清洁生产第二讲方法课件

清洁生产2009年10月9日复习第一讲概述清洁生产的由来清洁生产相关概念辨析

从清洁生产到循环经济清洁生产进展清洁生产理念的深化清洁生产的由来

1.经济发展面临严峻挑战“黄色文明”，人类对生物圈的第一次冲击

古巴比伦王国、复活岛、《狼图腾》“黑色文明”，人类对生物圈的第二次冲击工业化带来最大公害—环境污染资源枯竭的危机

清洁生产的由来

产品生产过程原料采集资源加工制作原料产品运销商品消费使用废品处置排入环境能量产品的生命周期：从摇篮到坟墓清洁生产的由来

1989年联合国环境规划署推出了《清洁生产计划》，“清洁生产是将综合性、预防性的环境战略持续地应用于生产过程、产品和服务中，以提高效率和降低对人类和环境的危害。对生产过程来讲，清洁生产指节约能源和原材料，淘汰有害原材料，减少污染物和废物的排放和它们的有害性。对产品来说，清洁生产指降低产品整个产品生命周期（包括从原材料的生产到生命终结的处置）对环境的有害影响。对服务来说，清洁生产指将预防性的战略结合到服务的设计和提供活动中。”清洁生产的概念

是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。

——《中华人民共和国清洁生产促进法》清洁生产的概念

清洁生产的概念

比较项目清洁生产末端治理（不含综合利用）思考方法产生时代控制过程控制效果产污量排污量资源利用率资源耗用产品产量产品成本经济效益治理污染费用污染转移目标对象生产过程中控制污染20世纪80年代末期生产全过程，产品生命周期比较稳定明显减少减少增加减少增加降低增加减少无全社会先污染后治理20世纪70-80年代污染物达标排放控制受产污量影响大可以间接推动减少减少无明显变化增加（治理污染消耗）无明显变化增加（治理污染费用）减少（用于治理污染）随排放标准严格，费用增加有可能企业及周边环境清洁生产和末端治理：“防”与“治”清洁生产的基本要素清洁的能源清洁原料清洁的生产过程清洁的产品科学的管理清洁生产的概念

开发和完善推行清洁生产的工具

工业代谢分析，考察物质的流动、迁移和转化，建立物质收支表；

清洁生产审核，以流程的物料衡算为基础，提出、评估实施清洁生产方案；

ISO14000，建立组织的环境管理体系并得到认证，推进污染预防和环境状况的持续改善；

生命周期评估（LCA），作为考察物质转化全过程环境影响的思想原则和工具；

清洁生产的概念

废弃物在哪里产生

——污染源清单

为什么会产生废弃物

——原因分析

如何消除或削减这些废弃物

——方案产生和实施清洁生产

审核思路从清洁生产到循环经济

whereWhyhow清洁生产

审核思路生产过程原辅材料和能源(包括副产品和中间产品)产品技术工艺设备过程控制管理员工废弃物排放从清洁生产到循环经济

我国环境保护发展历程18世纪20世纪20世纪20世纪21世纪

60年代70年代90年代自由排放末端治理清洁生产生态工业循环经济从清洁生产到循环经济

清洁生产和静脉产业的企业层次生态园区产业链建设的区域层次循环经济型社会构建先进科技研发先进系统优化软科学生态法规教育和道德养成——工程科学技术是循环经济的基石，缺乏科学技术的支撑，循环经济的理念将成为海市蜃楼。从清洁生产到循环经济

生态工业园区试点分布辽宁：2个山东：6个江苏：6个内蒙：2个贵州、河南、天津、陕西、新疆、广东、湖南、广西、上海：1个中国清洁生产的进展第二讲方法物质流分析全生命周期分析

第二讲方法

发展循环经济,是建设资源节约型、环境友好型社会和实现可持续发展的重要途径

。其本质是改造或调控现有的线性物质流动模式,提高资源和能源的利用及转化效率,形成效率较高的物质循环模式,其核心调控手段就是基于多种尺度的物质流分析(MaterialFlowAnalysis,MFA)。第二讲方法物质流分析(MaterialFlowAnalysis,MFA)物质流分析是指在一定时空范围内关于特定系统的物质流动和贮存的系统性分析。主要涉及的是物质流动的源、路径（流）及汇。生产过程原辅材料和能源产品技术工艺设备过程控制管理员工废弃物第二讲方法

以经济系统物质流为例,与自然生态系统的物质流相比,经济系统的物质流主要存在两个问题:(1)没有形成良好和完备的循环代谢机制;(2)每一环节的流动或代谢路径过长。第二讲方法自然生态系统中有比较完备的食物链和食物网，而且由于其捕食食物链和碎屑食物链相辅相成,在生态效率只有十分之一左右的情况下,各营养级的废弃物都能及时得以分解,而不至于对生态环境产生任何压力,从而形成代谢机制完备的封闭系统。物质流分析方法作为研究经济生产活动中物质资源新陈代谢的一种方法,其概念则出现于20世纪不同年代的各个研究领域。在经济学领域,Leontief在20世纪30年代就推出了输入-输出平衡表。第一个基于经济学观点的国家尺度物质流分析的尝试发表于1969年。第一个关于资源保护和环境管理的研究则出现于20世纪70年代,而这两个最初应用的领域是:(1)城市新陈代谢(MetabolismofCities);(2)流域或城市区域的污染物迁移路径分析(AnalysisofPollutantPathways)。第二讲方法20世纪70～80年代,物质平衡(PhysicalBalance)、工业代谢(IndustrialMetabolism)等理论的提出和完善,为物质流分析方法应用于整个经济系统的研究奠定了基础。20世纪90年代初,奥地利、日本和德国首先应用物质流分析方法对各自国家经济系统的自然资源和物质的流动状况进行了分析,从而揭开了经济系统物质流分析方法在世界范围广泛应用的序幕。第二讲方法20世纪90年代初,德国Wuppertal研究所(WuppertalInstitute)提出了物质流账户体系(MaterialFlowAccounts,MFA),它是定量测度经济系统运行中物质使用量的基本工具,并提出了生态包袱(EcologicalRucksacks,ER)的概念,后来也称其为隐藏流(HiddenFlow,HF)。1996年,欧盟委员会(EuropeanCommission,EC)组建了“ConAccount”平台(),该平台的成立可认为是物质流分析国际合作的里程碑。第二讲方法从1997年开始,世界资源研究所(WorldResourceInstitute,WRI)着手对5个国家(美国、日本、奥地利、德国、荷兰)经济系统的物质流动状况进行了全面的分析。该研究所的第1份研究报告得到了上述5个国家经济系统的物质输入总量,并且给出了衡量物质输入状况的相关指标。在第2份研究报告中,该研究所得到了各个国家经济系统的物质输出总量,并且给出了衡量物质输出状况的相关指标。第二讲方法2001年,欧盟统计局(EUROSTAT)出版了第一部经济系统物质流分析研究方法手册,该手册的出版对经济系统物质流分析的深入研究起到了很大的作用。2004年,PaulH.Brunner&HelmutRechberger合作编写了PracticalHandbookofMaterialFlowAnalysis一书,系统介绍了物质流分析的概念、历程、应用范围及目标,详细地陈述了其数据库管理、软件应用的具体操作方法,并列举了许多关于环境管理、资源保护、废弃物管理及区域物质流分析与管理的经典案例。第二讲方法

物质流分析的理论框架

物质流分析的基本观点是,人类活动所产生的环境影响在很大程度上取决于进入经济系统的自然资源和物质的数量与质量,以及从经济系统排入环境的废弃物质的数量与质量。

前者产生对环境的扰动,引起资源的耗竭和环境的退化;后者则引起环境的污染。第二讲方法物质流分析的研究思路物质流分析从实物的质量出发,通过追踪人类对自然资源和物质的开发、利用及遗弃过程,研究可持续发展问题,即通过对自然资源和物质的开采、生产、转移、分配、消耗、循环、废弃等过程的分析,揭示物质在特定区域内的流动特征和转化效率,找出环境压力的直接来源,作为区域发展的可持续性指标,进而提出相应的减少环境压力的解决方案,为区域可持续发展目标的制定提供科学依据。第二讲方法

研究框架

从研究的层次上划分,物质流分析包括经济系统物质流分析、产业部门物质流分析和产品生命周期评价3个层次。它以质量守恒定律为基本依据,将通过经济系统、产业部门和企业的物质分为输入、贮存与输出三大部分,通过研究三者的关系,跟踪、定位物质利用大部分,通过研究三者的关系,跟踪、定位物质利用及迁移、转化途径。第二讲方法第二讲方法经济系统物质流分析研究框架

物质流分析主要指标

国内外相关研究领域在可持续发展指标体系的研究中已取得了一些成果。物质流分析方法为制定区域可持续发展战略提供了可以量化的依据,并为可持续发展指标的建立提供一种新的思路。在对经济系统进行物质流分析的基础上,可得到输入指标、输出指标、消耗指标、平衡指标、强度和效率指标、综合指数六大类共10多个物质流分析指标,其中分离指数(DecouplingFactor,DF)和弹性系数(ElasticCoefficient,EC)是用来衡量物质消耗、环境退化与经济增长之间的相关关系的综合指数。第二讲方法物质流分析指标分类及其计算公式1.物质输入指标(1)直接物质输入=区域内物质提取+进口(2)区域内物质输入总量=直接物质输入量+区域内隐藏流(3)物质需求总量=区域内物质输入总量+进口物质的隐藏流2.物质输出指标(4)直接物质输出量=区域内物质输出量+出口(5)区域内物质输出总量=区域内物质输出量+区域内隐藏流(6)物质输出总量=区域内物质输出总量+出口3.物质消耗指标(7)区域内物质消耗量=直接物质输入-进口(8)物质消耗总量=物质需求总量-出口及其隐藏流第二讲方法4.平衡指标(9)物资库存净增量=贮存物质净增长量(10)物质贸易平衡=进口物质量-出口物质量5.强度和效率指标(11)物质消耗强度=物质消耗总量÷人口基数或物质消耗强度=物质消耗总量÷GDP(13)物质生产力=GDP÷国内物质消耗量(14)废弃物产生率=废弃物产生量÷GDP6.综合指数(15)分离指数=经济增长速度-物质消耗增长速度(16)弹性系数=物质消耗增长速度÷经济增长速度第二讲方法

物质流分析指标体系评价(1)从输入方面看,上述指标中最为重要的指标是区域内物质输入总量。由于人类对自然环境的最根本影响是通过自然物质的输入产生的,并且每一种物质的输入必将带着巨大的隐藏流或生态包袱,这些隐藏流或生态包袱对当地的生态环境和资源造成了巨大的破坏和消耗,而进口物质流的生态包袱留在国外或研究区域外,对当地自然环境并未产生直接影响,因此,用物质输入总量来量度一个国家或地区资源利用与自然生态的可持续性应该比用物质需求总量表示要更准确些。。第二讲方法一般而言,物质输入总量越小,自然资源和物质的动用就越少,生态系统为人类提供服务的质量也就越好,经济系统运行的可持续性则越强;反之,物质输入总量越大,自然资源和物质的动用就越多,生态系统为人类提供服务的质量也就越差,经济系统运行的可持续性则越弱第二讲方法(2)从输出方面看,应该以区域内物质输出总量最为重要。由于其主要由固、气、水等废弃物和区域内隐藏流组成,它们是人类对其自身环境直接输出的环境压力,也是环境污染的直接来源,因此可用区域内物质输出总量来量度一个国家或地区的环境友好程度或人与环境的和谐程度,也可指示当地环境保护与建设的可持续性。一般来讲,物质输出总量越小,输出到环境中的废弃物就越少,环境的友好程度也就越高,环境的可持续性则越强;反之,物质输出总量越大,输出到环境中的废弃物就越多,环境的友好程度也就越低,环境的可持续性则越弱。第二讲方法(3)从消耗方面看,物质消耗总量反映了人类对自然界物质的消耗程度。显然,物质消耗总量越大,意味着人类对自然界的干扰越强烈,也就越不利于资源节约型社会的建立,反之,物质消耗总量越小,意味着人类对自然界的干扰越弱,也就越有利于资源节约型社会的建立。因此,物质消耗总量指标对于可持续发展同样具有重要意义。第二讲方法(4)从物质平衡方面看,物质库存的净增量反映了一个国家或地区的物质财富的增长水平,而在物质库存的增长量中,循环利用及废弃物质的资源化回收利用有多少贡献,目前国内外对此还未有系统的研究。因此,一方面增加物质库存的净增量,另一方面改善其增量的组成结构和循环利用的比例,对于建设循环型社会具有重要的战略价值。第二讲方法(5)从强度和效率来看,物质生产力代表了一个国家或地区的资源利用效率的高低。作为物质流分析的衍生指标,物质消耗强度、物质生产力、废弃物产生率等指标有助于分析经济系统与自然环境之间的关系,最终为提高经济系统的资源生产效率和降低资源消耗强度,揭示经济系统物质结构的组成和变化情况,并为实现去物质化(Dematerialization)和社会、经济、环境的可持续发展奠定理论基础。第二讲方法综合以上分析,物质流分析指标可以表述一个国家或地区的资源投入、贮存、回收、废弃物产生及废弃物再生利用的情况,并在物质流分析框架的基础上,建立循环经济及可持续发展的评价指标体系。从研究循环经济的角度,定量化地描述自然资源的消耗、废弃物的产生以及废弃物的再使用和资源化再生利用与人类经济活动的关系。第二讲方法物质流分析的应用研究经济系统物质流分析方法具有说服力的实际应用之一是对美国、德国、日本、荷兰和奥地利等国物质流的研究。研究结果表明,这些发达国家的人均年度物质需求介于45～84t之间,以日本的数值最小;物质生产力平均为每创造100美元的GNP消耗300kg的自然界物质,每年的物质输出量大约占物质输入量的1/2至3/4。对我国物质输入量的计算结果显示,1994年的物质需求总量已超过美国,虽然人均物质需求量明显少于发达国家,但物质生产力很低,平均每消耗1t自然界物质只创造17美元的GNP,是同年美国的1/18。第二讲方法产业部门物质流分析借助物质流分析手段,可以对生态产业链进行详细的分解,以此对各个环节的资源利用效率和物质消耗强度进行定量化评估,并为产业部门的可持续生产与消费提供科学依据。国内产业部门物质流分析也已经有了初步的尝试,徐明、张天柱对1990～2000年间中国经济系统所使用的化石燃料数据进行统计分析,研究结果表明,中国经济系统对化石燃料的利用存在很多问题,并指出为了实现化石燃料利用的可持续发展,2010年和2050年中国对化石燃料的利用效率应该分别达到1990年西德和1994年日本的水平。第二讲方法案例1天津市经济-环境系统的物质流分析第二讲方法图1天津市历年物质需求总量与物质隐藏流

1.物质需求总量与物质隐藏流第二讲方法图2

2004年天津市物质需求总量中各种物质所占比例2.直接物质输入与进口物质输入图3天津市进口物质与直接物质输入对比第二讲方法3.总物质消耗图5天津市历年总物质消耗第二讲方法4.物质消耗强度图9天津市物质消耗强度国家/地区天津中国美国德国荷兰日本IMC(t/人)69.44578.2776544.3第二讲方法

5.物质生产力物质生产力(materialproductivity,MP)是指每吨物质所创造的GDP。图10天津市物质生产力国家/地区天津中国美国德国荷兰日本MP(美元/t)20.514.8312.4367.7345.5769.8第二讲方法

措施和建议:大力提高资源、能源的利用效率,促进经济增长方式由资源消耗型向非物质化转变。优化产业结构,逐步减少资源的总投入。调整天津的产业结构,加快高科技产业的发展;减少资源,特别是不可再生资源的输入量。加大城市环境污染的治理力度。进一步加强资源与环境的立法、管理和规划,在保证经济较快增长的同时,积极推广清洁生产工艺、高效能源利用与能源替代技术和资源节约技术等,调整能源消费结构。基于物质流分析,规划天津市的可持续发展战略,制定中期、远期目标,从而有计划地不断提高资源的利用效率和物质生产力。第二讲方法案例2可持续发展的“碳”物质流分析第二讲方法背景：征收碳税和全球碳排放转移中国的贸易与温室气体排放急剧增加朱棣文提出“碳税论”之后，中国国家发改委谈判代表李高就对媒体表示，此类关税将是一个灾难，可能引发贸易战，并违背世界贸易组织相关协定。未来美国要是这么做，欧洲、日本等发达国家就也可以跟着学，届时“物美价廉”的中国产品的竞争优势会完全消失。

王絮絮.可持续发展的“碳”物质流分析——基于全球化视角[D].天津：天津大学，2009

第二讲方法研究内容以中国在全球化的贸易中产生大量碳隐藏流排放平衡顺差的8项制造业（2002年以前的投入产出表中显示为6项）为重点研究对象，依据投入产出表，从行业碳源起始，利用产品终端能源总量核算单位GDP碳隐藏流排放量（气态CO2形式）。中国2000～2006年8项制造业在全球化贸易中碳隐藏流转移排放核算统计。世界产业链与环境可持续发展现状评价。吸收-放出=(120+107+3.2)-(60+60+105+6+2)=-2.8

大气CO2大气CO2750

(+3.2)6060621201050.4107海洋3800050001500560土壤植被破坏河流深埋

0.1陆地植物化石燃料海洋全球碳循环——基于生态系统第二讲方法

辅以“能值—货币比率”的IOTs—MFA框架

物质流分析投入产出表能值—货币比率第二讲方法中国各制造业单位GDP的隐含碳量第二讲方法历年中国在世界范围内碳隐流走势第二讲方法贸易会导致“碳泄漏”。

中国由于贸易顺差所导致的二氧化碳等温室气体排放增加是显著的，绝对不能忽视。

西方消费需求加剧了中国碳排放增长第二讲方法中国在价值链国际分工的地位

我国产业整体处于国际分工和全球产业链条的低端，部分行业生产能力居全球首位，但高附加值产品少，技术含量偏低，经济效益不高，获取的比较利益不多.

以加工贸易为特色的产业链产业链利润呈现一个“V”字形。一头是研发、设计，另一头是销售、服务，中间是加工生产。中间的加工生产产业的利润只有5%。中国就处在微笑曲线的谷底

第二讲方法新能源生态社会主义可持续发展——碳税？！国际经济新秩序SOMEIDEAS环境容量与计划经济第二讲方法引申片面和局部减少了温室气体的排放，但是却很大程度上增加了地球范围内温室气体的排放。这并不是简单用“碳交易”或“碳税”所能够解决的问题，“碳交易”和“碳税”很大程度上反映了国际秩序的不合理性和不可持续性。第二讲方法产品生命周期评价国际环境毒理学和化学学会(SETAC)定义:是一种客观评价产品、过程或者活动的环境负荷的方法，该方法通过识别与量化所有物质和能量的使用以及环境排放，来评价由此造成的环境影响，评估和实施相应的改善环境表现的机会。国际标准化组织(ISO)定义:是一种评价与产品（包括产品、服务或活动等）相关的环境负荷和潜在影响的技术。它分三步完成：1）编制与研究系统相关的输入和输出数据清单；2）量化评价那些输入和输出伴随的潜在环境影响；3）联系研究的目标，解释清单分析和影响评价结果。LCA本质是检查、识别和评估一种材料、过程、产品或系统在其整个生命周期中的环境影响。第二讲方法3）产品生命周期评价的主要特点生命周期评价面向的是产品系统生命周期评价是对产品或服务“从摇篮到坟墓”的全过程的评价生命周期是一种系统性、定量化的评价方法生命周期评价是一种充分重视环境影响的评价方法生命周期评价是一个种开放性的评价体系。第二讲方法2、产品生命周期5个阶段生产前阶段产品生产产品运输产品使用翻新、再循环或最终处置第二讲方法第二讲方法生命周期评价的框架1）研究目的与范围的确定2）清单分析3）影响评价4）结果解释第二讲方法1）确定评价目的和范围1）研究目的LCA的目的通常是对特定产品或过程的环境因素进行评价，以获得如何改进其环境表现的信息。如果在设计阶段，其目的可能比较选择2个或3个替代设计方案。如果产品已经投入生产，其目的往往是评价产品或流程的系统，即极有可能是可供选择的方法，而不是可供选择的系统，因为所能做的只能是在对当前操作造成的最低干扰和增加最小额外成本的前提下，略微地改变其环保特性而已。第二讲方法1）研究范围一般确定研究范围，要回答如下问题：为什么要开展这项研究研究结果将如何运用谁将使用这些研究结果需要研究具体环境问题吗研究需要具体到什么程度第二讲方法（1）生命周期范围（2）细节标准范围（3）自然生态系统范围（4）时空边界（5）边界选择第二讲方法2）清单分析清洁分析是对一种产品、工艺和活动在其整个生命周期过程中的能量与原材料需要量以及对环境的排放进行以数据为基础的客观量化过程。其步骤包括。制作生命周期全图数据收集数据核实进一步完善