环境材料学材料工业生态学学习教案.pptx

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1、会计学1环境材料环境材料(cilio)学材料学材料(cilio)工业工业生态学生态学第一页，共44页。2工业为什么会造成工业为什么会造成(zo chn)污染？污染？把开放系统变成循环的封闭系统，使废物转化为新的资源并加入(jir)新一轮的系统运行过程中。第1页/共43页第二页，共44页。3第2页/共43页第三页，共44页。4n n工业系统(xtng)应效仿自然系统(xtng)，建立类似于自然生态系统(xtng)的工业生态系统(xtng)，各个工业企业之间相互依存、相互联系，从而形成一个复合的整体，运用一体化的生产方式代替简单的传统生产方式，减少工业对环境的影响。第3页/共43页第四页，共44页

2、。5Nicholas E.Gallopoulus Robert A.Frosch一、工业(gngy)生态学发展历程 “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，为何一种(y zhn)工业的废物就不能成为另一种(y zhn)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环境污染，并能节约废物垃圾的处理过程。”-1989年可持续工业发展战略1.代表(dibio)人物第4页/共43页第五页，共44页。6 2.2.早在早在19891989年之前，工业生态学还存在几个年之前，工业生态学还存在几个(j(j )起源点：起源点：废物交换：废物交换：19001900年前后，英国

3、就出现了年前后，英国就出现了“废物交换俱乐部废物交换俱乐部”工业代谢：工业代谢源于工业代谢：工业代谢源于1970s1970s，环境公害事件的密集爆发，环境公害事件的密集爆发，引引 起了西方对危险废物的警觉。起了西方对危险废物的警觉。工业共生：主要体现于西方对丹麦卡伦堡工业体系的观察。工业共生：主要体现于西方对丹麦卡伦堡工业体系的观察。第5页/共43页第六页，共44页。7 3.在1991年，联合国工业发展组织(zzh)提出了“生态可持续工业发展”（ecological sustainable industrial development）的概念。第6页/共43页第七页，共44页。8 4.在199

4、3年，美国人Hawken的商业生态(shngti)学一书，提出工业生态(shngti)系统和生态(shngti)工业园的问题。第7页/共43页第八页，共44页。9 5.在1997年,耶鲁大学(y l d xu)出版了工业生态学杂志。第8页/共43页第九页，共44页。10工业工业(gngy)生态学的基本原理生态学的基本原理n n工业生态学：n n通过分析自然界的生物循环系统，将生物圈的循环原理用于工业过程，把现有的工业体系通过工业生态学的途径，转化为可持续发展的体系，最终实现人类(rnli)社会的可持续发展。第9页/共43页第十页，共44页。11n nA system that would ma

5、ximize the economical use of waste materials and of products at the ends of their lives as inputs to other processes and industries.-Frosch,1992n n最大限度地利用废弃材料或产品，使其能在其它(qt)工业过程中得到应用的工业系统。工业(gngy)生态系统第10页/共43页第十一页，共44页。12无限的资源无限的废物有限的废物有限的资源能源一级生态系统(shn ti x tn)二级生态系统(shn ti x tn)三级生态系统(shn ti x tn)三

6、级生态系统示意图三级生态系统示意图闭路循环第11页/共43页第十二页，共44页。13理想理想(lxing)的工业系统示的工业系统示意图意图有限的资源和能源材料制造废弃消费第12页/共43页第十三页，共44页。14工业生态学理论工业生态学理论(lln)框架框架可持续发展工业生态学文化系统自然系统技术系统第13页/共43页第十四页，共44页。15二、工业二、工业(gngy)生态学的基本原生态学的基本原理理n n实现材料可持续发展的途径实现材料可持续发展的途径n n基本核心：工业代谢理论基本核心：工业代谢理论(l(l ln)ln)n n即提高资源效率和促进环境保护的系统原理即提高资源效率和促进环境保

7、护的系统原理第14页/共43页第十五页，共44页。16任何一个工业系统与其周围的环境不是相互隔绝的，而是相互联系的，存在着物质和能量的交换;这种系统的观点使人类不断优化从原材料、成品材料到零部件、产品，一直到使用(shyng)、废弃和再循环的物质循环总过程。系统包括材料的提炼、制造、使用(shyng)、废弃到再循环。系统范畴包括材料、产品、工业部门，国家和地区；优化内容包括资源、能源，甚至资本第15页/共43页第十六页，共44页。17 1.Products,processes,services,and operations can produce residuals（残留物）,but not

8、waste.产品、工艺、服务(fw)等过程产生的是残留物，而不是废弃物。工业工业(gngy)生态学的原则生态学的原则第16页/共43页第十七页，共44页。182.Every molecule（颗粒(kl)）that enters a specific manufacturing process should leave that process as part of a sellable（适于销售的）product.每个进入一个加工过程的分子，应该在离开此过程后成为一种可以销售的产品。第17页/共43页第十八页，共44页。19 3.Materials used should be the le

9、ast toxic for the purpose,all else equal.为某种目的(md)而使用的材料应该是具有最低毒性的。第18页/共43页第十九页，共44页。20 4.Industries should get most of their needed materials through recycling streams rather than through raw materials extraction.工业所需的材料(cilio)主要应该来自于材料(cilio)循环过程，而不是原材料(cilio)的提取。第19页/共43页第二十页，共44页。215.Every proc

10、ess and product should be designed to preserve the embedded utility of the materials used.The emphasis should be based on extended-life products and modular design.每个过程和产品(chnpn)应该被设计成尽量节约材料的使用。强调产品(chnpn)的长寿命和模块化设计。第20页/共43页第二十一页，共44页。22 6.All products should be designed so that they can be used to

11、 create other useful products at the end of their current lives rather than simply being downcycled(e.g.,plastic bottle park bench landfill).所有的产品应该被设计成：能够在它们(t men)生命周期结束之后用于生产其它有用产品。第21页/共43页第二十二页，共44页。23四、工业四、工业(gngy)生态学的研究方法生态学的研究方法通过研究人类工业系统和自然环境之间的相互作用、相互关系(gun x)，仿照自然生态系统的物质流方式重新规划工业生产、消费和废物处

12、置系统，从而为人类工业社会与自然环境的协调发展提供全新的理论分析框架和具体可行的实践方法。方法：工业代谢、生命周期评价、投入产出分析、生态工业评价指标等实践形式：为环境设计、产业共生、功能经济第22页/共43页第二十三页，共44页。24工业工业(gngy)代谢代谢n n根据质量(zhling)守恒定律，对物质从开采，到生产消费，直至变成最终的废物进行全过程跟踪。n n通过建立物质衡算表，测量或估算物质流动与储存的数量及其物理化学状态，描绘行进路线和动力学机制。n n研究对象和尺度多样化（物质到产品；区域到全球）第23页/共43页第二十四页，共44页。25n n主要研究内容：n n三个层次（产业

13、、区域、全球）原料与能源(nngyun)流向量化；n n原料与能源(nngyun)流动的环境影响以及减少环境影响的理论、技术方法。n n分析方法：质量平衡法；输入-输出分析法；生命周期分析与评价第24页/共43页第二十五页，共44页。26投入产出分析投入产出分析(fnx)（IOA）n n分析特定经济系统内各个部分间投入与产出数量依存关系的原理和方法(fngf)。n n方法(fngf)：通过平衡方程，借用数学模型分析初始投入、中间投入、总投入，中间产品、最终产品、总产出之间的关系。n n投入：进行一项活动的消耗，包括系统内各部门产品的消耗（中间投入）和初始投入要素的消耗（最初投入）n n产出：进

14、行一项活动的结果第25页/共43页第二十六页，共44页。27生态工业生态工业(gngy)评价指标评价指标（EII）n n概念：用以衡量工业生态系统资源和能源转化效率的量概念：用以衡量工业生态系统资源和能源转化效率的量n n目的：通过不同的评价目的：通过不同的评价(pngji)(pngji)指标，支出不同行业指标，支出不同行业和部门间提高资源使用效率的瓶颈和潜力，推动他们之和部门间提高资源使用效率的瓶颈和潜力，推动他们之间的物质和能量的交换。间的物质和能量的交换。n n指标不多，有待研究丰富指标不多，有待研究丰富n n产品与废物比产品与废物比n n物质和能量循环率或损失率物质和能量循环率或损失率

15、第26页/共43页第二十七页，共44页。28为环境为环境(hunjng)设计（生态设计（生态设计）设计）n n美国环境保护局为企业在设计和重新设计产品与工艺(gngy)时创建的生态设计方法。n n基于：设计阶段决定产品70-80%的环境性能；n n产品整个生命周期中，包括设计、选材、生产、包装、运输、使用及报废处理，都必须综合考虑其对资源和环境的影响，做到环境协调。第27页/共43页第二十八页，共44页。29产业产业(chny)共生共生(industrial symbiosis,IS)n n是工业生态学在区域层面的应用，通过组织间的协同效应，将影藏在废物流或副产品中的资源重新利用。n n实施产

16、业共生，必须对现有产业系统进行大规模的重组调整。n n生态工业园区：一个区域性的产业共生系统，系统内个组成单位间有密切的物料、能源(nngyun)、资金、信息的联系。n n我国第一家：广西贵港第28页/共43页第二十九页，共44页。30第29页/共43页第三十页，共44页。31五、工业五、工业(gngy)生态学应用案生态学应用案例例n n1.凯伦堡生态(shngti)工业园第30页/共43页第三十一页，共44页。32第31页/共43页第三十二页，共44页。33发 电 厂Waste Gas石膏粉 第32页/共43页第三十三页，共44页。34 炼油厂蒸汽(zhn q)燃气石油(shyu)燃油第33

17、页/共43页第三十四页，共44页。35 制药厂土豆粉 酶制剂发酵(f jio)废弃物第34页/共43页第三十五页，共44页。36当地(dngd)农场发酵(f jio)废弃物 渔场(y chn)废弃物 第35页/共43页第三十六页，共44页。37石膏板厂燃气 石膏粉 第36页/共43页第三十七页，共44页。38卡伦堡工业卡伦堡工业(gngy)生态园成效生态园成效n n节约资源能源:n n热点联供使燃料的效率提高了30%n n减少了石油的消耗n n减少了3500个家庭(jitng)的燃炉n n节约了淡水的供应n n原材料的新来源n n石膏,硫酸,肥料,第37页/共43页第三十八页，共44页。39生

18、态生态(shngti)工业园的成功经验？工业园的成功经验？n n材料、水、能量的流动n n贴近的工厂n n工厂经理(jngl)们之间非正式的紧密联系n n对现有基础设施的最小改装第38页/共43页第三十九页，共44页。40第39页/共43页第四十页，共44页。41n n工业共生：指一种工业组织形式，从某一生产过程的废物可以工业共生：指一种工业组织形式，从某一生产过程的废物可以用作另一生产过程的原料，从而最高效地利用资源和最大减少用作另一生产过程的原料，从而最高效地利用资源和最大减少工业废物。工业废物。n n （源于西方对于（源于西方对于(duy)(duy)丹麦卡伦堡工业体系的观察研究）丹麦卡伦

19、堡工业体系的观察研究）n n生态工业园（生态工业园（eco-industry parkeco-industry park）是建立在一块固定地域上的由）是建立在一块固定地域上的由制造企业和服务企业形成的企业社区。在该社区内，各成员单制造企业和服务企业形成的企业社区。在该社区内，各成员单位通过共同管理环境事宜和经济事宜来获取更大的环境效益、位通过共同管理环境事宜和经济事宜来获取更大的环境效益、经济效益和社会效益。整个企业社区能获得比单个企业通过个经济效益和社会效益。整个企业社区能获得比单个企业通过个体行为的最优化所能获得的效益之和更大的效益体行为的最优化所能获得的效益之和更大的效益 第40页/共4

20、3页第四十一页，共44页。42卡伦堡工业卡伦堡工业(gngy)生态园成效生态园成效n n节约资源:n n30%better utilization of fuel using combined heat+power than producing separaten nReduced oil consumptionn n3500 less oil-burning heaters in homesn nDoes not drain fresh water suppliesn n原材料的新来源(liyun)n nGypsum,sulfuric acid,fertilizer,fish farm第41页/共43页第四十二页，共44页。43思考题思考题 相比传统燃油车，电动车的未来前景相比传统燃油车，电动车的未来前景(qinj(qinj ng)ng)如何？有哪些阻碍？如何解决？如何？有哪些阻碍？如何解决？第42页/共43页第四十三页，共44页。44感谢您的观看(gunkn)。第43页/共43页第四十四页，共44页。