循环经济与生态工业教学课件PPT.ppt

1、重庆大学通识教育课程（2014-2015学年）,清 洁 生 产 导 论 卢培利L 重庆大学（A区）采矿实验大楼234室 2014年12月,第7章 循环经济与生态工业,工业生态学和生态控制理论 循环经济 生态工业和生态工业园 中国的循环经济与生态工业,参考资料,邓南圣.工业生态学:理论与应用M. 北京：化学工业出版社，2002 劳爱乐,耿勇编.工业生态学和生态工业园M. 北京：化学工业出版社，2003 Braden R. Allenby.工业生态学M. 北京：清华大学出版社，2005 曲向荣, 李辉, 王俭. 循环经济M. 北京：机械工业出版社，2012 国家发展和改革

2、委员会资源节约和环境保护司.重点行业循环经济支撑技术M. 北京：中国标准出版社, 2007 齐建国.中国循环经济发展报告R. 北京：社会科学文献出版社, 2010 中国21世纪议程管理中心, 环境无害化技术转移中心. 生态工业园规划与管理指南M. 化学工业出版社, 2008,1989年9月，Robert Frosch和Nicolas Gallopoulos在科学美国人发表可持续工业发展战略的文章： “为什么我们的工业行为不能像生态系统一样，在自然生态系统中一个物种的废物也许就是另一个物种的资源，而为何一种工业的废物就不能成为另一种的资源？如果工业也能像自然生态系统一样就可以大幅减少原材料需要和

3、环境污染并能节约废物垃圾的处理过程。” 正式提出了工业生态学的概念。,7.1 理论基础,7.1.1 工业生态学,（1）概念,工业生态学（Industrial ecology，IE）又称产业生态学，以生态学的观点研究工业化背景下人类社会经济活动与生态环境的相互关系，考察人类社会从取自环境到返回环境的物质转化全过程，探索实现生态化的途径。 张天柱等.清洁生产导论P218,7.1.1 工业生态学,工业生态学，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。是对开放系统的运作规律通过人工过程进行干预和

4、改变，把开放系统变成循环的封闭系统，使废物转为新的资源并加入新一轮的系统运行过程中。 ,7.1.1 工业生态学,应用生态学分支,生态工业的理论基础 工业生态学工业的生态化生态工业体系,(1) 社群化：出现了两大子群，即专注于物质流分析的Conaccount分会和专注于生态工业发展的EcoIndustrial Development分会。,(4)应用性在加强。生态工业园区、城市代谢、节能减排与气候变化等都成为了工业生态学应用的热点领域。,(2)发达国家占据主导地位：欧、美、日三足鼎立的格局日益明显。美国强于概念体系、理论构建和全球视野，欧洲强于大项目主导和系统实践，日本则精于刻画并着眼于亚洲视角

5、。,(3) 理论基础和学科体系仍然比较模糊：社会物质代谢和生态工业发展成为学科的主体构成，但理论建构不足。,7.1.1 工业生态学,（2）学科特征与发展趋势（了解）,要素1：关于工业体系所有组成部分及其同生物圈关系问题的全面、一体化分析视角。,要素2：工业体系的生物物理基础，与人类活动相关的物质能量流动与储存,7.1.1 工业生态学,（3）工业生态学的基本要素,要素3：科技的动力，关键技术的长期发展进化,7.1.1 工业生态学,（4）工业体系的进化过程,7.1.1 工业生态学,废料做资源重新利用,工业生态学主旨是促进现代工业体系向三级生态系统转换,封闭物质循环系统，尽量减少消耗性材料使用,工业

6、产品与经济活动的非物质化,能源的脱碳,7.1.1 工业生态学,关于社会-经济-自然复合生态系统的调控理论，研究系统中信息的传递、交换、处理过程和调节控制规律的科学。 开拓适应原理 竞争共生原理 连锁反馈原理 循环再生原理 多样性主导型原理 生态发育原理 最小风险原理 乘补协同原理 以柔克刚原理,7.1.2 生态控制理论,(1)消耗性污染 预防措施包括： 改良原料（金属防腐） 回收利用（分子租用） 替代或禁用 （2）产品与服务的非物质化 提高资源生产率,7.1.3 消耗性污染与非物质化,7.2 循环经济（Recycle Economy),7.2.1概念与内涵 从人类经济社会是生态环境的子系统这一

7、根本认识出发，为不断减小人类社会线性物质代谢过程对生态环境的冲击，以实现人类社会与生态环境的协调相容为目标，依据资源产品再生资源的物质代谢循环模式而建立的一种既具有经济系统内部物质高效与循环利用的机制，又能合理融入生态大系统物质循环过程中的经济增长或发展体系。 张天柱等. 清洁生产导论，2006 以物质“闭环”代谢过程为依托的经济增长与发展模式,7.2.1 概念与内涵,人与自然的关系 经济活动遵从生态规律，尽可能少用或循环利用资源 生产技术范式 以清洁生产、资源循环利用和废物高效回收利用为特征的生态经济学，提高生态环境利用效率,7.2.1 概念与内涵,循环经济与传统经济的比较,EPA：从废家电

8、回收钢材代替新钢材，可减少97%的矿山废物、86%的空气污染、76%的水污染、40%用水量，节约90%原材料、74%能源。,（1）循环经济的特征,新的系统观 新的经济观 新的价值观 新的生产观 新的消费观,7.2.2 循环经济的特征与原则,（2）循环经济的3个层面,企业层面 推行清洁生产，减少资源能源使用，实现废物最小化 区域层面 按照工业生态学原理，建立企业间共生的工业生态系统、 工业生态园区或虚拟园区 社会层面 消费中和消费后废物再循环和再利用，实现物质能量循环， 构建循环型社会,7.2.2 循环经济的特征与原则,（3）循环经济的3R原则,7.2.2 循环经济的特征与原则,2004年，G8

9、峰会正式通过在国际实施3R行动的倡议,2005年，正式启动3R倡议： 通过采纳以减量、再使用和再循环利用为核心的“3R理念”，在全球范围内创建合理的循环性社会。,减量（Reduce）原则 减少来自生产和消费过程废物与废品的产量 再使用（Reuse）原则 对使用消费后废弃的物品，返回到生产与消费过程，多次重复使用 再循环（Recycle）原则 对无法利用而进行废物处理后的物质，首先考虑作为原料再循环使用，或者对再循环过程和废物焚烧过程进行能量回收,7.2.2 循环经济的特征与原则,（3）循环经济的3R原则,7.2.2 循环经济的特征与原则（15周五）,国际3R行动概念框架,7.2.3 循环经济的

10、发展与实践,中华人民共和国循环经济促进法,钢铁工业发展循环经济环境保护导则,循环经济试点,循环经济市场,循环经济,循环经济发展战略及近期行动计划,7.3.1基本概念,7.3 生态工业,生态工业（Eco-Industry） 根据工业生态学基本原理建立的、符合生态系统环境承载能力、物质和能量高效组合利用以及工业生态功能稳定协调的新型工业组合和发展形态。,生态工业园区（Eco-Industrial Park） 依据工业生态学理论建立的一种新型工业组织形式，通过模拟自然生态系统中生产者-消费者-分解者的循环途径来设计或者改造产业系统，以实现物质闭路循环和梯级利用；通过建立产业系统的产业链而形成工业共生

11、网络，以实现对物质、能量等资源的最优化利用，建立可持续的经济系统。,7.3.1基本概念,7.3 生态工业,7.3.2 生态工业的特征,7.3 生态工业,循环性 物质闭环流动 群落性 产业门类多样 增值性 系统内所有企业都获得好处 持续性 持续改进,7.3.3 生态工业的类型,7.3.4 生态工业园的类型与建设原则,生态工业园的类型 具有雏形，需要完善 新建 改造 虚拟园区,生态工业园建设的原则 与自然和谐共存 生态效率原则 生命周期原则 区域发展原则 高科技、高效益原则 软硬件并重原则,综合类生态工业园区标准,小组作业,各组解析一个生态工业园案例，说明： 1.生态工业园的构成者及其地位 2.各

12、构成者之间的物质、能量流动关系 3.实现的资源节约和环境保护效益,7.4 工业共生系统设计步骤与方法,7.4.1 提出问题,自然环境概况 区域位置 资源禀赋状况 产业类型（结构） 各产业原料输入与输出情况 产品及副产物的数量级流向 污染物排放及利用,了解对象系统的性质、特点，弄清问题关键,7.4.2 确定目标,资源综合利用 废物充分利用，物质最小排放 环境承载力 工业污染物允许排放量不超过环境容量 经济效益 效益最大，投资最小,工业共生系统应完成的具体指标,7.4.3 数据清单分析,（1）能源、水和物质流动特点，已有的副产品交换网络 核算垃圾场所能处理的废物的比例和数量 各部门副产品（废物）信

13、息 可参与地方或全国废物交换的材料 再循环项目中收集到的材料的种类和数量 主要废热排放源及数量 主要废水排放源情况 工业投入产出数据,7.4.3 数据清单分析,（2）可交换的副产品种类 副产品物种分析 供需平衡分析 副产品品质 分类分流原则 信息平台 运输问题,7.4.4 工业代谢分析,工业代谢原材料、能源和劳动力转化为最终产品和废物的所有过程的完整集合。 工业代谢分析是对拟定的工业共生系统方案，依据质量守恒定律，通过建立物质结算表，估算物质流动与存储数量、指出工业活动的物质利用情况，揭示经济活动中物质的数量与质量规模，展示构成生产活动的全部物质的流动与存储，认识区域内工业系统中元素代谢与物质

14、流动。,7.4.5 共生系统结构设计,（1）功能组成单元 产业生产区 资源回收处理中心 信息平台与管理中心 研发中心,7.4.5 共生系统结构设计,（2）共生系统构建 主要组成单元 资源生产（生产者）： 加工生产（消费者）： 还原生产（分解者）： 核心企业的确定 物质和能力使用或传输量最大，带动和牵制其他企业，是生态产业链的“链核”，煤炭、火电、石油、化工、钢铁、水泥、电子、农副产品加工等,7.4.5 共生系统结构设计,（2）共生系统构建 生态产业链 物质循环生态产业链：交换、再生循环 能量梯级利用： 水资源共生 信息共生： 设施共生：基础设施、交通设施、仓储设施、维护设施、施工设备、培训设施,7.4.5 共生系统结构设计,（2）共生系统构建 生态产业链,物质循环共生系统,7.4.5 共生系统结构设计,（2）共生系统构建 生态产业链,能源共生系统,7.4.5 共生系统结构设计,（2）共生系统构建 生态产业链,水资源共生