工业生态学与清洁生产

第一章工业生态学与清洁生产1989年RobertA.Frosch(罗伯特弗罗施)N.Gallopoulos(尼古拉斯加勒朴斯勒)在《科学美国人》上一篇题为“制造的策略”的文章中重提出来工业生态学。从今通过运用生物系统原理和生态系统的构造理工具。可以毫不夸大地说，目前，工业生态学正在成长为一个由工程学、生态学和生物经济学穿插构成的科学与技术的崭领域。工业生态学的产生背景自18世纪以来，工业革命开创了机器大生产的时代，以机器为现代工业的消灭，是世界耗、高污染的工业进展模式进展深刻的反思。然而，在现实的选择中，人们并不期望限制或放弃工业化成果来谋求危机的解除。事实上，全球日增的人口及其对物质资源需求的刚性增长说明，雏形。1989年，罗伯特·弗罗施和尼古拉斯·加勒朴斯勒在《科学的美国人》发表的一篇文章中，正式提出“工业生态学”和“工业生态系统”的概念，这一制造性的提法引起了广泛关注1993年，受到卡隆堡的启发，美国商人PaulHawken〔保罗．霍肯〕在《商业生态学》一书中，也提出工业生态系统和生态工业园的问题。1994年，加拿大斯科舍省达尔湖西大学的一个争论小组明确提出了生态工业园区的设想。在全部提法中最有代表性的是，199110月，联合国工业进展组织提出了“生态可持续工业进展Ecologicalsustainableindustrialdevelopmen〕的概念，用一只名一种对环境无害或生态系统可以以长期其承受的工业进展模式持续进展模式，不少专家预言，生态工业将成为21世纪全球工业进展的主旋律。工业生态学的内涵和意义我们习惯上认为工业体系是与生物圈相对立的，一边是工厂、城市，一边是大自然。带着这种局限性的观念，我们小视了工业体系对“外界”、对其四周世界、对“环境”的影响。环境保护主义者们，以及他们的先驱者们，长期以来，关注的是工业活动造成的不良后果，即污染对生生态体系的一种特别式样，如同生物生态系统一样具备物质、能量以及信息的流淌及储存功能。工业生态系统与生物圈之间存在着广泛的多少有些直接的相互影响。工业生态学并非全的概念。60-70年月的科技文献中已经时而消灭这一个词了，但是没有更为深入的争论。90年月初，工业生态学一词首先在与美国工程科学院关系亲热的一些工程技术人员中重被提出。从今以后，工业生态学走上了布满活力的进展之路。可以毫不夸大他说，目前，我们正在目睹诞生一个由工程学、生态学和生物经济学穿插构成的科学与技术的崭领域。尽管还格外稚嫩，但已经表现出了某种成熟的形态，标志之一是1997年春季美国麻省理工学院出版了《工业生态学》杂志，这是世界上第一本特地介绍这一正在进展中的学科的学术刊物。2．12、生态工业的理论与实践3、生态工业的类型与特征45678生态产业是按经济生态原理和学问经济规律组织起来的基于生态系统承载力气、具有或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合，使物质、能量能多级利用、高效产出，资源、环境能系统开发、持续利用，企业进展的多样性与优势度，开放度与自由度，力度与柔度，速度与稳度到达有机结合，污染负效益变为经济正效益1—。表17—2 生态产业不同与传统产业的特征类别区域耦合

特征不同工艺流程间的横向耦合及资源共享，变污染负效益为资源正效益二、三产业在企业内部形成完备的功能组合在系统内的全回收和向系统外的零排放以企业对社会的效劳功能而不是以产品或利润为经营目标，谋求工艺流程和产品的多样化配套的硬件、软件和心件争论与开发体系，协作默契的决策治理、工程技术和营销开发人员合理安排和充分利用劳动力资源，增加而不是削减就业时机内外信息及技术网络的畅通性、灵敏性、前沿性和高掩盖度三、生态工业〔一〕生态工业的概念和内容生态工业的概念2050、60年月以来，随着现代工业的高速进展，对环境的破坏越来越严峻，阻碍了经经济与生态不协调的生产形式。1989年福罗什(RobertFrosch)等发表的《可持续工业进展战略提出“工业可以运用的生产方式，对环境的影响将大为削减”的观点，由此推出了生态工业的现社会经济可持续进展的工业。生态工业是生态时代经济进展中的一个重要方面，它代表着21效地利用进展工业生产，同时也有利于实现经济与生态的协调。生态工业的内容闭路循环业和环节之间进展循环、多级利用，削减资源铺张，作到污染零排放。据此理念，全球现已建立了很多生态工业园区。“废料”的资源化质的循环使用和再利用。污染零排放有毒材料。产品与效劳的非物质化产品与效劳的非物质化是指用同样的物质或更少的物质获得更多的产品与效劳利用率。这要求依据功能设计产品，努力作到在生产、使用、维护、修理、回收和最终弃置的过程中削减物质和能量的消耗。能源脱碳含碳矿物能源利用会产生温室效应、烟雾、酸雨、赤潮等环境问题，解决方法就是削减利用削减对环境的不利影响。〔二〕生态工业生产的特征具有当代生产力的高水平承受当代各种的“绿色技术续进展。建立在经济与生态协调的根底上的过度消耗与铺张。同时又可避开产生大量的“三废”污染，避开对生态环境的破坏。可见，生态工业是经济与生态高度协调的现代工业进展形式。承受生态工艺染、低效率的老工艺，建立低能耗、无污染、高效率的生态工艺，综合利用资源，实行原材料治理。〔三〕生态工业的类型于利用自然资源的具体形式不同，因而也就形成了不同的生态工业类型。资源节约型生态工业系。资源开发型生态工业资源开发型生态工业着眼于资源的多样性与空间分布的广泛性。自然资源种类的多样性和资源的多样性，适度开发各种类型的资源，建立资源开发型生态工业体系。资源综合利用型生态工业资源综合利用型生态工业着眼于资源的共生性物的形态存在的。它的存在有的是以单项为主，有的是多相综合。以单项为主的资源，比方某种物成分。它们可在生产过程中，经过确定的冶炼和分别技术，同时将它们提炼出来，成为社会财宝型生态工业体系。资源替代型生态工业源的替代作用。这是资源利用的“功能拓展用。〔四〕主要生态工业行业绿色能源工业①清洁煤炭工业 利用清洁生产技术，进展煤炭生产，主要包括煤炭洗选、加工〔型煤、水煤浆、转化〔煤炭气化、液化、发电〕等过程，旨在削减污染排放与提高煤炭综合利用效率。②型能源工业 随着人们对环境和资源保护意识的提高开发利用能源和可再生能源的步伐加快将来能源构造将发生较大的转变〔图1—1能源的开发利用从资源型向技术型从粗放型向集约型转化，优质、高效、干净的能源将在21世纪得到长足的进展。目前，进展较快的清洁能源有水能地热能风能等随着一些关键技术的突破太阳能自然气生物质能、氢能、核聚变能等清洁、无污染的能源必将得到更广泛的应用。图17—11 世界一次能源替代趋势有机食品工业有机食品是指在生产和加工过程中，不施化肥、农药，没有人工防腐剂、保鲜、色素、香精等添加剂，无污染、无农药残留的自然食品。因此，有机食品实际上是一种无污染的安全、优质纯自然食品，相当于我国的AA级绿色食品。农药、激素、杀虫剂、调整剂，而用有机肥料、生物农药、微量元素，加工过程不使用人工防腐剂、保鲜和色素等添加剂，产品上的农药残留、有害重金属、有害细菌的检测必需符合有机食品以地广林密人稀的山区为佳，因此进展有机食品工业将为工业欠兴盛、污染轻、植被掩盖率高、自然生态环境保护好的区域经济进展带来的机遇。206070年月以来各种有机食品纷纷199030016400多家有机食品企业。1992年中国成立绿色食品开发中心，1993年被有机农业国际联盟接纳为正式会员，我国政府已将开发21世纪议程。由于安全、优质、养分的有机食品迎合了人们的消费意愿，得到了〔矿泉水、纯洁水、果汁等〕生产、绿色小杂粮加工、无污染的肉蛋奶加工、清洁蔬菜生产、保健食品生产等为主的有机食品工业进展快速，市场潜力巨大，进展前景宽阔。据专家估测，全球有机食品是销10%～20%10年内有不少国家和地区的有机食品的年销售量增30%50%100021世纪的食品进展方向。〔五〕生态工业治理前者主要是指生态工业企业的技术创，后者主要是指其制度创。生态工业的企业治理目前这方面的治理主要是要求实行清洁生产，即以节能、降耗、减污为目标，实施工业生产止措施不同，清洁生产是对工业生产实施全过程把握的一种技术与工艺。其特点是：事先防止清洁生产是针对工业生产中可能产生的铺张资源和形成污染等经济与生态不协调问题头抓起，防患于未然，而不是事后补救。全过程防止清洁生产是全过程、全环节、全要素的防止，而不是单一的最终结果的考察，因此它能挖掘生产过程的全部经济生态潜力，用于防止经济与生态不协调的问题的产生。乐观预防生态工业的组织治理生态工业企业在制度创方面应留意以下三点：实行生态环境补偿制度现代企业制度，实行生态企业内部的生态环境补偿制度，使企业的“外部不经济性内部化实现生态工业企业的生态效益、经济效益和社会效益的统一。建立生态本钱和经济本钱核算制度费，而把反映生态环境资源消耗的客观存在的生态本钱排解在企业的本钱-效益核算之外。这不累就会形成巨大的生态环境资源“赤字构成经济生态本钱。在工业生产过程中，经济本钱、生态本钱和经济生态本钱都是客观存在的。续进展成为可能。建立生态经理制生态工业企业建立现代企业制度在这一方面我们可借鉴兴盛国家生态经理制的阅历经理，表达了生态企业的制度创，对促进企业和经济与生态的可持续进展具有重要意义。态旅游者所进展的一切活动实际上都是社会文化活动冶情操，丰富文化学问，增长见识。三、清洁生产〔一〕清洁生产的概念与意义清洁生产的概念清洁生产cleanproductio18—20。持续型持续型产品人类预防型战略风险削减一体化型工艺环境18—19 清洁生产的根本要素清洁生产的意义实行清洁生产是可持续进展战略的要求，关键是要求工业生产提高能效，开发更清洁的技术，更、替代对环境有害的产品和原材料，实现环境和资源的保护与有效治理。清洁生产是把握环境污染的有效手段，它彻底转变了过去被动的、滞后的污染把握手段，益和生态效益，可大大降低末端处理负担，提高企业市场竞争力。〔二〕清洁生产的内容清洁生产包括三方面的内容：清洁能源包括常规能源的清洁利用、可再生能源的利用以及各种节能技术的开发等。常规能源的清洁利用常规能源的清洁利用即提高能源利用效率，削减能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中的损失和铺张。比方干净煤生产，既削减了环境污染，又提高了煤炭的利用效率。可再生能源利用可再生能源，即连续性能源，利用后不会耗竭，可反复利用。为了到达能源的持续利用，耗。依靠科技，加大太阳能、生物能、风能等能源的开发利用。节能节能是指在能源利用全过程的各个环节，通过实行一切合理的措施削减能源的损失和铺张，优化产业构造和产品构造，依靠技术进步，承受工艺、设备和技术，到达节能的目的。清洁生产过程产品设计选择无污染的替代产品调整原材料及能源构造的原材料及能源强化企业治理工作节能、降耗、减污产组织管环境治理参数产品设计选择无污染的替代产品调整原材料及能源构造的原材料及能源强化企业治理工作节能、降耗、减污产组织管环境治理参数装各项环工艺设备改造选择高效低耗无污染少污染的工艺及设备末端处理无害化处理工设物艺备料管管管理理理物理管制理度储清洁产品

图18—20 清洁生产过程示意图清洁产品是指在生产、使用过程中及使用后不会危害人体安康和生态环境；易于回收、复用和再生；合理包装；合理的使用功能和使用寿命；产品报废后易处理、易降解等。开发清洁产品，对产品进展全设计，对推动清洁生产具有显著的推动作用。目前，低消宽阔。〔三〕生态工业园区建设自然生态系统作为一个有机整体能把废物削减到最低程度。没有或者几乎没有一种有机体排出的废物对于另一种有机体来说不是有用的物质或能量的来源的有机体之间周而复始的循环。受自然生态系统的启发，在工业生产中也可模拟自然生态系统，进展物质的循环再利用，削减废物排放、提高资源利用率，实现工业生产生态化的目标。由此产生了一门争论工业生产代谢过程的学科——工业生态学，它为全面解决污染把握、资源利用，体系建设，马上相互联系、不同类型的企业集中起来，建立生态工业园区〔eco-industrialpark，EIP，组成工业生态链，使资源得到最优化利用，特别是相互利用废料〔一个企业的原料，实现工业生态系统的最正确运行。比方丹麦的卡伦堡共生体系即是生态工业园区建设的典型实例。卡伦堡是一个仅有2万居民的工业小城市，位于哥本哈根以西大约100km的北海之滨。卡伦堡工业共生系统主要有5家企业〔阿斯耐斯瓦尔盖发电厂、斯塔朵尔炼油厂、挪伏·2万居民组成一个相互依靠的网〔图1—21。发电厂将余热变成蒸汽供给应炼油厂和挪伏·挪尔迪斯克公司以及卡伦堡居统计，卡伦堡生态工业园区的经济、环境优势显著：206000万美元，而由此10005年。整个区域削减资源消耗，每600m3、石油4.5t，煤炭1.5t；削减造成温室效应的气体排放和污染，每年减CO217.5t，SO21.02t；废物重利用，每年13t炉灰〔用于筑路、4500t硫〔用于生产硫酸、9t石膏、1440t600t磷。克米拉克米拉硫水炼油厂燃气石膏吉普洛克石膏材料公司冷蒸燃废汽气水余热取暖余热梯索湖水热力发电厂远距供热余热余热养殖厂水蒸汽沉淀物用作肥料斯克公司炉灰、混凝土、筑路等图18—21 卡伦堡工业共生体系企业间主要废料交换流程示意图〔四〕清洁