fā)展,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)獲得快速進(jìn)步,生態(tài)問題緩解;工業(yè)社會使生產(chǎn)出現(xiàn)飛躍,終導(dǎo)致發(fā)展與生態(tài)安全問題再度激化;轉(zhuǎn)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)是人類社會可持續(xù)發(fā)展的必需。人類社會持續(xù)發(fā)展歷程人類進(jìn)化成為自然界主宰36社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然生態(tài)協(xié)調(diào)程度采集狩獵經(jīng)濟(jì)種植畜牧經(jīng)濟(jì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)時間打漁人種田人工廠社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與自然生態(tài)協(xié)調(diào)程度采集狩獵經(jīng)濟(jì)種植畜牧經(jīng)濟(jì)工業(yè)經(jīng)37摒棄“人類中心主義”及其衍生出的“征服自然”“人定勝天”思想,承認(rèn)資源枯竭和環(huán)境退化的根源是人類對自然掠奪的結(jié)果;不贊同哲學(xué)上向“泛靈論”回歸;諸如“人類是地球生命整體中迅速畸形滋生的那部分(如人體腫瘤)”;“地球上沒有人類,生態(tài)系統(tǒng)更和諧完美”;“懷疑科學(xué)技術(shù)的價值,只有通過信仰(宗教···)抑制消費(fèi)”的觀點都是錯誤的?!把h(huán)經(jīng)濟(jì)與近代哲學(xué)理念—1摒棄“人類中心主義”及其衍生出的“征服自然”“人定勝天”思想38傳統(tǒng)哲學(xué)思想中
人與自然的關(guān)系1988年75位諾貝爾獎獲得主集會巴黎共識之一?!叭绻祟愐?1世紀(jì)生存下去,必須回到2500年前去吸取孔子的智慧。”東方“天人合一”“天地變化,圣人效之”“道法自然”西方“物競天擇”(赫胥黎)“認(rèn)識自然統(tǒng)治自然”(培根)傳統(tǒng)哲學(xué)思想中
人與自然的關(guān)系1988年75位諾貝爾獎獲得主39“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”與近代哲學(xué)理念-2人類社會活動是地球生態(tài)進(jìn)化中最為活躍的一部分,不和諧只是插曲。社會文明的可持續(xù)發(fā)展與關(guān)愛人類自然家園是可以同時作到的。堅信人類的智慧和能力,依賴科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是可以創(chuàng)造出新的生產(chǎn)與生活模式,使社會與自然協(xié)調(diào),并且和諧發(fā)展?!把h(huán)經(jīng)濟(jì)”與近代哲學(xué)理念-2人類社會活動是地球生態(tài)進(jìn)化中最40深綠的生態(tài)主義思潮主張保護(hù)自然、放棄發(fā)展停止增長、克制物欲(佛教、基督教……)承受顯著經(jīng)濟(jì)倒退,環(huán)境優(yōu)先一切。敬畏自然、崇拜自然人類已經(jīng)成為地球的惡性腫瘤。深綠的生態(tài)主義思潮主張保護(hù)自然、放棄發(fā)展41反增長計劃(Projectofanti-increase)
(SergeLafourche)生態(tài)危機(jī),使得“反增長”對縮減經(jīng)濟(jì)規(guī)模是必要的。建立“生態(tài)村”、“城市中的村莊”(Ted.Trainer)是一種價值觀和思想的變革,不包括生產(chǎn)資料所有權(quán)、資源市場配制的根本改變。反增長剝奪了普通消費(fèi)者的原有經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的合理理由。《投資環(huán)境論壇》2008.14反增長計劃(Projectofanti-increase42同時渲染“增長極限”,“矛頭指向發(fā)展中國家”?!斑^去父母說:‘孩子,吃完了碗里的飯,中國、印度的小孩正在挨餓。’現(xiàn)在對自己的孩子說:‘乖乖好好學(xué)習(xí),不然你們的飯碗就被中國、印度孩子搶走了?!薄妒澜缡瞧降摹吠旭R斯·弗里曼《TheworldisFlat》(ThomasL.Friedman)同時渲染“增長極限”,“矛頭指向發(fā)展中國家”。43
淺層生態(tài)學(xué)與深層生態(tài)學(xué)-1淺層生態(tài)學(xué)深層生態(tài)學(xué)人與自然是分離的人是自然的一部分可支配自然使它為人的利益服務(wù)必須尊重和保護(hù)自然,是因為它的自身,不是因為它對我們有價值能夠也應(yīng)該用自然規(guī)律開發(fā)利用自然服從自然規(guī)律,如承載能力規(guī)律離開人類談價值是胡話把價值等同于對人類的價值是極大偏見如果威脅到經(jīng)濟(jì)增長,污染應(yīng)當(dāng)減少減少污染優(yōu)先于經(jīng)濟(jì)增長淺層生態(tài)學(xué)與深層生態(tài)學(xué)-1淺層生態(tài)學(xué)深層生態(tài)學(xué)人與自然44淺層生態(tài)學(xué)深層生態(tài)學(xué)為了增長最大化,必須對物質(zhì)節(jié)約和控制污染程度所有生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)最小的物質(zhì)消耗和循環(huán)利用國家和地區(qū)通過建立貿(mào)易而發(fā)展進(jìn)步國家和地區(qū)的貿(mào)易應(yīng)當(dāng)減小,全球應(yīng)當(dāng)是自給自足地區(qū)的共和體科學(xué)技術(shù)能夠解決環(huán)境問題,我們必須不斷完善它不能單純依賴科學(xué)技術(shù),需尋找解決問題的其他途徑高技術(shù)(如核動力)是進(jìn)步標(biāo)志中間的適宜的技術(shù)(如太陽能,風(fēng)能等)是進(jìn)步標(biāo)志淺層生態(tài)學(xué)與深層生態(tài)學(xué)-2淺層生態(tài)學(xué)深層生態(tài)學(xué)為了增長最大化,必須對物質(zhì)節(jié)約和控制污染45淺層生態(tài)學(xué)深層生態(tài)學(xué)人們不能忍受生活標(biāo)準(zhǔn)的大幅下降可以忍受高度發(fā)達(dá)國家生活標(biāo)準(zhǔn)的大幅度下降消費(fèi)主義適度消費(fèi)和再生利用激進(jìn)分子要我們退回到前工業(yè)的時期時代或浪漫的鄉(xiāng)村生活為建立一個“非工業(yè)化”社會,注意力應(yīng)集中于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會需求,以及更多地與自然接觸相適應(yīng)的小規(guī)模生產(chǎn)上淺層生態(tài)學(xué)與深層生態(tài)學(xué)-3淺層生態(tài)學(xué)深層生態(tài)學(xué)人們不能忍受生活標(biāo)準(zhǔn)的大幅下降可以忍受高46早期循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想萌芽產(chǎn)生于20世紀(jì)60-70年代,例如:美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家鮑爾丁提出“宇宙飛船理論”——即地球就像在太空中飛行的宇宙飛船,在地球上生存的人類都類似乘坐飛船的旅客。資源有限性制約著飛船的壽命,宇宙飛船的延續(xù)有賴于資源的循環(huán)利用。并指出以新的“循環(huán)式經(jīng)濟(jì)”代替舊的“單程式經(jīng)濟(jì)。早期循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想萌芽產(chǎn)生于20世紀(jì)60-70年代,例如:47循環(huán)經(jīng)濟(jì)(CircularEconomy)是英國環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)家D.Pearce和R.K.Turner在其“自然資源和環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)”(EconomicsofNaturalResourcesandtheEnvironment,HarvestrWheatsheaf1990)一書中首先提出,開始并未實際成為國家層次的模式。但隨著社會可持續(xù)發(fā)展問題的日益尖銳,其內(nèi)涵進(jìn)一步完善發(fā)展,為社會重視。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)-1循環(huán)經(jīng)濟(jì)(CircularEconomy)是英國環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)48循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-2刻畫人的勞動資本、工具原材料加工產(chǎn)品消費(fèi)服務(wù)最優(yōu)化未能充分反映自然資源藏量、環(huán)境容量、舒適性資源,自維持資源消耗的代價。自然資源利用率最大化環(huán)境污染最小化經(jīng)濟(jì)效益最大化涉及科技、教育、法律、道德,完全從市場經(jīng)濟(jì)自發(fā)產(chǎn)生將十分艱難,更需要政府、社會各種力量的參與。傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)著重于勞動時間的節(jié)約,資本邊際效益變化。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-2刻畫人的勞動資本、工具原材料加工產(chǎn)品消49假定“勞動”作為價值創(chuàng)造的唯一源泉,必導(dǎo)致資源低效率配置,即“產(chǎn)品高價—原料低價—自然資源無價”政策。假定物化勞動(資本、土地、技術(shù)、知識)+活勞動共同創(chuàng)造價值,即所有生產(chǎn)要素和需求關(guān)系共同決定價值,但同樣自然資源有限性也沒有進(jìn)入經(jīng)濟(jì)學(xué)的有效考量??諝狻⒑铀惺褂脙r值,而無價格,自然資源是建立在供給無限,污染無價的基礎(chǔ)上的。勞動力稀缺資本稀缺高科技稀缺自然資源稀缺土地稀缺假定“勞動”作為價值創(chuàng)造的唯一源泉,必導(dǎo)致資源低效率配置,即50生態(tài)足跡支撐人均資源消耗、廢物消納及建筑、鐵路……所需土地面積。生態(tài)足跡支撐人均資源消耗、廢物消納及建筑、鐵路……所需土地面51生態(tài)足跡2008.5.27,英國首次公布該國2003年末生態(tài)足跡為5.19公頃=5.19104m2中國生態(tài)足跡為1.6公頃世界生態(tài)足跡平均為2.2公頃。生態(tài)足跡2008.5.27,英國首次公布該國2003年末生態(tài)52循環(huán)經(jīng)濟(jì)被定義為如此廣闊是于近代經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展相一致的。近代經(jīng)濟(jì)學(xué)者(如加里·貝克爾,1992年諾貝爾獎得主)認(rèn)為,經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究方法應(yīng)該可以被應(yīng)用到人文科學(xué)、工程科學(xué),乃至自然科學(xué)的各個領(lǐng)域。任何一種常規(guī)和非常規(guī)的資源,只要它是稀缺的,而本身又有多種用途,那么這種資源的分配和選擇問題均可以納入經(jīng)濟(jì)學(xué)范疇。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-3循環(huán)經(jīng)濟(jì)被定義為如此廣闊是于近代經(jīng)濟(jì)學(xué)的發(fā)展相一致的。近代經(jīng)53如自然資源(水、空氣、礦物等)的藏量和品質(zhì)、環(huán)境容量(如污染自然消納等)、舒適性資源(如溫室效應(yīng)、沙暴等)、自維持資源(生物多樣性等)的消耗、保護(hù)和恢復(fù),當(dāng)然應(yīng)該納入循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域。但是在傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)中,涉及自然環(huán)境被看成是一個“公共物品”,在研究中被邊緣化了,被無償使用。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-4如自然資源(水、空氣、礦物等)的藏量和品質(zhì)、環(huán)境容量(如污染54循環(huán)經(jīng)濟(jì)的根本出發(fā)點和基石是:認(rèn)為在當(dāng)今社會可持續(xù)發(fā)展中,主要障礙是資源、能源和環(huán)境容量的有限性和人類社會需求增長的持續(xù)性。事實證明,如果它們一旦被過度消耗和破壞,它們的恢復(fù)可能需要付出千百萬倍的代價(如湖泊污染問題),需要數(shù)億年的時間(如物種的滅絕等),這是人類無法承受的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-5循環(huán)經(jīng)濟(jì)的根本出發(fā)點和基石是:循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-555構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論平臺的難題在于:首先是環(huán)境價值的定量計量問題。如何界定自然環(huán)境在被利用、消耗時,給出恰當(dāng)?shù)目山粨Q測度。盡管環(huán)境價值表現(xiàn)出一種跨時域、跨空域的超越性,但它們的計量是否應(yīng)遵循以下原則:(1)貨幣一致化(2)直接或間接以市場價值計量(3)不同類型價值分量可以疊加性循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-6構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論平臺的難題在于:首先是環(huán)境價值的定量計量56《聯(lián)合國氣候變化框架公約的(京都議定書)》目標(biāo)是2008~2010年工業(yè)化國家溫室氣體排放總量在1990基礎(chǔ)上平均減少5.2%德國要使全年排放總量相對于2000年減少0.4%歐盟規(guī)定25個成員國無償取得總排放額度后,分配給成員國超過額度的,則向其他成員國購買額度。德國領(lǐng)到的排放額度為年平均4.95億噸(2005~2007)在企業(yè)間分配。額外每年有300萬噸指標(biāo)專門用于新企業(yè)。國際間拍賣處于起步階段,只有丹麥、匈牙利、立陶宛試行過,占排放權(quán)比重僅為1.5~5%?!堵?lián)合國氣候變化框架公約的(京都議定書)》目標(biāo)是2008~257“環(huán)境價值”、“資源價值”的定量計量又將如何隨人口水平、科技水平、生產(chǎn)水平改變等,這些問題都尚未被科技界、環(huán)境界和經(jīng)濟(jì)界共同接受。因此它無法服務(wù)于各行業(yè)間生產(chǎn)鏈、服務(wù)鏈間的連接關(guān)系,生產(chǎn)與消費(fèi)關(guān)系,地區(qū)間貿(mào)易和國際貿(mào)易關(guān)系。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-7“環(huán)境價值”、“資源價值”的定量計量又將如何隨人口水平、科技58其次是環(huán)境價值介入后,市場經(jīng)濟(jì)的機(jī)制問題
現(xiàn)代國家經(jīng)濟(jì)最有效的運(yùn)行模式應(yīng)是:“政府-市場-社會”三者有機(jī)結(jié)合和協(xié)調(diào)機(jī)制,即宏觀調(diào)控下的市場(RegularizedMarket)經(jīng)濟(jì)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的型式當(dāng)然更不能依靠市場經(jīng)濟(jì)自然協(xié)調(diào)產(chǎn)生。而這時政府和社會如何有效、有力的介入也是難題之一。因此,循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論平臺的形成需要有新的突破。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-8其次是環(huán)境價值介入后,市場經(jīng)濟(jì)的機(jī)制問題循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-59構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實踐平臺的難點在于——首先是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的制約:這是因為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建筑的基石是資源的高效利用、重復(fù)利用和循環(huán)利用;能源優(yōu)化利用和能源載體的可再生利用;以及環(huán)境污染的源頭防止。這要求我們以這一目標(biāo)函數(shù)去重新審視我們所有的生產(chǎn)環(huán)節(jié)與消費(fèi)環(huán)節(jié),而且依靠現(xiàn)有科技發(fā)展水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以完全做到的,應(yīng)該是可持續(xù)發(fā)展的根本障礙。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-9構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實踐平臺的難點在于——首先是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水60其次是生態(tài)倫理道德的建設(shè)難度由于生態(tài)破壞容易,而生態(tài)恢復(fù)難。如何使生態(tài)破壞者從法律、倫理道德方面付出高昂代價,使之平衡,才能逐步形成一個自覺生態(tài)意識。所以,通過從生態(tài)教育、生態(tài)制度和生態(tài)法律的建設(shè)逐步完善是十分重要的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)需要科學(xué)技術(shù)和倫理道德基石的建設(shè)應(yīng)該是一個不斷完善的過程,是我們可以立即著手建設(shè)的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-10其次是生態(tài)倫理道德的建設(shè)難度循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)-1061傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理交替關(guān)系原理:資源配制機(jī)會成本原理:優(yōu)化成本邊際決策原理:產(chǎn)業(yè)相關(guān)比較決策激勵反應(yīng)原理比較優(yōu)勢原理“看不見的手”原理“看得見的手”原理生產(chǎn)率差異原理通貨膨脹——失業(yè)短期交替原理收益遞減原理傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理交替關(guān)系原理:資源配制“看不見的手”原理62循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理(補(bǔ)充)自然資源總量有限,供給稀缺原理自然資源補(bǔ)償原理“點石成金的手”原理不可完全循環(huán)原理循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)基本原理(補(bǔ)充)自然資源總量有限,供給稀缺原理63樹立科學(xué)發(fā)展觀協(xié)調(diào)人類和自然關(guān)系創(chuàng)建新型工業(yè)發(fā)展模式——給出了更具體、更明確的指導(dǎo),是科學(xué)發(fā)展觀的新突破、新高度。生態(tài)文明樹立科學(xué)發(fā)展觀生態(tài)文明64和諧性、穩(wěn)定性、可持續(xù)性。敬畏自然的原始文明→依賴自然的農(nóng)業(yè)文明→改造自然的工業(yè)文明→效法自然的生態(tài)文明和諧性、穩(wěn)定性、可持續(xù)性。65工業(yè)經(jīng)濟(jì)的單向發(fā)展模式太陽原生礦物資源鐵,銅化石礦物資源礦物開采加工生產(chǎn)消費(fèi)廢物工業(yè)經(jīng)濟(jì)的單向發(fā)展模式太陽原生礦物資源鐵,銅化石礦物資源礦物66生態(tài)工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式化石能源注入自然資源初級產(chǎn)品加工產(chǎn)品可再生資源消費(fèi)12345678廢棄物可再生能源(太陽能,風(fēng)能,生物質(zhì)能等注入)核能(裂變,聚變)注入生態(tài)工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式化石能源注入自然資源初級產(chǎn)品加工產(chǎn)品67與自然生態(tài)系統(tǒng)耦合的理想循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式與自然生態(tài)系統(tǒng)耦合的理想68循環(huán)經(jīng)濟(jì)追求的目標(biāo)充分、重復(fù)、循環(huán)利用資源。優(yōu)化利用能源,可再生能源開發(fā)。環(huán)境與生態(tài)保護(hù)效率和利潤最大化——同時用這四條標(biāo)準(zhǔn),審視所有現(xiàn)行生產(chǎn)過程。循環(huán)經(jīng)濟(jì)追求的目標(biāo)充分、重復(fù)、循環(huán)利用資源。69后工業(yè)社會(信息社會)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)預(yù)期人均GDP成功欲滿足(教育)文化娛樂視聽享受健康與安全富足消費(fèi)溫飽需求資源消耗污染程度生態(tài)不協(xié)調(diào)遞減方向后工業(yè)社會(信息社會)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)預(yù)期人均GDP成功欲滿足(教70循環(huán)經(jīng)濟(jì)可行性人均GDP的增長可以是無限的,隨著人均GDP的增長,恩格爾系數(shù)會不斷下降?!傲钟懈赡局粭恢Γ跛е伙嬕黄啊?。隨著產(chǎn)品靈巧化、智能化的提高,在個人生活質(zhì)量上升的同時,物耗、能耗將會逐步降低。循環(huán)經(jīng)濟(jì)可行性人均GDP的增長可以是無限的,隨著人均GDP的71人均物質(zhì)總需求(噸)人均GDP(千美元)中國波蘭美國芬蘭英國日本德國荷蘭1975-1994歐盟-151980-1997人均物質(zhì)總需求(噸)人均GDP(千美元)中國波蘭72庫茲涅佐夫曲線庫茲涅佐夫曲線73國際政壇有關(guān)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的實踐-11972年6月聯(lián)合國斯德哥爾摩《人類環(huán)境宣言》“人類只有一個地球賴以生存,它不是從上代人繼承下來的,而是從下一代人受里借來的。”1987年挪威首相布倫特蘭夫人主持“我們共同的未來”報告,提出必須改變發(fā)展模式。1992年聯(lián)合國“里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言”首次提出人類應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展方針,可持續(xù)發(fā)展既符合當(dāng)代人需求,又不致?lián)p害后代人發(fā)展需求。2002年8月聯(lián)合國《約翰內(nèi)斯堡宣言》制約了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略時間表,和國際綜合計劃。國際政壇有關(guān)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的實踐-11972年6月聯(lián)合國斯74國家政壇有關(guān)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的實踐-270年代丹麥Kalumdborg生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設(shè)經(jīng)驗,及在世界范圍內(nèi)的推廣。1996年德國頒布“循環(huán)經(jīng)濟(jì)與廢物管理法”2000年日本制定了“推進(jìn)形成循環(huán)型社會基本法”20世紀(jì)末我國在企業(yè)(魯北,貴港…)市(貴陽…)?。ㄟ|寧,吉林…)等不同層次進(jìn)行著大量實踐活動。國家政壇有關(guān)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的實踐-270年代丹麥75社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)文化信息產(chǎn)業(yè)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)工業(yè)生態(tài)消費(fèi)資源循環(huán)利用能源優(yōu)化利用和可再生能源開發(fā)污染源頭防止靜脈產(chǎn)業(yè)信息化生態(tài)化循環(huán)經(jīng)濟(jì)與知識經(jīng)濟(jì)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展知識經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)文提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)76動脈產(chǎn)業(yè)與靜脈產(chǎn)業(yè)用戶銷售商維修中心制造商零件制造原材料供應(yīng)開采回收中心分解拆卸熔煉廢棄填埋維修再利用可回收部件再制造再資源化簡單再使用靜脈動脈動脈產(chǎn)業(yè)與靜脈產(chǎn)業(yè)用戶銷售商維修中心制造商零件制造原材料開采77動脈產(chǎn)業(yè)與靜脈產(chǎn)業(yè)誰制造,誰分解誰分銷,誰回收誰污染,誰治理動脈產(chǎn)業(yè)與靜脈產(chǎn)業(yè)誰制造,誰分解78循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R理念減量化減少再利用重復(fù)使用再循環(huán)使再循環(huán)輸入端過程中輸出端減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)過程的物質(zhì)量,從源頭節(jié)約資源使用和減少污染物的排放。原料套用、能量梯級利用、中水回用,可修復(fù)產(chǎn)品再利用等。要求物品完成使用的功能后重新變成再生資源。減量化應(yīng)放在首位全過程都必須做到無毒化、無害化循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R理念減量化再利用再循環(huán)輸入端過程中輸出端減79清潔生產(chǎn)和靜脈產(chǎn)業(yè)的企業(yè)層次生態(tài)園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)的區(qū)域?qū)哟窝h(huán)經(jīng)濟(jì)型社會構(gòu)建先進(jìn)科技研發(fā)先進(jìn)系統(tǒng)優(yōu)化軟科學(xué)生態(tài)法規(guī)教育和道德養(yǎng)成循環(huán)經(jīng)濟(jì)的三個層次和三個支撐——工程科學(xué)技術(shù)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基石,缺乏科學(xué)技術(shù)的支撐,循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念將成為海市蜃樓。清潔生產(chǎn)和靜脈生態(tài)園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)的區(qū)域?qū)哟窝h(huán)經(jīng)濟(jì)型社會構(gòu)建80循環(huán)經(jīng)濟(jì)與和諧社會社會發(fā)展的活力:“發(fā)展是硬道理”,一切有利于社會進(jìn)步的創(chuàng)造愿望得到尊重、支持,并為社會成員充分施展才能提供機(jī)會和舞臺。社會發(fā)展的凝聚力:促進(jìn)社會公平和正義,妥善協(xié)調(diào)社會成員間的關(guān)系,扶貧濟(jì)困,誠信祥和。社會發(fā)展持續(xù)力:建立社會與自然的和諧關(guān)系,保護(hù)社會的資源和環(huán)境,為子孫后代提供優(yōu)良發(fā)展空間??傊WC社會高速發(fā)展的同時,實現(xiàn)同代人之間公平正義,并維護(hù)下代人享有同等發(fā)展機(jī)遇。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與和諧社會社會發(fā)展的活力:“發(fā)展是硬道理”,一切有利81胡錦濤在中央資源環(huán)境工作會上指出:“要加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式,將循環(huán)經(jīng)濟(jì)
的發(fā)展理念貫穿到區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鄉(xiāng)建設(shè)和產(chǎn)品中,使資源得到最有效的利用。最大限度地減少廢棄物排放,逐步使生態(tài)步入良性循環(huán)。”胡錦濤在中央資源環(huán)境工作會上指出:82循環(huán)經(jīng)濟(jì)的自然科學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)第一定律:物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化過程數(shù)量守恒熱力學(xué)第二定律:物質(zhì)或能量在轉(zhuǎn)化中,其品位將發(fā)生變化,遵守熵增原理:愛因斯坦能量與物質(zhì)轉(zhuǎn)化公式:E=mc2物質(zhì)被使用能量對外體功都是熵增加過程自然生態(tài)過程(光合作用)工業(yè)代謝過程中負(fù)熵過程核能太陽能Prigogine非平衡熱力學(xué)遠(yuǎn)離平衡態(tài)耗散結(jié)構(gòu)的子系統(tǒng),可以實現(xiàn)自組織的負(fù)熵過程代謝社會MetabolicSociety熱損失dS=?QT?MC==?IN“信息負(fù)熵”:通過減少不確定性,使負(fù)熵注入增效循環(huán)經(jīng)濟(jì)的自然科學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)第一定律:熱力學(xué)第二定律:愛因斯83
Prigogine的自組織概念退化物質(zhì)能量信息物質(zhì)能量信息簡單子系統(tǒng)簡單子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能更為復(fù)雜、更為有序的新系統(tǒng)自組織遠(yuǎn)離平衡態(tài)非線性整合由于穩(wěn)定性沒有保證,某種被觸發(fā)的漲落會被放大,而產(chǎn)生新的有序結(jié)構(gòu)。Prigogine的自組織概念退化物質(zhì)能量信息物質(zhì)能量信84生態(tài)工業(yè)工程技術(shù)開發(fā)原則進(jìn)化替代原則:新資源、新材料、新產(chǎn)品、新工藝引入減量化原則:分子設(shè)計、智能化產(chǎn)品再利用原則:梯級、重復(fù)、循環(huán)利用資源、能源再資源化原則:靜脈產(chǎn)業(yè)開發(fā)、廢物再利用系統(tǒng)綜合原則:共生多聯(lián)產(chǎn)、綜合利用集成優(yōu)化原則:區(qū)域內(nèi)物流、能流、信息流、資金流的集成優(yōu)化。生態(tài)工業(yè)工程技術(shù)開發(fā)原則進(jìn)化替代原則:新資源、新材料、新產(chǎn)品85I、進(jìn)化替代原則
——清潔生產(chǎn)替代技術(shù)一、使用無毒害原料、溶劑和催化劑的新工藝過程采用綠色原料代替光氣(COCl2)為原料制備 異氰酸酯,碳酸二甲酸,聚碳酸酯等代替氫氰酸為原料制備甲基丙烯酸,叔丁胺,氨基二乙酸鈉,丙烯腈等采用綠色催化劑與工藝采用分子篩、固體酸為催化劑代替HF,H2SO4,H3PO5,BF3,AlCl3等污染催化劑采用綠色溶劑采用環(huán)戊烷,戊烷為發(fā)泡劑采用己烷油,碳酸二甲酯,N-甲基吡啶烷酮為萃取劑采用超臨界CO2,H2O為溶劑進(jìn)行合成、聚合,氧化反應(yīng)或造粒、包涂I、進(jìn)化替代原則
——清潔生產(chǎn)替代技術(shù)采用綠色原料86二、環(huán)境友好產(chǎn)品的生產(chǎn)將廢棄物生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為動物飼料、燃料等(獲美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎,TexasA&M學(xué)院Holtzappll教授)生物降解塑料,清潔燃油技術(shù),生物柴油制備三、提高反應(yīng)產(chǎn)品的專一性,反應(yīng)的選擇性和收率
利用催化劑晶格氧進(jìn)行烴類氧化反應(yīng),新催化劑(如鈦硅分子篩)的利用等四、“原子節(jié)約”反應(yīng)工藝路線的開發(fā)
異丙苯氧化法生產(chǎn)苯酚、丙酮等五、生化合成過程進(jìn)化替代原則
——清潔生產(chǎn)替代技術(shù)二、環(huán)境友好產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)化替代原則
——清潔生產(chǎn)替代技術(shù)87“原子節(jié)約”工藝優(yōu)先氯醇法(28.4%)
CH3CH=CH2+Cl2->CH3CH(OH)CH2Cl+HClCH3CH(OH)CH2Cl+HCl+Ca(OH)2→+CaCl2液相氧化法(76%)
CH3CH=CH2+H2O2→+2H2O氣相氧化法(100%)CH3CH=CH2+?O2→CH3-CH-CH2OCH3-CH-CH2OCH3-CH-CH2O原子節(jié)約反應(yīng)路徑:以合成環(huán)氧丙烷為例原子利用率=產(chǎn)品分子量所有原子分子量之和“原子節(jié)約”工藝優(yōu)先氯醇法(28.4%)CH3-CH-CH288環(huán)氧丙烷“原子節(jié)約工藝”+O2MPc肽菁染料+原則上“原子節(jié)約”率可達(dá)100%兩個反應(yīng)可在一個反應(yīng)器內(nèi)完成有少量CHP可能分解為(酸性條件下)苯酚+丙酮,需要抑制和移除。異丙苯<1%催化劑100℃0.2MP(PP)(CHP過氧化氫異丙苯)<25%><75%>在肽菁存在下為化學(xué)平衡+O2+CH3-CH=CH2β-鈦硅分子解100℃0.2MpCH3-CH-CH2O環(huán)氧丙烷“原子節(jié)約工藝”+O2MPc肽菁染料+原則上“原子節(jié)89解決白色污染的技術(shù)進(jìn)化在塑料制品成型時,加入大量淀粉?纖維素,可以使廢棄時,塑料制品分散成小粒。采用發(fā)酵法生產(chǎn)乳酸?聚乳酸可降解塑料。采用細(xì)胞培養(yǎng)法在大腸桿菌內(nèi)生成可代謝塑料,聚羥基丁酸酯(PHB)用于人造血管?骨釘?縫線。解決白色污染的技術(shù)進(jìn)化在塑料制品成型時,加入大量淀粉?纖維素90紫杉醇(Paclitaxel)的制取生物直接提取法從太平洋洋紫杉樹皮中提取,含量為0.0004%。樹200年才成熟,剝皮后致死?;瘜W(xué)合成,由于分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多達(dá)40步反應(yīng),總收率為2%。半合成路線(美癌癥研究中心與BMS公司,1991)從樹葉嫩枝中提取10-DAB(10-脫乙酰基卡?、螅ㄟ^化學(xué)合成接上一個側(cè)鏈制成,需11個反應(yīng)過程,7個分離過程,污染嚴(yán)重。植物細(xì)胞發(fā)酵和萃取技術(shù),用糖、氨基酸、微量元素、維生素做營養(yǎng)物,使紫杉系植物細(xì)胞被大量繁殖,經(jīng)色譜法純化、結(jié)晶分離,得紫杉醇。紫杉醇(Paclitaxel)的制取生物直接提取法91針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件92環(huán)境友好工藝與產(chǎn)品的技術(shù)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎更新合成路線獎1996Monsanto公司不以HCN為原料,生產(chǎn)氨基二乙酸納-除草劑1997BASF與Hoechst合營公司消炎藥(ibuprofen)新工藝,原子利用率從40%->80%1998FlexsysAmerica公司4-氨基二苯胺(4-ADPA)新工藝,用苯胺與硝基苯直接合成,不需加入氯或溴氧化劑1999Lilly實驗室抗痙攣藥(anticonvulsion)新工藝,避免了大量溶劑使用和污染物產(chǎn)生,采用生物酶(gosaccharomycesrouxii)固定化催化劑2000RocheColorado公司抗病毒藥(gallcicloui)新工藝,將反應(yīng)物和中間產(chǎn)物數(shù)量從22種降低至11種,氣體排放減少66%,固體廢物減少89%,4/5中間產(chǎn)物可循環(huán)利用環(huán)境友好工藝與產(chǎn)品的技術(shù)總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎更新合成路線獎1993更新合成路線獎2001Bayer和BayerAG公司可生物降解的螯合劑-氨基二琥珀酸鹽,100%無廢物釋放,用作助洗劑,漂白穩(wěn)定劑,肥料添加劑等2002Pfizer公司合成Sertraline(重要新藥Zoloft有效成分)新工藝,3步反應(yīng)簡化為一步,安全性提高,污染減少2003süd-chemicInc公司固體氧化物催化劑合成的無廢水工藝,用于清潔燃料,化學(xué)品合成。2004BMS公司植物細(xì)胞發(fā)酵(PCF)和萃取技術(shù),用于Taxol(紫杉醇類抗癌藥)的綠色合成2005ArcherDanielsMidland和Novozgmes公司酶催化酯交換法減少食品中反式脂肪酸含量(誘發(fā)心臟病)2006Merck公司用β-氨基酸制備JanuviaTM的活性成分的新穎的綠色合成路線更新合成路線獎2001Bayer和BayerAG公司可生物94改進(jìn)溶劑和反應(yīng)條件獎1996Dow化學(xué)公司用CO2代替氟氯烴作苯乙烯泡沫塑料發(fā)泡劑1997Imation公司(明尼蘇達(dá)州)發(fā)明光熱法,曝光膠片,顯影只需加熱,稱Dryview技術(shù),不需化學(xué)顯影,定影1998阿貢國家實驗室高效,高選擇性,乳酸酯工藝,可代替各種溶劑用量的80%,目前美國此類用量為380萬噸1999NacloChem.CO.開發(fā)帶電聚丙烯酰胺的水基生產(chǎn)過程用于廢水處理除去懸浮固體及污染物2000BayerCorp.Pittsburgh開發(fā)了兩組分水性多羥基化合物涂膜技術(shù)改進(jìn)溶劑和反應(yīng)條件獎1996Dow化學(xué)公司用CO2代替氟氯烴95改進(jìn)溶劑和反應(yīng)條件獎2001Novezymes公司利用果膠裂解酶進(jìn)行棉纖維潤濕脫脂棉的Biopreparation工藝,紡織廠節(jié)水30%-50%2002CargillDow公司聚乳酸(PLA)綠色生產(chǎn)工藝,產(chǎn)率高,不用有機(jī)溶劑可生物降解2003DuPont公司微生物法生產(chǎn)1,3丙二醇2004Buckman國際實驗室公司再生低污染物消除的Optimyze酯化酶水解技術(shù)2005BASF公司紫外線固化,低揮發(fā)有機(jī)物(Vocs)用于汽車底漆修補(bǔ)2006Codexis公司基于酶催化的過程,改善用于合成Lipitor的關(guān)鍵構(gòu)件分子的生產(chǎn)過程。改進(jìn)溶劑和反應(yīng)條件獎2001Novezymes公司利用果膠96設(shè)計更安全化學(xué)品獎1996Rohm&Haas公司環(huán)境友好海洋生物防腐劑,用于船舶表面防海洋動植物附著,選出4,5二氯2-正辛基4-異噻唑啉-3-酮(DC01)代替三丁基氧化錫(TBTO)1997Albright&Wilson公司(弗吉尼亞州)開發(fā)四羥甲級硫酸磷(THPS)殺生物藥劑,它有良性毒理,選擇毒性(對人毒性小)1998Rohm和Haas公司開發(fā)二?;職⑾x劑(Confirm),除對毛蟲外對所有生物無害)1999DowAgrosciencesLLC(DowChem.CO子公司)開發(fā)Spinsad高選擇性,環(huán)境友好殺蟲劑,對毛蟲,蒼蠅…有害,而不影響益蟲,環(huán)境中不累積,不揮發(fā)2000DowAgrosciences開發(fā)除hexaflum的白蟻誘餌,抑制昆蟲角質(zhì)素合成,使其在脫皮時死亡,為低害殺蟲劑設(shè)計更安全化學(xué)品獎1996Rohm&Haas公司環(huán)境友97設(shè)計更安全化學(xué)品獎2001PPG工業(yè)集團(tuán)把陽離子電沉積油漆用于汽車工業(yè),用釔(在地殼中比鉛豐富)代替鉛,鉻,鎳而抗腐蝕性強(qiáng)2002Chem.Special-ties公司用堿式四元銅鹽(ASQ)替代鉻砷合劑(CCA)作木材防腐劑2003ShawIndustriesIncEco-worx地毯片,用聚烯烴樹脂,尼龍-6代替?zhèn)鹘y(tǒng)瀝青-PVC-聚氨酯(PU)材料,可回用,從“搖籃到搖籃”清潔2004Engelhard公司環(huán)境友好Rightlift偶氮顏料,用鈣、鍶、鋇代替鉛、鉻、鎘重金屬2005A.D.Midland公司非揮發(fā)性聚結(jié)成膜劑降低乳膠涂料揮發(fā)性2006S.C.Johnson&Son(SCJ)GreenlistTM系統(tǒng),評估其產(chǎn)品中各成分對環(huán)境和人類健康的影響,并用于指導(dǎo)指導(dǎo)消費(fèi)品配方的改進(jìn)。設(shè)計更安全化學(xué)品獎2001PPG工業(yè)集團(tuán)把陽離子電沉積油漆用98小企業(yè)獎1996Donlar公司開發(fā)兩種生產(chǎn)熱聚天門冬氨酸代替聚丙烯酸,它可被生物降解1997LegacySystem公司開發(fā)冷卻臭氧過程,除硅晶片上有機(jī)物,清潔蝕刻電路板,代替溶劑清洗1998Pyrocool技術(shù)公司推出PyrocoolFEF滅火劑和制冷劑,環(huán)境友好產(chǎn)品1999Biofine公司廢纖維素轉(zhuǎn)化成乙酰丙酸新技術(shù),用于處理造紙廢物,垃圾,廢紙,廢木材,產(chǎn)率可達(dá)70-90%,可代替雙酚A用于高分子材料(雙酚A破壞內(nèi)分泌系統(tǒng))2000Revlon公司發(fā)明Enbirogluv玻璃印花技術(shù),原料不含重金屬,成分有可生物降解性,美觀耐久小企業(yè)獎1996Donlar公司開發(fā)兩種生產(chǎn)熱聚天門冬氨酸代99小企業(yè)獎2001EDEN生物子公司Harpin(無毒性蛋白質(zhì))技術(shù),用于激發(fā)植物自然分泌防御系統(tǒng),抗病,害蟲,已批準(zhǔn)使用的Messenger產(chǎn)品已由40多種農(nóng)作物證明有效2002SCFluids公司超臨界CO2用于半導(dǎo)體工業(yè)中,洗除光致抗蝕劑2003AgraQuestInc高效環(huán)境友好生物殺真菌劑[Serenadelr],用于果園、花園2004Jeneil生物表面活性劑公司用鼠李糖脂代替?zhèn)鹘y(tǒng)表面活性劑(天然、低毒),用于餐具清洗、肥皂等2005Metabolix公司酶催化引入細(xì)菌做微型反應(yīng)器,合成聚羥基脂肪酸酯(PHAS),生物降解塑料2006Arkon和NuPro技術(shù)公司苯胺印刷工業(yè)中對環(huán)境安全的溶劑和循環(huán)應(yīng)用方法小企業(yè)獎2001EDEN生物子公司Harpin(無毒性蛋白質(zhì)100學(xué)術(shù)獎1996TaxasA&M大學(xué)M.Holtzapple教授把廢生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為飼料,化學(xué)品與燃料(用石灰水或高壓低溫液氨處理纖維素使膨化,再酶降解)1997北卡羅來納大學(xué)J.M.Desimone教授開發(fā)能溶于CO2表面活性劑,用于微電子和光譜清洗1998斯坦福大學(xué),特羅斯特教授創(chuàng)立“原子經(jīng)濟(jì)”概念1999CarnegieMellon大學(xué)Collins教授發(fā)展了一系列Fe(III)配位化合物(TAML活性劑)增強(qiáng)過氧化氫的氧化能力低溫下55℃)活化H2O2漂白木槳2000Scripps研究所的ChihueyWong教授開發(fā)了不可逆的酶消化的酯轉(zhuǎn)化反應(yīng),用藥品生產(chǎn)學(xué)術(shù)獎1996TaxasA&M大學(xué)M.Holtzap101學(xué)術(shù)獎2001Tulane大學(xué),Chao-JunLi教授發(fā)展了“準(zhǔn)自然”催化作用,使在空氣和水中應(yīng)用的過渡金屬催化劑,用于以水為溶劑的多種合成反應(yīng)2002Pittsburgh大學(xué)Eric.J.Beckman教授篩選低壓CO2能替代的有機(jī)溶劑的方法2003紐約布魯克林技術(shù)大學(xué)R.A.Cross教授脂肪酶催化聚合,條件溫合、高選擇性2004佐治亞理工學(xué)院Eckert和Liotta教授用環(huán)境友好,可調(diào)溶劑,用超臨界CO2、亞臨界水實現(xiàn)反應(yīng)-分離一體化2005Alabama大學(xué)Rogers教授離子液體(1-丁基-3甲基咪矬鎓)溶解和處理天然纖維素制備新材料的“平臺策略”,減少對石化的依賴。2006密蘇里-哥倫比亞大學(xué)的GalenJ.Suppes教授從天然丙三醇合成出生物基的丙二醇和合成聚羥基化合物的單體。學(xué)術(shù)獎2001Tulane大學(xué),Chao-JunLi教授發(fā)102進(jìn)化替代原則
——全生命周期清潔產(chǎn)品開發(fā)十二烷基苯合成催化劑:(1)HF(2)分子篩例:十二烷基苯生產(chǎn)的綠色工藝再生器反應(yīng)器進(jìn)化替代原則
——全生命周期清潔產(chǎn)品開發(fā)十二烷基苯合成103全生命周期清潔產(chǎn)品化學(xué)品從:從搖籃到墳?zāi)谷^程沒有污染十二烷基苯合成新工藝異構(gòu)體催化工藝性能HF分子篩~20%~57%易于自然分解~20%~25%高洗滌特性~20%~8%~20%~5%~20%~5%全生命周期清潔產(chǎn)品化學(xué)品從:104
產(chǎn)品工程(ProductEng.)定義消費(fèi)需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計可行性熱力學(xué)分析可行性動力學(xué)分析實驗研究工程開發(fā)靈巧化學(xué)品最易合成的產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)用途最佳性能用途的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)靈巧產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)
區(qū)別II.減量化原則
——產(chǎn)品靈巧化產(chǎn)品工程(ProductEng.)定義消費(fèi)需求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)105減量化原則
——靈巧化學(xué)品合成我國
氮肥產(chǎn)量世界第一,消費(fèi)量世界第一,利用率30%-35% 磷肥產(chǎn)量世界第二,消費(fèi)量世界第一,利用率10%-20% 鉀肥產(chǎn)量世界第一,消費(fèi)量世界第二,利用率35%-50%主要原因:化肥分解速率與植物吸收速率不匹配后果:污染水系,污染土壤,浪費(fèi)資源,能源解決方法:專用,變速,可控釋放減量化原則
——靈巧化學(xué)品合成我國106針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件107靈巧化肥多層變組分:根據(jù)植物對N、P、K需求時間分期釋放。包膜緩釋:大顆粒、包膜,過程無污染。包膜劑可降解:控、緩釋,減少流失,無殘留。轉(zhuǎn)鼓式流化床裝置:造粒、包膜一次完成。設(shè)備簡單,大批量制備。有8萬噸~20萬噸/年工程實踐經(jīng)驗。靈巧化肥多層變組分:根據(jù)植物對N、P、K需求108產(chǎn)品工程
——大??煽鼐忈尰手苽洚a(chǎn)品工程
——大粒可控緩釋化肥制備109——包涂技術(shù)用于靈巧農(nóng)藥、醫(yī)藥用于高毒性農(nóng)藥的微量緩釋技術(shù),如納米插層緩釋用于靈巧藥品制備維生素、肝炎疫苗(防分解)代血漿(A異體血紅蛋白+B復(fù)合酶,防異體排斥)定向組織進(jìn)化(干細(xì)胞+復(fù)合酶)致導(dǎo)型藥物制備AB包膜——包涂技術(shù)用于靈巧農(nóng)藥、醫(yī)藥用于高毒性農(nóng)藥的微量緩釋技術(shù),110針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的專題講座課件111II、減量化原則
——物質(zhì)轉(zhuǎn)化中低物耗工藝優(yōu)先規(guī)則
——煤的液化方案選擇
煤的直接加氫液化:高壓反應(yīng),產(chǎn)品以劣質(zhì)柴油為主,要持續(xù)高壓加氫,重整,能耗物耗高(折合4.0~4.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸液體燃料)煤的間接轉(zhuǎn)化:中壓反應(yīng),產(chǎn)品為劣質(zhì)汽,柴油,要持續(xù)加壓,能耗物耗高(折合5.0~5.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸液體燃料)乙醇合成:煤為源頭合成路線長,經(jīng)濟(jì)上不合理II、減量化原則
——物質(zhì)轉(zhuǎn)化中低物耗工藝優(yōu)先規(guī)則
112物質(zhì)轉(zhuǎn)化中低物耗工藝優(yōu)先規(guī)則
——煤的液化方案選擇
二甲醚合成:中壓反應(yīng),產(chǎn)品為柴油代用品,與柴油相比,發(fā)動機(jī)效率高10%-15%,噪音低10分貝,排氣清潔程度符合歐洲-3標(biāo)準(zhǔn),能耗物耗低(折合2.2~2.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸液體燃料)甲醇合成:中壓反應(yīng),可與汽油混用或獨(dú)用,發(fā)動機(jī)出力較低,能量密度低,有毒性,能耗物耗低(折合1.8~2.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤/噸液體燃料)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中低物耗工藝優(yōu)先規(guī)則
——煤的液化方案選擇二甲醚合113二甲醚與F-T合成產(chǎn)物分配二甲醚:F-T合成:二甲醚作為煤基液體燃料可顯著節(jié)約資源、能源。二甲醚與F-T合成產(chǎn)物分配二甲醚:114二甲醚在柴油機(jī)的消耗情況二甲醚在柴油機(jī)的消耗情況115II
減量化原則
—物流循環(huán)減量化低物質(zhì)化方法:替代--如四乙基鉛,氟利昂…的禁用創(chuàng)新--25Kg光纖傳輸量相當(dāng)于1噸銅線傳輸量(生產(chǎn)中的能耗減少95%)信息化--無紙辦公等高性能化--高強(qiáng)度,低密度,材料制造工藝分子租用(RentaMolecule)--如溶劑,催化劑等II減量化原則
—物流循環(huán)減量化低物質(zhì)116提高生態(tài)效率實現(xiàn)減量化工藝改進(jìn)Productionimprovement更合理地生產(chǎn)同種產(chǎn)品鋼生產(chǎn)連鑄連軋可期望提高倍數(shù)1.5~2產(chǎn)品改進(jìn)Productredesign同樣產(chǎn)品性能提升超高強(qiáng)度微晶鋼2~4產(chǎn)品替代Functioninnovation產(chǎn)品不同而功能相同光導(dǎo)纖維替代銅線傳輸信號4~10消費(fèi)轉(zhuǎn)型Systeminnovation更有效地使用產(chǎn)品,生產(chǎn)—消費(fèi)結(jié)構(gòu)變革占有產(chǎn)品的“使用功能”而不是產(chǎn)品本身。如催化劑、溶劑租用10~20提高生態(tài)效率實現(xiàn)減量化工藝改進(jìn)更合理地生產(chǎn)鋼生產(chǎn)連鑄連軋可期117產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)到服務(wù)經(jīng)濟(jì)
<從產(chǎn)品占有到功能占有>產(chǎn)品服務(wù)(產(chǎn)權(quán)歸業(yè)主)使用服務(wù)(使用權(quán)歸業(yè)主)安全服務(wù)(產(chǎn)權(quán)歸服務(wù)單位)地毯、花木、熱帶魚景觀維持保潔清洗、補(bǔ)足、回收,更新品種短期租賃中保證廢棄物處置洗衣機(jī)、汽車維護(hù)、保護(hù)運(yùn)行,保險產(chǎn)品租賃,大修,更新,換代,型號提升洗衣店全面服務(wù),公共汽車催化劑、溶劑質(zhì)量保證,適用性保證產(chǎn)品配方保證,再生、提純,使用后廢產(chǎn)品回收處理大型起重機(jī)械……短期租賃顧客得到最好服務(wù),資源得到最佳配置,商家獲得最大利益,可節(jié)約產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)到服務(wù)經(jīng)濟(jì)
<從產(chǎn)品占有到功能占有118光氣MDI異腈酸酯苯胺從KCl+H2SO4生產(chǎn)鉀肥K2SO4(鉀肥)食鹽電解氯氣燒堿生產(chǎn)SiHCl3生產(chǎn)TiCl4生產(chǎn)制冷劑生產(chǎn)氯乙烯氯氣部分氧化技術(shù)多晶硅納米TiO2電解技術(shù)HClIII、循環(huán)再利用原則——重要元素在工業(yè)系統(tǒng)中的循環(huán)代謝氯元素工業(yè)循環(huán)光氣MDI異腈酸酯苯胺從KCl+H2SO4K2SO4(鉀肥)119III.循環(huán)再利用原則
(副產(chǎn)物再利用)通過化學(xué)加工,進(jìn)行資源循環(huán)利用氯(Cl)氯化氯化烴氟化氟化烴制冷劑烯烴氟(F)氧氣部分氧化冰箱氯化氫(HCl)氯(Cl)水III.循環(huán)再利用原則
(副產(chǎn)物再利用)通過化學(xué)加工,進(jìn)行120以為例III、循環(huán)再利用原則CuCl2(s)+?O2(g)
CuO(s)+Cl2(g)CuO(s)+HCl
(g)Cu(OH)Cl(s)Cu(OH)Cl(s)?CuO(s)+?CuCl2(s)+?H2O360CCuCl2200CCuOO2Cl2HClHeatingCooling以為例III、循環(huán)再121雙層流化床雙層流化床122IV.再資源化原則(廢棄物回收利用)紙張、輪胎、廢家電、汽車的再資源化
*每噸再生紙可節(jié)約512度電,4m3木材,250噸水*輪胎翻新率我國4%,發(fā)達(dá)國家15%以上其中載重胎121次,載重胎7-8次,每翻新一條輪胎節(jié)約70%橡膠資源鐵、銅、鋁的再回?zé)拸漠a(chǎn)品設(shè)計開始考慮再資源化,直至回收、分揀環(huán)節(jié)IV.再資源化原則(廢棄物回收利用)紙張、輪胎、廢家電、汽123礦物、化石煉制(ore-fossil-Refinery)垃圾煉制(garbage&junk-Refinery)生物煉制(Bio-Refinery)逆煉制(Reverse-Refinery)銅礦石鐵礦石原油天然氣煤礦渣...廢塑料、輪胎廢紙、廢水廢金屬銅、鐵秸稈/林業(yè)廢棄物畜禽糞便等有機(jī)廢棄物邊際性土地種植能源植物常規(guī)及非常規(guī)作物、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)等CO2、H2O等低化學(xué)勢物質(zhì)通過能量注入進(jìn)行逆變換。煉鋼煉銅煉油煉焦...可再生資源的循環(huán)利用再制造再冶煉再分解轉(zhuǎn)化生物基產(chǎn)品(Bio-basedproducts)生物可降解塑料:1,3丙二醇生物燃料(Bio-fuels)和生物能源(Bio-energy)塑料、橡膠、纖維等化學(xué)品及燃料。礦物、化石煉制垃圾煉制生物煉制逆煉制銅礦石廢塑料、輪胎秸稈/124生物質(zhì)能源淀粉葡萄糖氨基酸抗生素有機(jī)酸甘油1,3-丙二醇纖維素半纖維素酒精(燃料乙醇)木質(zhì)素木糖丁二醇木糖醇……甲乙酮燃料分散劑香蘭素水泥緩凝劑……脂肪酸脂肪醇單(雙)甘酯甘油dd油VE甾醇生物柴油陽光淀粉質(zhì)纖維質(zhì)油脂蛋白質(zhì)……
生物質(zhì)能源淀粉葡萄糖氨基酸甘油1,3-丙二醇纖維素半纖維素酒125再資源化
——實現(xiàn)碳元素循環(huán)代謝煤石油燃燒二氧化碳光合作用淀粉油纖維素為開車發(fā)電提供能量太陽光發(fā)酵等酒精生物質(zhì)油再資源化
——實現(xiàn)碳元素循環(huán)代謝煤石油燃燒二126IV.再資源化原則
—生物質(zhì)能源
—CO2的循環(huán)利用1、以纖維質(zhì)、木質(zhì)素為原料(全球約1.64×1011t/a生產(chǎn)量):(1)超短接觸熱裂解:T=400℃,80%為液相產(chǎn)物t=0.01s,粗生物質(zhì)油易自聚(2)水熱法裂解:Shell.Co.HTU-processT=250℃,重油產(chǎn)率為45~55%P=3~10MPa,重油熱值25~30MJ/kg(3)生物發(fā)酵法:生產(chǎn)乙酰丙酸為平臺化合物IV.再資源化原則
—生物質(zhì)能源
1272、以植物油、動物油脂為原料(1)熱解法(2)酯交換法:法國產(chǎn)量為35萬噸/年,可副產(chǎn)甘油(3)【原料為:廢食用油、菜籽油、棉籽油、微藻(含油40~60%)】(4)清潔燃料:燃燒時煙塵下降80%,SOx下降100%,CO下降50%IV.再資源化原則
——生物質(zhì)能源
——CO2的循環(huán)利用2、以植物油、動物油脂為原料IV.再資源化原則
128系統(tǒng)綜合原則
——物質(zhì)生產(chǎn)中的產(chǎn)品共生磷礦石焦炭電爐煉磷COCO+H2二甲醚H2O石英石SiO2礦渣微晶玻璃磚CO2乙烯水泥添加黃磷系統(tǒng)綜合原則
——物質(zhì)生產(chǎn)中的產(chǎn)品共生磷礦石焦炭電爐129工業(yè)生物群落互利共生
(工業(yè)的生物學(xué)的社區(qū))熔池法煉鐵鐵礦石煤2H2+CO發(fā)電廠聯(lián)合循環(huán)發(fā)電甲醇二甲醚H2源,燃料電池鐵水建材廠乙烯爐渣焦?fàn)t煤氣,H2>70%轉(zhuǎn)爐煤氣CO>80%高轉(zhuǎn)化率漿態(tài)床反應(yīng)器工業(yè)生物群落互利共生
(工業(yè)的生物學(xué)的社區(qū))熔池法煉鐵鐵礦130熔池法煉鐵裝置模型熔池法煉鐵裝置模型131“清潔生產(chǎn)”概念演化第一層次污染治理,達(dá)標(biāo)排放第二層次循環(huán)利用,微排放、零排放第三層次“源頭”治理,清潔工藝代替污染工藝第四層次“生態(tài)化工”,化學(xué)品全“生命周期”,即“誕生”到“消亡”的全過程與自然生態(tài)循環(huán)相協(xié)調(diào)第五層次生態(tài)工業(yè)園區(qū)建立,從非單一化學(xué)品生產(chǎn)著眼,地區(qū)內(nèi)多種化學(xué)品生產(chǎn)過程之間耦合與自然生態(tài)的協(xié)調(diào),這個廠的廢物->另一個廠的原料“清潔生產(chǎn)”概念演化第一層次污染治理,達(dá)標(biāo)排放132物流,能流,信息流區(qū)域集成的優(yōu)化原則
-生態(tài)工業(yè)園區(qū)(Eco-IndustrialPark)發(fā)展現(xiàn)狀丹麥的Kalundborg工業(yè)園區(qū)(70-90年代)美國的PCSD支持下的四個EIP示范園區(qū)(1994)(BaltimoreMarlandVirginia等地)法國的PALME計劃(1995)加拿大對現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)的改造(90年代末)日本川崎零排放工業(yè)園(2001)一些發(fā)展中國家的EIP建設(shè)計劃我國在太原、棗莊、衢州的實驗研究生態(tài)工業(yè)園區(qū)分類
老區(qū)改造型、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)型、全新規(guī)劃型、虛擬型物流,能流,信息流區(qū)域集成的優(yōu)化原則
-生態(tài)工業(yè)園區(qū)(Eco133Ⅵ.區(qū)域集成優(yōu)化原則
生態(tài)工業(yè)園區(qū)
(ECO-industrialPark)KalundborgEIP組成Ⅵ.區(qū)域集成優(yōu)化原則
生態(tài)工業(yè)園區(qū)
(ECO-industr134KalundborgEIP效果減少資源消耗:
石油:45,000噸/年 煤:15,000噸/年 水:600,000m3/年減少污染:
CO2排放:175,000噸/年 SO2排放:10,000噸/年廢物再利用:
爐灰:130,000噸/年 硫:4,500噸/年 石膏:90,000噸/年 氮:1,440噸/年 磷:600噸/年KalundborgEIP效果減少資源消耗:135生態(tài)工業(yè)園區(qū)
——優(yōu)越性分析
物流,能流,信息流的總體優(yōu)化利用發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)鏈的缺陷,定位粘合技術(shù)新工藝和裝置的開發(fā)方向多產(chǎn)業(yè)綜合的可持續(xù)發(fā)展,--循環(huán)經(jīng)濟(jì)軟科學(xué)生態(tài)工業(yè)園區(qū)
——優(yōu)越性分析物流136生態(tài)工業(yè)園區(qū)
——局限性分析資源利用的柔性較差產(chǎn),供,銷,未知因素多先進(jìn)工藝技術(shù)使用阻力增加在管理,投資,組織等方面的局限生態(tài)工業(yè)園區(qū)
——局限性分析資源利用的柔性137生態(tài)工業(yè)園區(qū)
—局限性舉例Kalundborg工業(yè)園區(qū)的問題舉例
Asnaesvaerket電熱廠燒掉450萬噸煤/年~40%轉(zhuǎn)化為電能,其余大部分轉(zhuǎn)化為蒸汽蒸汽消耗——Statiol煉油廠消耗14萬噸/年(占0.3%)——住宅取暖消耗22.5萬噸/年(占0.5%)——NovoNordisk生物公司消耗21.5萬噸/年(占0.5%)Gyproc石膏材料公司用天然石膏與電熱廠副產(chǎn)石膏,成分不一致生態(tài)工業(yè)園區(qū)
—局限性舉例K138生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)內(nèi)涵物流分析,重要化學(xué)元素工業(yè)代謝分析、互利共生分析、物流的重復(fù)利用率和循環(huán)利用率分析。能流分析、梯級利用、可再生能源利用。污染物流分析生成、轉(zhuǎn)化和消納。產(chǎn)業(yè)價值流分析,產(chǎn)業(yè)鏈延伸,產(chǎn)業(yè)鏈柔性分析。資金投入有效性方案比較,資金流分析優(yōu)化現(xiàn)有園區(qū)的局限性鏈接技術(shù)研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。生態(tài)園區(qū)提升生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)內(nèi)涵物流分析,重要化學(xué)元素工業(yè)代謝分析、互利139生態(tài)工業(yè)園區(qū)
——基本模式全新規(guī)劃型從無到有進(jìn)行總體規(guī)劃和建設(shè),綠色制造技術(shù),成員選擇以效益和環(huán)境為原則,全程監(jiān)控綜合改造型地區(qū)已有多種類型產(chǎn)業(yè),如化工、冶金、煉油、生化、電子……等,綜合組織產(chǎn)業(yè)專題主導(dǎo)型以某一大型造紙、制糖、冶金企業(yè)為主導(dǎo)配制地區(qū)綜合產(chǎn)業(yè)鏈虛擬型通過數(shù)模數(shù)據(jù)庫的信息流交換建立能流,多方位,長短結(jié)合的綜合利用,實施跨地區(qū)的合作生態(tài)工業(yè)園區(qū)
140鏈接技術(shù)開發(fā)優(yōu)先原則磷肥廠的礦石浸出磷礦石磷肥硫酸磷石膏分解技術(shù)含高硫粉煤硫酸廠水泥廠水泥SO2磷石膏生成石膏板廠CaO科技創(chuàng)新、新科技注入,提高生態(tài)工業(yè)園區(qū)水平是園區(qū)存在與發(fā)展的生命線也是解決資源產(chǎn)業(yè)集群退化的有效途徑。。鏈接技術(shù)開發(fā)優(yōu)先原則磷肥廠的礦石浸出磷礦石磷肥硫酸磷141魯北生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)硫代謝網(wǎng)絡(luò)魯北生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)硫代謝網(wǎng)絡(luò)142低碳經(jīng)濟(jì)是指:低能耗、低污染為基礎(chǔ)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)開發(fā)在生產(chǎn)、使用和廢棄全過程的低CO2排放產(chǎn)品和工程技術(shù)。建立與之相適應(yīng)的生產(chǎn)方式、消費(fèi)模式。建立鼓勵低碳發(fā)展的國際國內(nèi)政策法律體系和市場機(jī)制。CO2的捕集,重復(fù)利用和埋藏的技術(shù)開發(fā)。低碳經(jīng)濟(jì)是指:低能耗、低污染為基礎(chǔ)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)143
“低碳經(jīng)濟(jì)”一詞首見于英國政府貿(mào)工部白皮書《我們未來的能源——創(chuàng)建低碳經(jīng)濟(jì)》2003年LowCarbonEconomyorEconomyofLowCarbonExhaustionandLowCO2Emission2005年英國首相布萊爾在達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇上,對世界各國發(fā)出呼吁?!暗吞冀?jīng)濟(jì)法案”——美國參議院2007.7
“低碳經(jīng)濟(jì)”一詞首見于英國政府貿(mào)工部白皮書144措施核心能源結(jié)構(gòu)、能源技術(shù)的創(chuàng)新能源政策、制度創(chuàng)新生活方式、生產(chǎn)模式、價值觀轉(zhuǎn)變構(gòu)建和諧社會的重要手段措施核心能源結(jié)構(gòu)、能源技術(shù)的創(chuàng)新145和諧的自然生態(tài)系統(tǒng)微生物植物太陽能動物生產(chǎn)消費(fèi)后處理CO2CO2CO2和諧的自然生態(tài)系統(tǒng)微生物植物太陽能動物生產(chǎn)消費(fèi)后處理CO146不和諧的人類生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)生活廢物后處理CO2CO2CO2化石能源化石資源快速消耗生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重破壞(大氣中CO2含量迅速上升)唯一出路:發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)不和諧的人類生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生
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