精益生产_清洁生产与可持续发展

第七章 清洁生产与可持续发展 面对环境污染日趋严重 资源日趋短缺的局面 工业发达国家在对其经济发展过程进行反思的基础上 认识到不改变长期沿用的大量消耗资源和能源来推动经济增长的传统模式 单靠一些补救的环境保护措施 是不能从根本上解决环境问题的 解决的办法只有从源头到全过程考虑 为此 清洁生产应运而生 第一节 清洁生产概述 一 清洁生产概念 1996年联合国环境署对清洁生产的概念定义如下 清洁生产是指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程 产品和服务中 以期增加生态效率并减少对人类和环境的风险 对生产 清洁生产包括节约原材料 淘汰有毒原材料 减降所有废物的数量和毒性 对于产品 清洁生产战略旨在减少从原材料的提炼到产品的最终处置的全生命周期的不利影响 对服务 要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中 中国21世纪议程 对清洁生产的定义是 清洁生产是指既可满足人们的需要 又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施 其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理 将废物减量化 资源化和无害化 或消灭于生产过程之中 二 清洁生产的意义 实践证明 沿用以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统模式 经济发展正愈来愈深地陷入资源短缺和环境污染的两大困境 一是传统的发展模式不仅造成了环境的极大破坏 而且浪费了大量的资源 加速了自然资源的耗竭 使发展难以持久 二是以末端治理为主的工业污染控制政策忽视了全过程污染控制 不能从根本上消除污染 而清洁生产恰能较好地解决这两方面的问题 具有以下显著优点 一 清洁生产一方面用节能 降耗 减污和降低生产成本 改善产品质量 提高企业的经济效益 增强企业的市场竞争力 另一方面 可大大减少末端治理的污染负荷 节省大量环保投入 一次性投资和设施运行费 提高企业防治污染的积极性和自觉性 二 清洁生产可以最大限度地利用资源和能源 通过循环或重复利用 使原材料最大限度地转化为产品 把污染消灭在生产过程之中 通过改进设备或改变燃烧方式 进一步提高能源的利用率 既可减少污染物的产生量与排放量 又可节约资源与能源 用较少的投入获得较大的收益 具有显著的经济效益 三 清洁生产可以避免和减少末端治理的不彻底而造成的二次污染 因为清洁生产采用了大量的源头削减措施 既可减少含有毒成分原料的使用量 又可提高原材料的转化率 减少物料流失和污染物的产生量及排放量 因此而减少二次污染的机会 四 清洁生产可最大限度地替代有毒的产品 有毒的原材料和能源 替代排污量大的工艺和设备 改进操作技术和管理方式 从而改善工人的劳动条件和工作环境 提高工人的劳动积极性和工作效率 五 清洁生产可改善工业企业与环境管理部门间的关系 解决环境与经济相割裂的矛盾 三 清洁生产的目标 对于产品 清洁生产意味着减降产品从原材料使用到最终处置的全生命周期有不利影响的能源 取消使用有毒原材料 在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性 因此 企业实施清洁生产 就是使用清洁的原 辅材料 通过清洁的工艺过程 生产出清洁的产品 清洁生产谋求达到两个目标 1 通过资源的综合利用 短缺资源的代用 二次能源的利用 以及各种节能 降耗 节水措施 合理利用自然资源 减缓资源的耗竭 2 减少废料与污染物的生成和排放 促进工业产品的生成 消费过程与环境相容 降低整个工业活动对人类和环境的风险 四 清洁生产的内容 一 清洁的能源1 常规能源的清洁利用 如采用洁净煤技术 逐步提高液体燃料 天然气的使用比例 2 可再生能源的利用 如水力资源的充分开发和利用 3 新能源的开发 如太阳能 生物质能 风能 潮汐能 地热能的开发和利用 4 各种节能技术和措施等 如在能耗大的化工行业采用热电联产技术 提高能源利用率 太阳能的利用 二 清洁的生产过程1 尽量少用 不用有毒有害的原料 这就需要在工艺设计中充分考虑 2 无毒 无害的中间产品 3 减少或消除生产过程的各种危险性因素 如高温 高压 低温 低压 易燃 易爆 强躁声 强震动等 4 少废 无废的工艺 5 高效的设备 6 物料的再循环 厂内 厂外 7 简便 可靠的操作和控制 8 完善的管理等等 三 清洁的产品1 节约原料和能源 少用昂贵和稀缺原料 利用二次资源作原料 2 产品在使用过程中以及使用后不含有危害人体健康和生态环境的因素 3 易于回收 复用和再生 4 合理包装 5 合理的使用功能 以及具有节能 节水 降低躁声的功能 和合理的使用寿命 6 产品报废后易处理 易降解等 环境专栏 清洁生产的五个方面一是尽量使用低污染 无污染的原料 代替有毒有害原料 二是清洁高效的生产工艺 使物料能源高效率的转化成产品 减少有害环境废物的排出 对生产过程中排放的废物和能源 实行再利用 做到变废为宝 化害为利 三是向社会提供清洁产品 这种产品在使用过程中对人体和环境不产生污染危害或将有害影响减少到最低限度 四是在商品使用寿命终结后 能够便于回收利用 不对环境造成污染或潜在危胁 五是完善的企业管理 有保障清洁生产的规章制度和操作规程 并监督其实施 同时建设一个整洁 优美的厂容厂貌 五 清洁生产的理论 一 废物与资源转化理论 物质平衡理论 在生产过程中 产生的废物越多 则原料 资源 消耗越大 废料是由原料转化而来 清洁生产使废物最小化 其实质在于原料 资源 得到了最有效利用 生产中的废物具有多功能特性 一种生产过程中产生的废物可作为另一种生产过程中的原料 资源 资源与废物是一个相对的概念 清洁生产最好地体现了资源利用最大化 废物产生最小化 环境污染无害化 二 最优化理论清洁生产实际上是求解满足生产特定条件下使其物料消耗最少 而使产品产出率最高的问题 此问题的理论基础是数学的最优化理论 很多情况下 废物最小量化可表示为目标函数 而清洁生产则是求它在约束条件下的最优解 三 社会化大生产理论马克思主义认为 用最少的劳动消耗 生产出最多的满足社会需要的产品 是社会主义建设的最高准则 马克思曾预言 机器的改良 使那些在原有形式上本来不能利用的物质获得一种在新的生产中可以利用的形式 科学的进步 特别是化学的进步 发现了那些废物的有用性 当今社会化大生产和科学进步 为清洁生产提供了必要的条件 第二节 清洁生产与可持续发展 一 清洁生产与可持续发展 持续发展的理论使工业发达国家逐渐认识到人类应该适应增长和发展的需要 改变对资源和环境进行掠夺式的传统发展模式 向不超出资源和环境承载能力的可持续发展模式转变 清洁生产给人们以全新的概念 即把工业生产污染预防纳入可持续发展战略的高度 可持续发展理论成为清洁生产的理论基础 清洁生产是可持续发展理论的实践 以保证环境和经济协调发展 清洁生产谋求在工业生产过程中和产品设计过程中 防止污染空气 水和土壤 减少废弃物 以减少对人类的危害 清洁生产也是一种认识世界的哲学思想 一般认为 伴随经济增长必然产生污染 但必须将污染控制在一种相对能接受的水平 经济发展要考虑到自然生态环境的长期承载能力 使环境和资源既能满足经济发展目标的需要 又能满足人民生活的需要 既满足当代人的需要 又足以支持后代人的潜在需求 与此同时 对环境保护要充分考虑到一定经济发展水平下的经济支持能力 采取积极可行的环境政策 配合和推进经济发展 因此 清洁生产是可持续发展的必然方案 二 实施清洁生产的途径 方法与步骤 清洁生产包括清洁的能源 清洁的生产过程和清洁的产品 是可持续发展的重大战略行动 是一项复杂的系统工程 一 可持续的生产 1 可持续生产的概念可持续的生产是物质资料的生产 人类自身的生产和环境生产相互适应 相互平衡的生产 物质资料的生产 人类自身的生产和环境的生产相互适应的理论对于指导我国这样一个人口众多 生态环境破坏严重的国家实施可持续发展战略具有重要的理论意义 2 可持续生产与可持续发展的关系三种生产的协调是实现区域可持续发展的一个重要前提 协调需要具体的操作 协调操作就需要有能正确指导操作的理论 准则 方法和技术 要使三种生产的运行关系从不和谐转变为和谐 关键在于协调三种生产之间的联系方式和内容 以确保整个系统的和谐运行 要协调各个生产环节内部运行的目标和机制 以保证三种生产的发展和三种生产之间的正确联系 1 加强环境管理深化环境影响评价制度是加强环境管理的重要方面 环境影响评价是对人类社会行为通过三种生产可能对环境造成的影响进行预测 然后在此基础上去评价它们对三种生产和谐运行的贡献 正负 大小 并据此对人类的社会行为进行调整 2 开展环境建设根据三种生产理论 应该开展环境建设 具体来说就是调配人力资源和资金的投向 保证环境建设的投入 环境建设不同于传统的第一 第二 第三产业 它的根本任务不是为人的生产这个环节提供生活资料 而是协调三种生产之间的关系 保证环境能源源不断地提供生活资料和生产资料 进而从根本上去解决人类社会发展不可持续性的一个重大的基本措施 3 协同社会行为人类的社会行为由政府行为 市场行为和公众行为组成 其中政府行为处于主导地位 政府可以把属于自己的各种手段结合成一个系统的整体行为 去提高公众的可持续发展意识 从而去调控人口的增长 改变单纯追求物质享受的消费观念和消费方式 并在注意向物质生产投放人力资源的同时 注意向环境生产投放人力资源 等等 当然 政府也可能因为认识滞后或者短期利益的驱使 不顾环境生产的承受能力 去迎合物质资料生产单纯追求经济利益最大化的倾向 去刺激公众追求高消费的倾向 这就需要具有自觉可持续发展意识的公众去约束政府的行为 二 资源的合理开发与利用资源的合理开发 持续利用是可持续发展的前提 为了实现资源的综合利用 首先要正确鉴别原材料 列出目前和将来能用的组成部分 制订将其转变为产品的方案 1 实行跨行业协作2 减少环境污染3 二次资源综合利用 三 清洁生产的意识形成与技术推广1 清洁生产意识培育要深入有效地推行清洁生产 使不同层次的管理者 特别是企业的高层管理者了解清洁生产 认识到清洁生产对于企业节约成本 提高企业在市场上的竞争力 树立良好环境保护形象的重要作用至关重要 2 清洁生产技术推广清洁生产是一种思想 是高层次的 覆盖面非常广的 体现在工业布局 国民经济计划 经济发展方针和产业政策等诸多方面 为了对清洁生产提供强有力的技术支持 加强清洁生产技术的研发 促进清洁生产技术的扩散非常重要 企业是清洁生产的主体 像环境保护一样 要真正把清洁生产从一种战略变为企业的实践 必须要各方面的通力合作 广大企业的积极参与 甚至是全民的自觉行动 四 实施清洁生产的政策体系1 明确机构组织和实施主体2 建立完善的政策体系 1 支持企业推行清洁生产 财政给予必要的资金保障和倾斜 2 对于推行清洁生产的企业 在税收减免方面给予优惠 3 对推行清洁生产的企业 实行加速折旧制度 刺激企业的技术改造和运用新技术 新设备向清洁生产发展 促进企业推行清洁生产 4 创建清洁生产的市场机制 培育清洁生产的需求市场 3 将推行清洁生产纳入法制轨道 五 工业生产过程的清洁生产1 源削减 1 改进产品设计 调整产品结构 2 用无害或少害的物料 不产生或少产生污染物 3 改革工艺和设备 开发全新流程 4 加强管理 2 废物循环利用 建立生产闭合圈 1 将流失的物料回收后作为原料返回流程中 2 将生产过程中产生的废料经适当处理后作为原料或替代物返回生产流程中 3 将生产过程中生成的废料经适当处理后作为其他生产过程的原料回用或作为副产品回收 3 发展环保技术 搞好末端治理 1 必须清浊分流 减少处理量 有利于组织再循环 2 必须开展综合利用 从排放物中回收有用物质 3 必须进行适当的预处理和减量化处理 第三节 工业生态系统与工业生态学 一 工业生态系统 工业生态系统是人造系统 它是所有企业 行业和部门的总和 是通过对自然资源加工生产物质资料的事业 工业除制造业之外 还包括采掘业 建筑业 运输业以及供电 供热 供水等公用事业 工业系统本身是经济系统的一个组成部分 是一个组分众多 纵横交错的复杂系统 与工业系统相关联的还有自然系统 土地 农田 森林 等 社会系统 政治 法律 组织 安全保障等 以及技术系统 厂房 动力 机器 工艺 科技开发等 工业系统的中心是人 人的劳动组织 人的劳动和智力的投入以及人的消费需求的推动 工业生态系统动作示意图 实现物质转化 能量流动的工业活动 在某种程度上是与生物活动类似的 两者都是按取自环境 生物体 企业 返回环境的方式运作 其本质都是一种代谢的过程 因此 工业生态系统的设计在某种程度上是在模拟自然生态系统 在这样的工业生态系统里 能源和材料的消费被最优化了 一个过程的排放物可以作为另一个过程的原材料 一个良好的工业生态系统应该是如下的情况 一 生态系统惟一的能量来源是太阳能 二 浓缩的有毒物质只在当地生成和使用 三 效率 生产率与弹性之间必须处于动态平衡 如果过多强调前两点而忽视了弹性就会造成系统的脆弱 并可能导致系统崩溃 四 通过物种的高度多样性和相互之间复杂的关系 生态系统在遭受变化时能保持一定的弹性 许多关系是通过自我组织过程来维持的 而不是自上而下的控制 五 在生态系统内 每一物种都独立活动 然而它们的活动模式与其他物种的模式联合结成网络 合作和竞争并存并保持平衡 二 工业生态学 工业生态学是起源于清洁生产的 是清洁生产发展的一个新的阶段 工业生态学是生态学家 环境学家和产业界都在不断扩展和深化清洁生产的概念和内容的情况下 提出的一种系统化和一体化的新的环境管理思想 工业生态学的提法始于1989年 由美国通用汽车公司的研究部事总裁罗伯特 福罗什和负责发动机研究的尼古拉斯 加罗布劳斯在 科学美国人 上发表的题为 可持续工业发展战略 文章 在这篇文章中提出 在传统的工业体系中 每一道制造工序都独立于其他工序 通过消耗原料生产出即将被销售的产品和相应的废料 我们完全可以运用一种更为一体化的生产方式来代替和种过于简单化的传统生产方式 那就是工业生态系统 我们对工业生态学的定义是 它是一种以可持续为基础来管理人类活动的方法 这种方法是 第一 设法将人类系统与自然系统进行充分地结合 第二 减少对能源和材料的使用 第三 减少人类活动对自然系统可承受程度产生的生态影响 三 卡伦堡共生体系和生态工业园区 生态工业园是建立在一块固定地域上的由制造企业和服务企业形成的企业社区 在该社区内 各成员单位通过共同管理环境事宜和经济事宜来获取更大的环境效益 经济效益和社会效益 整个企业社区所能获得的效益比单个企业通过个体行为最优化所能获得的效益之和还要大 生态工业园的目标是在最小化参与企业的环境影响的同时提高其经济绩效 包括通过对园区内的基础设施和园区企业 新加入企业和原有经改造过的企业 的绿色设计 清洁生产 污染预防 能源有效使用及企业内部合作 同时也要为附近的社区寻求利益以确保其积极的发展 一 卡伦堡共生体系卡伦堡是一个仅有2万居民的工业小城市 位于北海之滨 距哥本哈根以西