化工行业循环经济

化工行业循环经济 摘要 化工行业是我国国民经济的支柱产业之一,在国民经济中占有着十分重要的地位。但是,化 工行业同时也是一个高污染高投入的行业,随时可能面临能源及原材料危机。随着循环经济的推广 与实施,化工行业在循环经济之路上要摸索出自己独特的发展模式。结合化工行业本身特点,从循 环经济的3R原则(减量化、再使用和再循环)入手,以国内外推行化工行业循环经济的先进工业企业 为例,分析了企业层面和生态园区层面两个方面循环经济的着手点。最后,在化工行业循环经济发 展 方向上作了初步的探索。 关键词 化工行业 循环经济 化工园区 正文: 一、 化工行业在国民经济中的地位及发展循环经济的迫切性 化学工业是我国重要的基础原料产业,与国民经济各部门、国防建设及人民生活有着十分密切 的关系,为国民经济各部门配套服务、支援农业和国防建设等方面发挥着越来越重要的作用;同时, 化学工业也是高耗能产业。据有关资料介绍,化学工业的耗能大约占全国能源消耗的10%左右,化学 工业每年电耗约占全国用电的17%左右,而我国化工行业单位能耗创造的价值仅有德国、美国和日 本的1 /5到1 /6。 化学工业是原材料产业,是以资源为基本原材料的。2004年我国消耗石油3. 19 亿吨中,约 5000万吨是被化学工业消耗的。化学工业每年消耗的煤炭多达1亿吨、天然气100多亿立方米、原 盐3800多万吨、化学矿近6 000万吨、天然橡胶近170万吨。在推进工业可持续发展的进程中,要对 此类高耗能产业从源头抓起,控制其原材料投入,从源头上落实循环经济“减量化”的原则;同时改 进生产技术,提高单位能耗所能创造的价值。 化学工业也是污染较重的行业, 2003年化工行业排放工业废水约35亿吨,工业废气约12 000亿 立方米,产生固体废弃物约6 800万吨。废水排放量约占全国工业废水排放总量的18% ,居各行业第 一位;废气排放量约占全国工业废气排放总量的6.5% ,居第四位;固体废弃物排放量约占全国工业 固体废弃物排放量的5. 9% ,居第五位。在推行化学工业循环经济的过程中,应该注意控制原材料 输入量与废弃物排出量,尽量使得原材料能在生产过程中得到充分的循环利用,达到再循环再利用 的标准,而减少废弃物的最终排放量。 化学工业也是运输量最大的行业,化学工业大宗产品多,运输量大,每年的运输量达几十亿吨, 减少运输消耗和能耗,搞好物流配送,节约能源,也是发展化学工业循环经济可行的一个方面。 二、 化工行业特征与循环经济可行模式 在过去几年中,化工行业一直实行以“预防为主、防治结合、以管促治”的方针,指导着各地 化工部门、化工企业的环境保护工作,虽然取得了一定的成效,但是从可持续发展的角度来看,还需 要一个更加“清洁”的道路来指引化工行业的进一步发展。 对于化学工业本身来说,是一个高投入高污染的行业;而其对其产品来说,又是其他工业产生的 原材料,投入到其他生产活动中而难以考察其未来状态,更无法有效回收利用。针对化工行业自身 的这种特点,无法应用一般的延长产品生命周期等循环经济研究方法来对化学工业进行分析。但是 在化工企业生产过程中,由于产品具有一些特殊的化学性质,可给企业与工业的生产带来极大的便 利。比如,处理污水时酸碱中和预处理问题,化学副产品再利用,化工企业聚集,形成化工园区统一 发展等等现象这里,试采取从最简洁直观的“3R (Re2cuce Reuse Recycle) ”入手,制定化学工业 发展的独特的循环经济发展模式。 在每个方案中,又可以分为企业层面与生态工业园区层面两个层面推行循环经济的发展。企 业内部的循环是企业根据循环经济的思想设计生产过程,促进原料和能源的循环利用。通过实施清 洁生产和ISO14001环境管理体系,积极利用生态工业技术和设备,设计和改造工艺流程,变成无废、 少废的生态工艺,使上游产品所产生的废物成为下游产品的原料,在企业内部实现物质的闭路循环 和高效利用。生态工业园区层面即通常所说的企业与企业之间的循环模式。生态工业园区作为实 现循环经济的重要载体,是经济发展和环境保护的大势所趋。传统工业体系中各企业的生产过程相 互独立,这正是造成污染严重和资源消耗过多的原因之一。生态工业园区则恰能解决这一问题,因 此成为我国 第三代工业园区的主要发展形态和工业园区改造的方向。 三、 化学工业循环经济推行途径 （一）减量化( Reduce) 减量化原则( reduce)要求用较少的原料和能源投入来达到既定的生产目的和消费目的,进而在 经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。减量化有几种不同的表现。在生产中,表现为通过技 术 改造、采用先进的生产工艺,或实施清洁生产减少单位产品的原料使用量和污染物的排放量。 1、 企业层面 在企业层面,循环经济“减量化”的推行是与企业技术发展密不可分的,只有通过技术创新,提 高设备的使用率才能减少原材料的投入,减少能耗电耗与水耗,从而节约成本、扩大产出。并且,技 术创新是推动循环企业发展的原动力,每一项技术难题的突破,都可能为企业带来更大的经济效益 和环保效益。为了实现企业效益的最大化,企业应该怎样进行物流与能流的循环,能否通过技术的 改进更好地推行化工企业内部的循环,循环型企业应该怎样获取技术创新的观念和主动创新的动力? 在企业内部产业链的建立和发展过程中,随着效益不断提高,科研经费不断投入,技术难题不断被攻 克,科研队伍不断壮大,企业的科研实力也会不断提升。同时,企业规模越大、效益越好,它的科研 实力也越强,从而通过循环经济的实施,将企业推向一个良性循环的道路上。 美国杜邦化学公司于20世纪80年代末把工厂当作试验新的循环经济理念的实验室,组织厂内各 工艺之间的物料循环,创造性地把循环经济3R原则发展成为与化学工业实际相结合的“3R 制造法” ,以达到少排放甚至零排放的环境保护目标。他们通过放弃使用某些环境有害型的化学物质、减少 某些化学物质的使用量以及发明回收本公司产品的新工艺,到1994年已经使生产造成的塑料废弃物 减少了25%,空气污染物排放量减少了70%。同时,他们在废塑料如废弃的牛奶盒和一次性塑料容器 中回收化学物质,开发出了耐用的乙烯材料维克等新产品。 而我国的泸天化集团也在发展生产的同时,着力推行和实施清洁生产工艺技术,加强环境的管 理,运用现代科学技术治理和控制污染,把生产经营对资源的需求和生态环境的影响降低到最小程度,从 根本上解决经济发展与环境保护之间的矛盾。利用先进技术和材料治理污染,如改造硝酸吸收填料 提高氧化氮吸收效率、采取先进的空气预热器,有效降低热污染,节约能源。 因此,为达到企业层面循环经济“减量化”目的,应该紧紧抓住“技术创新”这个关键点,使 高新技术的实行,不仅能够达到减轻环境负担,推行循环经济的目的,而且要使其真正成为企业控制 成本,增加利润的动力。 2、工业园区层面 生态工业园区具有良好的战略规划和先进的管理理念。鉴于生态工业园区中产业链的复杂性、 园区的规模以及产生的效益,园区在建设初期需要做出出色的战略规划,协调好企业之间的共生关 系,实现园区投入最小化与经济和环境效益的最大化。这就要求管理者具备先进的管理理念。在园 区的管理上,要通过使用新技术,实现园区内的信息共享、水资源及其他资源和能源的循环再利用、 实行有效的环境监测,保持园区的可持续发展。 在生态园区层面上,不仅要继续推行企业内部的技术创新,以保持企业内减量化模式的顺利实行;还 可以通过园区内企业共用水电等公共设施来减少能源的投入。比如在上海化学工业园区,按照国内 传统的石油化工生产工艺测算,化工区一期将每天产生工业废水15万吨;而通过引进先进的生产工艺 实现区域内水资源精确配置与循环利用,一期地块内项目的废水总量降至每天1. 5万吨,仅为原规划 量的10%。同时,区内通过产业整合和集约经营,集中建设了热电联供、工业气体、工业水厂、污水 处理厂、废物焚烧炉、天然气管网等公用工程体系,在化工区落户的企业不必再自建分散、规模小、 效率低的配套设施,而是在区里购买价廉质高的服务,实现了生产配套、废物处理和物流储运等公用 设施的资源共享。这样做,不仅有利于改进生产技术,大大节约用地、节省投资和运营成本,而且有 效地提高了资源的利用效率,充分发挥了公用配套设施集约经营的规模效益。较传统经营,化工区内 能耗节省23%,成本降低33%。 上海化工园区为推行生态园区内的循环经济做出了一个典型的范例,同时也指明了工业园区减 少能耗的有效途径除企业自身实行技术创新,提高能源与原材料效率外,还应注意化工园区 内的各种能源设施的建设,达到产业整合集约经营与资源共享,共建基础设施与后勤保障设施,进一 步使得配套设施能够更有效地发挥应有的作用,减轻整个园区内能源压力与环境压力。 （二） 再利用( Reuse) 再使用原则( reuse) ,要求制造产品和包装容器能够以初始的形式被反复使用,防止物品过早 成为垃圾。这一原则要求抵制一次性用品的泛滥。再利用就是在减少资源浪费等方面努力。比如 在杜邦公司,生产过程中尺寸不合格的产品,作为工程内的原料再使用。另外,为了搬运树脂制造的 袋子采用产品强度高的工艺制作,更耐用,可以多次在据点之间往复使用。 而在一般的化工企业中,再利用作为循环经济的推行途径,也经常表现在不合格产品的再利用 与包装的循环利用上,这也无失为一种节约成本的有效途径。 （三）再循环( Recycle) 再循环原则( recycle)要求生产出来的物品在完成其使用功能后能重新变成可以利用的资源,而 不是不可恢复的垃圾。再循环有两种情况,一种是原级再循环,即废品被循环用来生产同种类型的 新产品;另一种是初级再循环,即将废物资源转化成其他产品的原料。结合化工行业的生产特点与 产品特点,在循环经济推行过程中,“初级再循环”是要广泛采取的方式。 1、企业层面 在化工企业中,由于其自身的特点,在生产过程中会产生一定的副产品,而这种副产品,恰恰有 可能是其他工序的原材料。如酸碱之间的反应,各种有机物间的互相转化等等。如果能够设计出一 种“原材料反应物产品+副产品原材料”的产品生产链,那么必将大大节约生产成本,并给企 业带来更高的效率与收益。 化工行业企业内部循环紧紧抓住物料循环这样一个特点,在各个生产链间能够模仿自然界的食 物链,建立企业循环圈,使得上游工艺或者其他流程产生的废弃物和副产品能够成为下游工艺或流程 的生产原料,形成网状链发展。通过原本是废物的副产物的多途径、多层次的循环利用,既获得了多 种高附加值的产品, 还减少废物排放, 保护了环境。 英国璐彩特公司利用赛科公司丙烯腈装置的副产物HCN (氢氰酸)生产MMA,其废酸回收装置同 时回供赛科生产所需的高浓度硫酸,这一个循环过程,不仅使废物得到充分利用,还减少了污染物 的产生和排放。 在制造工程中成为不良品的树脂(粉末,颗粒等等)基本上被分别回收后,再溶解变成树脂重生。 而且,再生的树脂也差不多能维持同样的特性。为了促进树脂的再生,发展再生树脂第二市场的崛起 成了一个新的环境对策。 2、生态园区层面 生态工业园模式是企业内部循环模式的扩展。生态园区模式中,不仅园区中的企业在各自进行 企业内部循环,而且同时参与园区的物料与能量的循环。建立起更为复杂的生态产业链。在化工园 区 的循环模式中,物料的循环始终成为循环的主角,它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连 接起来,形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使一家工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂 的原料或能源,模拟自然系统,在产业系统中建立“生产者消费者分解者”的循环途径,寻求物 质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化。在生态工业园区中,同行业企业间建立的生态园区, 通过园区内各企业间的副产物和废物交换、能量和废水的梯级利用以及基础设施的共享,实现资源 利用的最大化和废物排放的最小化;借助园区内不同化工公司的细化分工,全面考虑物料循环,建立 更 为复杂精密的物料循环模式,实现产业链的延伸。 传统氯碱工业中,电解盐产生的氯气直接用于生产氯乙酸烯、聚氯乙烯。在上海化学工业区内, 通过产品、原材料的整合和引进先进生产工艺,上海天原公司的烧碱及聚氯乙烯装置中电解产生的 氯气,首先用于MD I/TD I生产,并将MD I/TD I装置的副产物氯化氢回流至天原公司,与赛科生产的 乙烯反应生产二氯乙烷。这样,在一个一体化生产链中,“一份氯,打了两份工”。同样,在园区内, 不仅化学反应热能不会白白放掉,就连垃圾也要吃光榨干,即将建设的区内焚烧炉项目投入运营后 每年可处理6万吨化工废料,每小时产生26吨蒸汽,再加上其他企业的蒸汽将用于余热发电,可以满 足化工区管理中心的用电需要。 四、 化工行业循环经济未来发展趋势 我国石化工业“十五”规划提出“在同一区域集中建设大型乙烯和下游装置,形成化学工业 园区”。这也正符合了国际化工企业的发展趋势。世界上著名的化工企业都相对集中地布置在一 个区域,如美国墨西哥湾化工区,以休斯敦为中心,东至路易斯安那,西达德克萨斯州,绵延数百英里 海岸线,上百家公司在此建立,化工区产值占美国石化工业总产值25%以上;比利时安特卫普化工区, 占地37平方公里,世界上最大的20家化工企业中有一半在此安家落户,年产值超过110亿美元;德国 卢德维希化工区,巴斯夫公司独自建立,占地7. 11平方公里,建有350余套生产装置,年产值超过150 亿美元;新加坡裕廊化工区,围海造地34平方公里, 66家企业参加投资,年产值约190亿美元。建设 化工园区主要有以下优势。 (1)化工产业在园区集聚发展,有利于综合利用资源,集中展现上中下游一体化,减少中间环节, 延伸产业链条,降低企业生产成本,提高经济效益。 (2)化工园区便于统一规划,建设基础设施,如水电气,交通运输,通讯等,由于规模效应,可节约 基础设施投资,有利于改善在园区内落户的企业的投资环境,提高投资回报。 (3)园区内便于统一对