清洁生产的理论基础课件

第二章清洁生产的理论基础第二章清洁生产的理论基础第一节

清洁生产与可持续发展第一节

清洁生产与可持续发展一、可持续发展理论概述（一）可持续发展战略的提出（二）可持续发展的定义（三）我国实施可持续发展战略的必要性第一节清洁生产与可持续发展第一节清洁生产与可持续（一）可持续发展战略的提出（1）《寂静的春天》——对传统行为和观念的早期反思（2）《增长的极限》——引起世界反响的“严肃忧虑”（3）联合国人类环境会议——人类对环境问题的正式挑战（4）《我们共同的未来》——环境与发展思想的重要飞跃（5）联合国环境与发展大会——环境与发展的里程碑（一）可持续发展战略的提出（1）《寂静的春天》——对传统行为（二）可持续发展的定义

联合国世界环境与发展委员会（WECD）把“可持续发展”定义为:“既满足当代人需要，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”.我国学者对可持续发展的定义是：“不断提高人群生活质量和环境承载力的，满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的，满足一个地区或一个国家的人群需求，又不损害别的地区或别的国家的人群，满足其需求能力的发展”。（二）可持续发展的定义联合国世界环境与发展委员会（WECD可持续发展理论的基本内容1）可持续发展不否定经济增长（尤其是穷国的经济增长），但需要重新审视经济增长的方式。2）可持续发展以自然资源为基础，同环境承载能力相协调。3）可持续发展以提高生活质量为目标，同社会进步相适应。4）可持续发展承认并要体现出环境资源的价值。可持续发展理论的基本内容1）可持续发展不否定经济增长（尤其是二、清洁生产是可持续发展的必由之路1、清洁生产可以避免和减少末端治理不彻底造成的二次污染。2、清洁生产可以带来显著的经济效益，改变“环保就是花钱”的错误观念。3、清洁生产还可以带来巨大的社会效益。总之，实施清洁生产体现了持续发展的战略思想，可以实现经济、生态（环境）和社会效益的统一，保障经济与资源、环境的协调发展。二、清洁生产是可持续发展的必由之路1、清洁生产可以避免和减少第二节清洁生产与产品生命周期理论

一、产品生命周期理论与环境管理（一）产品生命周期理论与产品生命周期评价（二）生命周期评价与ISO14000环境管理体系系列标准第二节清洁生产与产品生命周期理论一、产品生命周期理论（一）产品生命周期理论与产品生命周期评价产品生命周期：是指产品从原材料采掘、原材料生产、产品设计制造、包装储运、销售使用，直到最后废弃处置的全过程，即产品从摇篮到坟墓的生命全过程。所谓产品系统，实际就是为实现一个或多个特定的功能而由物质和能量联系起来的单元过程的集合，例如原材料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用和产品用后处理等过程的集合。（一）产品生命周期理论与产品生命周期评价产品生命周期：是指产生命周期评价的定义生命周期评价（LifeCycleAssessment，缩写为LCA），是对贯穿产品生命全过程（从原材料获取、设计、制造、储运、使用直至最后废弃处置）的环境因素及其潜在影响的研究。最有权威的、最新的生命周期评价定义是国际标准化组织在其ISO14040标准（环境管理——生命周期评价——原则与框架）中给出的：生命周期：是指一个产品系统内从原料获取到最终废弃的连续且相互关联的各个阶段。生命周期评价：汇总和评估一个产品（或服务）体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。生命周期评价的定义生命周期评价（LifeCycleAss生命周期评价的定义比较权威的定义，是国际环境毒物学与化学学会（SETAC）、联合国环境规划署的定义。国际环境毒物学与化学学会（SETAC）定义：通过对能源、原材料消耗及废物排放的鉴定及定量化来评估一个产品、过程或活动对环境带来的负担的客观方法。联合国环境规划署的定义：生命周期评价是评价一个产品系统生命周期整个阶段（从原材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用和产品维护，直至再循环和最终废物处置）的环境影响的工具。生命周期评价的定义比较权威的定义，是国际环境毒物学与化学学会（二）生命周期评价与ISO14000环境管理

体系系列标准国际标准化组织在开始制定ISO14000系列标准时，就成立了国际标准化组织环境管理技术委员会第五分会（ISO/TC207/SC5），负责完善与生命周期评价相关的国际标准。在ISO14000系列标准中为生命周期评价预留了ISO14040～14049的10个标准号，其中已颁布和准备颁布的标准有：ISO14040、14041、14042、14043、14048、14049六个标准号，内容包括生命周期评价的原则与框架、目标与范围确定及存量分析、影响评价、解释、数据文件说明格式、目标、范围定义和清单分析的应用举例。（二）生命周期评价与ISO14000环境管理

体系系列标准国生命周期评价的框架（ISO14040：1997）生命周期评价的框架（ISO14040：1997）二、生命周期评价的基本框架与内容（一）目标与范围的确定（二）清单分析（三）生命周期影响评价（LCIA）（四）生命周期解释二、生命周期评价的基本框架与内容（一）目标与范围的确定（一）目标与范围的确定是生命周期评价研究的第一步，也是最关键的部分。它为研究的范围、前提和限制性条件提供了一个前期的界定。研究目标应阐明：依据研究结果将做何种决定，需要什么信息，达到何种细节水平和为了什么目标，特别还要考虑生命周期评价的结果是用于公司内部提高系统的环境性能，还是外部使用，例如影响公共政策。（一）目标与范围的确定是生命周期评价研究的第一步，也是最关键在研究范围的界定中，要考虑以下要素并做清楚的描述：产品系统的功能与功能单元，所研究的产品系统及系统边界，分划程序，环境影响类型，影响分析方法及后继的解释，假设条件与限制条件，原始数据质量要求，批评性评议类型，研究所需的报告类型和格式等。在确定研究范围时还应足以保证研究的广度和深度与要求的目标相一致。

在研究范围的界定中，要考虑以下要素并做清楚的描述：产品系统的（二）清单分析是进行生命周期评价的数据收集和初步处理阶段，是生命周期评价中承上启下的一个重要组成部分，也是四个部分中发展最完善的一个部分。清单分析中，任何产品和服务都应作为一个系统来描述。产品生命周期所有过程要包括在系统的边界内，系统边界外的所有区域都是系统环境。系统环境是系统所有输入的源泉，也是系统所有输出的场所。（二）清单分析是进行生命周期评价的数据收集和初步处理阶段，是清单分析范围图清单分析范围图（三）生命周期影响评价（LCIA）是生命周期评价中辨识并评价产品系统的潜在环境影响的大小及重要性的阶段。其目的在于通过运用影响类别以及与生命周期影响结果相关的类别指示，从环境的角度检测产品系统。生命周期影响评价也为生命周期解释阶段提供信息。生命周期影响评价的框架一般由若干法定要素构成，它们可将生命周期影响结果转化为类别指示结果。此外生命周期影响评价还包括一些选择性要素。（三）生命周期影响评价（LCIA）是生命周期评价中辨识并评价生命周期影响评价阶段的要素构成图生命周期影响评价阶段的要素构成图1、法定要素（1）影响类别、类别指示和特征化模型的选择生命周期影响结果是指包括跨越系统边界的物流、能流在内的生命周期清单分析的输出，如温室气体、二氧化硫、氮氧化物（NOx）等能导致某种环境影响的因素。影响类别是指用来表述上述输出可能导致的环境影响的种类，如气候变暖、酸雨、臭氧层破坏、富营养化等。类别指示是用来评估某个影响类别的量化指标，如气候变暖的评估指标可选用“红外线辐射强度”。类别端点是用以鉴别环境影响类别的自然环境、自然资源、人类健康的方面或性质，如珊瑚礁、森林、庄稼等。特征化是用特征化模型通过描述生命周期影响结果、类别指示及类别端点间的关系来反映环境结构。特征化因子往往可从特征化模型中获得。1、法定要素（1）影响类别、类别指示和特征化模型的选择（2）结果分划（也称结果分类）分划（分类）是将清单分析中的输入输出数据分配到各影响类别中，恰当的分划（分类）是评价正确性和有效性的保证。当生命周期影响结果与多个影响类别相关联时，应进行生命周期影响结果的区分。其中包括：并行结构的区分，如二氧化硫在酸雨及人类健康两个影响类别间的划分；串行结构的区分，如氮氧化物可同时分配到地表臭氧形成和酸雨两个类别中。（2）结果分划（也称结果分类）分划（分类）是将清单分析中的输（3）类别指示结果的计算（特征化）指示结果的计算包括以下两个步骤：第一，选取并使用特征化因子，将生命周期影响结果转化为普通单元；第二，将转化为指示结果的生命周期影响结果进行集合化。（3）类别指示结果的计算（特征化）指示结果的计算包括以下两个2、选择性元素

（1）标准化（2）分组（3）定量（4）数据质量分析1）权重分析2）不确定性分析3）敏感度分析2、选择性元素（1）标准化（四）生命周期解释生命周期解释是清单分析与影响评价二者结合的生命周期评价阶段，目的在于分析结果，得出结论，解释局限性并提出建议，且以一种明晰的方式来汇报生命周期解释结果。生命周期解释由三个要素构成：对生命周期影响及其评价结果中重要结果的验证；评估完整性、敏感度和一致性的检查；结论、建议和报告。（四）生命周期解释生命周期解释是清单分析与影响评价二者结合的1、重要结果的验证目的在于通过生命周期影响评价结果的结构化，进一步对重要结果加以确定。验证由信息识别与结构化、重要结果的最终确定两部分构成。生命周期影响评价阶段所得结果应包括四类信息：1）影响评价结果应与数据质量信息汇总，并将结果以恰当方式加以结构化。2）方法的选择，如生命周期影响评价中的类别指示及模型，生命周期影响中的分配原则及产品系统边界。3）研究中的价值选择。4）不同的团体的职责和作用。1、重要结果的验证目的在于通过生命周期影响评价结果的结构化，具体确定重要结果时可选用下述分析工具：

1）贡献分析：其目的在于检验生命周期各阶段或过程组对于总体结果的贡献。贡献值可用百分比表示。2）重要因素分析：通过统计工具或定量、定性排序等技术来确定优先级。3）影响分析：把生命周期评价输入输出基于单元过程组的影响程度排序。影响程度分别以A、B、C代表。4）异常评估：以先前经验为基础得到的异常结果相对于预期或常见结果的偏离值。具体确定重要结果时可选用下述分析工具：1）贡献分析：其目的2、评估评估与验证是两个同步的过程，评估的目的是形成并增强前期阶段（生命周期影响评价和生命周期解释的第一阶段）结果的可信度及可靠性。评估由三部分构成：完整性检查、敏感度检查、一致性检查。2、评估评估与验证是两个同步的过程，评估的目的是形成并增强前（1）完整性检查目的在于确保解释阶段所需的信息及数据具有完整性、可用性。完整性检查需使用一个核对清单，清单中应包括清单参数，如能源、材料来源、废弃物、生命周期阶段和过程、类别指示等内容。

（1）完整性检查目的在于确保解释阶段所需的信息及数据具有完整（2）敏感度检查是指证实敏感度分析所得信息与最终的结论、建议相关联的过程。其目的是通过确定最终结论是否受数据、分划方法等因素的不确定性影响，进而评估最终结果的可靠性。敏感度检查一般用于下述的假设、方法或数据：分划原则、边界设置与系统定义，影响类别的选择、分类、物征化、数据质量等。

（2）敏感度检查是指证实敏感度分析所得信息与最终的结论、建议（3）一致性检查是证实贯穿于整个产品生命周期或几个选项之间的假设、方法、数据是否相一致，并对假设、方法、数据与目的、范围的一致性加以验证的过程。一致性检查需核实以下内容：1）数据源的区别：如选项A的数据来源于文献，而选项B的数据源于原始数据，则二者不一致。2）数据精确度的区别3）技术范围的区别4）数据时效的区别5）地理范围的区别（3）一致性检查是证实贯穿于整个产品生命周期或几个选项之间的3、结论和建议（1）结论应与生命周期解释阶段的其他要素互动地得出结论，此阶段应包括下述内容：1）重要结果的验证；2）评估完整性、敏感度和一致性，所用的方法及所得的结果；3）作出预备性结论并检验预备性，结论与研究目标、范围要求的一致性；4）如果预备性结论满足一致性，则将其作为完备结论加以报告，否则返回重要结果的验证。（2）建议建议应立足于最终结论且其结果应是合理的、符合逻辑的。3、结论和建议（1）结论应与生命周期解释阶段的其他要素三、生命周期评价方法（一）二维矩阵分析方法定性分析产品生命周期中主要环境污染阶段，以及污染严重阶段所造成的环境问题，针对削减这些环境影响而制定环境标志产品标准。一般采用8×5矩阵，由行业专家、环境保护专家依据每个矩阵元素对产品的生命周期的原材料获取、生产、销售、使用、处置五个阶段的主要环境影响因素（如有害物质、固体废物、水污染、大气污染、土壤污染等8种），按照三个不同的污染等级（无污染或可忽略污染、中等污染、重污染）进行评价，得到评价结果。三、生命周期评价方法（一）二维矩阵分析方法（二）产品生命周期简式评价矩阵方法此法是半定量产品生命周期简式评价矩阵方法，用于评价环境标志产品。此评价系统也是采用8×5二维矩阵，其中一维代表产品生命周期的5个阶段，另一维代表环境要素，与二维矩阵分析方法相同。评价者需研究分析产品生命周期从原材料获取、产品生产、销售、使用、以及回收或处置全过程的环境影响状况，并根据每个元素对环境影响程度不同划分的五个等级（0，1，2，3，4），对每个元素给予一个数值，对环境影响最大的予以否定值0，对环境影响最小的予以肯定的数值4。对矩阵中的每一个元素取值后，按照每个元素所得的数值求和作为评价环境标志产品的评价系数，称为R。（二）产品生命周期简式评价矩阵方法此法是半定量产品生命周期简（三）产品生命周期评价“目标图”法目标图如同打靶用的靶子，有5个同心圆来表示5个不同的数值，并按矩阵元素的个数将圆周等分，每个等分均以从圆心引出的射线划分。5条射线和5个圆周的交点就表示了该射线所代表的矩阵元素可能具有的数值。专家评分确定的数值可在目标图上的相交点标出来。通过绘制目标图可以一目了然地看出产品的环境特性，并根据指示的改进目标来制定环境标志产品的标准。（三）产品生命周期评价“目标图”法目标图如同打靶用的靶子，有（四）简化生命周期评价方法此法是先以专家评估系统分析法对相互竞争的两种产品的环境影响进行评价，并确定各产品生命周期中的主要环境影响阶段，再针对此主要环境影响阶段，重点收集数据再进行分析。1、专家评估系统分析方法2、清单分析3、影响评价（1）影响评价的单项评价指标（2）各环境要素的综合评价指数（四）简化生命周期评价方法此法是先以专家评估系统分析法对相互四、生命周期评价的特点与局限性（一）生命周期评价的特点生命周期评价是一种全过程评价；生命周期评价是一种系统评价；生命周期评价是一种环境影响评价。四、生命周期评价的特点与局限性（一）生命周期评价的特点生命周期评价的具体特点：1）根据不同的研究目的和范围，生命周期评价研究的深度和时间范围可以有很大不同。2）生命周期评价研究中所界定的范围，使用的假设，数据的质量，采取的方法及得出的结论都应当透明化。生命周期评价研究应对数据的来源进行讨论并文件化，进行清晰和适当的交流。3）生命周期评价的方法应顺应新科技发展的要求，与现有的相应的工艺技术水平一致。4）当生命周期评价研究涉及到面向社会公众的比较性陈述时，应当考虑特定的要求。5）只用一个总体的分值或数据来简化生命周期评价研究的结果是缺乏科学依据的，这是由于在不同的生命周期评价阶段所分析的系统存在着相当的可交叉性和复杂性。6）进行生命周期评价研究的方法也不仅限于一种，应在具体的应用和使用者的要求下，组织进行生命周期评价实践。生命周期评价的具体特点：1）根据不同的研究目的和范围，生命周（二）生命周期评价的局限性1）生命周期评价中所做的选择和假定，在本质上可能是主观的（如系统边界的设置、数据收集渠道和影响类型的选择等）。2）用于清单分析或评价环境影响的模型是有局限性的，因为它们的假定条件可能对所有潜在影响或运用是不可行的。3）生命周期评价研究的结果是针对全球和区域的，可能不适应于地方，即地方条件可能并不完全代表全球或区域的状况。（二）生命周期评价的局限性1）生命周期评价中所做的选择和假定4）数据完整性和精度有限。生命周期评价需要大量的数据，这就不可避免地产生数据资料不可得问题。研究人员必须经常依据典型的生产工艺、全国平均水平、工艺的工程估计或专业判断等来获取数据。其结果可能造成数据不准确、误差或偏差以致得出错误的结论。5）研究结果不确定。由于许多表征参数还不可能简化到用一个指标来概括，随着技术和经济的发展，数据更新的速度又相当快，而且在确定权重过程中使用的假设也可能有问题，因此很难做出某种产品、过程或活动具有绝对优势的结论。6）影响评价的清单数据中缺少空间和时间方面的确定性，将导致影响结果的不确定性。这种不确定性随着各类环境影响的时间和空间范围的变化而变化。4）数据完整性和精度有限。生命周期评价需要大量的数据，这五、生命周期评价与清洁生产生命周期评价作为清洁生产诊断、评价的有效工具，在清洁生产的实施中发挥了很大作用，其中主要包括：1）清洁生产审计。2）产品和工艺的清洁生产技术规范制订。3）清洁产品设计和再设计。4）废物回收和再循环管理。五、生命周期评价与清洁生产生命周期评价作为清洁生产诊断、评价第三节清洁生产与产业生态学一、产业生态学的形成与发展20世纪80年代末，罗伯特·弗罗斯（美）等人开展了“工业代谢”研究,进一步提出了“产业生态系统”和“产业生态学”的概念，于1989年9月在《科学美国人》上发表了《可持续工业发展战略》的文章，被认为是产业生态学形成的源头。1991年美国国家科学院和贝尔实验室共同组织了首次“产业生态学论坛”。1997年耶鲁大学和麻省理工学院共同合作出版了全球第一本《产业生态学杂志》。同年，美国《环境科学与技术》杂志将“产业生态学”列入21世纪研究的六个优先领域之一。2000年在世界范围内成立了“产业生态学国际学会”。第三节清洁生产与产业生态学一、产业生态学的形成与发展二、产业生态学的概念广义的产业生态学包含的范围很广，涉及工业、农业、第三产业以及城市基础建设等方方面面。目前对于产业生态学的研究多集中在工业生态学方面。“工业生态学”不同于“工业代谢理论”，两者之间存在很大的区别。工业代谢理论研究的是工业系统所有生物物理组成部分的总和。其基本手段是分析和描述，旨在弄清楚与人类活动相关的物质和能量的流动与储存的动力，从资源的采掘直到生物地球化学循环过程，这是物质不可逆转并迟早要发生的循环。工业代谢理论是工业生态学不可缺的先决条件。二、产业生态学的概念广义的产业生态学包含的范围很广，涉及工业工业生态学研究的范围是工业体系整体的和长期的发展。环境问题，同其他许多问题一样，只是工业生态学研究范围的一个方面。它以全新的视角来审视工业经济、工业技术的发展与进化，运用生态学的物质循环、能量流动等基本压力来阐释一个企业内部和生态工业园区内不同企业间的资源与废物之间的矛盾与联系，根据可持续发展的原则来设计工业系统，以及工业系统和环境之间的物质流和能量流。从广义上讲，在一个可持续的、平衡发展的世界上，可再生资源的消耗率不能大于其再生率，不可再生资源的使用速度不能高于其替代资源的开发速度，污染物的排放量不能超过自然环境的吸收能力，这便是工业生态学的内涵所在，也是其研究的理想状态。工业生态学研究的范围是工业体系整体的和长期的发展。环境问题，三、产业生态学的基本思想产业生态学的基本思想：需要在产品的生产之前、生产过程当中和废弃的整个生命周期着手，使工业废物得以避免、减少和再利用。它试图从工业和技术的角度来协调经济与环境发展之间的关系。同时，产业生态学试图将整个产业系统视为一种类似于自然生态系统的封闭体系，其中一个体系要素产生的“废物”，是另一个体系要素所需的“资源来源”。这样，整个产业系统内的各个要素就形成了相互依存，类似于自然生态系统的食物链过程的“产业生态系统”。按照产业生态学的观点，理想的工业社会，应该尽可能地接近封闭型的产业生态系统。三、产业生态学的基本思想产业生态学的基本思想：需要在产品的生产业生态学的研究与应用涉及三个层次：宏观上，它是国家产业政策的重要理论依据，即围绕产业发展，如何将生态学的理论与原则融入国家法律、经济和社会发展纲要中，促进国家以及全球生态产业的发展。中观上，它是企业生态能力建设的主要途径和方法，其中涉及企业的竞争能力、管理水平、规划方案等。微观上，则是具体产品和工艺的生态评价与生态设计。产业生态学的研究与应用涉及三个层次：四、产业生态学的研究内容

1、产业系统与自然生态系统的关系2、产业生态系统结构分析和功能模拟3、产业生态系统的低物质化4、产品生态评价与生态设计四、产业生态学的研究内容1、产业系统与自然生态系统的关五、产业生态学的研究方法系统分析是产业生态学的核心方法，在此基础上发展起来的产业代谢分析和生命周期评价是目前产业生态学中普遍使用的有效方法。1、产业代谢分析产业代谢分析是模拟生物和自然生态系统代谢功能的一种系统分析方法，其根据是质量守恒定理。产业代谢研究方法旨在揭示经济活动纯物质的数量与质量规模，通过建立物质结算表估算物质流动与储存，描绘其行进的路线和复杂的动力学机制，同时也指出它们的物理的和化学的状态。最后，产业代谢还要研究产业物质循环与自然生物地球化学循环之间的相互动态影响。五、产业生态学的研究方法系统分析是产业生态学的核心方法，在此产业代谢分析有三大好处：1）它提供给我们关于产业体系运行机制的一个整体理解。这样我们可以确定真正的问题所在，并选择有限解决的目标。2）它使我们能够采取各种政策措施以控制和预防污染扩散。3）它可以使我们认识污染的历史与变化过程，特别是注意到累积的程度。产业代谢分析有三大好处：1）它提供给我们关于产业体系运行机制2、生命周期评价（LCA）

生命周期评价起源于企业内部，是对物质、过程或产品从产生到废弃乃至再生的整个生命周期内的资源、环境、经济和技术评估。该方法是工业生态学中普遍使用的环境影响分析工具，通过物质生产、使用和废弃过程中环境影响因素的识别与改进，使产业生态系统的管理变得更为有效。生命周期评价是一种评价产品、生产工艺以及其他活动对环境的压力的客观过程，其目的在于评估能量和物质利用以及废物排放对环境的影响，寻求改善环境影响的机会。2、生命周期评价（LCA）生命周期评价起源于企业内部，是生命周期评价方法的应用：

1）产品系统的生态辨识与诊断是通过生命周期评价的分析识别对环境影响最大的工艺过程和产品生命周期阶段。2）产品环境影响评价与比较是以环境影响最小化为目标，分析比较某一产品系统内的不同方案或者分析比较替代前后的产品（或工艺）。3）生态产品设计与新产品开发，直接将生命周期评价应用于新产品的开发与设计中。4）再循环工艺设计。生命周期评价方法的应用：1）产品系统的生态辨识与诊断是通过六、产业生态学的实践——工业生态园与清洁生产（一）工业生态园的概念与目标工业生态园是指在特定的地域空间，对不同的工业企业之间，以及企业、社区（居民）与自然生态系统之间的物质与能量的流动进行优化，从而在该地域内对物质和能量进行综合平衡，合理高效利用当地资源包括自然资源和社会人力资源，实现低消耗低污染、环境质量优化和经济可持续发展的地域综合体。工业生态园的目标是：在环境影响最小化的同时，改进成员企业的绩效。世界各国的工业生态园中，最为典型和成功的要数丹麦的卡伦堡镇(Kalundborg)。六、产业生态学的实践——工业生态园与清洁生产（一）工业生态园卡伦堡镇产业生态系统结构与物流的基本关系

卡伦堡镇产业生态系统结构与物流的基本关系（二）工业生态园的类型（1）现有改造型工业生态园：如美国位于马里兰州的巴尔的摩（Fairfield）工业生态园（2）全新规划型工业生态园：美国弗吉尼亚洲的查尔斯角（CapeCharles）工业生态园（3）虚拟型工业生态园：美国德克萨斯州的布朗斯维尔（Brownsville）工业生态园（二）工业生态园的类型（1）现有改造型工业生态园：如美国位（三）工业生态园的建设1、建设方法：通常采用自组织系统和工程系统设计两种基本不同的方法。2、开发步骤：（1）基础（2）污染预防（3）污染预防和工业共生（4）新的工业生态园成员（5）协同定位和联合服务3、设计策略4、与区域自然系统相结合5、能源系统6、整个园区的物质流动与废弃物管理7、水资源8、有效的园区管理和服务支持系统（三）工业生态园的建设1、建设方法：通常采用自组织系统和工（四）产业生态学与清洁生产的关系从总体上说，清洁生产和产业生态学的指导思想和目标是协调一致的，两者都是对传统环保理念的冲击和突破。区别：清洁生产的关注重点在于产品的生产工艺过程，对于不同生产过程之间的连接考虑得较少，因此，只能解决局部问题，对于日益紧迫的全球性和地区性的重大环境影响则有些力不从心。产业生态学的出现和发展，在一定程度上弥补了清洁生产的部分缺陷，从更为宏观的角度来审视经济发展与环境保护的协调问题。清洁生产的重点在于生产过程的控制，从本质上讲属于预防性措施。其典型理论是在单个组织内将环境保护延伸到与该组织有关的方方面面，而产业生态学的研究对象是整个产业系统，它在更高的层次和更大的范围内提升和延伸了环境保护的理念与内涵。产业生态学的出现是建立在对清洁生产的研究基础之上的，清洁生产是产业生态学的前提和本质。（四）产业生态学与清洁生产的关系从总体上说，清洁生产和产业生第四节循环经济一、循环经济的由来和发展早期的循环经济思想萌芽可以追溯到20世纪60年代，例如美国经济学家鲍尔丁提出的“宇宙飞船理论”；此后，直到20世纪90年代，随着人类对生态环境保护和可持续发展的理论和认识的深入发展，循环经济才得到越来越多的重视和快速的发展。德国是发展循环经济的先驱国家。美国的地方政府及企业在“产品责任”制的意识方面走在世界前列。第四节循环经济一、循环经济的由来和发展二、循环经济的概念所谓循环经济，本质上是一种生态经济，它要求运用生态学规律而不是机械论规律来指导人类社会的经济活动。其示意图见下图。新开采资源

资源

生产

产品

消费

排放

废品

图

循环经济示意图二、循环经济的概念所谓循环经济，本质上是一种生态经济，它要求循环经济的含义

1）投入最小化2）排出最小化3）资源能源的使用效率最大化4）环境的改变尽可能小，有些方面可以恢复简言之，循环经济就是通过资源的循环，既保持生产的发展，又能减轻资源的消耗，减少排出，使环境的改变放慢，有些方面可以恢复“如洁净的水系统”。循环经济的含义1）投入最小化2、循环经济的主要特征循环经济以合理利用生态资源为出发点;循环经济要求社会生产力应遵循客观规律（包括经济规律和生态规律）而且应首先遵循生态规律;循环经济系统通过自身运动变化和使用技术手段加强生态系统的良性循环，使经济系统朝向生态经济和取得综合社会经济效益方向发展；循环经济立足于可更新资源的研究、开发和利用。2、循环经济的主要特征循环经济以合理利用生态资源为出发点;3、循环经济的三种循环模式

1）企业内部的循环，促进原料和能源的循环利用；2）企业之间的循环，组织生态工业链，把不同的经济组织联结起来，形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，使一家的“三废”成为另一家的原料和能源；3）社会整体循环，大力发展绿色消费市场和资源回收产业，在整个社会范围内，完成“自然资源－产品和用品－再生资源”的闭合回路。循环模式需要环境无害化技术作为操作平台，这种技术包括：污染治理技术、废物利用技术和清洁生产技术。3、循环经济的三种循环模式1）企业内部的循环，促进原料和能4、循环经济与传统经济的区别1）传统经济是由“资源－产品－污染排放”所构成的物质单行道（OneWay）流动的经济。2）循环经济倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式。（“资源－产品－再生资源”）3）传统经济通过把资源持续不断地变成废物来实现经济的数量型增长，这样最终导致了许多自然资源的短缺和枯竭，并酿成了灾难性的环境污染后果。而循环经济从根本上消除长期以来环境与发展之间的尖锐冲突。循环经济不但要求人们建立“自然资源－产品和用品－再生资源”的经济新思维，而且要求在从生产到消费的各个领域倡导新的经济规范和行为准则。4、循环经济与传统经济的区别1）传统经济是由“资源－产品－污三、循环经济的“3R”原则1、减量原则（Reduce）针对的是输入端，旨在减少进入生产和消费过程中的物质和能源流量。2、再利用原则（Reuse）属于过程性方法，目的是延长产品和服务的时间强度。3、循环原则（Recycle）是输出端方法，能把废弃物再次变成资源以减少最终处理量，也就是我们通常所说的废品的回收利用和废物的综合利用。

三、循环经济的“3R”原则1、减量原则（Reduce）四、循环经济的发展进程及趋势1、各国政府积极推动循环经济的发展1）德国2）欧盟和北美3）日本4）美国5）中国2、企业对于循环经济的推动作用企业内部及企业之间循环经济的具体活动主要集中在三个层次：企业层次、企业群落层次和生活垃圾层次。四、循环经济的发展进程及趋势1、各国政府积极推动循环经济的发五、循环经济将成为中国可持续发展的必然选择循环经济的标志是优质资源总量包括优质生态和环境总量不减少或增加。所谓优质资源，一是资源的治理要好，二是资源的可使用性要好。当前在我国的优质生态和环境总量的保有量急剧下降，如不尽快走循环经济道路，则资源、生态、环境的问题必然造成生产成本上升，直接影响我国经济的国际竞争力。五、循环经济将成为中国可持续发展的必然选择循环经济的标志是优六、对我国发展循环经济的一些建议1、建立促进循环经济的法规制度2、探索建立绿色国民经济核算体系3、开发建立绿色技术支撑体系4、以绿色需求推动循环经济发展5、积极开展循环回收利用的试点六、对我国发展循环经济的一些建议1、建立促进循环经济的法规制THEEND!THEEND!第二章清洁生产的理论基础第二章清洁生产的理论基础第一节

清洁生产与可持续发展第一节

清洁生产与可持续发展一、可持续发展理论概述（一）可持续发展战略的提出（二）可持续发展的定义（三）我国实施可持续发展战略的必要性第一节清洁生产与可持续发展第一节清洁生产与可持续（一）可持续发展战略的提出（1）《寂静的春天》——对传统行为和观念的早期反思（2）《增长的极限》——引起世界反响的“严肃忧虑”（3）联合国人类环境会议——人类对环境问题的正式挑战（4）《我们共同的未来》——环境与发展思想的重要飞跃（5）联合国环境与发展大会——环境与发展的里程碑（一）可持续发展战略的提出（1）《寂静的春天》——对传统行为（二）可持续发展的定义

联合国世界环境与发展委员会（WECD）把“可持续发展”定义为:“既满足当代人需要，又不损害子孙后代满足其需求能力的发展”.我国学者对可持续发展的定义是：“不断提高人群生活质量和环境承载力的，满足当代人需求又不损害子孙后代满足其需求能力的，满足一个地区或一个国家的人群需求，又不损害别的地区或别的国家的人群，满足其需求能力的发展”。（二）可持续发展的定义联合国世界环境与发展委员会（WECD可持续发展理论的基本内容1）可持续发展不否定经济增长（尤其是穷国的经济增长），但需要重新审视经济增长的方式。2）可持续发展以自然资源为基础，同环境承载能力相协调。3）可持续发展以提高生活质量为目标，同社会进步相适应。4）可持续发展承认并要体现出环境资源的价值。可持续发展理论的基本内容1）可持续发展不否定经济增长（尤其是二、清洁生产是可持续发展的必由之路1、清洁生产可以避免和减少末端治理不彻底造成的二次污染。2、清洁生产可以带来显著的经济效益，改变“环保就是花钱”的错误观念。3、清洁生产还可以带来巨大的社会效益。总之，实施清洁生产体现了持续发展的战略思想，可以实现经济、生态（环境）和社会效益的统一，保障经济与资源、环境的协调发展。二、清洁生产是可持续发展的必由之路1、清洁生产可以避免和减少第二节清洁生产与产品生命周期理论

一、产品生命周期理论与环境管理（一）产品生命周期理论与产品生命周期评价（二）生命周期评价与ISO14000环境管理体系系列标准第二节清洁生产与产品生命周期理论一、产品生命周期理论（一）产品生命周期理论与产品生命周期评价产品生命周期：是指产品从原材料采掘、原材料生产、产品设计制造、包装储运、销售使用，直到最后废弃处置的全过程，即产品从摇篮到坟墓的生命全过程。所谓产品系统，实际就是为实现一个或多个特定的功能而由物质和能量联系起来的单元过程的集合，例如原材料采掘、原材料生产、产品制造、产品使用和产品用后处理等过程的集合。（一）产品生命周期理论与产品生命周期评价产品生命周期：是指产生命周期评价的定义生命周期评价（LifeCycleAssessment，缩写为LCA），是对贯穿产品生命全过程（从原材料获取、设计、制造、储运、使用直至最后废弃处置）的环境因素及其潜在影响的研究。最有权威的、最新的生命周期评价定义是国际标准化组织在其ISO14040标准（环境管理——生命周期评价——原则与框架）中给出的：生命周期：是指一个产品系统内从原料获取到最终废弃的连续且相互关联的各个阶段。生命周期评价：汇总和评估一个产品（或服务）体系在其整个生命周期内的所有投入及产出对环境造成的和潜在的影响的方法。生命周期评价的定义生命周期评价（LifeCycleAss生命周期评价的定义比较权威的定义，是国际环境毒物学与化学学会（SETAC）、联合国环境规划署的定义。国际环境毒物学与化学学会（SETAC）定义：通过对能源、原材料消耗及废物排放的鉴定及定量化来评估一个产品、过程或活动对环境带来的负担的客观方法。联合国环境规划署的定义：生命周期评价是评价一个产品系统生命周期整个阶段（从原材料的提取和加工，到产品生产、包装、市场营销、使用和产品维护，直至再循环和最终废物处置）的环境影响的工具。生命周期评价的定义比较权威的定义，是国际环境毒物学与化学学会（二）生命周期评价与ISO14000环境管理

体系系列标准国际标准化组织在开始制定ISO14000系列标准时，就成立了国际标准化组织环境管理技术委员会第五分会（ISO/TC207/SC5），负责完善与生命周期评价相关的国际标准。在ISO14000系列标准中为生命周期评价预留了ISO14040～14049的10个标准号，其中已颁布和准备颁布的标准有：ISO14040、14041、14042、14043、14048、14049六个标准号，内容包括生命周期评价的原则与框架、目标与范围确定及存量分析、影响评价、解释、数据文件说明格式、目标、范围定义和清单分析的应用举例。（二）生命周期评价与ISO14000环境管理

体系系列标准国生命周期评价的框架（ISO14040：1997）生命周期评价的框架（ISO14040：1997）二、生命周期评价的基本框架与内容（一）目标与范围的确定（二）清单分析（三）生命周期影响评价（LCIA）（四）生命周期解释二、生命周期评价的基本框架与内容（一）目标与范围的确定（一）目标与范围的确定是生命周期评价研究的第一步，也是最关键的部分。它为研究的范围、前提和限制性条件提供了一个前期的界定。研究目标应阐明：依据研究结果将做何种决定，需要什么信息，达到何种细节水平和为了什么目标，特别还要考虑生命周期评价的结果是用于公司内部提高系统的环境性能，还是外部使用，例如影响公共政策。（一）目标与范围的确定是生命周期评价研究的第一步，也是最关键在研究范围的界定中，要考虑以下要素并做清楚的描述：产品系统的功能与功能单元，所研究的产品系统及系统边界，分划程序，环境影响类型，影响分析方法及后继的解释，假设条件与限制条件，原始数据质量要求，批评性评议类型，研究所需的报告类型和格式等。在确定研究范围时还应足以保证研究的广度和深度与要求的目标相一致。

在研究范围的界定中，要考虑以下要素并做清楚的描述：产品系统的（二）清单分析是进行生命周期评价的数据收集和初步处理阶段，是生命周期评价中承上启下的一个重要组成部分，也是四个部分中发展最完善的一个部分。清单分析中，任何产品和服务都应作为一个系统来描述。产品生命周期所有过程要包括在系统的边界内，系统边界外的所有区域都是系统环境。系统环境是系统所有输入的源泉，也是系统所有输出的场所。（二）清单分析是进行生命周期评价的数据收集和初步处理阶段，是清单分析范围图清单分析范围图（三）生命周期影响评价（LCIA）是生命周期评价中辨识并评价产品系统的潜在环境影响的大小及重要性的阶段。其目的在于通过运用影响类别以及与生命周期影响结果相关的类别指示，从环境的角度检测产品系统。生命周期影响评价也为生命周期解释阶段提供信息。生命周期影响评价的框架一般由若干法定要素构成，它们可将生命周期影响结果转化为类别指示结果。此外生命周期影响评价还包括一些选择性要素。（三）生命周期影响评价（LCIA）是生命周期评价中辨识并评价生命周期影响评价阶段的要素构成图生命周期影响评价阶段的要素构成图1、法定要素（1）影响类别、类别指示和特征化模型的选择生命周期影响结果是指包括跨越系统边界的物流、能流在内的生命周期清单分析的输出，如温室气体、二氧化硫、氮氧化物（NOx）等能导致某种环境影响的因素。影响类别是指用来表述上述输出可能导致的环境影响的种类，如气候变暖、酸雨、臭氧层破坏、富营养化等。类别指示是用来评估某个影响类别的量化指标，如气候变暖的评估指标可选用“红外线辐射强度”。类别端点是用以鉴别环境影响类别的自然环境、自然资源、人类健康的方面或性质，如珊瑚礁、森林、庄稼等。特征化是用特征化模型通过描述生命周期影响结果、类别指示及类别端点间的关系来反映环境结构。特征化因子往往可从特征化模型中获得。1、法定要素（1）影响类别、类别指示和特征化模型的选择（2）结果分划（也称结果分类）分划（分类）是将清单分析中的输入输出数据分配到各影响类别中，恰当的分划（分类）是评价正确性和有效性的保证。当生命周期影响结果与多个影响类别相关联时，应进行生命周期影响结果的区分。其中包括：并行结构的区分，如二氧化硫在酸雨及人类健康两个影响类别间的划分；串行结构的区分，如氮氧化物可同时分配到地表臭氧形成和酸雨两个类别中。（2）结果分划（也称结果分类）分划（分类）是将清单分析中的输（3）类别指示结果的计算（特征化）指示结果的计算包括以下两个步骤：第一，选取并使用特征化因子，将生命周期影响结果转化为普通单元；第二，将转化为指示结果的生命周期影响结果进行集合化。（3）类别指示结果的计算（特征化）指示结果的计算包括以下两个2、选择性元素

（1）标准化（2）分组（3）定量（4）数据质量分析1）权重分析2）不确定性分析3）敏感度分析2、选择性元素（1）标准化（四）生命周期解释生命周期解释是清单分析与影响评价二者结合的生命周期评价阶段，目的在于分析结果，得出结论，解释局限性并提出建议，且以一种明晰的方式来汇报生命周期解释结果。生命周期解释由三个要素构成：对生命周期影响及其评价结果中重要结果的验证；评估完整性、敏感度和一致性的检查；结论、建议和报告。（四）生命周期解释生命周期解释是清单分析与影响评价二者结合的1、重要结果的验证目的在于通过生命周期影响评价结果的结构化，进一步对重要结果加以确定。验证由信息识别与结构化、重要结果的最终确定两部分构成。生命周期影响评价阶段所得结果应包括四类信息：1）影响评价结果应与数据质量信息汇总，并将结果以恰当方式加以结构化。2）方法的选择，如生命周期影响评价中的类别指示及模型，生命周期影响中的分配原则及产品系统边界。3）研究中的价值选择。4）不同的团体的职责和作用。1、重要结果的验证目的在于通过生命周期影响评价结果的结构化，具体确定重要结果时可选用下述分析工具：

1）贡献分析：其目的在于检验生命周期各阶段或过程组对于总体结果的贡献。贡献值可用百分比表示。2）重要因素分析：通过统计工具或定量、定性排序等技术来确定优先级。3）影响分析：把生命周期评价输入输出基于单元过程组的影响程度排序。影响程度分别以A、B、C代表。4）异常评估：以先前经验为基础得到的异常结果相对于预期或常见结果的偏离值。具体确定重要结果时可选用下述分析工具：1）贡献分析：其目的2、评估评估与验证是两个同步的过程，评估的目的是形成并增强前期阶段（生命周期影响评价和生命周期解释的第一阶段）结果的可信度及可靠性。评估由三部分构成：完整性检查、敏感度检查、一致性检查。2、评估评估与验证是两个同步的过程，评估的目的是形成并增强前（1）完整性检查目的在于确保解释阶段所需的信息及数据具有完整性、可用性。完整性检查需使用一个核对清单，清单中应包括清单参数，如能源、材料来源、废弃物、生命周期阶段和过程、类别指示等内容。

（1）完整性检查目的在于确保解释阶段所需的信息及数据具有完整（2）敏感度检查是指证实敏感度分析所得信息与最终的结论、建议相关联的过程。其目的是通过确定最终结论是否受数据、分划方法等因素的不确定性影响，进而评估最终结果的可靠性。敏感度检查一般用于下述的假设、方法或数据：分划原则、边界设置与系统定义，影响类别的选择、分类、物征化、数据质量等。

（2）敏感度检查是指证实敏感度分析所得信息与最终的结论、建议（3）一致性检查是证实贯穿于整个产品生命周期或几个选项之间的假设、方法、数据是否相一致，并对假设、方法、数据与目的、范围的一致性加以验证的过程。一致性检查需核实以下内容：1）数据源的区别：如选项A的数据来源于文献，而选项B的数据源于原始数据，则二者不一致。2）数据精确度的区别3）技术范围的区别4）数据时效的区别5）地理范围的区别（3）一致性检查是证实贯穿于整个产品生命周期或几个选项之间的3、结论和建议（1）结论应与生命周期解释阶段的其他要素互动地得出结论，此阶段应包括下述内容：1）重要结果的验证；2）评估完整性、敏感度和一致性，所用的方法及所得的结果；3）作出预备性结论并检验预备性，结论与研究目标、范围要求的一致性；4）如果预备性结论满足一致性，则将其作为完备结论加以报告，否则返回重要结果的验证。（2）建议建议应立足于最终结论且其结果应是合理的、符合逻辑的。3、结论和建议（1）结论应与生命周期解释阶段的其他要素三、生命周期评价方法（一）二维矩阵分析方法定性分析产品生命周期中主要环境污染阶段，以及污染严重阶段所造成的环境问题，针对削减这些环境影响而制定环境标志产品标准。一般采用8×5矩阵，由行业专家、环境保护专家依据每个矩阵元素对产品的生命周期的原材料获取、生产、销售、使用、处置五个阶段的主要环境影响因素（如有害物质、固体废物、水污染、大气污染、土壤污染等8种），按照三个不同的污染等级（无污染或可忽略污染、中等污染、重污染）进行评价，得到评价结果。三、生命周期评价方法（一）二维矩阵分析方法（二）产品生命周期简式评价矩阵方法此法是半定量产品生命周期简式评价矩阵方法，用于评价环境标志产品。此评价系统也是采用8×5二维矩阵，其中一维代表产品生命周期的5个阶段，另一维代表环境要素，与二维矩阵分析方法相同。评价者需研究分析产品生命周期从原材料获取、产品生产、销售、使用、以及回收或处置全过程的环境影响状况，并根据每个元素对环境影响程度不同划分的五个等级（0，1，2，3，4），对每个元素给予一个数值，对环境影响最大的予以否定值0，对环境影响最小的予以肯定的数值4。对矩阵中的每一个元素取值后，按照每个元素所得的数值求和作为评价环境标志产品的评价系数，称为R。（二）产品生命周期简式评价矩阵方法此法是半定量产品生命周期简（三）产品生命周期评价“目标图”法目标图如同打靶用的靶子，有5个同心圆来表示5个不同的数值，并按矩阵元素的个数将圆周等分，每个等分均以从圆心引出的射线划分。5条射线和5个圆周的交点就表示了该射线所代表的矩阵元素可能具有的数值。专家评分确定的数值可在目标图上的相交点标出来。通过绘制目标图可以一目了然地看出产品的环境特性，并根据指示的改进目标来制定环境标志产品的标准。（三）产品生命周期评价“目标图”法目标图如同打靶用的靶子，有（四）简化生命周期评价方法此法是先以专家评估系统分析法对相互竞争的两种产品的环境影响进行评价，并确定各产品生命周期中的主要环境影响阶段，再针对此主要环境影响阶段，重点收集数据再进行分析。1、专家评估系统分析方法2、清单分析3、影响评价（1）影响评价的单项评价指标（2）各环境要素的综合评价指数（四）简化生命周期评价方法此法是先以专家评估系统分析法对相互四、生命周期评价的特点与局限性（一）生命周期评价的特点生命周期评价是一种全过程评价；生命周期评价是一种系统评价；生命周期评价是一种环境影响评价。四、生命周期评价的特点与局限性（一）生命周期评价的特点生命周期评价的具体特点：1）根据不同的研究目的和范围，生命周期评价研究的深度和时间范围可以有很大不同。2）生命周期评价研究中所界定的范围，使用的假设，数据的质量，采取的方法及得出的结论都应当透明化。生命周期评价研究应对数据的来源进行讨论并文件化，进行清晰和适当的交流。3）生命周期评价的方法应顺应新科技发展的要求，与现有的相应的工艺技术水平一致。4）当生命周期评价研究涉及到面向社会公众的比较性陈述时，应当考虑特定的要求。5）只用一个总体的分值或数据来简化生命周期评价研究的结果是缺乏科学依据的，这是由于在不同的生命周期评价阶段所分析的系统存在着相当的可交叉性和复杂性。6）进行生命周期评价研究的方法也不仅限于一种，应在具体的应用和使用者的要求下，组织进行生命周期评价实践。生命周期评价的具体特点：1）根据不同的研究目的和范围，生命周（二）生命周期评价的局限性1）生命周期评价中所做的选择和假定，在本质上可能是主观的（如系统边界的设置、数据收集渠道和影响类型的选择等）。2）用于清单分析或评价环境影响的模型是有局限性的，因为它们的假定条件可能对所有潜在影响或运用是不可行的。3）生命周期评价研究的结果是针对全球和区域的，可能不适应于地方，即地方条件可能并不完全代表全球或区域的状况。（二）生命周期评价的局限性1）生命周期评价中所做的选择和假定4）数据完整性和精度有限。生命周期评价需要大量的数据，这就不可避免地产生数据资料不可得问题。研究人员必须经常依据典型的生产工艺、全国平均水平、工艺的工程估计或专业判断等来获取数据。其结果可能造成数据不准确、误差或偏差以致得出错误的结论。5）研究结果不确定。由于许多表征参数还不可能简化到用一个指标来概括，随着技术和经济的发展，数据更新的速度又相当快，而且在确定权重过程中使用的假设也可能有问题，因此很难做出某种产品、过程或活动具有绝对优势的结论。6）影响评价的清单数据中缺少空间和时间方面的确定性，将导致影响结果的不确定性。这种不确定性随着各类环境影响的时间和空间范围的变化而变化。4）数据完整性和精度有限。生命周期评价需要大量的数据，这五、生命周期评价与清洁生产生命周期评价作为清洁生产诊断、评价的有效工具，在清洁生产的实施中发挥了很大作用，其中主要包括：1）清洁生产审计。2）产品和工艺的清洁生产技术规范制订。3）清洁产品设计和再设计。4）废物回收和再循环管理。五、生命周期评价与清洁生产生命周期评价作为清洁生产诊断、评价第三节清洁生产与产业生态学一、产业生态学的形成与发展20世纪80年代末，罗伯特·弗罗斯（美）等人开展了“工业代谢”研究,进一步提出了“产业生态系统”和“产业生态学”的概念，于1989年9月在《科学美国人》上发表了《可持续工业发展战略》的文章，被认为是产业生态学形成的源头。1991年美国国家科学院和贝尔实验室共同组织了首次“产业生态学论坛”。1997年耶鲁大学和麻省理工学院共同合作出版了全球第一本《产业生态学杂志》。同年，美国《环境科学与技术》杂志将“产业生态学”列入21世纪研究的六个优先领域之一。2000年在世界范围内成立了“产业生态学国际学会”。第三节清洁生产与产业生态学一、产业生态学的形成与发展二、产业生态学的概念广义的产业生态学包含的范围很广，涉及工业、农业、第三产业以及城市基础建设等方方面面。目前对于产业生态学的研究多集中在工业生态学方面。“工业生态学”不同于“工业代谢理论”，两者之间存在很大的区别。工业代谢理论研究的是工业系统所有生物物理组成部分的总和。其基本手段是分析和描述，旨在弄清楚与人类活动相关的物质和能量的流动与储存的动力，从资源的采掘直到生物地球化学循环过程，这是物质不可逆转并迟早要发生的循环。工业代谢理论是工业生态学不可缺的先决条件。二、产业生态学的概念广义的产业生态学包含的范围很广，涉及工业工业生态学研究的范围是工业体系整体的和长期的发展。环境问题，同其他许多问题一样，只是工业生态学研究范围的一个方面。它以全新的视角来审视工业经济、工业技术的发展与进化，运用生态学的物质循环、能量流动等基本压力来阐释一个企业内部和生态工业园区内不同企业间的资源与废物之间的矛盾与联系，根据可持续发展的原则来设计工业系统，以及工业系统和环境之间的物质流和能量流。从广义上讲，在一个可持续的、平衡发展的世界上，可再生资源的消耗率不能大于其再生率，不可再生资源的使用速度不能高于其替代资源的开发速度，污染物的排放量不能超过自然环境的吸收能力，这便是工业生态学的内涵所在，也是其研究的理想状态。工业生态学研究的范围是工业体系整体的和长期的发展。环境问题，三、产业生态学的基本思想产业生态学的基本思想：需要在产品的生产之前、生产过程当中和废弃的整个生命周期着手，使工业废物得以避免、减少和再利用。它试图从工业和技术的角度来协调经济与环境发展之间的关系。同时，产业生态学试图将整个产业系统视为一种类似于自然生态系统的封闭体系，其中一个体系要素产生的“废物”，是另一个体系要素所需的“资源来源”。这样，整个产业系统内的各个要素就形成了相互依存，类似于自然生态系统的食物链过程的“产业生态系统”。按照产业生态学的观点，理想的工业社会，应该尽可能地接近封闭型的产业生态系统。三、产业生态学的基本思想产业生态学的基本思想：需要在产品的生产业生态学的研究与应用涉及三个层次：宏观上，它是国家产业政策的重要理论依据，即围绕产业发展，如何将生态学的理论与原则融入国家法律、经济和社会发展纲要中，促进国家以及全球生态产业的发展。中观上，它是企业生态能力建设的主要途径和方法，其中涉及企业的竞争能力、管理水平、规划方案等。微观上，则是具体产品和工艺的生态评价与生态设计。产业生态学的研究与应用涉及三个层次：四、产业生态学的研究内容

1、产业系统与自然生态系统的关系2、产业生态系统结构分析和功能模拟3、产业生态系统的低物质化4、产品生态评价与生态设计四、产业生态学的研究内容1、产业系统与自然生态系统的关五、产业生态学的研究方法系统分析是产业生态学的核心方法，在此基础上发展起来的产业代谢分析和生命周期评价是目前产业生态学中普遍使用的有效方法。1、产业代谢分析产业代谢分析是模拟生物和自然生态系统代谢功能的一种系统分析方法，其根据是质量守恒定理。产业代谢研究方法旨在揭示经济活动纯物质的数量与质量规模，通过建立物质结算表估算物质流动与储存，描绘其行进的路线和复杂的动力学机制，同时也指出它们的物理的和化学的状态。最后，产业代谢还要研究产业物质循环与自然生物地球化学循环之间的相互动态影响。五、产业生态学的研究方法系统分析是产业生态学的核心方法，在此产业代谢分析有三大好处：1）它提供给我们关于产业体系运行机制的一个整体理解。这样我们可以确定真正的问题所在，并选择有限解决的目标。2）它使我们能够采取各种政策措施以控制和预防污染扩散。3）它可以使我们认识污染的历史与变化过程，特别是注意到累积的程度。产业代谢分析有三大好处：1）它提供给我们关于产业体系运行机制2、生命周期评价（LCA）

生命周期评价起源于企业内部，是对物质、过程或产品从产生到废弃乃至再生的整个生命周期内的资源、环境、经济和技术评估。该方法是工业生态学中普遍使用的环境影响分析工具，通过物质生产、使用和废弃过程中环境影响因素的识别与改进，使产业生态系统的管理变得更为有效。生命周期评价是一种评价产品、生产工艺以及其他活动对环境的压力的客观过程，其目的在于评估能量和物质利用以及废物排放对环境的影响，寻求改善环境影响的机会。2、生命周期评价（LCA）生命周期评价起源于企业内部，是生命周期评价方法的应用：

1）产品系统的生态辨识与诊断是通过生命周期评价的分析识别对环境影响最大的工艺过程和产品生命周期阶段。2）产品环境影响评价与比较是以环境影响最小化为目标，分析比较某一产品系统内的不同方案或者分析比较替代前后的产品（或工艺）。3）生态产品设计与新产品开发，直接将生命周期评价应用于新产品的开发与设计中。4）再循环工艺设计。生命周期评价方法的应用：1）产品系统的生态辨识与诊断是通过六、产业生态学的实践——工业生态园与清洁生产（一）工业生态园的概念与目标工业生态园是指在特定的地域空间，对不同的工业企业之间，以及企业、社区（居民）与自然生态系统之间的物质与能量的流动进行优化，从而在该地域内对物质和能量进行综合平衡，合理高效利用当地资源包括自然资源和社会人力资源，实现低消耗低污染、环境质量优化和经济可持续发展的地域综合体。工业生态园的目标是：在环境影响最小化的同时，改进成员企业的绩效。世界各国的工业生态园中，最为典型和成功的要数丹麦的卡伦堡镇(Kalundborg)。六、产业生态学的实践——工业生态园与清洁生产（一）工业生态园卡伦堡镇产业生态系统结构与物流的基本关系

卡伦堡镇产业生态系统结构与物流的基本关系（二）工业生态园的类型（1）现有改造型工业生态园：如美国位于马里兰州的巴尔的摩（Fairfield）工业生态园（2）全新规划型工业生态园：美国弗吉尼亚洲的查尔斯角（CapeCharles）工业生态园（3）虚拟型工业生态园：美国德克萨斯州的布朗斯维尔（Brownsville）工业生态园（二）工业生态园的类型（1）现有改造型工业生态园：如美国位（三）工业生态园的建设1、建设方法：通常采用自组织系统和工程系统设计两种基本不同的方法。2