第1讲：绿色技术产生产生的根源

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1、绿色设计与绿色制造,机电学院樊瑞,办公地点：8#-201 答疑地点： 8#-201 联系电话：13693711568,第1章 概述1.1 绿色技术产生的客观背景1.2 绿色技术的基本概念1.3 绿色设计与绿色制造,绿色技术产生的根源,第1章 概述,绿色技术产生产生的根源,资源、环境和人口是人类社会发展所面临的三大主题。20世纪后半叶，经济高速发展、资源的无节制消耗、工业污染物的过量排放以及人口“爆炸”，是其直接和主要原因。1972年在斯得哥尔摩召开的联合国人类环境会议和1992年在里约热内卢召开的联合国环境发展大会是人类环境保护史上的两座里程碑。目前，环境问题已由少数专家关心的技术问题转变为全

2、人类共同关注的经济社会问题，当今社会面临的重大挑战是如何使经济发展与环境保护有机地结合起来，从而能促进建立一个可持续发展的社会。,制造业是制造人类财富的支柱产业，同时又是环境污染的主要源头之一，绿色设计与绿色制造就是为消除和避免制造业经济恶性发展的后果，寻求新的发展战略而提出的新概念。,绿色设计与绿色制造是人类社会可持续发展的必由之路，它将生态环境与经济社会联结为一个协调发展的有机整体，要求经济发展必须考虑自然生态环境的长期承载能力。 不仅使环境与资源既能满足当前经济发展的需要，而且还能满足人类长远生存的需要。 采取主动措施和科学方法，建立一个环境与社会、经济发展相协调的崭新模式，使我们这一代

3、人不能因为自己的生存和享受而滥用资源、破坏环境，把一个破损、污秽的地球留给子孙后代。,我国的环境和资源问题很突出，以资源、环境为代价，换取眼前局部利益的短期行为所造成的后果已经并还在威胁我国人民的生存和经济、社会的发展。,11绿色技术产生的客观背景,1.绿色技术是绿色消费浪潮的产物工业生产的发展为世界经济发展和提高人民生活质量做出了巨大贡献，但也带来了相当大的负面影响，工业化国家已开始尝到近10年工业高速发展所结的苦果地球生态环境以前所未有的速度在急剧恶化。据统计，全世界制造业每年大约产生55亿t无害废物和,7亿t有害废物。,1.绿色技术是绿色消费浪潮的产物,在美国，由家庭和工业企业产生的城市

4、固体废物(MSW)已达到每人每天近2kg，如果依此来推算，一个1000万左右人口的大城市，一天产生的固体废弃物就是2万t，一年就是730万t，这是一个多么庞大而可怕的数字! 正是由于工业废弃物数量的不断增加，近10年来，美国各州垃圾填埋场屡屡告急，十有七八已无法再继续使用下去。,1.绿色技术是绿色消费浪潮的产物,进入90年代以来，各国的环保战略开始经历一场新的转折，全球性的产业结构调整呈现出新的绿色战略趋势。这就是向资源利用合理化、废弃物产生少量化、对环境无污染或少污染的方向发展。随之在全球掀起了一股“绿色浪潮”。这种“绿色浪潮”的兴起，首先源于人们的绿色消费，然后逐渐引申出绿色技术、绿色设计

5、、绿色制造等。,1.绿色技术是绿色消费浪潮的产物,所谓绿色消费，从不同的侧重点有不同的理解，主要有以下几种方式：1)从环境学的意义来讲，绿色消费是指人类的消费活动无害于环境，即无污染或最小污染的消费。 人类的吃、穿、住、用、行、旅(旅游)等消费活动都是在一定环境条件下进行的，但其消费的结果却往往造成了对环境的污染。 高速发展的汽车，给人类以车代步带来了极大的方便，但汽车排放的尾气又引起了大气污染。而绿色消费则要求改变原有的消费观念，设计、制造和使用对环境有利的绿色产品。,2)从资源学的意义上来讲绿色消费是指人类的消费活动应做到对自然资源的适度利用和综合利用。适度利用是指减少自然资源的耗竭速率，

6、使之低于资源再生率。 改进人类的生活方式和生活质量，使之与环境承载能力相适应。综合利用是指按照资源的多种使用属性和功能加以利用，不要用其一点而不计其余，造成资源的浪费。,1.绿色技术是绿色消费浪潮的产物,3)从生态学的意义上讲绿色消费 是指人类的消费活动应符合生态系统物质和能量流通的规律，不能因人类的“畸形”消费而破坏生态系统的食物链，既能满足人类营养和其他方面的需要，提高生态经济效益，又不至于造成生态经济学上的浪费。绿色消费是通过实行绿色产品制度来得以传播和扩展的。 目前，绿色产品已由食品扩展到日用消费品，再扩展到机电产品和住房；由农业产品扩展到工业产品；由“硬产品(实物产品)”扩展到“软产

7、品(服务)”，整个消费领域都充满了绿色浪潮。,1.绿色技术是绿色消费浪潮的产物,2绿色技术是可持续发展的有效途径,绿色技术中国21世纪发展的必然选择 ，中国人口基数大，人均资源、经济和科技水平比较落后，再加上经济快速发展，致使已紧缺的资源和脆弱的环境面临巨大的压力。因此，中国必须实施以绿色技术为先导的可持续发展战略。 为适应21世纪的挑战和发展 我国必须实施以绿色技术为先导的可持续发展战略。,2绿色技术是可持续发展的有效途径,可持续发展有技术、经济和生态三方面的指标，这三方面应达到综合平衡，缺一不可，如图所示,绿色技术是实现可持续发展的有效途径，这是因为：首先，绿色技术是以节约资源能源为目标。

8、资源、能源的过度开采与消耗是造成经济不能持续发展的主要原因，而绿色技术则是通过各种技术手段和管理手段减少资源能源的使用，提高其利用效率或采用可再生资源与能源，因而可以实现经济的持续发展。,其次，绿色技术以保护环境为准则。 采用绿色技术，节约了资源和能源，也从另一方面减少了废弃物的产生，有利于保护环境，维持生态平衡。,12绿色技术的基本概念,121绿色技术的内涵那么，什么是绿色技术呢?是不是仅仅为了赶“绿色浪潮“?它的内涵又是什么? 正如人们对绿色消费有不同了解一样，不同专业、不同行业的人们，从不同角度对绿色技术有各种各样的理解。,绿色技术的内涵: 从不同角度有各种各样的理解:1)侧重于环境学的

9、定义，认为绿色技术就是环境保护技术，因为绿色代表环境，象征生命，能预防和治理环境污染的环保技术就是绿色技术。2)侧重于生态学的定义，认为绿色技术就是生态技术，如生态农业、生态工艺、生态企业等。3)侧重于生态经济学的定义，认为绿色技术就是根据环境价值并利用现代科技的全部潜力的技术。,由此看来,虽然各行各业对绿色技术的理解都各自包含了若干正确的认识，反映了事物的某些侧面和绿色技术的本质，但难免带有某种片面性，没有反映出绿色技术的全貌。,我们认为绿色技术就是最大限度地节约资源和能源，减少环境污染，有利于人类生存而使用的各种现代技术、工艺和方法的总称。,由上述定义可以看出，绿色技术的内涵反映在以下几个

10、方面： 绿色技术是一种现代技术体系 这种技术体系不同于农业文明时代的原始技术，那时的人类技术活动也是绿色的，但不是现代意义上的绿色技术；同时，它又是一种技术体系，不是专指某一种技术或产业部门的技术。 绿色技术是一种“无公害化”或“少公害化的技术 即无害于人类赖以生存的自然环境的技术。这主要体现在绿色技术功能与环境功能的一致性上。因此，防止与治理环境污染，有利于自然资源生态平衡的技术均是绿色技术，这是判定绿色技术的生态标准或环境标准。 用绿色技术生产出来的产品应该有利于人类的健康和福利，有利于人类文明进步，这是判定绿色技术的社会标准。,122 绿色技术创新,绿色技术创新可以在三个不同层次上进行，

11、即末端治理技术创新、绿色工艺创新和绿色产品创新。1末端治理技术创新 由于这种创新不需要改变现有生产工艺，而是直接附加于现有生产过程，其绿色程度不高，不是绿色技术的重点。,2绿色工艺创新它是指对生产工艺进行创新，生产过程中对环境的污染越低，绿色程度越高，越是理想的绿色技术。 3绿色产品创新它是指产品生命周期(设计、制造、销售、消费、报废处理)全过程都能预防与减少环境污染，包括产品更新，生产低废、少废、可回用的产品等。,122绿色技术创新,绿色设计与绿色制造,机电学院樊瑞,13绿色设计与绿色制造,绿色技术创新体系中的最高级别是绿色产品，也就是说，绿色产品是绿色技术创新结果的最终载体，而绿色产品的获

12、得必须以绿色设计和绿色制造为基础，绿色设计与绿色制造是绿色技术的核心内容。 有资料表明：尽管设计费用仅占总成本的30左右，但设计阶段却决定了产品生命周期中全部消耗的8090。因此，如何在设计阶段有效地考虑产品的环境性能是目前人们所探讨的热点问题之一。,131绿色设计与绿色制造的研究内容,绿色设计(Green Design)与传统设计方法不同，绿色产品设计包含概念设计、生产工艺设计、使用乃至废弃后的回收、重用及处理等内容，即进行产品的全寿命周期设计。 绿色产品设计体系由四个层次组成.,第一层 为目标层: 以设计出绿色产品为绿色设计的总目标； 第二层为绿色设计内容层第三层为绿色设计的 主要阶段层，

13、产品生命周期各阶段 第四层为设计因素层， 即绿色设计过程应考虑的主要因素，,绿色制造领域研究的主要原则是强调采用能减轻对环境产生有害影响的制造过程，包括减少有害废弃物和排放物，降低能量消耗，提高材料利用率，增加操作安全性等。简言之，绿色制造应是在不牺牲质量、成本、可靠性、功能或能量利用率的前提下，努力减少工业活动对生态环境造成的影响。要实现绿色制造目标，必须使用绿色能源，采用绿色制造过程，最终生产出绿色产品。,绿色制造的结构层次框图,绿色设计与绿色制造,机电学院樊瑞,绿色设计与绿色制造研究的主要内容：,绿色产品的描述与建模。 确定绿色产品的评价指标体系和评价方法。 绿色设计方法学的基础研究。

14、绿色设计的材料选择系统研究及绿色产品的结构设计。 绿色制造系统模型及绿色制造工艺技术研究。,132绿色设计与绿色制造的国内外发展趋势,绿色设计与绿色制造已成为最近几年先进制造技术领域的研究热点之一，特别是在美国、西欧、日本等一些发达国家，研究更是十分活跃。从美国的一些重点实验室到国家标准技术研究院，从东部海岸的麻省理工学院到西部海岸的加州大学，大量的研究也正在进行。国际经济专家分析认为：目前的“绿色产品”比例大约为510，再过10年，所有的产品都将进入绿色设计家族。,美国Berkeley加州大学不仅设立了关于环境意识设计和制造的研究机构，而且还在国际互联网上建立了可系统查询的绿色设计与制造专门

15、网页Greenmfg。 日本通产省从1992年开始也实施了一项“生态工厂”的10年计划，预算投入100150亿日元，对生产系统工厂和恢复系统工厂进行研究。 丰田公司于1995年10月宣布了一份汽车拆卸回收工艺，并详细阐述了汽车拆卸程序。,绿色设计与绿色制造的国内外发展趋势,香港生产力促进局则打出了“绿色生产力”的口号，正在积极推行IS014000国际环境管理认证体系、绿色产品标志及绿色奖励计划，培训清洁生产人才等目标的实施。此外，德国、加拿大、英国等在拆卸技术及方法、回收工艺及方法等方面已展开了大量的研究。美国克莱斯勒、通用和福特三大汽车公司共同创立了汽车回收开发中心，对新车进行拆卸研究，以便

16、于学会如何改进汽车设计，使拆卸更容易。,绿色设计与绿色制造的国内外发展趋势,绿色设计与绿色制造也是近几年来重要国际会议探讨的主要内容。如国际CIRP执行成员，丹麦工业大学的LeoAlting(奥尔廷)教授在其1993年CIRP年会论文“持续工业生产的基础 ；等。,绿色设计与绿色制造的国内外发展趋势,我国的资源并不丰富，但环境污染问题已经非常突出。我国的工业发展至今仍沿用高能耗、高投入的粗放型工业发展模式，单位能耗比发达国家高出l3倍，“三废”排放量大，污染严重，严重影响了国产产品在国际市场上的竞争能力。,！,我国仅1995年中国部分出口产品及其包装因不符合发达国家的环境法规及相应环境指标的要求而蒙受高达2000亿元左右的损失。我国在绿色设计与绿色制造方面的研究还处于起步阶段，与国际发展水平尚有一段距离。因此开展绿色设计与绿色制造的研究与应用已成为迫在眉睫的任务。我国每年的废弃产品数量在不断增加，但有效回收利用率却不是很高，不仅造成了严重的资源能源浪费，而且成为固体废弃物和污染环境的主要来源。以汽车为例，我国汽车废弃量逐年增加(1996年达30万辆)，且随着执行新的汽车报废政策后，其数量还会不断地增大。,