生态文明与科学发展观---金涌院士.ppt

1、生态文明 与 科学发展观,2008. 6,文明： 指人类社会进步过程中的一种发展状态。 指“精神文明”和“物质文明”两方面，是人类社会取得“物质”与 “精神” 成果的总和。 “文明”与“野蛮”相对立。,精神文明：哲学、政治、经济、法制、文化、教育、艺术的汇集。 物质文明：科学和技术及创造出的衣、食、住、行、视、听的物质世界。,生态 泛指构成系统中的诸要素之间、 要素与系统环境之间的相互关系 （演变、进化、相生相克、合作、抗争）及存在状态（相互依赖、适应、限制、正负反馈等）。 自然生态 指地球上诸生物之间、生物与自然环境之间的相互关系及存在状态。,自然生态的和谐性,成熟的自然生态系统存在生物多样

2、性，物种之间形成复杂的食物链关系。 如植物动物微生物之间食物链循环，生产者消费者分解者各司其职，生生不息。 体现充分利用阳光、水、空气和营养元素，与地球环境和谐发展。 人类已不仅是传统食物链上的一员，而是控制着食物链，并可对自然生态系统施加前所未有的影响。,自然生态的可持续性,自然生态的稳定性,处于高级发展阶段的自然生态系统，生物之间形成复杂的互利共生、偏利共生、寄生共生等复杂的食物链关系，进一步交织成十分复杂的食物网。 某局部链条的断裂，会被其他链接路径替代。不会影响整个自然生态系统的功能和运行。 林林总总的角色替代和自组织的功能修复，保证了自然生态的稳定性。 自然生态历经多次天文灾变、冰河

3、期地质板块重组，已存在和发展了数十亿年，还将持续发展下去。,生态文明效法自然生态的规律，突现出经济和社会发展的和谐性、稳定性和持续发展的特性。 敬畏自然的原始文明依赖自然的农业文明 改造自然的工业文明效法自然的生态文明 是人类文明发展螺旋上升的必然趋势。 中国特色社会主义伟大旗帜上，体现东方哲学思维的闪光点之一。,西方主流文化,继承了两河流域苏末瑞文化和希腊罗马文明。 1617世纪 人文精神与科学精神相互支持、交融、和谐，哥白尼、伽利略解开心灵枷锁，同时促进物质文明发展。 18世纪后：科学与人文走向分立、疏离和对抗。,19世纪以来 出现反对现代化思潮，怀疑、批判工业化、市场化、全球化。 论点：

4、重精神、轻物质 重感觉、轻理智 厌恶工业文明，崇尚自然原始。,如印度 泰戈尔 美国 惠特曼 俄国 陀思妥耶夫斯基 中国 沈从文 等 人类越远离淳朴的原始状态，其命运越不幸。 宏扬“前现代”思维 从经济主流价值观逆转。,人类发展中犯下的错误,主张： “彻底地享用大自然慷慨的馈赠，就如同彻底地开发或利用储藏资源一样，既谈不上浪费，也不应当受到谴责。” 哈耶克（1974年诺奖得主） “正是个人利益的驱动造就了一个有序的社会。”“当每个人追求个人财富最大化时，社会财富达到最大化，即利润最大化，产量最大化收入最大化。” 亚当斯密,工业文明本身的弊端,经济发展的线性模式,市场经济消费主义导致无节制的消耗资

5、源、污染环境、破坏生态。 卡尔森寂静的春天发表，激进环保主义。 21世纪表现出生存危急，引发出激进逆反情绪，如麦茜特（生态学家）的猛烈挑战。,生物界相同的本能需求,本物种的繁衍，特殊基因的千百万年长期保存。 生存条件的改善。 这种生物本能的扩张，必然受到自然条件的制约。,人类处于生物链高端,突破了第一层次食物链的束缚。 也正突破了灾荒、瘟疫、战争第二层次的文明发展桎梏。 必须有智慧去自我制约生物的本能（如计划生育、科学发展观），需要一个人类自我约束的机制。,如果人类无节制地散播自身基因种群，等于自杀。 以现存世界60亿人口计： 如每年1%递增，555年后 60亿人（1.01）555=1.501

6、012人 而地球陆地面积=1.48 1012m2 这时每米2土地需供养一个人。 目前全球人口增长速率就是1.1%。,生态足迹,支撑人均资源消耗、废物消纳及建筑、铁路所需土地面积。,生态足迹,2008.5.27，英国首次公布该国2003年末生态足迹为5.19公顷=5.19104m2 中国生态足迹为1.6公顷 世界生态足迹平均为2.2公顷。,深绿的生态主义思潮,主张保护自然、放弃发展 停止增长、克制物欲（佛教、基督教） 承受显著经济倒退，环境优先一切。 敬畏自然、崇拜自然 人类已经成为地球的恶性肿瘤。,西方主流文明中,强调竞争片面但有力促进了发展。 漠视和谐、共赢的强势文化似乎走到尽头。 形成“生

7、态中心论”、“自然权利论”思潮。,同时渲染“增长极限”。 “过去父母说：孩子，吃完了碗里的饭，中国、印度的小孩正在挨饿。现在对自己的孩子说：乖乖好好学习，不然你们的饭碗就被中国、印度孩子抢走了。” 消失的地平线英,传统哲学思想中人与自然的关系,1988年75位诺贝尔奖获得主集会巴黎共识之一。 “如果人类要在21世纪生存下去，必须回到2500年前去吸取孔子的智慧。”,东方 “天人合一” “天地变化，圣人效之” “道法自然”,西方 “物竞天择”（赫胥黎） “认识自然 统治自然”（培根）,生态文明建设内涵,理论、伦理道德、价值观的建设。 政治制度、法制和教育建设。 生产模式、生活消费方式的建设以及农

8、业、工业、第三产业的生态化转型。 生态文明涵概了政治、经济、文化、科技各方面，甚至成了发达国家以生态屏障、生态保护作为外交斗争的手段。,和谐社会,有强劲活力的社会： 一切有利于社会进步的创造愿望得到尊重、支持、鼓励。 合理竞争、个别人先富，为所有社会成员提供机会、舞台。 有凝聚力的社会： 社会公平、正义、扶贫济困、社会保障体制。 有持续发展能力的社会： 社会经济与自然和谐为子孙后代提供发展空间。,生态工业文明与 经济发展的制约因素,劳 动 力 稀 缺,土 地 稀 缺,资 本 稀 缺,高 科 技 稀 缺,自 然 资 源 稀 缺,人类社会经济进入自然稀缺为主要控制因素的时代,自然资源稀缺种类,物质

9、资源：干净的水和空气、原生矿物、化石矿物 环境资源：污染自然消纳容量 舒适性资源：消除温室效应、沙暴的代价 自维持资源：丢失生物多样性、基因的代价 对策：资源节约、可再生资源开发与生态环境保护，保障下代人发展的空间。,20世纪人类消耗了：1420t 石油，2650t 煤。 发达国家占人口15%，消耗了世界56%石油，60%天然气，50%以上矿石。,人均消费指数趋势,BA,1,8,32,J. Diamond “ Whats your Consumption Factor?” New York Times, January 2, 2008,生态危机,实际上，解决生态危机的出路： 规范国家间、地区群

10、体间自然资源的公正分配和使用。 使全球自然资源的使用真正满足人类的基本生活需要，而不是用于追求特殊利益以及追求和生存无关的物质享乐。 西安发达国家对当代生态危机负有不可推卸的责任和义务。 首先要作的不是限制发展中国家的发展。,中国特色的社会主义的,主旋律是“持续发展”、“和谐”、“稳定”。,思想发展脉络是：,四项基本原则,发展是硬道理,科学发展观 （可持续发展）,生态文明,物质文明,精神文明,资源节约与环境 友好型社会（人与自然）,公平、和谐、扶危济困（人与人）,中共领导下的多党合作 （人与社会） 市场经济中发挥所有社会成员积极性,“生态社会主义”的,主旋律是：解决所有发达与发展 中国家里人与

11、自然矛盾问题。,思想脉络是：资产阶级激进知识分子、 青年学生、绿色和平主义者的思潮， 对现实社会的批判是富裕之后的思考， 是“富人哲学”。主张为了保护自然， 限制和放弃发展。,与我们倡导“生态文明”应该毫无共同之处。,生态文明建设途径,循环经济： 自然资源利用最大化，充分、重复、循环利用。 生态退化、环境污染的最小化。 社会效益、经济效益的最大化。 低碳经济： 能源利用的优化，梯级利用。 可再生能源利用、太阳能、水能、风能、核能。 CO2 的存储 CO2的再利用。,中共十七大报告提出：,建设生态文明，基本形成节约能源、资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。 循环经济形成较大规模，可

12、再生能源比重上升。,主要污染物排放得到有效控制，生态环境质量明显改善。 生态文明观念在全社会牢固树立。,报告就是对 树立科学发展观 协调人类和自然关系 创建新型工业发展模式 给出了更具体、更明确的指导， 是科学发展观的新突破、新高度。,应该相信人类的聪明才智,通过： 人文、经济学理论平台建设 科学技术实践平台建设和创新 教育、法制、道德平台的建设 通过生产方式和生活模式的改变可以做到： 既保护我们美丽自然家园 又能实现生活品质不断改善。,我国生态文明建设的紧迫性,自然条件的先天不足：国土、气候、可耕地、水资源限制。 人均资源紧缺：化石矿物资源秉赋制约。 重化工发展阶段。 世界一体化趋势。,的粗

13、放型发展规模成了阻碍经济 持续高速发展的关键,我国能源持续供应能力,近几年全球变暖、气候异常，这和大量消费化石燃料、排放CO2有密切关系,* 参考日本能源经济研究所能源经济统计要览2006提供的计算方法，计算得到的结果,与自然生态系统耦合的理想循环经济模式,循环经济追求的目标,充分、重复、循环利用资源。 优化利用能源，可再生能源开发。 环境与生态保护 效率和利润最大化 同时用这四条标准，审视所有现行生产过程。,后工业社会（信息社会）经济与生态预期,循环经济可行性,人均GDP的增长可以是无限的，随着人均GDP的增长，恩格尔系数会不断下降。 “林有干木只栖一枝，弱水三千只饮一瓢”。 随着产品灵巧化

14、、智能化的提高，在个人生活质量上升的同时，物耗、能耗将会逐步降低。,人均物质总需求（吨）,人均GDP（千美元）,中国,波兰,美国,芬兰,英国,日本,德国,荷兰1975-1994,欧盟15 1980-1997,库兹涅佐夫曲线,社会经济可持续发展,知识经济,循环经济,文 化 信 息 产 业,提升传统产业,生态农业,生态工业,生态消费,资源循环利用,能源优化利用和 可再生能源开发,污染源头防止,静脉产业,信息化,生态化,循环经济与生态文明之间的关系,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

15、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。,循环经济的三个层次和三个支撑,传统工业（矿物炼制）的生态化,原生矿物炼制中，钢铁、铜、铝的节约利用、重复利用、充分利用、循环利用。 污染从总量控制源头防止全生命周期清洁（从原料清洁、生产过程清洁、使用中清洁、废弃后清洁回归） 重要元素的工业代谢分析，产业链延伸。 生态产业园区建设、区域内物流、能流、资金流、信息流的优化配置，产业链延伸，产品副产品加工横向扩展等。,100万吨/年 电石法生产PVC代替乙烯法,成本下降 20亿元以上/年 平衡氯元素 56.5万吨/年 电石渣作水泥少排放CO2 反应原料替代少

16、排 82.8万吨 CO2/年 烧成反应热少排 46.2万吨CO2/年 共 129.0万吨CO2/年 每生产1吨PVC排CO2量为 5.96吨CO2 /吨PVC 1吨MTO 聚乙烯、聚丙烯 12吨CO2/吨PE 1吨煤制油 15吨CO2/吨合成油 1吨二甲醚 6吨CO2/吨合成DME,氯碱平衡,我国期间： 烧碱生产量1511万吨/年 表观消费量1381万吨/年 过剩量130万吨/年 需减少氯用量可平衡： 113.7万吨/年,氯元素工业循环利用,循环再利用原则（副产物再利用）,通过化学加工，进行资源循环利用,以 为例,循环再利用原则,氯碱工业的技术突破,氯碱平衡，氯元素循环利用 等离子法乙炔 电石

17、干法发生乙炔 大型氯乙炔合成流化床反应器 低汞流失工艺和无汞催化剂 清洁过氯乙烯、偏氯乙烯生产,氢等离子体煤粉合成乙炔技术,减少能耗35（与传统电石法相比） 减少了严重的废渣，废气，废水排放,鲁北生态工业系统硫代谢网络,黄磷,磷酸,三聚磷酸钠,清洁剂,农药,水体,畜禽,磷肥,磷酸氢钙,储备,开采,生产加工,消费及环境影响,富矿,中矿,贫矿,农田,土壤残留,有机肥,土地,水体富营养化,采富弃贫,只够用 25 年,磷资源工业代谢与产业链延伸,磷的循环,可再生资源（垃圾）炼制,地球上的矿物大部分将在数十年和百余年消费殆尽。 城镇居民消费后废物（废电器，废塑料、轮胎，废金属，厨余垃圾）大量产生，将成重

18、要的再生资源。 垃圾炼制要规模化、现代化、无害化。,再资源化原则（废弃物回收利用）,纸张、轮胎、废家电、汽车的再资源化 * 每吨再生纸可节约512度电，4m3木材，250吨水 * 轮胎翻新率 我国4，发达国家15以上 每翻新一条轮胎节约70橡胶资源 铁、铜、铝的再回炼 从产品设计开始考虑再资源化，直至回收、分拣环节,动脉产业与静脉产业,生物质能源,生物炼制,生物质包括农产品及副产物、畜产品及副产物、林业产品与副产物以及人畜排泄物等，年年产生，产量从数亿吨至数百亿吨。 生物质可以年年产生，可以持续利用。 从碳氢化合物时代转向碳水化合物加工时代。,生物炼制产业发展现状,燃料乙醇：美国生产1016万

19、吨，进口42万吨（2004年） 巴西1300万吨（2004） 我国82万吨（2004） 生物柴油：欧洲 224万吨（2004） 沼气：中国户用沼气池1300万个，产气3亿米3（养殖场和工业沼气工程2200座，产气12亿米3（2003） 压缩生物质燃料： 瑞典满足全国60%供热 蔗渣、秸秆锅炉发电、石家庄212兆瓦，菏泽25兆瓦 生物质发电：中国蔗渣热电170万千瓦（2003） 稻壳发电5万千瓦 垃圾发电15万千瓦,生物炼制可以获得：,生物燃料：燃料酒精、甲醇、二甲醚、生物柴油 生物大宗化学品：1，3-丙二醇、1，4-丁二醇 生物医药及精细化学品：青霉素、维生素C,低碳经济是指：,低能耗、低污染

20、为基础的生态经济 开发在生产、使用和废弃全过程的低CO2排放产品和工程技术。 CO2的捕集，重复利用和埋藏的技术开发。 达到节约能源和保护生态的可持续发展目的。,碳库及碳循环示意图（单位：109t碳）,大气碳库,海洋生态系统 无机碳库（39000） 有机碳库（1000）,人类社会活动的节能减排,陆地生态系统 生物碳库（600） 土壤碳库（1500）,沉积物 碳酸岩碳库（60 000 000） 化石碳库（300010 000）,光合作用 （1.42.8）,CO2 再利用,地质存贮,净吸收 （1.42.8）,砍伐森林 （0.62.6）,化石燃料燃烧及碳酸盐分解 （约6.08.0）,历年我国GDP、

21、总能耗和万元GDP能耗,2005年黑色冶金消耗3.6亿吨标煤占全国16.3% 化工行业能耗2.3亿吨标煤占全国10%（6行业） 石油石化行业能耗1.4亿吨标煤占全国6.3% 水泥石化行业能耗1.6亿吨标煤占全国7.1% 8.9亿吨标煤占全国40%,2005年钢铁行业排CO2量7.1亿吨，占全国13.9% 化工行业排CO2量4.4亿吨，占全国5.3%（6行业） 石化行业排CO2量1.2亿吨，占全国2.3% 水泥行业排CO2量2.7亿吨（化石燃料）占全国5.3% 3.8亿吨（CaCO3分解），占7.46% 6.5亿吨 占12.76% 四行业共排CO2量19.2亿吨,全国温室气体排放总量61亿吨（2

22、004年） 其中CO2量50.7亿吨，占全球18.9%（IEA） 1994年到2004年均增4%。,现代能源利用率低,照明： 白炽灯照明能源利用率（从煤含化学能算起）3% 荧光灯照明能源利用率 大数倍 半导体照明能源利用率 大数十倍 汽车： 从汽油燃烧到车轮 能量利用率13% 车轮有效利用率（除与地面摩擦） 50% 用于加速车身能耗占 95% 用于加速乘客能耗占 5% 总有效利用率 0.260.39%,产业结构调整,2005宝钢吨钢CO2排放 2.1 tCO2/t钢 重点企业CO2排放 2.34 tCO2/t钢 一般企业CO2排放 2.67 tCO2/t钢 中小型生铁产能 20世纪末 占9%

23、21世纪初 一度达21%,我国工业能耗与国际领先水平对比,平均约高30%左右。,20062007年淘汰 小火电 2157万kw 小煤矿 1.12万处 小水泥 8700万吨/年 小炼铁产能 4659万吨/年 2007年 单位GDP能耗下降 3.27%（比2005年） COD排放 下降 3.14% SO2排放 下降 4.66% 11届全国人大政府工作报告,年度GDP结构变化,发达国家第三产业占GDP的70%，人均CO2排放量11.9吨 16.1吨（2004，中国外交部气候变化谈判代表） 发展中国家第三产业占GDP30%，人均CO2排放量1.95吨 即便到信息社会，预期有低物质化进程，但无低能耗化进

24、程。,能源结构调整,重点发展：核能、水电、风能近于无碳排放能源 而生物质能要考虑肥料排碳 光伏电池要考虑制造中排碳,科技创新推进低碳经济,通过过程强化节能，实现二氧化碳减排 两股物流间组织逆流换热 多股物流之间夹点分析，组织优化换热网络,图： 水泥窑外分解,水泥能流图,水泥节约途径,尾气带走热能占全能耗的份额最大22%。 尾气温度下降10，可节约1Kg标煤/t熟料。 设尾气废热锅炉尾气温度可从300380下降到200以下。 熟料温度每下降100，可节约5Kg标煤/t熟料。,2. 通过优化工艺路线,H2,炼油装置构成,* 所占百分数指占减压精馏能力的%,每年有2000万吨石油焦产量 同期大量筹建煤变油装置，计划2000万t。 一面把石油石油焦 另一面又把煤柴油 不符合低碳经济原则。,我国延迟焦加工能力快速增加,通过优化工艺路线,方案1,方案2,煤合成气的化学转化,F-T合成油 20CO+41H2C20H42+20H2O 粗柴油：水=282：360=0.78：1 即生产0.78t粗柴油，副产1吨水（T=250） 二甲醚合成 2CO+4H2CH3-O-CH3