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1、 第五章工业与可持续发展第五章工业与可持续发展第五章工业与可持续发展第五章工业与可持续发展第一节 工业系统一、工业系统一、工业系统1.概念：工业系统是人造系统，它是所有概念：工业系统是人造系统，它是所有企业、行业和部门的总和，是通过对自企业、行业和部门的总和，是通过对自然资源进行加工生产物质资料的事业。然资源进行加工生产物质资料的事业。包括：采掘业、制造业、供电、供水、包括：采掘业、制造业、供电、供水、供热等公用事业。供热等公用事业。2.特点：组分众多、纵横交错的复杂系统。特点：组分众多、纵横交错的复杂系统。与自然系统、社会系统、技术系统联系与自然系统、社会系统、技术系统联系密切。密切。3.构
2、成构成4.后工业化社会后工业化社会信息化信息化=非工业化？非工业化？1973年丹尼尔贝尔：后工业社会的到来：社会预测的一次尝试1980年施赖贝尔：世界面临挑战1982年奈斯比特：大趋势改变我们的生活的十个新方向从工业社会迈向生态社会是从工业社会迈向生态社会是生存和发展的必由之路！生存和发展的必由之路！二、工业的两重性1.工业产品的两种属性使用价值：提供某种“效用”价值：通过市场交换体现出来2.工业系统的两种功能物质转化功能：带来环境污染经济增值功能：追求利润最大化增值转化投资收益产品废料原料废品工业的两种功能工业的两种功能3.工业系统两种功能的启示价值增值功能是物质转化功能的驱动力工业系统与生
3、态系统密不可分价值增值功能是闭环系统物质转化功能是开环系统三、工业社会的指数增长规律工业社会的指数增长规律就科学认识而言：就科学认识而言：现在的3年=20世纪初的30年=牛顿时代的300年=石器时代的3000年。就物质财富的生产来说：就物质财富的生产来说：战后50年的物质生产抵得上以往的5000年。指数增长规律用曲线表示：被成为J型曲线指数增长被成为“通向毁灭的单程票”四、工业发展的三种模式四、工业发展的三种模式1.工业生产的传统模式：即不工业生产的传统模式：即不顾环境的工业生产，顾环境的工业生产，工业化工业化初期到初期到20世纪中叶。世纪中叶。环境充当“无偿清洁夫”工业内部的高度经济性生态学
4、家：生态学家：人类犹如环境的寄生虫，索取想要的一切，人类犹如环境的寄生虫，索取想要的一切，而很少考虑寄主（它的生命支持系统）的健康。而很少考虑寄主（它的生命支持系统）的健康。2.末端治理模式末端治理模式在环境法规允在环境法规允许的范围内进许的范围内进行生产，即需行生产，即需要为废水建造要为废水建造废水处理站，废水处理站，为废气安装除为废气安装除尘、脱硫装置，尘、脱硫装置，为固体废料配为固体废料配置焚化炉或填置焚化炉或填埋厂埋厂末端治理模式示意图末端治理模式示意图缺点：缺点：首先，首先，与生产过程相割裂，只对已生成的污染物作被动式处理。再次，再次，对于污染物造成的长期的、积累性的、协同性的、不可
5、逆转的潜在影响可能估计不足。第三，第三，不能从根本上消除污染。第四，第四，投资巨大，运行费用高，带来沉重负担。第五，第五，未考虑产品的生态无害性，有些产品的使用过程往往比其生产更加危害环境。第六，第六，工业污染控制措施大多停留在企业生产过程的层次上，而较少进入宏观决策层次，未能将环境因素作为政策制定、资源配置、产业结构、区域开发和生产力布局的依据和制约性因素。3.清洁生产清洁生产考虑对产品整个生命周期采取污染预防战略。清洁生产的最高目标是实现工业的生态化。五、工业生态学五、工业生态学1.定义定义l是一门新兴的综合性交叉学科，是生态、环境、能源、经济、信息技术、系统工程等多学科交叉融合而形成的。
6、它研究的是工业系统与自然环境之间的相互作用及相互联系，为工业系统与自然环境间的协调发展提供全新的理论框架及具体的、可供操作的方法。2.工业生态学的研究思路工业生态学的研究思路l一个工业生态系统完全可以像一个生物自然生一个工业生态系统完全可以像一个生物自然生态系统那样循环运行：植物吸取养分，生成枝态系统那样循环运行：植物吸取养分，生成枝叶，供草食动物享用，草食动物又为肉食动物叶，供草食动物享用，草食动物又为肉食动物所捕食，而它们的排泄物和尸体又成为其他生所捕食，而它们的排泄物和尸体又成为其他生物的食物，一个生产单位可以从另一个生产单物的食物，一个生产单位可以从另一个生产单位的产品或副产品（废弃物
7、）为原料进行生产位的产品或副产品（废弃物）为原料进行生产等。等。3.工业生态系统与自然生态系统的对比工业生态系统与自然生态系统的对比相同之处相同之处两者都是由生产者、消费者和分解者构成两者都是由生产者、消费者和分解者构成两者都是开放式的生态系统两者都是开放式的生态系统两者都通过不间断的能量流动、物质循两者都通过不间断的能量流动、物质循环和信息传递来维持自身的平衡与发展环和信息传递来维持自身的平衡与发展两者系统内的各要素都有自己的两者系统内的各要素都有自己的“需求需求”，为自身生存而达到共生，为自身生存而达到共生两种生态系统的形成、发展和崩溃都是两种生态系统的形成、发展和崩溃都是动态化的过程动态
8、化的过程不同之处不同之处两者最主要的差别是是否有人的参与两者最主要的差别是是否有人的参与自然生态系统具有工业生态系统无法比拟的复自然生态系统具有工业生态系统无法比拟的复杂性杂性两者最关键的区别是自然生态系统只受生态学两者最关键的区别是自然生态系统只受生态学规律的约束而不受经济学中市场规则的制约。规律的约束而不受经济学中市场规则的制约。4.实现工业生态化的主要方法实现工业生态化的主要方法工业代谢分析工业代谢分析l工业代谢分析通过分析系统结构进行功能模拟工业代谢分析通过分析系统结构进行功能模拟和输入输出信息流分析来研究生态工业的代谢和输入输出信息流分析来研究生态工业的代谢机理。机理。l分析方法：从
9、原材料到产品到消费后废物，全分析方法：从原材料到产品到消费后废物，全程跟踪物质和能量的流向，评价污染情况，找程跟踪物质和能量的流向，评价污染情况，找出污染原因。出污染原因。生命周期评价生命周期评价l生命周期评价是与产品从原材料的采集、加工、生命周期评价是与产品从原材料的采集、加工、生产、包装、运输、消费和回用以及最终处理生产、包装、运输、消费和回用以及最终处理等整个生命周期有关的环境负荷分析过程。等整个生命周期有关的环境负荷分析过程。l生命周期评价强调分析产品在生命周期各阶段生命周期评价强调分析产品在生命周期各阶段对环境的影响，包括能源利用、土地占用及排对环境的影响，包括能源利用、土地占用及排
10、放污染物等，最后以总量形式反映产品的环境放污染物等，最后以总量形式反映产品的环境影响程度。影响程度。工业生态设计工业生态设计l从产品的孕育阶段就开始遵循污染预防的原则，从产品的孕育阶段就开始遵循污染预防的原则，使改善产品对环境影响的努力凝固在产品设计使改善产品对环境影响的努力凝固在产品设计之中。之中。l经过生态设计的产品对生态环境不会产生不良经过生态设计的产品对生态环境不会产生不良的影响，对能源和自然资源的利用是有效的，的影响，对能源和自然资源的利用是有效的，同时是可以再循环或可以安全处置的。同时是可以再循环或可以安全处置的。生态工业园区生态工业园区l指企业之间、企业与社区和政府间在副产品交指
11、企业之间、企业与社区和政府间在副产品交流和管理方面有密切的合作，通过对生产和消流和管理方面有密切的合作，通过对生产和消费过程中产生的副产品进行进换，降低企业废费过程中产生的副产品进行进换，降低企业废物处理成本，提高资源利用效率，最大程度地物处理成本，提高资源利用效率，最大程度地减少对生态环境的影响。减少对生态环境的影响。生态工业园区介绍蔗糖厂制糖厂酒精厂热电联产系统造纸厂环境综合处理原料废糖蜜蔗渣蔗髓电力电力电力电力电力废气废水我国：贵港国家生态工业（制糖）示范园区贵港国家生态工业（制糖）示范园区第二节 清洁生产一、清洁生产一、清洁生产1.清洁生产的发展过程70年代末期以来，不少发达国家的政府
12、和各大企业集团（公司）都纷纷研究开发和采用清洁工艺（少废无废技术），开辟污染预防的新途径，把推行清洁生产作为经济和环境协调发展的一项战略措施。1992年联合国在巴西召开的“环境与发展大会”提出了全球环境与经济协调发展的新战略中国政府积极响应,于1994年提出了中国21世纪议程,将清洁生产列为重点项目之一。2.概念：清洁生产是从生态清洁生产是从生态经济大系统的整体优化经济大系统的整体优化出发，对物质转化的全过程不断采取战略性、综出发，对物质转化的全过程不断采取战略性、综合性、预防性措施，以提高物料和能源的利用率，合性、预防性措施，以提高物料和能源的利用率，减少以及消除废料的生成和排放，降低生产活
13、动减少以及消除废料的生成和排放，降低生产活动对资源的过度使用以及对人类和环境造成的风险，对资源的过度使用以及对人类和环境造成的风险，实现社会的可持续发展。实现社会的可持续发展。3.内涵：内涵：全过程控制：生产全过程生产全过程产品整个生命周期全过程。产品整个生命周期全过程。对生产过程：对生产过程：组织工业生产的全过程组织工业生产的全过程：资源和地域评价、工业规划布局、产品的开发、设计、工厂的建设以及营运管理。物料转化的全过程物料转化的全过程：采集、运输、预处理、加工、成型、包装、产品的储运以及使用对产品：对产品：清洁生产旨在减少产品整个生命周清洁生产旨在减少产品整个生命周期过程中从原料的提取到产
14、品的最终处期过程中从原料的提取到产品的最终处置对人类和环境的影响。置对人类和环境的影响。4.目标目标v通过资源的综合利用，短缺资源的代用，二次能源通过资源的综合利用，短缺资源的代用，二次能源的利用，以及节能、降耗、节水，合理利用自然资的利用，以及节能、降耗、节水，合理利用自然资源，减缓资源的耗竭。源，减缓资源的耗竭。v减少废物和污染物的排放，促进工业产减少废物和污染物的排放，促进工业产品的生产、消耗过程与环境相容，降低品的生产、消耗过程与环境相容，降低工业活动对人类和环境的风险工业活动对人类和环境的风险。5.主要内容主要内容清洁的能源清洁的能源清洁的生产过程清洁的生产过程清洁的产品清洁的产品清
15、洁的能源清洁的能源煤采取清洁利用的方法煤采取清洁利用的方法如城市煤气化供气等如城市煤气化供气等对沼气等再生能源的利用对沼气等再生能源的利用新能源的开发新能源的开发各种节能技术的开发利用各种节能技术的开发利用。清洁的生产过程清洁的生产过程尽量少用和不用有毒有害的原料。尽量少用和不用有毒有害的原料。采用无毒、无害的中间产品。采用无毒、无害的中间产品。选用少废、无废工艺和高效设备。选用少废、无废工艺和高效设备。尽量减少生产过程中的各种危险性因素：尽量减少生产过程中的各种危险性因素：如高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、强噪声、强振动。采用可靠和简单的生产操作和控制方法。采用可靠和简单的生产操作和控制
16、方法。对物料进行内部循环利用；对物料进行内部循环利用；完善生产管理，不断提高科学管理水平完善生产管理，不断提高科学管理水平。产品设计应考虑节约原材料和产品设计应考虑节约原材料和能源，少用昂贵和稀缺的原料；能源，少用昂贵和稀缺的原料；产品在使用过程中以及使用后产品在使用过程中以及使用后不含危害人体健康和破坏生态不含危害人体健康和破坏生态环境的因素；环境的因素；产品的包装合理；产品的包装合理；产品使用后易于回收、重复使用和再生产品使用后易于回收、重复使用和再生使用寿命和使用功能合理使用寿命和使用功能合理二、清洁生产与末端治理的比较二、清洁生产与末端治理的比较比较项目比较项目清洁生产系统清洁生产系统
17、末端治理末端治理（不含综合利用）（不含综合利用）思考方法思考方法污染物消除在生产过程中 污染物产生后再处理产生时代产生时代80年代末期7080年代控制过程控制过程生产全过程控制产品生命周期全过程控制污染物达标排放控制控制效果控制效果比较稳定产污量影响处理效果产污量产污量明显减少间接可推动减少排污量排污量减少减少资源利用率资源利用率增加无显著变化比较项目比较项目清洁生产系统清洁生产系统末端治理末端治理（不含综合利用）（不含综合利用）资源耗用资源耗用减少增加(治理污染消耗)产品产量产品产量增加无显著变化产品成本产品成本降低增加(治理污染费用)经济效益经济效益增加减少(用于治理污染)治理污染费用治理
18、污染费用减少随排放标准严格，费用增加污染转移污染转移无有可能目标对象目标对象全社会企业及周围环境三、实施清洁生产的三、实施清洁生产的7个方向个方向资源综合利用资源综合利用综合勘探、综合评价、综合开发综合利用组织厂内的物料循环组织厂内的物料循环强调生产过程中气和水的再循环简化流程简化流程变间歇操作为连续操作装置大型化适当改变工艺条件改变原料配备自动控制系统换用高效设备开发利用最新科技成果的全新工艺加强管理加强管理改革产品体系改革产品体系必要的末端治理必要的末端治理只是最后的把关措施作为集中处理的预处理处理措施应重视回收有用成分应以最终的全过程控制替代末端处理组织区域内的清洁生产组织区域内的清洁生
19、产期中检查分析地球环境的独特之处，并简述保护环境的意义分析地球环境的独特之处，并简述保护环境的意义.当今世界环境问题包括哪些？环境问题的特点、实质当今世界环境问题包括哪些？环境问题的特点、实质及原因？及原因？生态系统的特点、功能。生态系统的特点、功能。简述可持续发展战略的发展历程。简述可持续发展战略的发展历程。可持续发展的概念、内涵和三大原则。可持续发展的概念、内涵和三大原则。传统农业和替代农业的类型有哪些？传统农业和替代农业的类型有哪些？发展有机农业的意义。发展有机农业的意义。实现农业生态系统良性循环的途径。实现农业生态系统良性循环的途径。列举四种生态农业的类型列举四种生态农业的类型从工业系统的两重性来分析发展清洁生产的必要性。从工业系统的两重性来分析发展清洁生产的必要性。末端治理模式的概念和特点。末端治理模式的概念和特点。比较工业生态系统与自然生态系统的区别与联系。比较工业生态系统与自然生态系统的区别与联系。