《清洁生产工艺学》第六章生态工业课件

1、第六章 生态工业 一. 理论基础之一工业生态学1.定义 工业生态学是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程、组织管理体制以及生产、消费、调控行为的动力学机制、控制论方法及其与生命支持系统相互关系的系统科学。2. 工业生态学三大基本要素 关于工业体系与生物圈的关系； 物质与能量流动与存储，运用非物质化来考察经济； 科技动力；3. 工业体系的进程第1页，共108页。资源 & 能量流模型无限的资源有限的废料生态系统第2页，共108页。有限的资源与能源有限的废料生态系统组成部分组成部分组成部分组成部分资源 & 能量流模型第3页，共108页。能量资料来源: Graedel, T.E.,

2、“On the concept of industrial ecology”, Annual Review of Energy and Environment, no. 21, 1996, p. 77.生态系统组成部分组成部分组成部分组成部分资源 & 能量流模型第4页，共108页。顶级产业生态系统能源采掘者或种植者原材料加工或制造商资源回收者消费者或服务提供商WR1RMWR2PWVR3不可持续的天然资源可承载或有限的废弃物量P-产品；R1-回收的资源；R2-回收的材料或零部件；R3-可再用的产品或部件；V-能源物质；W-废弃物；RM-原料第5页，共108页。6自然生态系统自我维持自我设计自我适

3、应具有可持续活力生产系统第6页，共108页。7自然生态系统代谢功能生产者消费者分解者食物链（网）少量能量无机环境第7页，共108页。8食物链的本质食物链（亦称为“营养链”）生态系统中，生产者所固定的能量和物质，通过一系列的取食和被取食关系而在生态系统中传递，各种生物按其取食和被取食的关系而排列的链状顺序。 鹰 蛇 小鸟 昆虫 草 捕吃捉食一般食物链长45个环节，不多于7个食物链（网）是自然界中食物供求的关系链第8页，共108页。9食物链的特点同一食物链中常有多种生物组成同一生态系统中常有多条食物链组成不同生态系统中各类食物链占有比例不同任一生态系统中各类食物链总是协同作用的第9页，共108页。

4、工业生态学工业生态学属于应用生态学的一个分支，以生态学的理论观点考察工业代谢过程，亦即从取自环境到返回环境的物质转化全过程，研究工业活动与生态环境的相互关系，以“研究出调整现在的生态链结构、原则和方法，建立新的物质闭路循环，建立自然生态链和人工生态链结合的生态系统”。这一学科的创始人之一，美国学者艾仑比认为：工业生态学应被看作是对所有工业和经济实体以及它们与自然系统的基本联系（物理、化学和生态的联系）进行的多学科客观研究。在他与贝尔实验室的格雷特尔合著的工业生态学一书中，对这门新学科作了如下的定义：“工业生态学是人类赖其得以审慎和合理地达到并保持一种企望使经济、文化和技术不断发展的支撑能力的方

5、法。根据工业生态学的概念，工业系统不是与周围环境隔绝的，而是相互联系的。这种系统的观点在于谋求包括从原料到产品，到用过的产品以至整个物质循环的优化，优化的要素包括资源、能量和资本。”第10页，共108页。产业生态系统的理论1产业生态共生理论23拮抗和协调作用理论产业生态平衡理论第11页，共108页。产业共生是一个完整的系统，是指产业内作为独立经济组织的企业之间，因同类资源共享或异类资源互补所形成的共生体。该共生体促进了内部或外部、直接或间接的资源配置效率的改进，既带来了企业效益的增加，又推动了该产业的发展。 产业共生理论第12页，共108页。形成共生的群落性 系统内部的复杂性 资源使用的循环性

6、 上下游产业的关联性 生产成果的增值性 产业共生的特征第13页，共108页。产业共生的要素共生单元基础企业共生环境外部条件市场、社会共生模式关键合作关系最重要的特点是形成了相对稳定的股权、正式或非正式的契约（合同）等共生内生媒介 第14页，共108页。2022/8/415工业园泛指被划分开来进行开发以供多个企业同时使用的大面积地域，一般具有某些可共享的基础设施，企业之间又有比较紧密的联系。工业园的类型：加工区、工业群、商务园、办公园、科研园以及生物技术园等。工业生态园的概述二、工业生态园第15页，共108页。2022/8/416定义一：1995年，Cote和Hall提出：工业生态园是一种工业系

7、统，它有效利用自然和经济资源，减少生产、材料、能源、保险以及治理费用和负债；改善运转效率、质量、职工健康和公众形象；从废弃物的利用和销售获得增加收入的机会。生态工业园定义第16页，共108页。2022/8/417定义二：Lowe、Moran和Holmes提出的定义：工业生态园是那些旨在通过在管理环境和资源问题如能源、水和材料等方面的合作来增加环境和经济性能的制造业和服务业所组成的商务社区。通过协作，该商务社区追求比单个企业最大收益之和和还要大的综合收益。生态工业园定义第17页，共108页。2022/8/418定义三：1996年8月由美国可持续发展总统委员会（PCSD）提出：生态工业园是一个有计

8、划的物质和能量交换的工业系统，寻求能源和原材料消耗的最小化，寻求废物产生的最小化，并力图建立可持续的经济、生态和社会关系。生态工业园定义第18页，共108页。2022/8/419 综合各种定义，工业生态园是依据循环经济理论和产业生态学原理设计而成的一种新型的工业组织形态，是生态工业的聚集场所。通过园区内外的资源共享、废物交换、能量梯级利用等手段，建立工业生态系统的“食物链”和“食物网”，最终实现园区内污染物的“零排放”。生态工业园定义第19页，共108页。2022/8/420（1）具有行业特征：不同生态工业园一般都围绕当地的自然条件、行业优势和区位优势来进行规划设计，不同园区具有不同的特色。（

9、2）园区内的企业互相联系、协同发展生态工业园是由企业组成的“社区”，但不是单个企业的简单聚集，而是通过协作生产来形成新的生成力。通过园区内个企业间的副产物或废物交换，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。生态工业园的特征第20页，共108页。2022/8/421 现代化管理手段及新技术的应用 如应用信息管理系统、节水、能源梯级利用、再循环和再使用、环境监测等手段和技术，可以提高经济效益和环境效益，从而保证园区的稳定和持续发展。 园区内的基础设施完善、生产工艺先进 园区内的基础设施可以为园内的企业提供优质的服务；生产工艺满足清洁生产的要求，在提高资源利

10、用效率的同时又创造了经济效益。生态工业园的特征第21页，共108页。2022/8/422（5）对进入园区的企业有限制要求：园区在选择入园企业时有一个审核标准，进入生态工业园的企业必须能与园区的发展相兼容。总之，生态工业园区不仅仅是一种单一的副产品交换模式或交换网络；也不仅仅是一种循环利用的商业群（资源回收、循环利用公司等）或环境技术公司的汇聚。它既不仅仅是一种生产绿色产品的公司汇聚，也不仅仅是一种仅围绕某一单一主题而设计的工业园区或具有环境友好基础设施或建筑的园区。生态工业园的特征第22页，共108页。2022/8/423生态工业园的措施具有明确的主题，但不仅仅只是围绕单一主题而设计、运行，在

11、设计工业园的同时考虑社区的要求； 通过毒物替代、二氧化碳吸收、物质交换和废弃物的综合治理来减少环境影响或生态破坏；但生态工业园不单纯是环境技术公司或绿色产品生产企业的集合； 通过共生和层叠实现能量效率的最大化； 通过回用、再生和循环对材料进行可持续利用。第23页，共108页。2022/8/424 与生态工业园所在的社区以供求关系形成更大的网络，而不是单一的副产物或废弃物交换模式或交换网络； 通过各成员自己和作为整体的社区来持续改进环境性能； 拥有调控体系，允许一定灵活性而鼓励成员适应整体运行目标。生态工业园的措施第24页，共108页。2022/8/425 使用经济型社会和手段来抑制废弃物和污染

12、； 使用信息管理系统，促进园区内物质和能源的闭路循环； 准确定位生态工业园及其成员的市场，利用市场定位吸引能填补园区空缺生态位和能与之互补的公司加入； 创建一种机制，对管理人员和职工开展有关新政策、新工具和信技术等方面的培训和教育，以改进系统。生态工业园的措施第25页，共108页。2022/8/426（1）实体改造型：此类生态工业园是对现已存在的工业企业通过适当的技术改造，在区域内企业间建立废物和能量的转换关系，建立工业链，充分发挥企业的集聚效应，形成互利共生的横向耦合关系。如包头国家生态工业（铝业和钢铁）示范园区，通过对原有企业进行改造，该园区以铝业为龙头、电厂为基础，充分利用当地现有产业的

13、关联度和资源优势、地域优势，实施“铝电联营”，通过系统之间产品或废物的交换形成工业生产链，从而使园区内资源得到最佳配置、废物得到有效利用、环境污染降低最低水平。生态工业园的类型第26页，共108页。2022/8/427（2）全新规划型：该类生态工业园是在园区良好的规划和设计基础上，从无到有地进行规划和建设。园内企业之间可以进行废物、废热等的交换，此外，废物资源的再生利用可以衍生出不同的产品链。园区是开放式结构，园区的生态工业网络会在园内产生的发展过程中逐渐丰富。生态工业园的类型第27页，共108页。2022/8/428（3）虚拟型：该类园区企业在地理上较为分散，通过建立网络平台，使“虚拟”园区

14、内外企业共同组成一个工业共生系统。建设重点是废物循环利用、资源梯级利用入手，遵循市场价值规律，不同企业间可通过园区信息系统和网络平台，实现物质与能量交换。生态工业园的类型第28页，共108页。2022/8/429（4）复合型重视信息平台的建设，该类生态工业园主要是指实体改造型园区和虚拟型园区、全新规划性园区和虚拟性园区的组合，通过这种组合，可以强化园区对废物的优化管理，同时也可以提高园区运行的稳定性。生态工业园的类型第29页，共108页。共生产业链的形成机理图第30页，共108页。产业共生模式依据系统产业的相互关系及共生单元之间的利益关系，可以将共生模式分为以下五种类型（以卡伦堡产业共生为例）

15、 。 1共栖、互利型产业共生 2寄生型产业共生 3偏利型产业共生 4附生型（异生型）产业共生 5混合型产业共生第31页，共108页。1共栖、互利型产业共生基本特征产业间的链接比较稳定； 产业地位平等，共同生存，缺一不可；系统中没有明显的主动、被动产业之分；物质在这种共生关系中进行近似封闭的循环再利用 冷却水、废水、燃气蒸汽、电火电厂炼油厂第32页，共108页。2寄生型产业共生 基本特征存在明显寄主产业和寄生产业，地位不平等一般不产生新的价值增值活动，只能改变已有价值或进行物质的重新分配；价值或物质的单向流。寄主产业较稳定地提供生产原料，使寄生关系比较稳定。在资源使用、生产工艺、流程设计、产品设

16、计等方面具有十分明显的优势。暖气火电厂集中供热热温棚石膏厂水泥厂养殖厂制药厂石膏蒸汽热炉灰第33页，共108页。3偏利型产业共生主要特点偏利共生产生新的价值，但这种新价值一般只向共生关系中的某一企业转移，或者说某一产业获得全部价值。偏利共生企业之间存在双向的物质流、信息流和价值活动。第34页，共108页。4附生型（异生型）产业共生主要特征系统形状多样，有直线、环状、放射状等；系统较脆弱，导致共生成本过高，产业共生系统效率下降；附生型产业共生系统中共生关系相对不稳定上、中、下游产业和配套产业之间在技术水平、管理水平上应该是相适应的，企业的过大差异会对整个产业链状况造成不利影响。火电厂制药厂蒸汽种

17、植园肥料养殖园饲料第35页，共108页。鲁北生态产业系统 PSC产业链共生关系图 产品（来自电厂）煤盐石膏产品2硫酸4炉渣（来自氯碱）煤空气产品SO2(l)制溴5 SO2(g)3 磷石膏1 液氨磷铵生产合成氨生产硫酸生产水泥生产氢气第36页，共108页。PSC产业链共生效益分析表 共生关系共生单元共生效益分配系数共生类型1合成氨节省了卖给其他企业时的运费等额外费用，便于和磷铵厂协调生产互利共生磷铵节省了购买其他企业产品时的额外费用，便于和合成氨厂协调生产2硫酸节省了卖给其他企业时的运费等额外费用，便于和磷铵厂协调生产互利共生磷铵节省了购买其他企业产品时的额外费用，便于和硫酸厂协调生产3磷铵避免

18、了磷石膏的堆放污染224万元/a互利共生水泥节省了购买原料的费用1047万元/a4合成氨避免了炉渣的堆放污染74万元/a互利共生水泥节省了购买原材料的费用21万元/a5水泥避免了直接排放SO2造成的污染2276万元/a互利共生硫酸节省了硫磺煅烧制取SO2所需费用467万元/a第37页，共108页。生态工业园区与传统园区的最大区别是：通过政策引导和技术扶持等手段，提高园区产业关联度，形成产业间的横向耦合、纵向闭合的共生关系。由于园区内企业之间形成物质、能量、信息的共生关联，因而提高了物质、能量、信息的利用程度和生态效率。生态工业园区追求的目标是从原料、中间产物、废物到产品的物质循环，达到资源、能

19、源、投资的最佳利用和园区内整体发展的集合效益，而不仅仅是单个企业的最佳效益。生态工业园区正在成为许多国家工业园区改造的方向。第38页，共108页。 生态工业园区具有以下几个主要特征：(1) 生态工业园区是一个包括自然、工业和社会的复合体；(2) 通过园区内各单元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；(3) 通过现代化管理手段、政策手段以及新技术（如信息共享、节水、能源利用、(4)再循环和再使用、环境监测）的采用，保证园区的稳定和持续发展。第39页，共108页。2022/8/440国外生态工业园区发展概况生态工业园的先驱丹麦的卡伦堡

20、工业共生体丹麦的卡伦堡位于哥本哈根以西约100 km，人口约2万，是一个拥有天然深水港的城市。The Kalundborg model工业共生体的基本组成：卡伦堡工业共生体系中主要有5家企业，包括阿斯奈斯燃煤火力发电厂、斯塔朵尔炼油厂、挪伏挪尔迪斯科制药和工业酶加工厂、吉普洛克石膏板材厂和A/S土壤修复公司。第40页，共108页。2022/8/441国外生态工业园区发展概况第41页，共108页。2022/8/442丹麦的卡伦堡工业共生体阿斯奈斯燃煤火力发电厂是丹麦最大的火力发电厂，有300名员工，最初为燃油发电，现已改为燃煤，发电能力为1.37106 kW。它不仅为当地供电，而且为丹麦东部的高

21、压电网供电，供电量约占其一半。斯塔朵尔炼油厂是丹麦最大的炼油厂，员工有290人，该厂年消耗原油5.20106 t，产品超过2.50106 t.第42页，共108页。2022/8/443挪伏挪尔迪斯科制药和工业酶加工厂是丹麦最大的生物工程公司的分厂，员工1900人，该厂是世界著名的药厂，生产胰岛素、酶和盘尼西林等产品，原料来源于农产品，经过微生物发酵加工，最终生产出药物。吉普洛克石膏板材厂是瑞典的一家公司，有180名员工，年产1.4 107 m2石膏建筑板材。 A/S土壤修复公司主要进行多环芳烃和重金属污染土壤的修复，拥有四套处理设施，年处理量达3.0 105 t。 丹麦的卡伦堡工业共生体第43

22、页，共108页。2022/8/444蒸汽粉煤灰余热烟气脱硫废渣蒸汽冷却水燃 气废水酵母浆水经处理的污泥水水燃气硫蒸汽液态肥料Station炼油厂固体物回收公司卡伦堡市集中供暖Gyproc石膏板材厂养鱼水泥、筑路Asnaes火电厂Novo Nordisk制药厂Tiss湖农田回收镍和钒丹麦卡伦堡产业共生 第44页，共108页。2022/8/445 蒸汽和热能以阿斯奈斯燃煤火力电厂为卡伦堡工业生态系统的核心，对蒸汽和热能进行了多级利用。 首先，分别向炼油厂和制药厂供应生产过程中的蒸汽，炼油厂由此获得生产所需蒸汽的40%,制药厂所需蒸汽则全部来自电厂。 其次，通过地下管道为卡伦堡镇的4500户居民提供

23、集中供热，淘汰了镇上3500座燃烧油渣的炉子，大大减少了油烟排放。 此外，余热还供养鱼厂用于温水养鱼，年产200 t鲑鱼。丹麦的卡伦堡工业共生体第45页，共108页。2022/8/446 水 生态工业园进行了水资源的循环和综合利用。由于卡伦堡地区由5个城镇组成，原来淡水来源主要是地下水，现在改为使用附近的Tiss湖水，但水资源较短缺，而企业用水量很大。因此，卡伦堡工业生态园采取了水资源重复利用的措施。 阿斯奈斯燃煤火电厂建造了一个2.5 105 m3 的回用水塘，回用自己的废水，同时收集地表径流，减少了60%的用水量。通过水的重复使用，减少了生态工业园区整个系统的25%的需水量。丹麦的卡伦堡工

24、业共生体第46页，共108页。2022/8/447 炼厂气 斯塔朵尔炼油厂的炼厂气首先在其内部得到综合利用。阿斯奈斯燃煤火电厂也利用过量的炼厂气替代部分煤和油，每年仅电厂使用炼油厂的排空燃气就节煤3 104 t（约占其燃煤量的2%）,节油1.9 104 t. 此外，1990年炼油厂建立一座车间进行烟气脱硫生产稀硫酸，用罐车运到50 km外的一家硫酸厂功生产硫酸之用。丹麦的卡伦堡工业共生体第47页，共108页。2022/8/448 石膏 1990年阿斯奈斯电厂投资115万美元安装了除尘脱硫设备，除尘脱硫的副产品时工业石膏，年产量约为20多万吨，一部分出售给吉普洛克石膏厂，替代了该厂从西班牙进口天

25、然石膏矿原料的一般，这些石膏纯度高，更适合石膏板生产。丹麦的卡伦堡工业共生体第48页，共108页。2022/8/449 生物质 挪伏挪尔迪斯科制药厂利用土豆粉和玉米淀粉发酵生产酶，发酵过程每年产生9.7 104 m3固体生物质和2.8 105 m3液体生物质。这些生物质含有氮、磷和钙质，过去却同废水混合一起排入大海。现在，采用管道运输或罐装运送到600家西西兰岛农场作肥料，减少了商品化肥使用。此外，作为胰岛素生产的剩余酵母现在也用作动物饲料。丹麦的卡伦堡工业共生体第49页，共108页。2022/8/450 液体肥料斯塔朵尔炼油厂燃气脱硫的副产物还有硫代硫酸铵，是一种液体肥料，年产约2 104

26、t，大约相当于丹麦的年消耗量。 飞灰阿斯奈斯电厂除尘，一年产生7 104 t飞灰，大部分被Alaberg Jordrens水泥公司用来生产水泥之用，也有一部分用来筑路。丹麦的卡伦堡工业共生体第50页，共108页。2022/8/451 污泥 污泥主要来源于城市污水处理厂，被A/S公司用作污染土壤生物修复处理中的营养物。另外，养鱼厂的淤泥作为肥料出售给当地的农场。通过这种“副产物到原料”的交换和“废热利用”，不仅减少了废弃物产生量和处理的费用，还节约了资源与能源，降低了生产成本，产生了经济效益，形成经济发展与资源和环境的良性循环。丹麦的卡伦堡工业共生体第51页，共108页。2022/8/452（1

27、）合适的成员组成（2）相互举例较近（3）企业间的开放交流和相互信任卡伦堡工业共生系统的特点第52页，共108页。2022/8/453（1）共生体成员之间的联系时缺乏弹性的。企业成员种类和数量有限，副产物和废弃物交换运输的设施也是固定的，难以承受物料性质和组成的改变，一旦共生体的某一部分有所变化将打破整个体系的平衡，为了维持共生体的稳定性将必然现实体系规模的扩大并且缺少灵活性。卡伦堡共生系统存在的问题第53页，共108页。2022/8/454（2）共生体中存在一定的经济方面的不合理性，比如市民使用的由市政府提供的供暖和燃气比从外面引入的天然气要贵，但是为了避免对市政府提供的远距离供暖造成致命的竞

28、争，卡伦堡市至今没有引入天然气管道，而吉普洛克石膏板厂已经使用了天然气。卡伦堡共生系统存在的问题第54页，共108页。美国的生态工业园区EIPs项目地点涉及行业和特点查尔斯角港可持续技术工业园弗吉尼亚州查尔斯角港可持续技术，自然的海岸特色费尔菲德EIPs马里兰州巴尔的摩旧工业区转型，热电联产布朗斯维尔EIP德克萨斯州布朗斯威尔区域性的废料交换和销售瑞维塞得生态园佛蒙特州柏林敦城市环境中的农业产业园查塔努加EIP田纳西州查塔努加内城区和原有军工制造设施的再开发绿色协会EIP明尼苏达州明尼阿波利斯小规模绿色企业孵化器，废料再用普拉茨堡EIP纽约州普拉茨堡资源与废弃物管理，国际快邮服务伊斯特休EIP

29、加州奥克兰资源再生园，景观美化，能源效率伦敦德里EIP新罕布夏州小规模的以社区为基础的工业园特伦顿生态工业混合体新泽西州特伦顿现有工业区二次开发，清洁工业西瓦若环境技术园亚利桑那州塔克森商业与住区一体化的二次开发富兰克林环境工业园北卡罗莱纳州永斯维里可更新能源与环境技术的商业联合体雷蒙绿色EIP华盛顿雷蒙固体和液体废弃物的循环利用斯卡吉特县环境工业园华盛顿斯卡吉特县具有支持系统和中心的新园区，环境沙迪塞德生态商业园马里兰州现有设施更新、养护第55页，共108页。2022/8/456弗吉尼亚州查尔斯角港生态工业园 Port of Cape Charles Sustainable Technolo

30、gies Industrial Park位于弗吉尼亚州北安普顿县的查尔斯角港可持续技术工业园被认为是美国第一生态工业园。它坐落在一个受贫困和失业困扰的地区，占地570亩，包括工业区、海岸沙丘生境保护区和一些废水处理湿地。工业区建立的宗旨：探讨一个有利于经济、人民生活、自然资源和文化资源的发展模式；创造就业和培训机会；保护和加强自然资源与文化资源，示范节约型和高效率的资源使用，以及发展和利用产业生态学原理进行实践；支持私有工商企业和工业发展，恢复当地经济活力；开发哪些兼备利润、资源、效率、污染预防的新一代工业设施等。第56页，共108页。弗吉尼亚州查尔斯角港生态工业园 Port of Cape

31、Charles Sustainable Technologies Industrial ParkSource:/article/20130924/ESN01/309240067/CAPE-CHARLES-Officials-hope-new-road-town-port-Bayshore-spurs-development?nclick_check=1第57页，共108页。2022/8/458北安普顿县希望最大限度地提高和持续使用其资产（包括高产土地、清洁水、自然资源和文化资源），主要依赖六种关键产业：农业、海产品和水产养殖、遗产旅游、艺术品、手工艺品和土特产、研究与教育新产品。第一家进驻该园

32、区的是一家生产能使太阳光转化为电力的光电池板的瑞士公司。1995年开始实施建设。这一规划主要是针对废弃物利用、衰落地区再发展的计划，其突出之处是“再生化”特色。Though construction is not expected to begin until 2022, Charles McSwain, Northampton Countys economic development director, foresees a better bottom line for local businesses, and the prospect of opening “significant op

33、portunities for growth in the area.”-CAPE CHARLES: Officials hope new road to town port, Bayshore, spurs development(2013.9.13)弗吉尼亚州查尔斯角港生态工业园第58页，共108页。2022/8/459第59页，共108页。2022/8/460德克萨斯州布朗斯维尔生态工业园Brownsville Eco-industrial Park布朗斯维尔生态工业园是一种“虚拟”工业园，其中位于同一地点的工业企业不一定通过废弃物交换方式联系在一起。能够相互共享物质与能源的各企业就不必

34、进行搬迁而同样参与工业园的运作，包括将招募新的工业企业与现有企业互补和增强废弃物交换。第60页，共108页。2022/8/461德克萨斯州布朗斯维尔生态工业园Brownsville Eco-industrial Park第61页，共108页。2022/8/462布朗斯维尔生态工业园招募一家溶剂回收厂、再生塑料制品厂和一个可重复利用货运容器的流通中心。虚拟型的布朗斯维尔生态工业园在原有成员基础上，不断增加新成员来担当工业生态网的“补网”角色，如引入热电厂、废油、非溶剂回收厂等。德克萨斯州布朗斯维尔生态工业园Brownsville Eco-industrial Park, Texas第62页，共1

35、08页。2022/8/463田纳西州查塔努加生态工业园Chattanooga CoolidgePark查塔努加曾经是”美国污染最严重的城市“，然而近三十年来，这个城市已经发生了巨大转变。1995年，查塔努加开始考察开发工业园的可能性。后来该项目成为美国总统可持续发展委员会的示范项目。主要的建设目标包括： 在原安克玻璃厂旧址的褐色土地上建公园，占地13英亩，其周围是一个低收入居民区，而且紧挨着一个联邦超级基金点。第63页，共108页。2022/8/464田纳西州查塔努加生态工业园/public-works/parks/directory-of-park-facilities第64页，共108页。

36、2022/8/465 在卢考特山谷建混合用途绿地公园，是查塔努加闹市区以外的一片绿地，占地755英亩，拟作为一个生活/工作社区。 在原志愿部队弹药厂旧址上建生态工业园，占地约6800英亩。生态工业园的重新开发包括仓储业、流通业、工业活动、技术教育中心等。 在原中南工商业区建环境技术联合企业，占地100英亩，包括能实现零排放的工业企业、蛋类孵化或菌种培育、居民住宅、社区露天体育场和城市生态中心等。田纳西州查塔努加生态工业园第65页，共108页。2022/8/466全新规划型的乔克托生态工业园区美国全新规划型的乔克托生态工业园基于俄克拉何马州大量的废轮胎资源，采用高温分解技术可将这些废轮胎资源化而

37、得到炭黑、塑化剂和废热等产品，可进一步衍生出不同的产品链。这些产品链与辅助的废水处理系统一起构成一张生态工业网。其特点是基于园区所在地丰富的特定资源，采用废物资源化技术构建出核心生态工业链，进而扩展生态工业网。第66页，共108页。2022/8/467加拿大生态工业园伯恩塞得（Burnside）工业园是加拿大东部最大的工业园。加拿大Dalhousie大学的R.P.Cote教授是产业生态学先驱，他直接领导参与了Burnside工业园的规划设计。其基本作用是推动和便于Burnside的1200多家公司实现”绿色化“。主要包括：通过审计来推动物质与能量的保持；为公司成员间可能的物质和能量联系；创造废

38、弃物交换，增进相互间的产业生态学关系。第67页，共108页。2022/8/468Burnside清洁生产中心的工作是卓有成效的，已经形成的和潜在的”共生“关系主要表现在以下几方面： 在园内回收废纸板，外运供其他公司生产衬垫板； 一家包装公司重新利用电脑公司过剩聚苯乙烯； 各种回收和再利用公司，处理颜料盒、丝带重新涂黑、轮胎翻新和家具翻新等； 印刷工厂的银回收，园内有25家印刷厂可以联合购买使用一套银回收系统； 21家涂料加工和销售公司可以形成交换废弃物的联系，1997年时每年有约5038L涂料合5.2万美元被浪费掉； 19家化学品生产销售公司联合进行化学品交换。加拿大生态工业园第68页，共10

39、8页。2022/8/469EBARA公司藤泽生态工业园日本EBARA公司始建于1912年，是一家高科技工业机械、精密电子仪器和环保设备的制造公司。其产品包括精密泵、涡轮机、真空吸尘器、冰箱、空调以及固体废弃物处理系统设备和洗涤系统等。为了反映环境工程公司从未端处理技术到废弃物减量化转换的需要，EBARA决定将污染的零排放作为主要目标。第69页，共108页。2022/8/470工业园的零排放目标突出了EBARA公司开发的废弃物转化的各种不同的新技术，主要包括以下内容： 流化床气化燃烧和熔灰系统将工业和城市废弃物、农业废弃物、锯末、塑料转化为甲烷、氨气、氢气等经济可行的生产原料，燃烧提供动力能源；

40、 烟气处理设施去除氮氧化物和硫氧化物，得到的产物可以作为农业化肥； 太阳能光电电池系统和风力涡轮发动机被固定在屋顶上来产生电能和给水加热。 从废水中分离出固体颗粒，然后送至淤泥处理单元，分离后的污水可以用来冲刷厕所以及给草坪、花园等浇水，处理后的淤泥可以用作农业肥料。EBARA公司藤泽生态工业园第70页，共108页。2022/8/471 污水热交换泵用来交换污水中的热量，从而重新利用污水中的热能； 一种新型的燃料电池技术将废弃物汽化和燃烧系统产生的甲烷或者氢气通过化学反应转化为电能； 直接供水系统包括一系列的屋顶水采集和存储罐。以降低泵出地下水所需的能耗，水被储存在公共区域； 住宅用房设计使用

41、高效、绝缘的材料，并且配备真空排污系统，以减少水消耗。EBARA公司藤泽生态工业园第71页，共108页。2022/8/472通过采用上述技术，相比传统的城市/工业系统，估计能耗减少了40%,水耗减少了约30%，水的排放量减少了约95%, 二氧化碳排放物减少了约30%。EBARA公司藤泽生态工业园第72页，共108页。2、生态型工业园的衡量标准 （1）高效益的转换系统 （2）高效率的支持系统 （3）高水平的环境质量 （4）多功能的绿地系统 （5）高质量的人文环境系统 （6）高效益的管理系统 第73页，共108页。 （1）高效益的转换系统 即生态工业园的各项活动在其自然物质一经济物质一废弃物的转换

42、过程中，应是自然物质投入少、经济物质产出多，废弃物排泄少。通过发展高新技术使工业生产尽可能少地消耗能源和资源，通过高新技术提高物质的转换与再生和能量的多层次分级利用，从而在满足经济发展的前提下，使生态环境得到保护。因此，高新技术产业用地应占工业园的比重在30%以上，这是使工业园具有高效益的转换系统必需的基础条件之一。第74页，共108页。 (2）高效率的支持系统 生态工业园应有现代化的基础设施作为支持系统，为生态工业园的物质流、能量流、信息流、价值流和人流的运动创造必需的条件，从而使工业园在运行过程中，减少经济损耗和对生态环境的污染。工业园支持系统应包括：道路交通系统；信息传输系统；物资和能源

43、(主副食品、原材料、水、电、天然气及其它燃料等)的供给系统；商业、金融、生活等服务系统；各类废弃物处理系统；各类防灾系统等。 第75页，共108页。 （3）高水平的环境质量 对生态工业园生产和生活中产生的各种污染和废弃物，都能按照各自的特点予以充分的处理和处置，使各项环境要素质量指标达到较高的水平。 第76页，共108页。 （4）多功能的绿地系统 生态工业园的绿地普及应根据联合国有关组织的决定，绿地覆盖率达到50%，居民人均绿地面积达90m2、居住区内人均绿地面积为28m2，这样才可能维持工业园区生态系统的平衡。绿地系统还应具备多种功能，包括防护功能(保护水体等)；调节功能(空气、水体、温度、

44、湿度等)；美化功能；休闲功能(提供娱乐，休闲场所)；生产功能(绿色食品生产区和花卉草树苗圃生产基地等)。第77页，共108页。 （5）高质量的人文环境系统生态工业园应具有高质量的人文环境系统，包括较高的教育水平和人口素质水平，良好的社会风气和社会秩序，丰富多彩的精神文化生活，发达的医疗条件和祥和的社区环境，以及自觉的生态环境意识，只有这样，才能吸引人才、留住人才。 第78页，共108页。 （6）高效益的管理系统 生态工业园应具备高效的园区管理系统，对园区内的各个方面，如人口、资源、社会服务、就业、治安、防灾、城镇建设，环境整治等实施高效率的管理，促进工业园区的健康运行。第79页，共108页。3

45、、生态工业园的发展模式 企业主导型 (1)以原有某一或几个企业为核心，吸引生态链上相关企业入园建设的生态工业园区，如丹麦的卡伦堡生态工业园。 (2)以企业集团为主，集团内部企业根据生态工业学和循环经济原理建成的生态工业园区，如我国鲁北石化企业集团建设的生态工业园。 产业关联型 即将产业关联度较高的相关产业以生态的观念联合在一起，充分发挥互补效应的园区。如以加强农业与工业之间的产业关联，促进可持续工农业发展为主的农业生态工业园。我国广西贵港的生态工业园就是按这一模式建设的。 改造重构型 即在原有的工业园区、高新技术园区的基础上进行改造，重新构架，创造生态企业集聚的升级生态工业园。 第80页，共1

46、08页。2022/8/481（1）与自然和谐共存的原则 园区应与区域自然生态系统相结合，保持尽可能多的生态功能。（2）生态效率原则 在园区布局、基础设施建设、建筑物构造和工业生产过程中，应全面考虑循环经济和清洁生产的要求。工业生态园规划设计的原则第81页，共108页。2022/8/482（3）综合统筹原则 把握园区建设的积极有利因素，消除各种不利的影响因素，协调企业、市场、政府和社区各方面力量，增加生态工业园的生命力、竞争力。（4）生命周期原则 要加强原材料入园前以及产品、废物出园后的生命周期管理，最大限度降低产品整个生命周期的影响。生态工业园规划设计的原则第82页，共108页。2022/8/

47、483（5）区域发展原则 尽可能将园区与社区发展和地方特色经济相结合，将园区建设与区域生态环境综合整治相结合。（6）高科技、高效益原则 大力发展和采用高新技术，采纳国际上先进的生产过程管理和环境管理标准，实现经济效益和环境效益的双赢。生态工业园规划设计的原则第83页，共108页。2022/8/484（7）软硬件并重原则 硬件指具体工程项目（工业设施、基础设施、服务设施）的建设；软件包括园区环境管理体系的建立、信息支持系统的建设、优惠政策的制定等，软硬件并重，使园区能够实现持续发展。生态工业园规划设计的原则第84页，共108页。2022/8/485生态工业园建设的概念模式工业共生网络的建立生态工

48、业园的建设园区文化的建设能源与物质流动规划提高能源利用效率提高资源利用效率废物回收利用外部与内部环境设计环境友好的外部开放设计环境友好的建筑设计园区绿化网的建设高新产业技术中心的建立文化、休闲、娱乐设施的建立信息共享资源共享第85页，共108页。2022/8/486工业生态园规划设计步骤（1）组建规划队伍：包括领导机构和技术机构（2）园区规划范围：作为生态恢复或经济再开发的示范区（3）现状调研阶段：主要调查和分析当前园区以及周围区域内的自然条件、社会经济背景等（4）规划目标确定：提出园区建设的总体目标和具体目标第86页，共108页。2022/8/487（5）方案设计阶段 总体框架设计 产业发展

49、规划 入园项目筛选和入园项目指南 政策设计 支持系统设计（6）投资和效益分析：包括园区的投资预算，社会、经济、环境效益分析等。工业生态园规划设计步骤第87页，共108页。2022/8/488生态工业园系统结构设计1、生产者、消费者和分解者2、生态工业链（1）物质循环生态工业链（2）能量梯级利用生态工业链（3）信息链第88页，共108页。2022/8/4893、企业生态位 在同一生态工业园、生态工业网络中，能否同时存在多个同类企业，需要靠定量分析其生态状况来决定。 生态位窄的企业，应该利用其潜在的生态位，即开拓其新的生态位，如降低成本、加强技术科研力量、开拓产品市场等。生态工业园系统结构设计第8

50、9页，共108页。2022/8/490 根据生态位理论，生态工业园、生态工业网络内的企业可以实现错位经营，可通过经营规模上的错位、档次上的错位、业态上的错位、时空上的错位等保持企业的竞争力。生态工业园系统结构设计第90页，共108页。2022/8/491（4）生态系统的稳定性在设计生态工业园时，要先根据当地的资源、能源等状况，设计多种产品、构建多样化的产品结构，产品结构越复杂，市场适应能力越强，越有利于工业生态系统的稳定。 构建多样化的生态工业园生态工业园系统结构设计第91页，共108页。2022/8/492 构建生态工业园之间协同作用的多样性，保持生态工业园之间相互联系、协调发展。 建立生态

51、工业园、生态工业网络中的企业或企业之间多渠道的输入、输出。生态工业园系统结构设计第92页，共108页。2022/8/493生态工业园的规划设计内容（1）物质集成（2）水系统集成（3）能源集成（4）技术集成（5）信息共享（6）设施共享第93页，共108页。五、我国的生态工业示范园区1、贵港国家生态工业（制糖）示范园区1、黄兴国家生态工业示范园区 2、包头国家生态工业（铝业）示范园区 3、石河子国家生态工业（造纸）示范园区第94页，共108页。1. 贵港国家生态工业（制糖）示范园区第95页，共108页。1、黄兴国家生态工业示范园区 湖南省长沙县黄兴工业园区将以高新技术产业为主导产业，高标准、高起点

52、地建立国家生态工业示范园区。黄兴生态工业园区既是我国第一个多产业的生态工业园区，也是我国中部地区的第一个生态工业园区。已经过专家论证的园区建设规划表明： （1）黄兴生态工业园区将主导产业定位为高新技术产业，包括电子信息产业、新材料产业、生物制药产业、环保产业等4类，突出电子信息产业的核心地位，重点发展新材料产业和生物制药产业，适度发展环保产业等特色产业，这样可以立足长沙地区，弥补湖南省高新技术产业供给和市场需求之间的巨大缺口，并逐步向华中地区辐射与扩展，最终走向国际市场。 第96页，共108页。 （2）园区的景观生态规划，一是合理开发利用环境资源，适当保留丘陵和湖泊，保护当地的生物多样性，建立

53、起景观生态安全格局，突出中亚热带植被特色，以园区内的自然组分作为生态环境质量的控制组分来建设，维持和恢复生态过程及格局的连续性和完整性；二是以提高生态环境质量为重点，通过绿化设计、水土保持、生态道路建设和生态住宅建设等手段，促进工业园区结构布局、组织功能与自然景观的协调一致，实现园区生态环境的良性循环，创造独特的生态工业园区形象。 第97页，共108页。 （3）园区建设规划将初步发展园区内33家企业和园区外虚拟的10多家企业，构建12条主要的工业生态链，今后还可以逐步丰富园区工业生态链网。整个工业生态系统中的4类不同行业，它们可以各自形成相对独立的工业生态群落，通过物质流、能量流和信息流相互连

54、接在一起，构成了多种物质能量链接的生态链网络，基本形成生态工业雏形。 第98页，共108页。 （4）基于县域循环经济理念，值得发展与推广一些产业生态链，如利用“太阳能蔬菜大棚沼气猪舍厕所”、“无公害蔬菜净菜加工超市”、“草牛牛粪茶叶茶加工”等现有模式，积极发展生态农业。另外，结合该县的工业、农业和园区内的企业，便可以构成一个大的生态产业集合。 第99页，共108页。 （5）园区建设初期，工业生态系统将以远大空调等几家现有企业为基础，依据市场机制进行绿色招商从而进一步丰富、完善和发展。通过工业生态支持系统、园区绿色管理系统和绿色招商系统，园区的工业生物多样性可以逐渐丰富，园区将按照产业化、绿色化、生态化的发展道路，逐步建设成为一个充分体现循环经济的国家生态工业示范园区。 第100页，共