能源与环境：循环经济策略

能源与环境:循环经济策略中国环境科学研究院罗宏2006年10月联系：[e-mail];13910421529010-84915259;010-84922460火电厂二氧化硫绩效法分配排污总量与脱硫新技术、现运行设备管理•1、“十一五”全国酸雨和二氧化硫污染防治规划；•2、电厂排放绩效法确定排污总量的原则及二氧化硫总量分配指南；•3、我国控制酸雨和二氧化硫污染的政策与措施；•4、电力企业污染物排放种类、数量的核定；•5、火电厂排污费征收与解缴（氮氧化物与二氧化硫）；•6、电力工业污水、废气排污费征收标准及计算方法；•7、湿法烟气脱硫技术（石灰石石灰湿法脱硫技术、海水烟气脱硫技术、湿式氨法脱硫技术、双碱法烟气脱硫技术、镁法烟气脱硫技术、磷铵肥法烟气脱硫技术、其他湿法烟气脱硫技术等）；•8、脱硫装置设计数据的确定；•9、脱硫装置GGH与湿烟囱选择；•10、脱硫装置防腐施工技术；•11、脱硫装置运行和维护；•12、已投产湿法烟气脱硫工程出现的问题及预防处理措施等；•13、火电厂烟气脱硫工程后评估；•14、典型工程及案例分析。能源与环境背景•中国能源消耗现状：能源消耗总量大，增长速度快；以煤炭为主的能源结构过于单一；能源利用效率低下•中国能源消耗与环境问题：能源消费政策的不完善加重环境污染负荷；能源消耗以燃煤为主造成严重的大气污染；酸性气体大量排放造成酸雨强度和频度不断提高；城市交通造成的空气污染日益严重；温室气体排放量增长迅速能源与环境背景•未来20年中国能源发展面临着环境需求、环境容量、环境管理要求和全球气候变化等四大环境挑战•中国以煤炭消费为主的能源特点决定了今后的电力结构仍将以煤电为主，煤炭消耗的增加，如不加以控制，二氧化硫和氮氧化物的排放量将增加，随着全面建设小康社会，除了要求控制二氧化硫和氮氧化物，还要求控制废水污染物、烟尘、汞、一氧化碳、二氧化碳。所以在今后20年中，电力工业的污染控制将成为中国环境保护的重要内容能源与环境背景•能源是世界上污染最严重的行业。全世界的酸雨、城市烟尘、全球温室气体排放以及空气中的大部分有害物质，几乎都是能源开发利用造成的。这些污染物破坏了公众健康以及环境的可持续发展。•中国的电力部门正处于快速增长阶段。由于中国的电力结构以燃煤发电为主，电力部门一直是中国最大的单一工业污染源。•能源污染物的排放主要是影响人的身体健康，并带来巨大的经济损失。仅就经济损失而言，据不完全统计，中国在20世纪90年代大气污染损失已占GDP的2％-3％；世界银行根据目前发展趋势预计，2020年中国由于燃煤污染导致的疾病需付出的经济代价达3900亿元，占GDP的13%。综合有关部门关于大气污染损失及二氧化硫污染损失的估算，二氧化硫排放造成的经济损失按5000元／吨计算，2000年电力行业二氧化硫污染造成的经济损失约445亿元，相当于每千瓦时4.02分•根据世界银行和GEF《中国可再生能源发展项目》估算，各地区经济发展水平和人口密度及污染排放差异，发电大气污染造成的经济损失不同，2010年发电污染损失为1～8分／千瓦时不等能源与环境背景•用于图表的主要假设有：•中国燃煤锅炉：225gNOx/MMBtu（低硫煤），电热率=10,000Btu/kWh•新型燃煤锅炉：71.1gNOx/MMBtu，135gSO2/MMBtu（脱硫塔），电热率=9,504Btu/kWh•联合循环：9ppmNOx，电热率=7,500Btu/kWh•排放量以30万千瓦电厂为依据循环经济理念•循环经济是以物质闭环流动为特征的生态经济。与传统的“资源—产品—废弃物”单向流动的线性经济不同，循环经济要求运用生态学规律把经济系统组织成一个“资源—产品—再生资源”的反馈式流程，使物质和能量在整个经济活动中得到合理和持久的利用，最大限度地提高资源(能源)环境的配置效率，实现社会经济的生态化转向。循环经济的内涵•循环经济是物质闭环流动型经济的简称，最初来自固体废弃物分类回收和循环利用的管理需求，因其适应改变经济增长方式的新形势而受到各方重视。•循环经济的根本宗旨就是保护日益稀缺的环境资源，提高环境资源(能源)的配置效率。循环经济的本质特征•非线性•环境友好性•服务优先•变更经济增长方式非线性•循环经济将传统的线性的开环式经济系统转变为非线性的闭环式经济系统•逐步实现废物的“零排放”或“微排放”环境友好性•产品持久使用,延长使用寿命：如标准尺寸设计可以使计算机、电视机和其他电子装置中的电路非常容易进行更换和升级，而不必更换整个机器；通过维护保养延长产品的使用寿命•减少分散使用导致的资源浪费：如一种机器可以集传真、复印、扫描等功能于一身，且每一种功能的性能不低于传统的单功能机器的性能•服务优先•例如，多年来一直是世界著名的复印机制造巨头之一的施乐复印机公司，近年来它在美国等地已经不再生产“新的”复印机（当然新设备、新元件仍然需要生产，但只是在需要时投入），而是转向重点为已经在服役的复印机提供维护和保养。他们在维修中用一些新技术的部件来取代一些已经不再使用的部件，然而并不改变机器的其他部分，每个部件的使用寿命和强度被优化了。因此，不存在严格意义上的新机器。这种经营方式被证明在经济上是有利可图的。1992年施乐公司在美国市场上节省了5000万美元的原材料购置、后勤服务和库存等费用。1993年节省经费达到了１亿美元。变更经济增长方式•带来新的经济增长，可以实现社会、经济和环境的“共赢”•例如，2000年德国废物循环利用率约为50％，废物回收利用年产值约400亿欧元，就业人数24万，成为德国经济新的增长点和扩大就业的新动力循环经济与传统经济的比较•传统经济是一种由“资源—产品—消费—排放”所构成的物质单向流动的线形经济。•在这种经济中，人们以越来越高的强度把地球上的物质和能源开采出来，在生产加工和消费过程中又把污染和废物大量地排放到环境中去，对资源的利用常常是粗放的和一次性的。循环经济与传统经济的比较•循环经济则是一种“资源—产品—消费—再生资源”的物质反复循环流动的闭环式经济，是环境友好型经济，倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，使得从整个经济系统以及生产和消费过程基本上不产生或者只产生很少的废弃物。•认为废物只是放错了位置的资源循环经济与传统经济的比较•传统经济通过把资源持续不断地变成废物来实现经济的数量型增长，形成高开采、高消耗、高排放、低利用的“三高一低”的线性经济，这样最终导致了许多自然资源的短缺与枯竭，并酿成了灾难性的环境后果。•而循环经济是一种发展思路的大变革，是发展观的改变，倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，要求经济活动按照自然生态系统的模式进行，从根本上消解长期以来环境与发展之间的尖锐冲突，要求在从生产到消费的各个领域倡导新的经济规范和行为准则。循环经济的3R原则•3R原则：减量化（Reduce），再使用（Reuse），再循环（Recycle）•目标：尽量节约资源/能源和减少废物•应用：生态产业—生态农业，生态工业，生态旅游等减量化原则•减量化或减物质化原则属于输入端方法，旨在减少进入生产和消费流程的物质量。•要求用较少的原料和能源投入来达到既定的生产目的或消费目的。在经济活动的源头就注意节约资源和减少污染。•在生产中，减量化原则常常表现为要求产品体积小型化和产品重量轻型化。此外，要求产品包装追求简单朴实而不是豪华浪费，从而达到减少废弃物排放的目的。减量化原则•轻型轿车既节省金属资源又节省能源，仍然可以满足消费者关于各种轿车的安全标准；神舟5号由钛材制造。•光纤技术能大幅度减少电话传输线中对铜线的使用。•由于大量的资源浪费和废弃物排放来自包装，因此过度包装或一次性的物品（一次性筷子等）是不符合减量化原则的。•选择包装物较少和可循环的物品，购买耐用的高质量物品等。再使用原则•再利用或反复利用原则属于过程性方法，目的是延长产品和服务的时间强度。•要求产品和包装容器能够以初始的形式被多次使用，而不是用过一次就废弃。再使用原则•某些欧洲汽车制造商正在把他们的轿车设计成各种零件易于拆卸和再使用。•象纸板箱、玻璃瓶、塑料袋这样的包装材料也可以再利用以节约能源和材料。可再利用的饮料瓶可以消毒、再灌装、返回到货架上去，有时候甚至可以多达50次循环。再循环原则•再循环、资源化或再生利用原则是输出端方法,通过把废弃物再次变成资源以减少最终处理量。•要求生产出来的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。再循环原则•一是将消费者遗弃的废弃物资源化后形成与原来相同的新产品，如报纸变成报纸、铝罐变成铝罐等•二是废弃物被变成不同类型的新产品循环经济的运作层面•在企业层面上(小循环)•在区域层面上(中循环)•在社会层面上(大循环)在企业层面上(小循环)•(A)减少产品和服务的物料使用量；•(B)减少产品和服务的能源使用量；•(C)减少有毒物质的排放；•(D)加强物质的循环使用能力；•(E)最大限度可持续地利用可再生资源；•(F)提高产品的耐用性；•(G)提高产品与服务的强度。在区域层面上(中循环)•建立生态工业园区，按照工业生态学的原理，形成企业间的工业代谢和共生关系，如：不同工厂连接起来形成共享资源能源和互换副产品的共生组合。•我国已在部分城市和省区开展循环经济试点工作。目前已有辽宁和贵阳等省市开始在区域层次上探索循环经济发展模式，制定了《辽宁省发展循环经济试点方案》、《贵阳市循环经济型生态市建设规划》。在社会层面上(大循环)•建立相关政策体系,倡导绿色消费,建立节约(能)型社会等•日本建立了循环社会的法律体系，包括《促进建立循环社会基本法》;还有德国、美国等•我国颁布了《清洁生产促进法》和《可再生能源法》等，人大正在考虑制定适合于国情的循环经济法辽宁省发展循环经济试点方案近期主要指标•(1)经济社会综合指标•人均GDP达到1.7万元，人均GDP年均增长率达到8.5%，再生资源利用产值超过40亿元，万元GDP能耗低于2.2吨标准煤，环保投入占GDP的比例达到1.5%。•(2)资源能源利用指标•万元工业增加值能耗低于1.86吨标准煤。其中：大中型钢铁企业吨钢综合能耗下降到0.7吨标准煤，火电厂供电煤耗下降到330克标准煤/千瓦时，有色金属吨产品综合能耗下降到4.5吨标准煤。•万元工业增加值取水量低于200立方米。•工业用水重复利用率达到85%。•工业固体废物综合利用率达到50%。其中：粉煤灰综合利用率达到55%，煤矸石综合利用率达到50%。辽宁省发展循环经济试点方案•在鞍山钢铁集团公司全面实施“源头削减方案”，大幅度提高水资源循环利用率，基本实现废水“零排放”；开展高炉瓦斯泥、转炉泥、石灰筛下料、粉煤灰的回收循环利用和焦化副产物的深加工；回收高炉、焦炉、转炉煤气和余热资源，改造加热炉，实现燃料结构优化和能源梯级利用，使吨钢能耗、水耗达到国内先进水平。•辽宁省发展循环经济试点方案•在沈阳经济技术开发区，对沈阳可口可乐饮料有限公司等企业排放的废水进行集中处理和回用；新建两个热电厂，实现热电联产，发展集中供热，提高能源综合利用率；建立信息平台，实现资源共享，形成企业共生和代谢的生态网络。小循环：绿色电厂•国家经贸委制订的《资源综合利用电厂（机组）认定管理办法》等•华电福建永安火电厂：注重环保工作与节能、资源节约和综合利用、清洁生产密切结合。加强对锅炉水压试验用水、沉渣水、排灰水的回收利用；火电厂排放出的灰渣可浮选出粗灰和中碳，其中碳产品可作为砖瓦厂、火电厂的燃料，粗灰产品可直接供给水泥厂作掺合料•江苏华电扬州发电有限公司：江苏省循环经济示范单位。降低供电煤耗；节约水资源；清洁生产，变废为宝中循环：生态工业园区•第1代为经济技术开发区•第2代为高新技术产业开发区•第3代为生态产业（工业）园区生态工业园区的概念•生态工业园区是依据循环经济理论和工业生态学原理而设计成的一种新型工业组织形态，是生态工业的聚集场所生态工业园区的国际实践•生态工业园区正在成为许多国家工业园区改造和完善的方向。•一些发达