1、循环经济专题讲座,金 涌清华大学化工系2008.10 青岛,提纲,新世纪我国经济面临课题与发展“循环经济”的必要性、紧迫性“循环经济”理念形成和发展沿革“循环经济”的生态学、经济学、工程学基础“循环经济”的工程内涵“生态工业工程技术开发原则及可行性分析“低碳经济”工程内涵以科技创新推动低碳经济政府、企业、公众的责任与义务。,新世纪我国经济面临的课题,人口增长，城市化进程加快；劳动力资源丰富；最大的工程师培养机制,多种产品总产量居世界首位；人均产量仍偏低；消费需求旺盛,新产品、新技术升级空间大,中国经济高速持续发展,资源，能源人均保有量低于世界平均水平,技术水平制约相同生产过程的高物耗、高能耗,
2、同时造成环境污染严重，生态状况恶化,社会发展的主要矛盾,规模空前的资源转化,我国资源与能源状况,矿业资源：总量居世界第五位 人均产量居世界第53位 2/3矿种短缺化石资源：原油储量占世界的2.43% 天然气储量占世界的1.20% 煤储量为世界人均的45%淡水资源：相当世界人均的1/4，居世界第 110位，而消费量世界第一，占 总消费量的15%。,我国重要矿产资源及在世界地位,固定投资率高：27.7%（2003），25.8%（2004）万元GDP能耗高：,资源消耗率高（占世界%）： 钢铁石28%，铝矾土25%，淡水15%，水泥50%。利润率低： DVD售价40美元/台，付专利费20美元；利润5美
3、元。 MP3每台售价为75美元，付专利费45美元，利润 CH3CH(OH)CH2Cl + HCl CH3CH(OH)CH2Cl + HCl + Ca(OH)2 + CaCl2液相氧化法(76%) CH3CH=CH2 + H2O2 + 2H2O气相氧化法(100%) CH3CH=CH2 + O2,原子节约反应路径：以合成环氧丙烷为例,原子利用率=,产品分子量,所有原子分子量之和,环氧丙烷“原子节约工艺”,O2,MPc,肽菁染料,原则上“原子节约”率可达100两个反应可在一个反应器内完成有少量CHP可能分解为（酸性条 件下）苯酚丙酮，需要抑制 和移除。,异丙苯,另一个厂的原料,物流，能流，信息流区
4、域集成的优化原则生态工业园区(Eco-Industrial Park),发展现状丹麦的Kalundborg工业园区（70-90年代）美国的PCSD支持下的四个EIP示范园区(1994)（Baltimore Marland Virginia等地）法国的PALME计划（1995）加拿大对现有工业园区的改造（90年代末）日本川崎零排放工业园（2001）一些发展中国家的EIP建设计划我国在太原、枣庄、衢州的实验研究生态工业园区分类 老区改造型、主导产业型、全新规划型、虚拟型,.区域集成优化原则生态工业园区（ECOindustrial Park）,Kalundborg EIP组成,Kalundborg
5、EIP效果,减少资源消耗：石油：45，000吨/年煤：15，000吨/年水：600，000 m3 /年减少污染： CO2排放：175，000吨/年 SO2排放：10，000吨/年废物再利用：炉灰： 130，000吨/年硫： 4，500吨/年石膏： 90，000吨/年氮： 1，440吨/年磷： 600吨/年,生态工业园区 优越性分析,物流，能流，信息流的总体优化利用 发现生产链的缺陷，定位粘合技术 新工艺和装置的开发方向 多产业综合的可持续发展，循环经济软科学,生态工业园区 局限性分析,资源利用的柔性较差产，供，销，未知因素多先进工艺技术使用阻力增加在管理，投资，组织等方面的局限,生态工业园区
6、局限性举例,Kalundborg工业园区的问题举例 Asnaesvaerket电热厂烧掉450万吨煤/年 40转化为电能，其余大部分转化为蒸汽 蒸汽消耗 Statiol炼油厂消耗14万吨/年（占0.3） 住宅取暖消耗22.5万吨/年（占0.5） Novo Nordisk生物公司消耗21.5万吨/年 （占 0.5） Gyproc石膏材料公司用天然石膏与电热厂副产石膏， 成分不一致,生态产业园区建设内涵,物流分析，重要化学元素工业代谢分析、互利共生分析、物流的重复利用率和循环利用率分析。能流分析、梯级利用、可再生能源利用。污染物流分析生成、转化和消纳。产业价值流分析，产业链延伸，产业链柔性分析。资
7、金投入有效性方案比较，资金流分析优化现有园区的局限性链接技术研究开发及产业发展方向。生态园区提升,生态工业园区 基本模式,全新规划型 从无到有进行总体规划和建设，绿色制造技术，成员选择以效益和环境为原则，全程监控综合改造型 地区已有多种类型产业，如化工、冶金、炼油、生化、电子等，综合组织产业专题主导型 以某一大型造纸、制糖、冶金企业为主导配制地区综合产业链虚拟型 通过数模数据库的信息流交换建立能流，多方位，长短结合的综合利用，实施跨地区的合作,链接技术开发优先原则,科技创新、新科技注入，提高生态工业园区水平是园区存在与发展的生命线也是解决资源产业集群退化的有效途径。,鲁北生态工业系统硫代谢网络
8、,低碳经济是指：,低能耗、低污染为基础的生态经济开发在生产、使用和废弃全过程的低CO2排放产品和工程技术。建立与之相适应的生产方式、消费模式。建立鼓励低碳发展的国际国内政策法律体系和市场机制。CO2的捕集，重复利用和埋藏的技术开发。,“低碳经济”一词首见于英国政府贸工部白皮书我们未来的能源创建低碳经济2003年 Low Carbon Economy or Economy of Low Carbon Exhaustion and Low CO2 Emission 2005年英国首相布莱尔在达沃斯世界经济论坛上，对世界各国发出呼吁。“低碳经济法案”美国参议院2007.7,措施核心,能源结构、能源技
9、术的创新能源政策、制度创新生活方式、生产模式、价值观转变构建和谐社会的重要手段,和谐的自然生态系统,微生物,植物,太阳能,动物,生产,消费,后处理,CO2,CO2,CO2,不和谐的人类生态系统,化石资源快速消耗,生态环境严重破坏（大气中CO2含量迅速上升）,唯一出路：发展低碳经济,碳库及碳循环示意图（单位：109t碳）,历年我国GDP、总能耗和万元GDP能耗,泛化工行业2007年能源消耗,石油、天然气开采业2880.6万吨标煤石油加工、煤焦及核燃料加工14619.8万吨标煤化学原料和化学制品24208.57万吨标煤橡胶制品778.49万吨标煤合计42487.46万吨标煤 占全国规模以上行业总能耗的20%。,生活能量消费2006年为25387.87万吨标煤，为2000年的1.7倍,每百户汽车拥有量2006年比2000年增8.6倍,2005年四行业共排CO2量约19亿吨。2006年工业能耗消费量占78%。,全国温室气体排放总量61亿吨（2004年） 其中CO2量50.7亿吨，占全球18.9%（IEA）1994年到2004年均增4%。,
