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绿色化学化工与社会 经济可持续发展 天津大学化工学院 　　 王静康 2006年6月9日 绿色化学化工与社会经济可持续发展 科学与中国 国策：“可持续发展”，即“满足当前的 需要但不损及后代满足他们自己的需要”。 绿色化学科学与工程技术：实现世界与中 国社会与经济可持续发展的基础与保证。    全   球   系   统 循  环   经   济 生   态   城   市 生态工业园区 分  布   业   务 绿色化学与工程 微观过程对宏观系统 的影响的评估宏观可持续发展对 微观过程的要求 物流及 服务 原料 输入预 加工 产品制 造过程 及包装 配送 回收、 循环及 排放 物流及 影响 绿色化学与工程技术——生态工业园区—— 循环经济——可持续发展    可持续发展 绿色化学化工与社会经济可持续发展 目 录 一、绿色化学与化工 1、国际化学化工发展趋势 2、绿色化学与化工 二、可持续发展与生态工业园区 三、开拓创新与科学发展— 建设创新型国家，培养创新型的人才！ 结论 绿色化学化工与社会经济可持续发展 1、作为现代制造业核心——国际化学化工发展趋势 在21世纪仍是全球经济中强大的传统基础产业之一： • 发达国家90-99年化学工业GDP平均增长率是其全部工 业GDP平均增长率的倍 。 • 化学工业在2002-05年年收益增长率仍高于全球GDP (国民生产总值)增长率。 • 根据英国化工协会对全球化学品的统计和预测，2010 年将达到万亿美元（是2000年的倍），仍将 一直保持较高的平均增长率。 一、绿色化学与化工 世界化学工业生产能力分布 Facts & Figures 2000 美国30% 日本14% 亚洲13% 欧共体 29% （欧洲共 35%） Facts & Figures 2000 CHART  Sectoral breakdown of the EU chemical industry production (*) 国际大化工过程工业（流程工业）包括石化、化纤与塑料、精细化工、海洋化工、 各种产品工程如制药、轻工、农产品及食品、功能品产业等。 “21世纪化学工程进展”专家结构预测（10 — 25年，全球） 产品重组与技术前沿 权  重 1. 生化工程产品 2.制药 3a.半导体及电子器件 3b.功能陶瓷及复合材料 4. 新型能源与燃料 5. 新型材料（塑料，高聚物，合纤等） 6. 催化剂 7a.新型食品 7b.海底资源 8. 石化产品 9. 其它新型功能产品 绿色化学化工与社会经济可持续发展 美国化学过程工业是美国少数具有 正的贸易顺差的制造工业之一，它获得 的附加值占美国全部制造业的1/3。根据 联邦政府统计，在近六年中对于化工 R&D的投入，每$1(美元)可获得$2的收益 ，即税后年收益率 >17%。 （美国化学科学与技术学会，2003） 国际化学工业发展趋势 Facts & Figures 2000 CHART  欧共体化学工业增长速度持续高于全部工业增长速度 Facts & Figures 2000 CHART  欧共体化工产业能源消耗指标持续降低 能  耗 原油价格 绿色化学化工与社会经济可持续发展 • 1995年美国总统克林顿宣布设立“总统绿色化学挑战奖 ”； • 日本政府规划了在21世纪重建绿色地球的“新阳光计划 ”； • 英国皇家化学会主办的国际性杂志《绿色化学》1999年 1月创刊； • 澳大利亚也创建了绿色化学期刊； • 在美国2003年公布的21世纪化学化工发展战略中，再次 强调了绿色化学化工的重要性。 绿色化学化工作为应对21世纪挑战的关键技术与 基础,已成为21世纪世界科技研究前沿热点： 2、绿色化学与化工 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色化学与化工定义： 为减少与消除有害物质对人类健康 与环境的威胁所作的化学过程与产品的 设计，开发和生产。 绿色化学化工是具有重大社会需求和明确 科学内涵的新兴交叉学科，是人类及全球环境 安全的保证,是当今国际化学与化工的前沿。 （Green Chemistry: Theory and Practice, 1998） 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色化学十二条原则 1.源头防止废弃物产生要比废弃物产生之后再去处理 净化更为可取； 2.设计的合成方法应使反应过程中所用物料最大限度 地转化为最终产物； 3.在任何可行的情况下，设计的合成方法都应当采用 和产出那些对人类健康和环境毒性很小甚至是无毒 的物质； 4.化学产品的设计要考虑到维持高效并减少毒性； 5.尽可能不使用辅助物质（如溶剂、析出剂等），在 不得不使用时，也尽量使用无害物质； 6. 应当认识到能量需求对环境及经济的影响，并应使 之降到最低。合成方法应在常温常压下进行； 摘自—Poliakoff M . Science, 2002, 297, 607-810. 绿色化学化工与社会经济可持续发展 7.只要在技术和经济上可行，所用未加工材料或原料 都应当是可回收而不是纯消耗的； 8.尽量避免产生不必要的化学衍生物（如基团封闭、 保护/去保护、在化学/物理过程中暂时修饰）； 9.催化剂（尽可能具有选择性）更优于符合化学计量 的试剂； 10.设计出的化学产品在完成其效用后不应持续残留于 环境，而应分解为无害的降解产物； 11.需要进一步发展分析方法，以便在危险物质形成以 前进行实时在线检测与控制； 12.合理选择化学过程中所使用的物质及其形态，避免 或尽量减少发生包括泄露、爆炸及火灾等化学事故。 绿色化学十二条原则 为了加速实现绿色化学与化工研发目标,必 须向多尺度集成研究(时间及空间尺度)发展 With CFD tool (saving process development time)Without CFD tool Improved cash flow Cash flow Time Shorter pay back time Reduced time to market Reduced process development time 缩短开发周期 减少投资 环境友好 改善产品质量 迅速抢占市场 绿色化学化工与社会经济可持续发展 现代的集约型流程 （1个装置） 传统的常规型流程 （11个装置设备） 乙酸 甲醇 催化剂 乙酸甲酯 溶剂 共沸物 水 溶剂 共沸物 水 较重组分 蒸馏 萃取 蒸馏 反应 蒸馏 反应 反应 蒸馏 蒸馏 乙酸 催化剂 甲醇 乙酸 甲酯 绿色化学与化工：由传统流程向集约型耦合过程发展 3R 绿色化学化工与社会经济可持续发展 环 氧 乙 烷 草酸（媒染剂、除锈剂、漂白剂） 墨水、染料、皮革 二醋酸乙二醇酯（溶剂） 反应分离与聚合         醇酸树脂、涤纶 二甘醇 乙二醇 三甘醇 水合 脱水 氧化 医药、化妆品等 醋酸          绿色石油化工的生产链——如环氧乙烷的深度加工， 及再生资源的循环利用 乙 烯 石 油 醇解或 水解 单体 ……. ……. ……. ……. ……. 绿色石油化工的生产链与资源的循环利用 绿色化学化工与社会经济可持续发展 生物质原料产品所占比例，％ 产品种类 当前 2020年 2090年 液体燃料 1－2 10 ≦50 有机化学品 10 25 ﹥90 对于生物质资源的利用，美国国家研究委员会提出 的生物质原料制得产品目标 *** 世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的《２０００年 地球生态报告》显示，若按目前的速度继续消耗地球的资源，那 么我们地球的资源会在２０７５年耗尽。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色化学与化工：生物质“循环利用”的绿色过程示意 图 生物质(例 如玉米等) 葡萄糖液 细菌和酵母 二步转化  肥  料 特  种  精  馏 浓缩与分离(膜、 超临界等) 产品b 肥  料 土  壤 聚 合 生物降解 产品a  精制（结 晶等） 绿色产 品c ……  催化反应 绿色产 品d …… 绿色产 品e …… 离 子 交 换 等 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色化学与化工：热交换网络的建立仍是世界化工节能的主要技术 绿色化学化工与社会经济可持续发展 过程集成是实现绿色化工目标的核心技术  1、夹点分析――（资源、能源节约型）             基于热力学原理的集成换热器网络的夹 点技术推广到传质交换网络中来。质交换器 指的是任何逆向直接接触的传质操作，如吸 收、吸附、液—液萃取、离子交换、浸取、 汽提，氢夹点分析等。这种质交换网络分析 的目的是设计污染杂质的回收网络，以减少 污染。废水最小化的夹点设计方法。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 2、深度过程集成：网络超结构模型模拟 绿色过程集成方法 立足于通用反应器及相互连接的流股网络 构成的超结构，在研究传质和传热的各种可能 安排的基础上，找寻最优化的结构。 ① 用可再生资源代替不可再生资源 ② 氢夹点分析 ③ 基于溶剂的分离系统设计 ④ 利用微化工厂来规避风险、提高效率 ⑤工厂公用工程及联产系统的节能 绿色化学化工与社会经济可持续发展 这种方法的优势可用以下案例来显示： α—一氯丁酸（MBA）和无用副产物α—α二 氯丁酸（DBA）的反应器，目标是使MBA的转化 率最大化。这个问题的难处在于：第一、气液 两相反应器；第二、反应及其动力学均很复杂。 用常规反应器：逆流填充床，搅拌槽反应器和 鼓泡塔三种，结果证明最大转化率不超过 %。而用网络超结构模型模拟设计的新反 应器，转化率可达到 %。 丁酸氯化时生成案例 绿色化学化工与社会经济可持续发展   因为化学工业能耗中有43%用于分离， 分离设备投资占总投资的40—70%，而分 离中精馏用能又占其中95%，因此，如何 通过集成减少精馏过程耗能就自然成为研 究重点。复杂精馏包括预精馏，侧线精馏， 侧线汽提和完全热耦化的Petlyuk精馏,可 以大幅度降低能耗。 复杂精馏塔的集成案例： 绿色化学化工与社会经济可持续发展 这种用Micro-chemical Plant现场制造剧 毒化学品的装置已经商品化，例如，用CH4和 NH3生成HCN，可以在1000°C高温下的微反应 器中生成。 由于这种微化工厂的设备内的通道小到5nm -- 500μm , 这种纳米级的系统中流体的传热、 传质及化学反应的规律均与常规系统差别很大。 绿色过程集成方法 ④ 利用微化工厂来规避风险、提高效率： 绿色化学化工与社会经济可持续发展 国际化学工业产品结构发展态势 原料—基本化工—精细化工                                —功能产品  生产链链式结构 基本化工：规模效益（资源利用率的提高）                    信息化程度（自动化程度）的提高                     能耗的降低 精细化工(包括功能产品): 产品结构的及时调整 多产品车间的建立——柔性生产线 根据2000年全球统计数据，在美、英、日、德等国的 大化工行业的GDP中精细化学品及功能产品占79%。 石油化工一体化： 绿色化学化工与社会经济可持续发展 合理生产链及其优化与产品结构的及时调整 ２０世纪末期，美国商业部作了一项统计，以 石油作基准计算，如果作为燃料烧掉价值为1的话， 若把它全部分离为“基本原料”，则价值增至2， 若合成出“通用化学品”将增值至4，进一步制成 “精细化学品”将增值至8，最终制成“专用化学 品”增值至106，其价值比值为1:2:4:8:106。 国际制造业业竞争焦点：我国必须 向精品高端制造强国前进。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 二、可持续发展与生态工业园区 什么叫“可持续发展” ？ -1987年《我们共同的未来》一书发表，提出了“可 持续发展”最经典的定义：“满足当前的需要但不 损及后代满足他们自己的需要”。( “代间不平等” 问题) -美国环保总署的国家风险管理研究室NRMRL将“可持 续性”表述为：“当我们为了人类健康和环境去持 久地保持或改进物质和社会条件，在不超出支持它 们的生态承载能力的条件下所追求的目标。” 绿色化学化工与社会经济可持续发展  联合国关于可持续发展的三次会议： 1、联合国人类环境会议（1972，瑞典，113国家参 加，发表“关于人类环境的斯德哥尔摩宣言”及 “人类环境计划”） 2、联合国环境及发展会议（1992，巴西，178国参 加，发表“关于环境与发展的里约热内炉宣言” 等5项公约等） 3、可持续发展的世界首脑会议（2002，南非，191 国家参加，发表“关于可持续发展的约翰内斯堡 宣言”及“可持续发展世界首脑会议实施兴计划 ”） ２、可持续发展的定义与历史沿革 绿色化学化工与社会经济可持续发展 （1）面临世界资源的挑战－地球资源７５年耗尽 • 世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的 《２０００年地球生态报告》显示，若按目前的 速度继续消耗地球的资源，那么我们地球的资源 会在２０７５年耗尽。 （2）地球正在失去自我清洁的能力 • ２２年来，一种能够清洁空气的关键自由基分子在世界范围 内逐渐减少，它的浓度平均下降１０％，至今尚不清楚它下 降的原因和周期，它将对地球的健康构成巨大的威胁。它是 地球的防污染剂，它的减少将使烟尘越来越浓，导致破坏保 护地球的臭氧层。 1、可持续发展的战略需求 绿色化学化工与社会经济可持续发展 如温室气体排放，臭氧层破坏等,过去10 年里全球水文气象灾害数量增加了一倍。 若化石燃料不加限制地消耗下去，2030年 CO2浓度可达到550 ppm,到2050年气温会上升 －℃。 那时生态灾难又会比现在上升几倍？       （3）全球环境处于危险的十字路口 绿色化学化工与社会经济可持续发展       （3） 全球环境处于危险的十字路口            全球的生态系统正在向危险的临界值接近，环境 的恶化导致自然灾害，近十年中导致世界６０８０亿 美元的损失，过分对矿物燃料的使用，使气温变暖， 北极冰盖已减少４２％，继续变暖会导致水资源的极 度缺乏，食品的减少，和诸如疟疾、登革热之类致命 的疾病广为扩散。 中国的环境污染非常严重 •大气污染：一级标准城市只占６００多个城市中的不到１％ •工业污染：中国流行病的８０％是由于水污染传播。 •固体废弃物严重：以１０％速度增长，存储量已达６.４９亿 吨，占地万顷。………………………. 绿色化学化工与社会经济可持续发展 二.可持续发展研讨内容 1.“可持续发展” 及其现存问题 2. 国际绿色工程发展动态 3. 可持续发展的工程技术和评价体系 4. 中国面临资源、能源和环境更严峻的挑战 5. 树立和落实科学发展观,全面建设小康社会 的奋斗目标,加快推进社会主义现代化 绿色化学化工与社会经济可持续发展 国策：“可持续发展” 。 廿一世纪人类的进步,已进入了可持 续发展的阶段，其产业系统是工业生态 系统，发展的经济模式就是循环经济。 “可持续发展与生态工业”其科 学与技术基础是绿色化学科学与工程 绿色化学化工与社会经济可持续发展 • 能源供应无疑是可持续发展的头等大事。 据EIA2001公布: 预计今后50年安定人口增 长50%，而随着人均收入提高，相应人均 能源会不断增加。所以估计今后20年总能 耗会增加50%。 • 如何经济地满足这种能耗需求增长，又不 显著增加环境成本就是一个挑战。多数专 家认为：20——50年内，主要还是靠化石 燃料（石油，天燃气及煤炭）。2000年世 界能耗构成如下表： 绿色化学化工与社会经济可持续发展   能源问题…….. ※       可再生能：太阳能、风能、水利发电、生物能     能源种类 石油 天然气 煤炭 核能 可再生能 源* 世界 占 百 分 比 （%） 39 23 22 9 7 中国 占 百 分 比 （%） 29 3 65 绿色化学化工与社会经济可持续发展 我国化学工业经济增长        很大程度建立在大量消耗能源及原材料的基础 上，有时以牺牲环境为代价。  • 我国化学工业总产值居世界第三位，但人均化工产值 仅为世界平均的1/4； • 我国化学工业总能耗为美、加、墨三国之和的倍，。 但产值相当三国之和的%. • 化工废水排放量占全国工业部门的%，名列第一位； 化工废气排放量占第4位，固体废物排放占第5位，但 危险废物占60%，为第1位。  • 万元产值水耗为美国的倍。而万元产值的污染物排 放强度是美国的近百倍。  绿色化学化工与社会经济可持续发展 资源类型 中国储量占世界 储量% 中国人均占有量 / 世界 人均占有量 % 能 源 煤 51 石油 11 天然气 5 水资 源 淡水 25 我国的能源及水资源现状 我国是一个公认的能源短缺而又贫水的国家 !!!  绿色化学化工与社会经济可持续发展 国家和地区 单位美元GDP消费的能源数量（千焦耳） 1998 2002 能源数 位次 能源数 位次 中国香港 2646 1 3100 1 日本 3642 3 4906 4 德国 5596 6 6295 7 法国 5893 7 6819 10 韩国 11945 30 17302 35 美国 12487 31 9972 26 印度 31108 41 31625 44 俄罗斯 32302 45 86110 49 中国内地 49176 44 35282 47 一些国家能源使用率比较 资料来源：瑞士洛桑国际管理开发研究院，《世界竞争力年鉴（1998）》，《世界竞争力年鉴（2002）》 绿色化学化工与社会经济可持续发展 各国工业化程度 国家 位次 工业生产率 中国相当（％） 挪威 1 美国 2 日本 7 法国 16 英国 17 德国 22 韩国 25 中国 47 - 资料来源：瑞士洛桑国际管理开发研究院，《世界竞争力年鉴（2003）》 一些工业国家的工业生产率比较 绿色化学化工与社会经济可持续发展 当前形势—— 中国经济高速发展 近近2020年（年（1985~20051985~2005年）中国经济高速发展。年）中国经济高速发展。20022002年国内年国内GDPGDP总量超过总量超过1010 万亿元，人均万亿元，人均GDPGDP超过超过10001000美元；美元；20052005年国内年国内GDPGDP达到达到2020万亿元，人均万亿元，人均GDPGDP超超 过过15001500美元。美元。 1949～1986 37年 1986～1996 10年 1996～2001 5年 2001～2003 2年 50005000万吨万吨 1953～1984 34年 1999～2002 3年 1993～1999 6年 1984～1993 9年 亿平方米亿平方米 1953～1992 39年 2002～2003 1年 2000～2002 2年 1992～2000 8年 结论：结论：中国经济的高速发展，带动了钢铁、建筑、汽车等各行各业的加速发展。中国经济的高速发展，带动了钢铁、建筑、汽车等各行各业的加速发展。 100100万辆万辆 绿色化学化工与社会经济可持续发展当前形势—— 重工业是中国经济发展的主要支柱 • 材料工业是国内经济发展的物质基础，如钢产量伴随 着GDP同步增长； • 2006年我国钢产量达到亿吨，占世界钢产量的 %；水泥产量达到亿吨，占世界产量的50%； • 重工业一般是资金密集、劳动力密集的高能耗、高污 染产业。 国内生产总值(GDP)与粗钢产量的发展趋势 2005年：世界钢产量亿吨 2006年：世界钢产量亿吨 我国钢产量在世界上的地位 万 吨 国内水泥产量的发展 我国经济增长的主导是重工业，我国经济增长的主导是重工业，19851985年至年至20052005年间，重工业产值占国内工业总年间，重工业产值占国内工业总 产值的比例波动在产值的比例波动在5050——70%70%。。 结论：我国以重工业作为经济发展的主要支柱，是造成单位结论：我国以重工业作为经济发展的主要支柱，是造成单位GDPGDP能耗高、污染严能耗高、污染严 重的主要原因。重的主要原因。 绿色化学化工与社会经济可持续发展当前形势—— 中国经济发展进入转型期 • 世界各国人均GDP达到1000-3000美元是重要的经济转型期，也是战略机遇期； • 经济转型期的重要标志是发展中国家转为发达国家，工业化社会转为信息化社会； • 转型期的主要社会矛盾是经济高速发展与资源环境的制约； • 欧、美经历这一发展阶段的时间长达12~19年；日、韩国用7~8年实现转型；而墨 西哥、巴西、菲律宾、泰国、马来西亚等国长期未能实现转型，经济陷入停滞不前。 我国经济发展与GDP增长趋势 结论：结论：为了尽快实现中国经济转型，必须坚持节能减排、建设节约型社会的基本为了尽快实现中国经济转型，必须坚持节能减排、建设节约型社会的基本 国策，进一步降低能源、资源消耗，改善社会环境。国策，进一步降低能源、资源消耗，改善社会环境。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 各国人均各国人均GDPGDP从从10001000美元至美元至30003000美元的发展美元的发展 绿色化学化工与社会经济可持续发展可持续发展面临的问题—— 资源缺乏         社会转型期是重要战略机遇期，也是各种矛盾凸显期，随着经济快速 增长和人口不断增加，资源约束矛盾日益突出，环境形势更加严峻。 主要国家的铁矿石储量与钢产量         从资源禀赋看，我国是总量上的 大国，人均上的贫国。人均淡水资源 占有量仅为世界平均水平的四分之一， 人均耕地占有量不到世界平均水平的 40%，45种矿产资源人均占有量不到 世界平均水平的一半，石油、天然气 人均占有储量为世界平均水平的7% 和%，铁矿石、铜和铝土矿储量分 别为世界平均水平的1/6、1/6和1/9。 结论：随着经济发展，GDP增长与资源消耗呈线性正比关系。这意味着今 后国内经济的发展需要大量的资源。因此，国内资源缺乏将是束缚我国经 济高速发展的重要制约因素。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 可持续发展面临的问题—— 大气环境污染严重         全国527个市（县）中， 出现酸雨的城市有298个， 占统计城市的%，有 些地区的酸雨频率达到 100%。据测算，大气污 染造成的经济损失已经 占到GDP的2~3%，中国 的大气污染的形势不容 乐观。 40% 40% 国土受酸雨威胁国土受酸雨威胁 温室效应气体排放居亚洲之首温室效应气体排放居亚洲之首 二氧化硫排放逐年增加二氧化硫排放逐年增加 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色化学化工与社会经济可持续发展 2003年七大水系各种水质类别所占比例 我国人均水资源不足世界平均值的1/4，而且水质 受到较严重的污染。目前，全国60%的城市存在不同 程度的缺水，108各城市严重缺水，饮用水源地水质 较差，约有30%人口得不到安全饮用水。 20032003年我国生活垃圾清运量达年我国生活垃圾清运量达 亿吨，年均增长亿吨，年均增长7-107-10％，处理率远远％，处理率远远 达不到要求，垃圾围城现象普遍。达不到要求，垃圾围城现象普遍。 可持续发展面临的问题—— 水质污染、固体废弃物泛滥 绿色化学化工与社会经济可持续发展 可持续发展面临的问题—— 人居环境受到严重威胁 全国主要城市空气污染综合指数 电厂对大气污染 北京遭遇的沙尘暴北京遭遇的沙尘暴 太湖污染太湖污染 绿色化学化工与社会经济可持续发展 • 全球CO2排放量从2001年的249亿吨增加到2005的292亿吨，同 期美国从63亿吨升到65亿吨，中国从28亿吨猛增至53亿吨。 2006年，全世界的CO2排放量突破300亿吨； • 据联合国能源署估测，2002年中国排放CO2总量已经达到 亿吨，是十年前的倍，折合人均吨，美国人均吨， 德国吨； • 节能减排的压力与困难——来自国外的压力 炭燃烧生成CO2(约占总量的80%)是产生温室效应的主 要因素，CO2阻挡太阳光辐射造成全球气温上升、环境恶 化和自然灾害频繁发生。全球必须共同抑制CO2的排放量。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 节能减排的压力与困难——来自国外的压力 • 中国已签署京都议定书，作为发展中国家暂 不承诺CO2减排指标，但发达国家普遍认为 中国不承担控制温室气体排放的义务，仍不 能减少空气污染和温室气体的危害。 结论：中国环境污染与温室气体排放已引进全 世界的高度关注，必须尽快采取节能减排措 施减少环境污染和温室气体排放量。 绿色化学化工与社会经济可持续发展   I        20世 纪 70 年代--- II  80年代--- III 90年代-- IV    21世纪 响应性质 资源环境挑 战被动响应 接受现实 主动予防 业务策略 建设性规划 生态化规划 预见性 注意焦点 末端治理 注意源头 治理 源头治理:产 品,产业结构 生态化系统 功能 主要行动者 专业人员 管理人员 行业和地区 全社会 优化目标 最小污染 最小排放 优化结构 多目标大系 统优化 生态对策 污染防治 清洁生产 生态产业 生态园区、 城市----       社会对环境响应的四个发展阶段 国际社会可持续发展思想的历史沿革 绿色化学化工与社会经济可持续发展 二、可持续发展与生态工业园区 可持续发展的时代标帜:当今世界已进入“生 态产业”时代，所谓“生态产业”是指仿照 自然界生态过程的物质循环方式来规划工业 生产系统的一种模式。       在生态产业系统中各个物质的发生、转化、生 产过程不是孤立的，而是通过物质流、能量流和信 息流与资金流关联成网络，使一个生产过程生成的 废料、废流股可以被另一个生产过程作为原料与有 效流加以利用，达到环境友好、上述基本流多目标 优化目的。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 21世纪可持续发展的系统与园区的模 式是生态工业系统与生态工业园区。应 用系统工程的方法，去分析、研究、设 计与规划化工园区大系统中的基本流： 物流、能量流、资金流与信息流，以达 到环境友好、资源、能源与资金最优化 利用目标。----生态工业园区 二、可持续发展与生态工业园区 绿色化学化工与社会经济可持续发展 –循环经济是仿照自然生态系统，在生产、流 通和消费等全社会范围内, 通过物质循环、 废物最小化、工艺替代和产品共生等方式， 组织成一个“资源—产品—再生资源”的物 质反复循环流动的过程，达到资源、能源的 高效利用，对环境影响最小的的经济模式， 本质上是一种生态经济。 – 3R原则，即减量化（reducing）、再利用 （reusing）再循环（recycling），是实现循环经济 的重要行为原则。 循环经济,绿色GDP与可持续发展 绿色化学化工与社会经济可持续发展 生态工业园区及其大系统过程集成 生态工业园是依据循环经济理念和工业生态学原 理而设计建立的一种区域型新型工业组织形式，通过 模拟自然系统建立产业系统中“生产者——消费者— —分解者”的循环途经，尽可能实现物质闭路循环和 能量多级利用。 即生态园内企业模拟自然界生态系统，相互之间存 在协同和共生关系，将最大限度地充分利用资源和减 少负面环境影响，最后达到工业可持续发展的目标。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 丹麦的卡伦堡( Kalunborg) 生态工业园区 迄今为止，在世界上发展较为成熟的生态工 业园区是丹麦的卡伦堡( Kalunborg) 生态工业园 区，该园区以一个炼油厂、一个硫酸厂、一个制 药厂、一个火力发电厂、一个渔场和一个石膏板 厂组成了一个工业网为核心，其它成员包括农场、 大棚养殖、养鱼场，通过贸易方式把其它企业的 废弃物或副产品作为本企业的生产原料，建立工 业园区代谢生态链关系，它们彼此交换能量和物 质流。如图所示:  绿色化学化工与社会经济可持续发展 丹麦Kalundborg的工业网络图 鱼  塘 壁板厂 街区供热 水泥和铺路农药厂 硫 淤泥肥料 粉煤灰 废热 淡 水 湖 泊 制药厂 硫酸厂 2.炼油厂 温室 1.燃煤电厂 废热 石膏 废 热 烟 气 冷 却 水 蒸 汽 蒸 汽 绿色化学化工与社会经济可持续发展 丹麦的卡伦堡( Kalunborg) 生态工业园区 1.燃煤电厂位于这个工业生态系统的中心，对热 能进行了多级使用，对副产品和废物进行了综合利用。 电厂向炼油厂和制药厂供应发电过程中产生的蒸汽， 使炼油厂和制药厂获得了生产所需的热能；通过地下 管道向卡伦堡全镇居民供热、加热温室并给养鱼厂供 暖，由此关闭了镇上3500个燃烧油渣的炉子，减少了 大量的烟尘排放。  绿色化学化工与社会经济可持续发展 丹麦的卡伦堡( Kalunborg) 生态工业园区 将除尘脱硫的副产品工业石膏，全部供应附近的一家 石膏板厂作原料。同时，还将料煤灰出售，供铺路和 生产水泥之用。 2. 炼油厂和制药厂也进行了综合利用。药厂处理 的淤泥被送到附近的农场作为肥料。炼油厂产生的火 焰气通过管道供石膏厂用于石膏板生产的干燥使用， 又减少了火焰气的排空。一座车间进行酸气脱硫，生 产的稀硫酸供给附近的一家硫酸厂；炼油厂的脱硫气 则供给电厂燃烧。  绿色化学化工与社会经济可持续发展 分析Kaluindbory的物质和能量的交换，发现有趣的特征：    **       1. 这种能量交换有更显著的能效 例如：电厂 发电过程产生的废热和蒸汽，可送往 炼油厂、温室、渔场及居民区供热系统进行利用。 如果能找到废蒸汽的利用市场，那么90%以上的从 工厂燃煤产生的热量能够被利用，唯一的损失便 是烟囱排气所损失的能量。与此相比，典型的美 国煤-火力发电厂利用燃煤产生的热量效率约仅为 40%。 绿色化学化工与社会经济可持续发展    **    2.物料和能量交换能为参与者提供经济效益 在某些情况下，例如电厂把硫酸钙卖给石膏板生 产厂，直接的经济效益并不能完全收回成本,此时的交 换是由相应的法规驱动的（比如需要净化电厂烟囱尾 气以除去SO 2 ）,这些交换可避免废物掩埋或处理洗涤 器废物的其他方式，故而使成本降低。而在其他情况 下，例如炼油厂使用电厂的废热，这些交换是自给自 足的。 分析Kaluindbory的物质和能量的交换，发现有趣的特征： 绿色化学化工与社会经济可持续发展 丹麦的卡伦堡( Kalunborg) 生态工业园区 3.卡伦堡生态工业园还进行了水资源的循环利用。炼 油厂的废水通过生物净化处理，通过管道向发电厂输送， 每年输送电厂70万立方米的冷却水。整个工业园区由干进 行水的循环使用，每年减少25%的需水量。最终实现了园区 的“污染零排放”。 通过各个成员间的物质和能量交换，实现了 物质的部分循环和能源的逐级利用，获得了良好的 经济和环境效益。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 钢厂 水泥厂 汽车粉碎机 塑料和金 属分离 金属回收 能量回收 塑料回收 能量 北德克萨斯州的工业生态园内的物质流 EAF Fe 灰尘 ASR 绿色化学化工与社会经济可持续发展 美国北德克萨斯州的一个生态工业园 • 在美国北德克萨斯州的一个生态工业园的中心便是 一个钢厂，它利用废汽车作为主要的原材料。 • 从废汽车中得到的钢，被送到电弧炉中，制成各种各样的钢 铁产品。 • 炉子同时产生大量的电弧炉（EAF）灰尘，其中包含大量锌、 铅或其他金属。在北德克萨斯州工业园，EAF灰尘被送到需 要痕量金属（Cu,S,Mn,Cr,Ni,Zn,Pb或其他金属）的水泥窑 中。 • 汽车粉碎后的残余物被燃烧以回收能量，或者将一些塑料从 残余物中分离出来。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 序号 E，P项目 地址 涉及行业特点 1 查尔斯角 弗古尼亚 农业、海产品及海水养殖、旅游．艺术品，高新 技术产品 2 费尔菲尔德 马里兰 石化、有机化学品、废物再利用、环境技术 3 布朗斯维尔 得克萨斯 炼油、沥青、化工、纺织、车罩部件、热电、污 水处理、溶剂回收 4 河岸 佛蒙特 生态农业，生物能源，废物处理 5 绿色协会 明尼苏达 绿色产业孵化器、废物再利用 6 普拉兹堡 纽约 军事设施再开发、资源和废物管理 7 东海岸 加利福尼亚 资源再生、自然美化、提高能源效率 8 特灵顿 新泽西 现有工业区的再开发，清洁工业 9 沙为昂  亚利桑那 商准一体化开发；环境，自然特色 10 富兰克林 卡罗莱纳 可更新能源与环境技术的商贸联合体 美国部分生态工业园区 绿色化学化工与社会经济可持续发展 加拿大部分生态工业园区 序 号 生态工业 区名称 园址 主要生产企业 1 伏特萨斯喀彻温 (FortSaskatchewan) 萨斯克 (Sask) 化学品，聚氯乙烯、苯乙烯、电力、生物燃料等 2 康沃尔 (Cornwall) 安大略湖 (Ontario) 热电联产、造纸、化工、电力设备和水泥等 3 比勘克 (BecancouE) 魁北克 (Quebec) 氯碱．盐酸、双氧水、烷基苯磺酸盐等化工 4 东蒙特利尔 (MontrealEast) 魁北克 (Quebec) 炼油．石化、工业气体，石膏板、冶金等 5 圣乔尔 (SaintJohn) 新布伦瑞克 (NewBrunswick) 电力、造纸，炼油、酿酒、制糖等 绿色化学化工与社会经济可持续发展 生态工业群--园区生态工业模式 原子经济性 + 零排放 循环经济 + 环境友好 1 2 3 4 5 6 生态工业园区为大系统（网），生态工业群（链）为工业园区 的一级子系统，企业为二级子系统（点）…………………。 绿色化学化工与社会经济可持续发展  将各个生产子系统内部及之间的物料流、能量流 与资金流形成网络，尽可能地使一个过程的副产 品或三废物流成为另一过程的原料流，使一个过 程的废热流（剩余有效能流）成为另一过程的热 源流，籍以实现系统内多个生产过程内及过程其 间从原料、中间产品、到三废的物质流循环，以 及不同能阶的有效能能量流循环。  进一步将源头的能源与环境系统包括在内，进而 实现资源、能源、投资的高效的优化利用，必须 重视与实现大系统过程的优化。 生态工业园区的网络集成与优化 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色工业生态系统 绿色工程建立生态工业是依据生态经济学原理，以节约 资源、能源、清洁生产和废弃物多层次循环利用（即节能、 降耗、减排原则）等为特征，以现代科学技术为依托，运 用生态规律、经济规律和系统工程的方法经营和管理的一 种综合工业发展模式。 工业生态学的核心是如何实现循环经济与环境友好理念， 实现再生资源的利用, 即用化学方法改变和回收利用废物， 将废物转化为原料，进而达到资源与能源高效利用的目标。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 绿色GDP与可持续发展 绿色GDP评估标准=GDP—（浪费的资源相应损 失额+浪费的能耗相应损失额+治理环境污染相应的 资金额+操作者安全的劳动保护费用） 目前的问题是如何界定和计算资源、能源和环境 污染的损失额，目前还有不同的计算方法，但国际 科技界认为绿色GDP才是真正的价值标准。 *上述损失额是指产品全部生命周期中造成的损失额， 包括产品废旧后处理所需要的损失额。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 应对21世纪的挑战 日本科技发展战略的改变 •月日本制定了《科学技术基本计划》: 1.宣布未来50年内, 要使诺贝尔奖获得者达 30名。---走自立创新之路。 2.而且强调加强地球环境问题，自然灾害传 染病预防、能源和粮食问题等全球规模的研 究课题。 •为什么？应对21世纪的挑战，提高本国经济 竞争能力;为了改善国家形象和大国意识的 增强，日本经济实力已具有基础研究实力。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 日本科技发展战略的改变的原因 •  二战后日本奉行赶超战略，采用引进、消化 吸收西方先进生产技术，降低研发成本，获 成功。到60年代后期，成长为世界第二大经 济强国。 • 90年代以后由于以下原因，发展受制约： ① 产品更新换代速度加快，学习者 的生存空间被压缩，改良性产品竞争力下降。 ② 冷战结束后，国际间经济矛盾上升， 美国等政府加强其知识产权的保护。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 • 正是由于近代科技高速发展的光辉前景，世界自 由贸易在一定程度内得到放宽，金砖四国应该是 世界自由贸易的最大受益国。 • 发达国家通过技术垄断，知识产权，环境门槛， 来保护其优势，科技竞争、人才竞争是国家间竞 争的主要形式。 • 发达国家在可以通过科技高速发展，获取“比较 优势”，垄断高端市场，二次世界大战前通过暴 力手段达到目的，已不是最有利的手段了。使金 砖四国有了一定的发展空间。 《站在风暴之上》美科学院咨询报告应对21世纪的挑战 绿色化学化工与社会经济可持续发展 实现我国经济发展不可能靠引进！ • 技术是市场换不来的，通过引资让出市场，会费掉自 有技术和品牌，成为依附性国家。 • 技术是买不来的，不会把第一流技术给潜在竞争者。 • 技术是模仿不来的，技术产权保护，产品更新速度快， 没有给学习者留下空间和时间， 只有依靠自主创新， 才是唯一科学发展模式。 • 市场经济时代：资源、生存空间竞争→市场竞 争→科技竞争→文化竞争 绿色化学化工与社会经济可持续发展 我国的发展目标 • 我国的目标：以人为本，和谐社会，科学发展观， 自主创新——突出战略地位。 • 国家一种分类法：资源型国家——中东等                                     依附型国家——拉美等                                  尾随型国家——日本,中国等                              创新型国家——欧美等 • 自主创新创新型国家之路：把握核心技术，                             单项创新→系统创新→新产业形成 创新项目+创新人才+创新基地。 绿色化学化工与社会经济可持续发展三.目标：建设创新型国家，培养创新型的人才！ 高举旗帜   科学发展                贯彻落实十七大精神 绿色化学化工与社会经济可持续发展 开拓创新与科学发展 • 1.创新人才培养是人才强国的基本要素 • 2.创新的内涵与创新型人才要素---创新型中国 需要创新型人才去建设 • 3.应对世界和中国的可持续性发展的挑战 • 4.为建设具有中国特色的社会主义强国，自主 创新科学发展, 努力学习、自强不息！ 绿色化学化工与社会经济可持续发展 你知道近期世界上科技创新大事有那些么？ • 2008年有多少人摘取了诺贝尔奖？ • 2008年化学奖获取者有几名？     有华裔科学家么？ • 在诺贝尔奖历史上有几名华裔科学家获奖 ？ • 有那些特殊的科技创新大事在进展…？ 绿色化学化工与社会经济可持续发展 你知道近期世界上科技创新大事有那些么？ • 2008年共12人。生理学或医学奖3名（德国1，法国2）；物理学 奖3名（日本3）；化学奖3名（美2，日1）；经济学奖1名（美 1）；和平奖文学奖1名（芬兰,法1）。( 美3，日4，德1，法3， 芬兰1） • 华裔共七名：李政道（1957，物理奖31岁）；杨振宁（1957，物 理奖35岁）；丁肇中（1976，物理奖40岁）；李远哲（1986，化 学奖，50岁）；朱棣文（1997，物理奖49岁）；崔琦（1998,物理 奖59岁）；钱永健（2008，化学奖， 56岁）。 • 人类隐身将成现实：美国加卅大学Xian Zhang 团队,开发出一种 新型纳米材料（纳米级网眼结构的银和镁氟化物）可使3物体周 围的光线折射后绕过物体，从而达到隐形的效果（负折射率材料） 。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 开拓创新与科学发展 • 1.应对世界和中国的可持续性发展的挑战;  • 2.创新人才培养是人才强国的基本要素; • 3. 创新型中国需要创新型人才去建设; • 4.为建设具有中国特色的社会主义强国，自 主创新科学发展, 努力学习、自强不息！ • 5. 绿色化学化工与社会经济可持续发展 三.建设创新型国家，培养创新型的人才！         “提高自主创新能力，建设创新型国 家”是国家发展战略的核心。            创造力的内涵与创造者的素质特 征? 绿色化学化工与社会经济可持续发展 “提高自主创新能力，建设创新型国家”是 国家发展战略的核心。 • 科技创新能力是廿一世纪国际竞争的焦点： 廿一世记经济实力、国防实力、综合国力的竞争， 最终决定于：科技水平、人才素质，创新能力的竞 争；科技进步是社会发展的火车头，技术转移会遇 到 多 种 扼 制. • 居安思危：在看到成绩同时，我们必须请醒认识到， 我国长期形成的结构性矛盾和粗放型增长方式尚未 改变。要想从根本上改变这种状况，唯有拓宽自主 创新的战略视野，充分发挥科技作为经济建设主力 军的作用。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创新型人才的基本素质和特点 • 胡锦涛总书记在2006年两院院士大会开幕式 上的重要讲话中，高度概括了当代中国创新 型科技人才所必需的一些基本素质和特点： – 具有高尚的人生理想； – 具有追求真理的志向和勇气； – 具有严谨的科学思维能力； – 具有扎实的专业基础、广阔的国际视野、敏锐的 专业洞察力； – 具有强烈的团结协作精神； – 具有踏实认真的工作作风； 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创新行为特征 • 原始创新； • 移植创新； • 集成创新； • 引进消化吸收再创新； 绿色化学化工与社会经济可持续发展 移植创新 • 1999年科索沃危机，美国和南斯拉夫之间爆发战争。 美国使用了一种石墨炸弹新武器，其中无炸药，当飞 机将石墨炸弹投到南斯拉夫高压电网的上空，导电的 石墨纤维缠绕在高压线上，引发电纲短路，电力中断。 使美国不战而胜。 • 一个优秀创新人才, 要善于从似乎无关的事物和现象 中，勤予思索，抽象出它关键的机理和思路，并加以 扩展和应用，这也是移植创新的重要途径。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创造力（Creativity）的定义 创造力是根据一定目的、任务，在脑中 创造出新技术、新产品……形象，并使 之实现的过程。 心理学家雷夫达尔：“创造力是人产生 任何一种形式的思维结果的能力，这些 结果是新颖的，是产生它们的人事先所 未能预料的。” 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创造者（Person）的人格特质  创造力人人皆有，“创造性”行为却并非人人都具备。  创造力须有充实得知识与经验背景，但知识不等同于创造。  创造需要天才，但智力最高不等于有创造力。  善于创造的人之人格素质：想象力、联想力、观察力、好 奇心、变通力。  创新者必需有强烈的创新愿望。要勤奋学习，善于思考， 勇于实践，百折不挠（失败是成功之母）的坚强的心理素 质。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创造的要素 创作者（Person）较着重创作者的人格特质 创造历程（Process）着重创作者的心理历程 创造产品（Product）着重创作者的作品 创造环境推动（Press）着重个人与环境的交互 作用 绿色化学化工与社会经济可持续发展创造能力与年龄—年青成才的也很多！ 获 奖 时 间 姓   名 获奖时年龄或发 表论文时年龄 研究方向 1915年 Lawreuce Bragg  1890－1971 25岁 X射线晶体 结构分析 1929年 (1892-1987) 1924博士论文32岁 电  子 波动性 1961年 1929—～） 1955研究生论文26 岁,1958年获博士学 位 穆斯堡尔 效应 1972年 1931－～） 1957年作研究生时 发表论文26岁 超导理论 1973年 (1940～~) 1962年剑桥研究生 时论文22岁 约瑟夫 效应 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创造行为特征       创造发明不等同于高知识，高智力，是多因素的综 合，可能发端于微末之处。最简单的可能是最好的。 • 光学玻璃透镜制造专利       第一次世界大战，潜艇技术的推动，俄国要求向英 国购买透镜玻璃制造中关键专利。经过盟国政府间 交涉，耗费了重金，购得专利说明书仅一句话：“ 在反应过程中不停地搅拌，气泡即可除尽。”       某杂志杜撰的笑话：美国航天局用十年的时间，数 十亿美元开发了一种在无重力条件下不漏水的记录 用笔，以后发现俄国一直用的是铅笔。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 对小概率现象的观察            2002年诺贝尔物理奖——关于中微子的研究 • 利用νe +37Cl→37Ar*+e-反应 发现太阳的电子中微子νe丢失了2/3。 • 发现丢失的原因是νe （电子中微子）→ νμ （缪 子中微子），说明中微子存在震荡现象，进而证 明了中微子有质量。 • 通过大麦哲伦星云中超新星爆发（百年 一遇——典型的小概率事件），Koshiba测定了中 微子质量的大小。 • 由此Koshiba获得2002年1/2的诺贝尔奖。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 •          创造性成果≠高资源占有 埃瓦•贾埃弗因 发现超隧道效应，获1973年诺 贝尔物理奖，称其实验条件是 • ** 液氮 杜瓦瓶是借来的 • ** 伏安计是用普通电表 • ** 电子示波器则是新学的技术拓展 •           创造力≠广博的知识占有     创新是以新方式应用知识，解决实际问题，与知 识的原始性发现完全不同。                                                    ——莱斯利（剑桥校长） 创造行为特征 绿色化学化工与社会经济可持续发展 交叉领域的成就 从多学科联合探究入手 诺贝尔自然科学奖统计 时间段 获奖项数 交叉学科数 比率％ 1901－1925 69 25 1926－1950 74 26 1951－1975 96 41 1976－2000 95 45 Σ 334 137 绿色化学化工与社会经济可持续发展 观察力（Observation） 对小概率现象的观察； 对平淡无奇事物的注意； 对交叉领域的观察； 对跨尺度现象的观察 ——善于发现已有理论与实践的矛盾 ——勇于挑战传统理论、坚持、反复完善。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 对平淡无奇，偶然出现事物的观察力  1930年在分析石油裂解产物中不饱和烃含量时，用与 H2SO4反应，测烯烃生成酯后进入水相的量，油相减少。  长时间放置，发现油相反转增加，未被重视。  1932年申请专利（UOP） 异丁烷＋正丁烯                          高辛烷值汽油                   1940年产业化，高辛烷值汽油运到英国用于二战。 HF、H2SO4 烷基化 绿色化学化工与社会经济可持续发展       崭新的理论体系，引领新的创造 –理性思维   逻辑推演   数学运算   实验规则 – 带着怀疑的目光，在无尽隧道中潜行，听到涛声，以 为出口在即，而其可能导入另一个新迷宫。 – 数学有解的方程是否都对应着一个真实的物理世界? 四把火炬 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创造能力体现于发现与发明 • 提出创造性概念 • 新的自然现象的揭示 – 观察自然、了解自然、再现自然 – 演绎自然、预测自然、利用自然 • 证明前人的命题 – 猜想——科学假设，直觉离不开科学实验。 • 对科学假设真伪判断 – “真理”相对性、它都有适用范围、寻找其边界。 • 发现与发明导致技术和工艺突破 科学家、工程师、能工巧匠是推动社会进步的三驾马车 创造的产品（Product) 绿色化学化工与社会经济可持续发展 创造环境推动(Press) • 政治、经济、军事发展需求。 • 教育、科研、开发体制与结构。 • 政策、激励机制等。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 中国对创造能力的需求（2004为例） • 经济高增长率 %（近年均），依靠钢铁、房地 产、基建、劳动密集型产业20%投资的增长率拉动； 粗放型经济。 • 消耗世界资源量：铁矿石28%，铝矾土25%，水15% ，水泥50%等，GDP仅占世界总量的4%。 • 低效益：DVD售价为40美元，付专利费20美元，利 润少于5美元；MP3售价为80美元，付专利费45美 元，利润为2美元。 • 制造业装备进出口逆差520亿美元……。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 2006年，我国除北京外，29 个省份没实现单位GDP能耗降 低的目标。原因来自多方面： —结构调整的步伐缓慢，服务 业发展滞后，重工业、特别是 高能耗产业增长速度过快； —节能减排的配套政策刚出台， 还不完善； —法律法规和管理制度不完善， 存在有法不依和执法不严的现 象； —与目前的发展阶段和经济发 展周期有一定关系，中国经济 现在正处在工业化的中期阶段， 重工业、一些原材料工业发展 比较快。 温家宝总理任节能减排 工作组组长 节能减排任重道远 绿色化学化工与社会经济可持续发展 ——到２０１０年，万元GDP能耗由２００５年的１.２２吨 标准煤下降到１吨标准煤以下，降低幅度２０％左右； ——到２０１０年，，主要污染物排放总量比2005年少１０ ％。其中：二氧化硫排放量由２５４９万吨减少到２２９５ 万吨，化学需氧量（ＣＯＤ）由１４１４万吨减少到１２７ ３万吨； ——单位工业增加值用水量降低３０％； ——全国设市城市污水处理率不低于７０％； ——工业固体废物综合利用率达到６０％以上。 国家节能减排的总体目标 绿色化学化工与社会经济可持续发展 数据来源：数据来源：20062006年中国环境状况公报年中国环境状况公报 从表中数据看出，工业生产排放的二氧化硫占总量的从表中数据看出，工业生产排放的二氧化硫占总量的 85%85%，工业生产的烟尘排放量占总量的，工业生产的烟尘排放量占总量的79%79%。。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 二、 国际绿色工程发展动态 21世纪人类面临着资源、能源及环境的严峻挑战，为了 全球的可持续发展，必须发展资源、能源节约型及环境友好 型的现代制造业。广义的过程工程概括了我国俗称的化工、 轻工、食品加工、功能制品加工及制药等多种工业领域的过 程. 国际美英等国在20世纪绿色工程产业发展过程中已经历了三 个阶段，己进入了第四阶段： 第一个阶段(1970--)：这时的主要驱动力是环保法规。解决 方案是末端处理; 企业三废处理成本愈来愈高。例如，日本 在此时期，为了满足环境的清洁化措施成本占生产总成本的 比例由5%提高到18%。 绿色化学化工与社会经济可持续发展   I        20世纪 60- 70年代 II    80年代 III 九 十 年 代 IV    21世纪 响应性质 被动响应 接受现实 建设性 预见性 注意焦点 末端治理 过程控制 产品和产业 结构 系统功能 主要行动 者 专业人员 管理人员 行业和地区 全社会 优化目标 最小污染 最小排放 最优结构 最适功能 生态对策 污染防治 清洁生产 生态产业 生态社区 表 一：       社会对环境响应的四个发展阶段    二、响应可持续发展思想的历史沿革 绿色化学化工与社会经济可持续发展 单位GDP能耗从上升转为下降的主要原因 • 本国工业向高端发展，是发达国家单位GDP能耗 从上升转为下降的主要原因，也是实现单位GDP能 耗下降的传统途径。 • 在经济全球化的大背景下，工业升级往往和国际 产业转移密不可分，这给单位GDP能耗加速下降带 来了机遇。 • 世界工业的发展历程表明，后发国家可以借助国 际产业转移的机遇实现本国工业向高端的升级， 由此降低对原材料的过度依赖。利用好后发优势， 成为后发国家加快实现单位GDP能耗下降的一个新 手段。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 单位GDP能耗从上升转为下降的主要原因          韩国的发展经验充分说明，抓住国际分工转移的机遇，实现 从劳动密集型产业向技术密集型甚至知识密集型产业升级是可 行的，其关键是加强国外先进技术的消化吸收和自主创新。         韩国20世纪50—60年代属于单纯引进或产业移植阶段，70年 代起对引进技术逐步进行消化、吸收以及实现国产化，到80年 代，韩国将国外先进技术的模仿与本国的自主创新相结合，做 大做强了一批著名企业，树立了一批国际知名工业品牌。          韩国奋斗的过程充分展示了一个发展中国家通过引进、消化、 吸收走上自主创新的工业化道路，抓住产业转移契机进入工业 发展高端的成功典型。  绿色化学化工与社会经济可持续发展 对我国的启示 • 通过宏观调控防止原材料生产一哄而上，是当前 降低单位GDP能耗的重要举措 • 要将单位GDP能耗降低目标上升为“走新型工业化 道路”的标志性指标 • 在世界经济格局中，我国应将发挥人力资源的智 力优势作为长期落脚点 绿色化学化工与社会经济可持续发展 能源消耗大能源消耗大 环境污染严重环境污染严重 资源效率低资源效率低 比世界先进水平高比世界先进水平高35~200%35~200% 年粉尘排放年粉尘排放 500500万吨万吨 COCO22气体排放超过气体排放超过 77亿吨亿吨 年消耗矿资源年消耗矿资源100100亿吨亿吨 建材工业存在的突出问题 2001年~2005年 总产量 （亿吨） 总能耗 （亿吨） 废气排放 （亿m3） 烟、粉尘排放量 （万吨） 固体废弃物利用量 （亿吨） 水泥 2708 CO2 公斤/吨 SO2 公斤/吨 水耗 公斤/吨 粉尘 公斤/吨 能耗 公斤/吨 资源消耗 公斤/吨 国内（先进） 940 1600 国外（先进） 790 1548 差距对比 16% 85% 58% 71% 23% 3% 国内外建材行业能源、资源消耗和污染物排放状况对比 我国近五年建材行业状况 绿色化学化工与社会经济可持续发展 能源消耗大能源消耗大 环境污染严重环境污染严重 资源效率低资源效率低 能源消费量约占全国总能源量的% 占全国工业能源消费总量% 工业废气排放占全国工业“三废”排放量第4位 工业固体废弃物排放全国工业“三废”排放量第4位 工业废水排放占全国工业“三废”排放量第1位 化工行业存在的突出问题 化工行业万元GDP能耗（吨标煤）        石油与化学工业能耗高、 三废排放量大，与国家“ 十一五”规划节能减排指 标存在很大差距(高出 倍） *2005年统计数据 绿色化学化工与社会经济可持续发展 材料工业与国际先进水平的差距 吨钢（冶金） 吨水泥（建材） 吨乙烯（化工） 中国 日本 差距21% 差距44% 差距70% 单位：千克标煤 结论: • 依据现有数据比较，我国钢铁、 化工、建材等基础原材料产业主 要产品的单位能耗均比国际先进 水平高。 • 吨钢综合能耗高21%； • 水泥综合能耗比发达国家先进 水平高30—40%； • 在化工产品中，一般产品的单 位能耗比发达国家高20—30%，有 些产品甚至高出40%，如大型合成 氨综合能耗比国外高出%。 绿色化学化工与社会经济可持续发展 • “十五”期间钢铁、有色、电力、石化、建材、化工等六大高耗能行 业增长%，重工业同比增长%，增速比轻工业快个百分点， 产业结构趋于重型化的格局没有改变。 • 淘汰落后产能工作难度加大。部分地区电力、钢铁、有色、水泥、建 材等淘汰落后产能进展缓慢。 • 突发环境事件时有发生。 结论：严格控制钢铁、有色、建材等行业经济过热，加速淘汰落后产能对节 能减排的贡献十分巨大。 淘汰落后,建设节约型社会 绿色化学化工与社会经济可持续发展 多元化水源管理 循环用水与阶梯用水 发展高新技术，转变增长方式 ——城市和重点耗水行业综合节水技术集成 攻关目标：污水零排放，吨钢新水耗量 ，水重复利用率>%。 技术关键： • 多元化水源管理，海水淡化与中水回用； • 循环用水技术，提高循环倍率； • 阶梯用水工艺； • 废水净化与处理技术。 钢铁行业综合节水系统集成 绿色化学化工与社会经济可持续发展 发展高新技术，转变增长方式 ——建筑材料绿色制造关键技术与装备 通过攻关，使建材行业的主导产业：  节能20~45%  节约资源15~50%   减少排放15~45%  产品质量达到或超过国际先进水平 建设10余条示范生产线。 节能（标煤） 1500万吨 节电 130亿度 减少石灰石用量 6000万吨 节地 8000亩 利用固体废弃物 亿吨 节陶土 1000万吨 减少CO 2 排放 7000万吨 减少NOx 等20万吨 综合节能综合节能25%25%以上以上!!!!          项目成果按产量计应用二分之一（其中新型墙体材料替代20%的 粘土砖）, 每年产生节能减排效果： 绿色化学化工与社会经济可持续发展 发展高新技术，转变增长方式 ——化工行业节能减排的技术途径 由多个反应和分离过程组合而成工艺过程工艺过程 行业规模居世界第三位，产品种类繁多、齐全，但96％是中小 企业，工艺技术落后，高能耗，高污染问题严重 行业特点行业特点 原料 纯化分离 过程 化学反应 过程 产物分离 过程 产品 “三废” 三废处理 排放  过程能耗：反应过程占30～40％， 分离过程占60～70％  “三废源”：100％由反应过程产生  过程核心：反应过程 化工反应过程强化技术  化工分离过程强化技术 ““节能减排节能减排””关键技术关键技术 绿色化学化工与社会经济可持续发展 从“末端治理”扩展到“源头”，从企业内扩 展到企业外 物质减量化 碳、硫、氮 氧化物的减 量化 环境质量 清洁生产 循环经济 采用二次资源 采用可再生能源 生产者责任的延伸 变“出售产品”为“出售 服务” 环境设计 产品的环境标识 源头治理为本，末端治理 为辅 分析手段： 物流分析 产品生命周期分析 绿色化学化工与社会经济可持续发展        最重要的是把好源头治理--设计这一关。在设计 工作（工厂或产品的设计）中，就要充分考虑资源、 环境问题，把设计工作和环境影响评价工作，二者 结合起来，交叉进行，对于提高设计工作的环保水 平，是有效的措施。不附合安全环保循环经济法则 的设计，就不批准建设立项。 中国对创造能力的需求 绿色化学化工与社会经济可持续发展 结 论 1.   绿色化学科学与工程技术是实现世界与 中国社会与经济可持续发展的基础与保证。 2.贯彻落实十七大精神--建设创新型国家， 培养创新型的人才！ 3.为建设具有中国特色的社会主义强国，自 主创新科学发展, 努力学习、自强不息！ 3. 绿色化学化工与社会经济可持续发展 结 论 4. 创造力人人皆有，“创造性”行为却并非人人 都具备。创新者必需有强烈的创新愿望。 5.创新者要勤奋学习，善于思考，勇于实践，百 折不挠（失败是成功之母）的坚强的心理素质。 6. 祝你们个个成才，为国争光！ 绿色化学化工与社会经济可持续发展 请提出宝贵意见 谢 谢！ 谢 谢 请提出宝贵意见 实验室大楼