生态工业与循环经济教学课件PPT.ppt

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1、第四章 生态工业与循环经济 第一节 循环经济 第二节 生态工业基本理论 第三节 生态工业园区及实例 第四章 生态工业与循环经济 第一节 循环经济 第二节 生态工业基本理论 第三节 生态工业园区及实例 一、循环经济的提出 二、循环经济的定义 三、循环经济的原则 四、循环经济实施的层面 五、循环经济技术 六、实施循环经济的保障 第一节 循环经济 （ Circular Economy） 一、循环经济的提出 工业革命以来的经济发展模式：自然资源 产 品 废物，这是一种“ 高开采、低利用、高排放 ” （二高一低）的 线性经济 。 线性经济中，生产系统内是一些相互不发生关系 的线性物质流的组合。 制造商

2、消费者 环 境 开采者 资源 产品 废物 20世纪 60年代，美国经济学家鲍尔丁提出了 “ 宇宙飞船经济理论 ”，即地球就像在太空中飞 行的宇宙飞船，这艘飞船靠不断消耗自身有限的 资源而生存。 如果人们不合理地开发资源和破坏环境，超 过了地球的负载能力，地球就会像宇宙飞船一样 资源耗尽而失去发展动力。 1. 鲍尔丁：“ 即将到来的宇宙飞船式经济 ”， 1965. 2. 克尼斯等人： 经济学与环境 ， 1970年代。 3. 皮尔斯和图奈： 自然资源和环境经济学 ， 1990。 代表性著作： 二、循环经济的定义 定义 1： 以物质闭环流动 （ Closing Materials Cycle) 为特

3、征的经济。 制造商 消费者 开采者 资源 产品 废物 废物处理者 资源 再生资源 废物 废 物 定义 2：将生产所需的资源通过回收、再生等方法再 次获得使用价值，实现循环利用，减少废弃物排 放的经济生产模式。 定义 3：指在人、自然资源和科学技术的大系统内， 在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全 过程中，把传统的依赖资源消耗的线形增长的经 济，转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。 定义 4：模仿大自然的整体、协同、循环和自适应功 能去规划、组织和管理人类社会的生产、消费、 流通、还原和调控活动的简称，是一类融自生、 共生和竞争经济为一体、具有高效的资源代谢过 程、完整的系统耦合结构的网

4、络型、进化型复合 生态经济。 农 业 循 环 经 济 模 式 三、循环经济的 3R原则 减量化原则（ Reduce） 再利用原则（ Reuse） 循环 /资源化原则（ Recycle） 减量化原则： 指生产和消费流程中的物质量减少， 又叫 减物质化 。从经济活动的源头注意节约资源 和减少废物产生。 生产 通过工艺改造，减少原料的使用 包装 适度和简单的包装 消费 减少对物品的过度需求，提倡节俭， 减少物 质使用量，提高信息使用量， 如用电子文档 代替纸质文档。 再利用原则： 尽可能多次以及尽可能以多种方式延 长使用所购买的物品，而不是用过一次就废弃。 生产 设计和制造 时就考虑再利用，如按标准

5、进 行设计，便于部件更换，而不必更换整个产品。 消费 把使用后的物品扔掉之前，想一想家中和 单位里 再利用它的可能性 ，简单方法是对物品进 行修理而不是频繁更换。 资源化 (循环 )原则： 物品在完成其使用功能后能 重新变成可以利用的资源而不是无用的垃圾。 资源化方式： 原级资源化方式：废物经资源化后制成 与原来 相同用途的新产品 ，如纸制品。 次级资源化方式：废弃物经资源化后制成 对原 料要求较低的新产品， 如塑料的降级使用。 减少 进入生产和消 费过程的物质量 ,从 源头考虑产品的 再 使用与资源化。 循环 Recycle 再用 Reuse 输入控制 过程控制 输出控制 产品或包装以初始

6、形式 多次使用 ,实 现产品形式的循环 经济。 废弃物变成 再生 资源 ,最大程度地 实现物质的循环 使用。 减量 Reduce 线性经济：资源 生产 消费 废弃物 排放 单向流动 循环经济：资源 生产 消费 废弃物 排放 资源 反馈式流动 传统经济与循环经济 四、循环经济实施的层面 企业层面 区域层面 社会层面 （一）企业层面 企业内部采取 工艺和管理创新， 提高原辅料利 用率、加强资源综合利用和减少废料和污染物的 生产和排放，实现物料循环和能源多级利用。 绿色生产过程 原辅料、能源 工艺技术 生产设备 管理与操作 产品 /中间产品 废物 输出 内部循环 /回收利用 外部循环 /综合利用 摩

7、托罗拉公司的绿色生态设计 绿色包装项目 包装填充材料 标准包装盒 重复使用包装袋 塑料托盘改造 改进纸箱设计等 包装填充材料 将废纸箱加工成包装填充物，取代泡沫塑料。 重复使用包装袋 防静电包装袋是供货商的原材料包装 , 价格昂贵 , 但每次使用后作为废物扔掉。将静电袋收集清洗检 测合格后返回给供货商重复使用。 改进纸箱设计 改进纸箱设计 , 提高纸箱利用率。 旧纸箱 新纸箱 炼钢厂的循环经济 旧工艺 新工艺 （二）区域层面 依据 工业生态学 (Industrial Ecology)原理， 建立企业之间废物的输入输出关系，上游 企业的废物作为下游企业的原材料，构成 区域循环经济 的运行体系。

8、这种形式也称作 生态工业园 。其中最早 最著名的当属丹麦 卡伦堡生态工业园 。 丹麦卡伦堡生态工业园 （三）社会层面 倡导 绿色消费 ，培育 资源回收产业 ，在整个社 会形成“资源 产品 再生资源”的闭合回路。 例：日本的循环社会和静脉产业 2000年日本颁布 推进形成循环型社会基本法 ， 宗旨是改变传统发展模式，发展循环经济，建立 循环型社会。 在日本，把废弃物转换为再生资源的企业属于 “ 静脉产业 ”，因为这些企业能使生活和工业垃 圾变废为宝、循环利用，就像把含有较多二氧化 碳的血液送回心脏的静脉。 目前日本“静脉产业”发展中，把生活垃圾转换 成家畜饲料、有机肥料或燃料电池用燃料。 日本其

9、它的废弃物再生利用率也达到了很高的水 平，例如碎玻璃、铁罐、铝罐、塑料瓶、旧塑料、 废纸、汽车等的再生利用率分别为 78、 84、 81、 35、 46、 57、 80，产生了极大的 经济效益、社会效益和环境效益。 例：日本的循环社会和静脉产业 (续 ) 五、循环经济的技术基础 清洁生产技术 废物利用技术 污染处理技术 （一）清洁生产技术 通过无废、少废生产的技术，实现产 品的绿色化和生产过程的零排放。 清洁生产技术要保证 技术上可行，经 济上可盈利 。 （二）废物利用技术 通过这些技术实现废物的 资源化和产业化 处 理。 例如： 废纸 加工再生技术 废玻璃 加工再生技术 废塑料 转化为汽油和

10、柴油的技术 有机垃圾 制成复合肥技术 废电池 等有害废物回收利用技术等。 例 1：日本的生活废物利用技术 北海道三机循环公司建立的札幌市生活垃圾处理 中心，采用全新的技术将 食品废弃物转换成饲料。 处理能力为 50 吨 /天，每年可生产饲料约 1. 5 万吨。 一些日本公司正在开发把 生活垃圾转换为甲烷 的 技术。用这种方法制取的氢气 ,可以作为燃料电池 的燃料。 例 2：我国的废物利用技术 利用 粉煤灰代替粘土生产水泥 ，增加产量，降低 燃料消耗量 16 17。另外粉煤灰也可以用作农 业肥料、烧砖等。 垃圾焚烧发电 ：我国自 1985年在深圳建立垃圾焚 烧发电厂以来，先后在珠海、杭州、上海等

11、 15个 城市建成了 20座垃圾焚烧发电厂，每天焚烧垃圾 1000吨。据统计，目前我国建成、在建和正在报 批的垃圾发电厂有 140多座。 （三）污染处理技术 对于目前清洁生产和废物利用技术难以解决 的问题，则利用污染治理技术，即通过废物净化 装置实现有毒有害废物的净化处理，就是传统的 末端治理技术。包括： 水污染控制技术 大气污染控制技术 固体废弃物处理技术 噪声污染防治技术 六、实施循环经济的保障 法律体系 经济政策 运行机构 公众参与 （一）法律体系 健全的法律制度是发展循环经济的基本保证。 德国 是世界上最早开展循环经济立法的国家。 1978年： 废物处理法 和 电子产品回收制度 。 1

12、994年： 循环经济和废物清除法 1999年： 垃圾法 和 联邦水土保持与废弃物法令 2000年： 2001年森林经济年合法伐木限制命令 2002年： 持续推动生态税改革法 2003年： 再生能源法 日本循环经济法律体系可分 3个层次： 第一层次由基本法 促进建立循环社会基本法 构成， 2000年 12月公布实施。 第二层次是综合性的两部法律，即 固体废弃 物管理和公共清洁法 （ 1970年制定， 2000年修订） 和 促进资源有效利用法 （ 2001） 第三层次是根据各种产品的性质制定 5部具体法 律法规，分别是 促进容器与包装分类回收法 、 家用电器回收法 、 建筑及材料回收法 、 食品回

13、收法 及 绿色采购法 。 日本循环经济法律法规体系 基础层面（基本法） 第二层面（综合性法律） 第三层面（针对不同产品 的具体法规） 推进形成循环型社会基本法 废物处理及清扫法 促进资源有效利用法 促 进 容 器 包 装 的 分 类 收 集 及 再 商 品 化 法 特 定 家 庭 用 机 器 再 商 品 化 法 建 筑 工 程 资 材 再 资 源 化 法 促 进 食 品 循 环 资 源 再 生 利 用 法 国 家 推 进 供 应 环 境 产 品 法 我国的循环经济立法 1985年 关于开展资源综合利用若干问题的暂行规定 1996年 关于进一步开展资源综合利用的意见 规定了资源 综合利用的原则及

14、优惠政策 2003年 1月 1日施行 清洁生产促进法 2009年 1月 1日施行 循环经济促进法 （二）经济政策 1、鼓励回收资源的行动 例如： 美国 对使用计算机比较集中的大学、机关等回 收打印机的色带，根据回收数量奖励新的色带或 计算机。 日本 许多城市鼓励学校、社区等集体回收报纸、 废布、牛奶盒等有用物质，并给予奖金。 我国 规定，对于从事废弃物资源再利用的企业， 给予税收方面的优惠。 2、征税、收费以减少废物排放 对生产方而言，征收材料税后，由于增加 成本，促使生产方节约原材料使用，并进行循 环利用。 例如美国有一项研究表明，如果将每袋垃 圾（ 32加仑）收费提高到 1.5美元，将使城

15、市垃 圾减少 18%。 3、其它措施 例如 保证金 办法，一些欧洲国家和美国部分 州为了回收某些物品，如饮料瓶罐、蓄电池等实 施先交保证金，回收后再退还保证金的办法，取 得很好效果。这种方法对于有毒有害、必须安全 处置的物品如蓄电池等尤为重要。 （三）循环经济设施的运行机构 大体上有三种类型： 1、政府负责组建 这种形式在经济欠发达、公众收入底、环保意识 不高时具有必要性，但由于不按市场经济规律运行， 存在一些弊端，如运行效率低、管理不善等。 2、企业按经济规律回收、利用、处置废物 这类企业各国都有，以盈利为目的，通常以 个体或小企业为主。 对于许多再生利用成本高而无利可图的废物， 这类企业不

16、愿处置。 这种情况下需通过政府补贴 弥补其损失。 3、回收中介机构 中介机构并不直接回收或处置废物，而是起到 组织或提供信息的作用。 如日本大阪的“废品回收情报网络”，出版 大阪资源循环月刊 ，组织旧货，调剂余缺，推 动废物减量化。 （四）公众参与 公众参与环保和循环经济活动的程度既标志社会文 明程度，也是环境保护、循环经济成功的必要保证。 环境保护发展的三个阶段： 初级阶段，政府通过法律、行政手段控制环境污染； 第二阶段，企业由被动转向主动； 第三阶段，民众在生产生活各方面参与环保，具备环保和循 环经济意识。例如居民参与环保政策、法规、措施的听证会； 价格非常低廉地出售用过的物品供他人继续使

17、用。 第四章 生态工业与循环经济 第一节 循环经济 第二节 生态工业基本理论 第三节 生态工业园区及实例 第二节 生态工业基本理论 一、工业生态学概述 二、工业生态学基本理论 生态工业是按 工业生态学 和 生态经济学 原理组织起 来的基于生态系统承载能力 、 具有高效的 经济过程 及 和谐的生态功能 的网络型 、 进化型工业 ， 它通过两个 或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合实现高 效产出 ， 使物质和能量 循环利用 或 多级利用 。 生态工业 (Ecological Industry)是依据 工业生态学 和 生态经济学 原理 ， 以 节约资源 、 清洁生产和废弃物循 环利用 为特征 ，

18、 以现代科学技术为依托 ， 运用 生态规 律 、 经济规律 和 系统工程 的方法经营和管理的工业发 展模式 。 生态工业 (Eco-industry) 在 1996年美国生态学会第 81届年会上，美国生态 学会主席 Meyer J.L.先生把 工业生态学 (Industrial Ecology，也称产业生态学 )与生态 工程学、生态经济学、生态设计学和环境伦理学 列为未来生态学发展的 5个前沿领域之一。 生产者 植物 消费者 动物、人类 分解者 微生物 自然生态系统 有限的 废物 有限的 资源 废物处理者 消费者 开采者或物质 制造者（矿物、 植物 ） 物质处理者 “制造商” 理想的工业生态系

19、统 思考：生态学理论 对于环境问题的解决有何启示？ （一）工业生态学产生的背景 （ 二 ） 工业生态学的概念 （ 三 ） 工业生态学发展历史 （ 四 ） 工业生态学与传统环境科学的区别 （ 五 ） 国内外的工业生态学教育 一、工业生态学概述 缺陷： （ 1）工业生产过程的单向性； （ 2）工业生产技术的短视性和局限性。 问题： 资源枯竭，大量废物，环境污染。 传统的线性生产方式 （一）工业生态学产生的背景 工业生产方式的变革： 学习自然生态系统，运用一种 更为一体化的生产方式来代替过于简单的传统生产方 式，构建 工业生态系统 ，提高资源利用效率，同时又 降低环境影响， 20世纪 70-80年代

20、 工业生态学 产生。 如何解决传统线性生产方式导致的资源和环境问题？ （一）工业生态学产生的背景 （ 1）生态学和经济学的统一 （ 2）生态学与环境科学的统一 （ 3）工业系统应与其环境 /生态系统相统一 （二）工业生态学的概念 工业生态学是一门以 生态学观点 研究工业化背景下 人类 社会经济活动与生态环境相互关系 的学科，它要 求系统地把环境因素纳入产品的设计开发过程，通过 资源循环 和 能源高效利用 ，实现经济与环境兼容、人 与自然和谐共处的可持续发展目标。 1 萌芽阶段 20世纪 60年代末， 日本通产省 的工业 -生态工 作小组提出 以生态学的观点重新审视现有工业体 系 的观念， 19

21、72年发表 工业生态学：生态学 引入工业政策的引论 。 1983年 比利时 政治研究与信息中心出版 比 利时生态系统：工业生态学研究 。 （三）工业生态学的发展历史 2 诞生阶段 1989年 9月，美国学者 Frosch和 Gallopoulos在 科学美国人 期刊上发表“ 可持续工业发展战 略 ”一文，被认为工业生态学作为一门学科诞生 的标志。 3 发展阶段 20世纪 90年代以来，工业生态学理论和实践进 入蓬勃发展阶段。 （三）工业生态学的发展历史 发展阶段的主要表现： a、 90年代， 美国科学院 举行多次会议，对工业生态学的 概念、内容、方法和应用前景等问题进行了研讨， 形成了 工业生

22、态学的基本框架。 b、美国 Allenby于 1992年首次完成 工业生态学博士论文 的答辩。 c、 Journal of Cleaner Production 1993年出版。 d、 1996年 10月美国可持续发展总统委员会在弗吉尼亚州 召开了关于 生态工业园 的工作会议，对生态工业园定义、 建设原则、美国生态工业园实践情况进行了研讨。 （三）工业生态学的发展历史 e、 1996年 生命周期评价 杂志面世。 f、 1997年，美国 环境科学与工程 发表“ 21世纪研究的 优先领域”专题报告，介绍了 今后 20年需要加强关注的 6个 优先领域： 经济与风险评估、环境监测与生态学、环境中 的化

23、学品、能源系统、 工业生态学 、人口。 g、 1998年 11月，美国矿产资源局举行“关于科学、可持 续能力和天然资源管理： 物质与能量流动研究 ”专题工作 会，对工业生态学研究具有重要意义。 h、 2000年， 国际工业生态学协会 成立。自 2001年起每两 年召开一次国际会议。 （三）工业生态学的发展历史 （四）工业生态学与传统环境科学的区别 传统环境科学 ：研究某一个 具体 的环境问题并 探求其解决办法，主要采取 末端治理和污染预 防 的方法解决环境问题。 工业生态学 ：从 系统 的角度，把环境问题同所 有的行为人（包括生产者、消费者和社会等） 作为一个整体 来处理，探求系统的解决办法。

24、 （四）工业生态学与传统环境科学的区别 基本活动 目 标 行为关注点 环境与经济 活动关系 学科手段 假定的自 然系统 治理和排 放控制 降低当地短期的 人类风险：清洁的 空气和水体 单一场所、介 质或污染物 外部性 环境专业、还 原论者 简单 改变传统 的产业方 式，进行产 业优化重 组 全球可持续发展， 包括对全球气候 变化、栖息地和生 物多样性丧失、 水、土壤和大气资 源退化的减缓 物质、产品或 服务生命周 期全过程 战略关系 物理、生物、 社会学、法 学、经济学、 技术和工程 学的高度综 合 复杂 （五）国内外的工业生态学教育 1耶鲁大学 拥有美国历史最悠久的 环境类研 究生 教育，

25、工业生态学 教育包括硕士学位培养 计划和博士学位培养计划。出版发行 工业生 态学 杂志。 2哈佛大学（肯尼迪政府学院） 工业生态学 和绿色制造 课程 3挪威理工大学 全国范围内招生。 4丹麦技术大学 制造工程系实施产品生命周期 培训计划 （五）国内外的工业生态学教育 5密歇根大学 自然资源与环境学院为学生开设 工业 生态学理论与实践 6、康奈尔大学 拥有专门的环境中心， 1992年制定生态 产业发展计划。 7卡内基梅隆大学 绿色设计创新计划 国内：许多高校院所，如中科院过程研究所、武汉大学、 复旦大学、清华大学、东北大学、南开大学等。 8.加州大学伯克利分校 绿色设计与制造协会 二、工业生态学

26、基本理论 （ 一 ） 企业与生物体的相似性 （ 二 ） 企业种群生态学 （ 三 ） 工业生态群落 （ 四 ） 工业生态系统 思考：我们学过哪些生态学知识？ 物种 种群 群落 生态系统 （一）企业与生物体的相似性 （ 1）具有应激性； （ 2）能利用能源和物质资源； （ 3）具有独立的行为； （ 4）能繁殖后代； （ 5）所有多细胞生物均起源于单细胞 并经历生长的各个阶段； （ 6）生命是有限的。 生物体具有的特征 ? （一）企业与生物体的相似性 （ 1）企业对外部刺激同样有反应； （ 2）企业要使用能源和物质资源，并排放废物 和 /或废热； （ 3）企业可以开展许多独立的活动； （ 4）企业的

27、生命同样是有限的。 结论：企业可以看作一个有机体来分析。 （二）企业种群生态学 种群生态学： 研究某一特定物种或几个密切相关物种的 空间分布、统计学特征、时间动态及其演化的科学。 工业生态学利用种群生态学的方法研究 产品 。 产品在市场上的存在类似于占有一个生态位，该产 品所提供的服务是以前不能提供或者无法很好得到满足 的。生态位消失或者被其他能力更强的有机体取代，产 品消亡，即从市场上消失。 生物群落： 指一定时间内居住在一定空间范围内的 多种生物种 群的集合， 包括植物、动物和微生物等各个物种的种群， 共同组成生态系统中有生命的部分。各个组分之间通过 物质循环和能量流动相互联系，具有一定的

28、组成和营养 结构。 （三）工业生态群落 工业生态群落： 一定区域内所有相关企业组成的企业联 合体或共生体。这些相互关联的企业 在能源共享、原材 料或副产品的再利用等方面合作。 关键种企业： 居于中心地位，资源需求多，产业链长， 带动并制约着其他企业的发展。 （三）工业生态群落 工业生态群落组成企业和行业越多，结构越复杂， 群落就越稳定。 四）工业生态系统 1、 定义： 在一定空间中共同存在的所有产业组 织与其环境之间不断进行物质、能量和信息交 换而形成的统一整体。 有限的 废物 有限的 资源 废物处理者 消费者 开采者或物质 制造者（矿物、 植物 ） 物质处理者 “制造商” （四）工业生态系统

29、 2、属性 （ 1）整体性：各单元相互连接构成一个整体 （ 2）生态性：食物链、食物网 -企业通过物质循环和 能量流动相互连接 （ 3）层次性：微观企业及其环境；中观区域范围 内的产业及其环境；宏观全国或全球范围产业系统 及其环境 （ 4）开放性：原料输入、产品输出；市场信息 （ 5）动态性：产业系统不断演化 （ 6）大尺度：全球范围内获取原料和能源、销售产品 （四）工业生态系统 3、组成 产业系统环境系统 产业系统 :利用基本环境要素生产出 初级产品 的农、林业 和矿业等行业 +利用 初级产品 进行深加工的化工、机械制 造、食品和服装生产、服务业等行业 +专门回收和利用产 业活动废弃物的 环

30、保产业 环境系统： 具有支持功能的自然和社会环境 （四）工业生态系统 存在问题： 具有分解功能的废弃物资源化部门目 前功能较弱，无法完成整个系统的物质循环。 主要原因：（ 1）技术落后；（ 2）政策滞后。 （四）工业生态系统 生物食物链的能量流动模型 4、生物食物链与产业食物链能量流动模型的异同点 （四）工业生态系统 产业食物链的能量流动模型 结论： （ 1） 相同点： 能源在各营养级传递过程中都有不 同程度的损失，损失多少与能源利用效率有关； （ 2） 不同点： 生物食物链中的能量来自 可再生能 源， 产业食物链中的能量主要来自化石燃料以及 核能和可再生能源， 以不可再生能源为主 。 （四）

31、工业生态系统 5、工业生态系统的发育 Braden R. Allenby提出产业体系的 三级生 态系统进化理论 （四）工业生态系统 组分 组分 组分 有限的能量 产业系统 有限的资源 有限的废物 b 组分 组分 组分 能源 产业系统 c 无限的资源 产业系统 a 无限的废物 a、一级生态系统： 线性 物料流动 b、二级生态系统： 准循环性 物料流动 c、三级生态系统： 循环性 物料流动 （四）工业生态系统 6、工业共生 工业共生 (Industrial symbiosis)： 又称产业 共生，指不同企业间的 合作，通过这样的合作， 共同提高企业的生存能 力和竞争能力，同时实 现资源节约和环境保

32、护。 （四）工业生态系统 类型划分（依据参与企业所有 权） ： 自主实体共生 ： 参与企业都具 有独立的法人资格，双方不具有 所有权上的隶属关系，相互之间 的合作依靠利益驱动； 复合实体共生 ： 所有参与企业 同属于一家较大的公司，它们是 该大型公司的分公司或某一生产 车间，相互之间的合作依赖于总 公司的意图。 7、工业生态平衡理论 （ 1） 生态平衡： 生态系统在一定时间内 结构与功能 的相 对稳定状态，其物质和能量的输入、输出接近相等，对外 来的干扰能通过自我调节（或人为控制）恢复到原来的稳 定状态。 （ 2） 工业生态系统的平衡 受到市场的影响，平衡的维持 依赖于内部调节的机制和能力。系

33、统组分越复杂，能量流 动和物质循环的途径越复杂，其调节能力越强。结构简单 的产业系统，其中一个企业一旦破产，可能造成整个工业 生态系统的失衡。 （四）工业生态系统 结论：自然生态系统功能的启发 物质循环： 工业生态系统模仿自然系统建立复杂庞大的 食物链和食物网； 能量流动： 模仿自然系统采用可再生能源，摆脱对非再 生能源的依赖； 信息传递： 产业系统内部以及与外部市场的信息传递。 （四）工业生态系统 第四章 生态工业与循环经济 第一节 循环经济 第二节 生态工业基本理论 第三节 生态工业园区及实例 第三节 生态工业园区及实例 一、概念和国内外概况 二、生态工业园区规划与设计 三、生态工业园区实

34、例 丹麦 (卡伦堡 ) 、 日本 (北九州 ) 中国 (青岛 ) 一、概念和国内外概况 由美国 Indigo发展研究所 Ernest Lowe教授于 1992年提出。各种 在业务上具有关联的企业 聚集 在一起 , 一家企业产生的废物是另一家企业的生 产原 /辅料 , 这些企业依照顺序形成一个 高效率 闭环系统 (Closed Loop System) , 既提高了经 济效益又改善了生态环境。 一、生态工业园区 (Eco-Industrial Park) 生态工业园区是依据 循环经济理念 、 工业生态 学原理 和 清洁生产要求 而设计建立的一种新型工 业园区 。 它通过 物流和能流 传递等方式把

35、不同但 有关联的企业连接起来 ， 形成资源共享的 产业共 生 组合 。 生态工业园区 产业共生组合模拟自然生态系统 ， 建立 “ 生产 者 消费者 分解者 ” 的物质循环方式 ， 使一家 工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂的原料或 能源 ， 寻求 物质 闭环循环 、 能量 多级利用和 废物 产生最小化 。 关闭 3500座烧油渣 炉子 ,减少了烟尘 排放 温室 化肥厂 养渔场 水泥厂 农场 炼油厂 电厂 制药厂 石膏板厂 热水 剩余燃气 石膏 冷凝水 余热 蒸汽 蒸汽 剩余燃气 冷 却 水 热水 粉煤灰 硫 污泥 肥料 肥料 市区 卡伦堡生态工业园区 提供 70万立方米 /年的冷却水 , 降低

36、 25%需水量 肥料 厂 酒精厂 废糖蜜 制糖厂 蔗渣 造纸厂 水泥厂 白泥 土地 甘蔗 复合肥 土地 废液 广西贵港生态工业（糖业）园区主要产业链 美国：首先提出生态工业园区概念，美国可持续发 展总统委员会（ PCSD）组建了生态工业园区特别 工作组，推动生态工业园区的发展。代表： Brownsville工业园。 欧盟：生态工业园区的发源地。可分为规划建设与 自发形成两大类。丹麦卡伦堡工业园区是自发形成； 荷兰、芬兰、法国、英国等欧盟国家则采取政府规 划方式建设生态工业园区。 日本：生态工业园区作为建设循环型社会的重要举 措。产学官一体化管理模式，主要由环境省和经产 省共同负责。 Great

37、 Britain U S A Australia Philippines Indonesia India Canada Cape Charles, VA Mexico Kalundborg, DK Italy Austria Germany Netherlands France Norway Taiwan Japan Fiji Thailand China Londonderry, NH Minneapolis, MI Devens, MA Halifax. CAN Puerto Rico Argentina Portugal 部分国际生态工业园分布图 美国的生态工业园 加拿大的生态工业园 管

38、理的政府部门 职责 共同的职责 环境省 1)对生态工业园管理起牵头作用； 2)制定 促进建立循环社会基本法 ， 制定基本 计划，并从如何减少和合理处置废弃物角度推 进循环型社会建设，包括牵头制定实施“容器 包装法”、“家电回收法”、“食品回收法” 、“绿色采购法”、“废弃物处理法”等； 3)负责废 弃物的收集、合理处理和设施运行 环境 管理工作； 4)主要资助 生态工业园区的软硬件设施 建设和科 学研究与技术开发。 1) 工业园区管理的 两大政府主管部 门，共同推进生 态工业园区建设； 2) 在法律制定方面 ，涉及两个部门 的，由两省分别 提出草案，再设 法合并起来； 3) 具体的项目由两 部

39、门共同批准和 推进。 经产省 1)经产省的产业技术局是推进循环型社会建设的 直接主管部门 。一是提出扶持产业振兴的政策， 支持其发展；二是做好环境与经济协调发展的 工作； 2)会同环境省建设生态工业园区、通过废弃物再 生利用 技术的推广和产业化 ，从而振兴和发展 地区产业； 3)从促进产业发展方面进行支持，负责如铁、废 塑料等再生产品的 监督管理工作 ； 4)主要资助硬件设施建设，与 3R相关技术的 研 发及生态产品开发 等。 日本生态工业园 (Eco-town)管理机制 产 业 集 群 如何实现可持续发展？ 东南沿海产业群 中部产业重组 东北老工业基地 巨大经济效益 环境污染严重 资源能源短

40、缺 截止到 2008年 12月 正在建设的国家生态工业示范园区类型分布图（2008） 行业类 30% 综合类 67% 静脉产业类 3% 30个园区中 ， 按照类型划分： 行业类园区 9个 ， 占总数的 30%， 覆盖了制糖 、 电解铝 、 盐化工 、 矿山开采 、 磷煤化工 、 海洋化工 、 钢铁和煤化工等行业； 综合类园区 20个 ， 占 总数的 67%， 其中国家级高新技术产业开发区 4个 ， 国家级 经济技术开发区 8个 ， 国家级保税区 1个 ， 环保产业园 1个 ， 省级工业园区 6个； 静脉产业类园区 1个 ， 占总数的 3%。 西部 17% 中部 10% 东部 73% 正在建设的

41、国家生态工业示范园区地域分布图（2008） 按照地区划分， 西部地区 5个 （内蒙古 2个、贵州 1个、广 西 1个和云南 1个），占总数的 17%； 中部地区 3个 （湖南 1 个、河南 1个和山西 1个），占 10%； 东部地区 22个 （广东 1个、山东 6个、辽宁 2个、江苏 7个、浙江 1个、天津 2个、 福建 1个和上海 2个），占总数的 73%。 生态工业园区试点分布 辽宁、内蒙、上海、天 津：各 2个 山东： 6个 江苏： 7个 贵州、河南、广东、湖 南、广西、山西、浙江、 福建、云南：各 1个 我国的生态工业园区标准 行业类生态工业园区标准（试行）（ HJ/T 273-200

42、6） 综合类生态工业园区标准 （ HJ/T 274-2009） 静脉产业类生态工业园区标准（试行） （ HJ/T 275-2006） 中国建设生态示范园区的主要经验 第一、通过产业布局和结构优化，促进工业园区 污染减排 ; 第二、逐步完善生态工业网络，提高产业发展的 环境友好性 ; 第三、强化园区环境管理能力，保障生态工业园 区建设稳定运行 ; 第四、提高水资源利用效率，实现区域污水排放 最小化 ; 第五、加大宣传力度，扩大生态工业园区建设的 影响。 最新进展 国家环保总局发布 关于开展国家生态工业示范园 区建设工作的通知 （环发 200751号）。 2008年 5月，环境保护部等部门在天津经

43、济技术开 发区召开了国家生态工业示范园区建设工作会议。部 分国家级开发区、部分其他工业聚集区以及有关省市 环保、商务、科技主管部门负责同志 200余人参加了 会议。 2009年 2月 23日至 3月 3日环保部在北京举办了 “ 2008年度第三期中日技术合作生态工业园区建设 培训班”。全国各地的 50名学员参加了培训。 下一步工作重点 1、进一步加大生态工业示范园区建设力度 2、完善生态工业管理体系和信息平台 3、鼓励生态工业支撑技术研发 4、加强监管和宣传 5、积极推动静脉产业类生态工业园区建设 二、生态工业园区规划与设计 生态工业园区规划与设计 1、规划设计的原则 2、规划设计的步骤 3、

44、规划设计的内容 4、工业生态系统结构设计 1、规划设计原则 （ 1）生态链原则 （ 2）工业生态系统的整体性和成员个体性统一原则 （ 3）多样性原则 （ 4）园区空间组织和联系的高效性原则 （ 5）地域性原则 （ 6）进化性原则 （ 7）污染预防原则 （ 8）资源节约原则 -可再生能源、节水设施、节约资 源的工艺 2、规划设计的步骤 （ 1）明确规划目的，进行基础调查工作，初步确定 生态工业园区建设的目的、必要性、可行性和 意义 （ 2）成立领导机构工作领导小组和规划编制小组 （ 3）深入调查区域和园区企业情况，分析建设优势 、不足和风险，确定园区建设的总体目标，明 确园区建设的指导思想和基本

45、原则 （ 4）分解总体目标，确定具体指标和目标 （ 5）分步骤、分区域地进行生态工业建设具体任务 的规划，包括：产业定位、园区企业选择和改 造、产业集成方案设计、生态链设计、重点项 目。 （ 6）制定保障措施，包括生态工业园的管理制度、 有关方面的鼓励和优惠政策及措施、园区建设 支持体系等。 （ 7）园区建设投资和效益分析 （ 8）制定项目后评价制度，监督园区规划和建设工 作。 3、规划设计的内容 生态工业园区系统框架规划示意图 (1)物质集成 (3)水集成 (2)能量集成 (4)信息集成 系统集成 企业内部的物质集成 园区内企业之间的物质集成：真正意义上的 物质集成 虚拟园区内的物质集成：信

46、息化技术不断完 善，是生态工业园区得以发展的重要条件。 （ 1）物质集成 三个层次 工业系统物质循环的方式与途径 再使用 （或称原点利用）：啤酒瓶的回收使用 材料循环再生： 金属材料、玻璃、热塑树脂等，它们经过熔融再成型或 热可塑树脂溶剂溶解再析出、再成型。其再生质量比新材料有所下 降。 化学循环： 采用化学手段使失去利用价值的物质再生为生产材料的再循 环方式，例如聚苯乙烯制品的热解，聚酯、尼龙水解回收单体。与 材料再循环方式相比，实现的成本和能耗会有提升，技术限制因素 也较多。 废弃物再利用： 对回收产品或废弃物品经过一定的加工处理以取代某种 工业原料的再利用方式，通常会降低再利用物的利用价

47、值，例：利 用废橡胶铺设道路；合金冶炼中的硅钙代替石灰用于建筑等。 回收热能循环： 利用有机废弃物热解或焚烧，回收燃料油变换成燃气、 蒸汽或电能的一种再利用方式，常用于数量大又难以分离的混合废 弃物。 （ 2）能量集成 能量集成就是在对整个系统的能量供求关系 进行分析的基础上，通过进行能量的有效匹配， 达到节约能源、合理利用能量的目标。 减少能量消耗 能量综合利用 开发可再生能源和清洁能源 （ 3）水集成 包括减少用水量和废水产生量两个方面： 提高工业用水的循环利用率； 改革生产工艺，减少工业用水量； 逐级用水，实现一水多用； 中水回用； 强化处理，建立分散式与集中式处理系统相结合 、工业与生

48、活污水相结合的废水处理系统。 （ 4）信息集成 信息集成就是利用先进的信息技术，对生态 工业园区内的各种信息进行系统整理，建立完善 的信息数据库、计算机网络和电子商务系统，为 园区运行、管理和企业经营决策提供信息支撑。 园区内的信息流和物质流、能量流一样，是生态 工业系统的三大要素之一。 信息集成 信息多样性 供需信息 市场信息：市场对产品的需求，运输途径和规格 生产信息：企业生产设备（装置）的技术资料、重要 的物质、工艺参数及物料的传递情况，物质流动和能 量的代谢过程 管理信息：物料、财务、销售和环境管理信息 技术信息 法律法规：有关法律法规，园区管理的规章制度等； 专家信息：专家或专家系统

49、对园区建设、行业发展和 工业生态系统的完善提供的咨询意见、建议等。 4、工业生态系统结构设计 （ 1）结构组成 生产者资源生产，承担不可再生资源和可再生资 源的开发利用，逐渐用可再生资源替代不可再生资 源，为工业生产提供初级原材料； 消费者加工生产，将资源生产企业提供的初级资 源加工成满足生产生活必备的产品，以生产过程无 污染、无浪费为目标； 分解者还原生产、资源再生，将各种副产物资源 化或进行无害化处理，转化为新产品。 关键种： 使用和传输的物质最多、能量流动的规模最 大，带动和牵制其他企业的发展，居于中心地位，对 生态工业园的构筑和稳定至关重要。 依据我国工业发展的特点：存在以煤炭、火电、

50、石油 、化工、钢铁、水泥等高能耗高污染的大型联合企业 为主的老工业区；已经存在大量的高新技术产业园和 开发区；存在乡镇企业集中的城镇。 关键种企业的选择：煤炭、火电、石油、化工、钢铁 、水泥、电子、农副产品加工业 （ 2） 关键种企业的选择 物质循环生态工业链 能量梯级利用生态工业链 水循环利用生态工业链 (3)生态工业链种类 产品结构多样，适应市场变化 园区内行业种类多样火电、石化、钢铁等 行业之间协同关系多样 企业或企业种群之间多渠道的输入和输出 管理政策和手段的多样性 （ 4）生态工业园的稳定性 二、生态工业园区实例 丹麦 (卡伦堡 ) 日本 (北九州 ) 中国 (青岛 ) 世界上最早的

51、生态工业园。作为生产发展、 资源利用和环境保护良性循环的一种工业园 区建设模式，它形成了一个能发挥人的积极 性和创造力的高效、稳定、协调、可持续发 展的人工复合生态系统。 丹麦卡伦堡工业园在全球环保领域知名度极 高，被认为是循环经济“圣地”。 丹麦卡伦堡生态工业园 卡伦堡是丹麦一个仅有 2万居民的工业小城市，位于哥本 哈根以东 100多公里。 三个驱动力： a） 政府的制度创新：排污成本高（减排） b）企业经济效益和长期发展：原料昂贵（降耗、节能） c）企业的道德和社会责任：社会形象和生态道德（增效） 卡伦堡生态工业园的诞生背景 卡伦堡生态工业园的主体 阿斯耐斯燃煤火力发电厂 丹麦最大的火力发

52、电厂，最 初为燃油，后改为燃煤。 斯塔朵尔炼油厂 丹麦最大的炼油厂 挪伏挪尔迪斯科制药和工业酶加工厂 丹麦最大的生物 工程公司的分厂，世界驰名的药厂，原料为农产品，经 过微生物发酵加工生产药物。 吉普洛克石膏板厂 瑞典公司，生产石膏建筑板材 阿斯耐斯 热力发电厂 硫酸钙厂 斯塔朵尔 炼油厂 吉普洛克 石膏材料厂 硫 燃气 梯索湖 水 水 沉淀物 用作肥 料 挪伏 挪尔迪斯 克（工业酶） 水 蒸汽 蒸 汽 燃气、冷却水 废水 石 膏 街区 供热 余热 余热 远距 供热 余热 养殖 场 余热 飞灰、混 凝土等 卡伦堡工业共生体系企业间主要废料交换流程示意图 合适的成员组成 相互距离较近 企业间开放

53、交流和相互信任 卡伦堡共生系统的特点 卡伦堡生态工业园的成功之处 1）节约能源和水资源 2）利用副产品 3）生产肥料和饲料 4）获得环境效益 5）可观的综合效益 共生体成员之间的 联系缺乏弹性 ：共生关系单 一稳定，不能随着原材料和废物的变化而快速地 做出反应； 经济方面 存在一定的不合理：市政府提供的燃 气和暖气价格要高于外地购买，政府强制当地居 民购买，故而未铺设天然气管道。 卡伦堡共生系统存在的问题 日本在很多生态工业园区内开辟专门的实验研 究区域， 产、学、政府部门共同研究 废弃物处理 技术、再利用技术和环境污染物质治理控制技术， 为企业开展废弃物再生、循环利用提供了技术支 持。 北九

54、州生态工业园区 是个著名的例子。 日本北九州生态工业园区 (Eco-town) 北九州市振兴环境产业战略 从基础研究，到技术开发、验证研究、商业规模化等全面展开 北九州 学术研究地区 大学 北九州市立大学国际环境工学部 九州工业大学 研究生院生命工程研究部 早稻田大学研究生院 信息生产系统研究科 福冈大学研究生院 资源循环和环境工学专题研究 研究机构 早稻田大学理工学综合研究中心 九州研究所 英国克拉菲尔德大学 福冈县再生处理综合研究中心 FAIS机器人技术 研究所 JST研究所 教育和基础研究 环境政策理念的确立 基础研究、人才培养 企业和研究机构技术研发试点 实证研究地区 福冈大学资源循环

55、和环境控制 系统研究所 各领域验证研究 垃圾处理场管理技术 焚烧灰 食品残渣 (厨余垃圾和豆腐渣等 ) 污染土壤净化技术 福冈县循环利用综合研究 中心验证试验基地 新日铁北九州环境技术研究中心 生态工业园中心 豆腐渣和食品残渣再生事业 泡沫聚苯乙烯再生处理事业 技术和验证研究 支援实证研究 提供验证设备 产业化 开展循环利用事业、环境产业 支援中小、高新技术企业 综合环境联合企业 集积循环利用工厂 塑料饮料瓶 办公设备 汽车 家电 蛍 光 灯 医疗器具 建筑废物 ( ) 复合核心 响滩循环利用团地 本地中小企业 （食用油、 有机溶剂 、 废纸 、 空罐 ） 汽车拆解、旧零部件的有效利用 响滩东

56、部地区 循环利用、再利用工厂等 游戏机台 墨盒 废木材、废塑料 饮料 容器 风力发电 洞海湾地区 循环利用、再利用工厂等 制纸渣的资源化 办公设备 北九州生态工业园事业的概要 实证 研究 区 全景 北九州市 生态工业园中心 第二期建设地区 实证 研究 区 企业、行政部门、大学联合起来， 将最尖端的废物处理技术、循环利用 技术实证研究机构集中在一起开展研 究活动，目标是成为环境相关技术的 基地。 综合环境联合企业 响滩循环利用区 全景 响滩循环利用区 市内中小企业 响滩循环利用区 报废汽车循环利用 综合环境联合企业 环境企业开展产业活动区域。通过 企业的相互合作，把环境联合企业发 展成为废物排放

57、为零的资源循环基地 。 响滩循环利用区 市政府将开发的土地长期租给企业， 支援中小企业在环境领域的发展。 北九州市立大学 国际环境 工学部 九州工 业 大学大学院 早稲田大学 理工学 综合 研究 中心 早稲田大学大学院 学术信息中心 体育 馆 产 学 合作中心 号 楼 会议场 产 学 合作中心 号 楼 留学生会 馆 2003年 3月 12日撮影 产 学 合作中心 号 楼 北九州 生态工业园学术 研究 区全景 北九州生态工业园实证研究区 全景 城市垃圾生物分解塑料化技术 北九州市 生态工业园中心 豆腐渣 食品 残渣 福冈大学资源循环和 环境控制系统研究所 福冈县循环利用综合 研究中心实证研究地

58、泡沫聚苯乙烯 废弃物 研究 设施 分馆 二期建设地区 新日铁 北九州 环境技术中心 九州 工业 大学 实证 研究 设施 青岛新天地静脉产业园介绍 课外视频： 生态之城 -垃圾处理 http:/ 第一节 清洁生产的产生与发展 第二节 清洁生产的定义与内涵 第三节 清洁生产的内容和特点 第四节 实施清洁生产的意义 第五节 清洁生产与末端治理的区别与联系 第六节 清洁生产的发展动态和趋势 第一章 绪论 第二章 产品清洁生产 第一节 生命周期评价 第二节 生态设计 第三节 环境标志 第四节 绿色化学 第三章 企业清洁生产 第一节 清洁生产审核 第二节 清洁生产评价指标 第三节 环境管理体系审核 第四节 能源审计 第四章 生态工业与循环经济 第一节 循环经济 第二节 生态工业基本理论 第三节 生态工业园区及实例 英译汉 30题， (30*0.5=15) 名词解释 6题， (6*5=30) 简答题 5题， (5*6=30) 综合题 1题， (1*15=15) 自由题 1题， (1*10=10) 总计： 100分 复习材料： 1.PPT 2.授课计划 3.教材 参照“授课计划”中的章节，认真复习 PPT和教材。 Thanks for your attention!