清洁生产课件第二讲方法

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1、清 洁 生 产,环境科学与工程学院 毛国柱2009年10月9日,复习 第一讲 概述,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,人们从无环境意识到开始治理污染是一种进步，从治理污染进而认识到预防污染，认识到清洁生产的经济性和合理性，这又是一种划世代的进步。“上医治未病,中医治欲病,下医治已病”,- 黄帝内经,清洁生产的由来,清洁生产的由来,产品生产过程,原料采集,资源,加

2、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,基本目的：提高资源、能源利用率，减少污染

3、产生排放，降低对人体健康和环境的风险。 活动对象：生产过程，产品/服务 行为特征：预防性、综合性、持续性清洁生产途径： 源削减 企业内部的回收利用 企业外部的综合利用,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,清洁生产和末端治理：“防”与“治”,清洁生产的基本要素,清洁生产的概念,清洁生产的相近概念少废无废工艺 无公害工艺 绿色工艺 生

4、态工艺 环境相容（友好）工艺 废物最小化 减废技术,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；ISO 14000，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

5、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,减量利用Reduce,循环利用 Recycle,重复利用 Reuse,输入端控制,过程性控制,输出端控制,减少进入生产和消费过程的物质量,从源头节设计产品的再使用与资源化。,要求产品或包装以初始形式多次使用,实现产品形式的循环经济。,要求消费后的废弃物变成再生资源,实现垃圾形式的循环经济。,3R原则,从清洁生产到循环经济,我国环境保护发展历程,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

6、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,清洁生产是一种技术，包括综合利用技术、源削减技术、再循环技术、无害化技术等；清洁生产也是一种战略，包括进行战略评估，制定战略目标、战略规划、战略步骤等；清洁生产更是一种哲学，体现了社会与自然的和谐共存、经济和环境的协调发展、精神与物质的需求平衡。,清洁生产理念的深化,第二讲 方法,全生命周期分析

7、,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(Material Flow Analysis, MFA)。,第二讲 方法,物质流分析(Material Flow Analysis, 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,根据质量守恒

8、定律,物质流分析的结果总是能通过其所有的输入、贮存及输出过程来达到最终的物质平衡。 这是物质流分析的显著特征,它为资源、废弃物和环境的管理提供了方法学上的决策支持工具。 这里所说的物质流分析主要是针对不同层次的经济系统、产业部门、工业园区或企业个体。,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

9、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。,反观经济系统,由于人类干扰的因素占主导作用,从生产、运输、加工、分配、消费,直至遗弃,每一环节的流动都是单向的,而每一环节都产生大量的废弃物,并流向外部环境,造成分解能力不足,物质循环机制不完备,因此形成线性的开放系统。同时经济系统的物质流动过程从一开始就对环境造成生态破坏、环境污染等负面影响。,第二讲 方法,自然生态系统中,由于生产者、消费者、分解者在空间上相临近,物质在流动或循环代谢过程中的运输所需能量很少,同时由于距离近,对外界的扰动调节起来快; 而经济系统中由于消费者的消费量和遗弃量很大,生产者和消费者之间的距离通常很长,生

10、产者、消费者、分解者之间物质运输消耗的能量过大,进一步加剧了资源消耗、生态破坏和环境污染的程度。,第二讲 方法,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(Metabolism of Cities) ;(2) 流域或城市区域的污染物迁移路径分析(Analysis of Pollu

11、tant Pathways) 。,第二讲 方法,20世纪7080年代,物质平衡( Physical Balance) 、工业代谢( Industrial Metabolism) 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(Wuppertal Institute)提出了物质流账户体系(Material Flow Account

12、s, 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(Ecological Rucksacks, ER)的概念,后来也称其为隐藏流(Hidden Flow, HF) 。 1996年,欧盟委员会(European Commission, EC)组建了“ConAccount”平台(www. conaccount. net) ,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(World Resource Institute, WR I)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

13、。 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, Paul H. B runner & Helmut Rechberger合作编写了Practical Handbook of Material Flow Analysis一书,系统介绍了物质流分析的概念、历

14、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

15、、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

16、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(Decoup ling Factor, DF) 和弹性系数( Elastic Coefficient, 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,