第四章生態(tài)工業(yè)

1、第三章生態(tài)工業(yè)第一節(jié)生態(tài)學(xué)理論第二節(jié)工業(yè)生態(tài)學(xué)第三節(jié)工業(yè)共生第四節(jié)案例分析丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園第一節(jié)生態(tài)學(xué)理論生態(tài)系統(tǒng)的概念生態(tài)系統(tǒng),是在一定的空間和時(shí)間范圍內(nèi),在各種生物之間以及生物群落與其無(wú)機(jī)環(huán)境之間，通過能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)而相互 作用的一個(gè)統(tǒng)一整體，生態(tài)系統(tǒng)是生物與環(huán)境之間進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)的基本 功能單位。二、生態(tài)系統(tǒng)的組成自然生態(tài)系統(tǒng)：生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者、 無(wú)機(jī)環(huán)境。產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)：非生物環(huán)境原材料及自然資源條件生產(chǎn)者消費(fèi)者分解者廢物回收公司、資源再生公司等。三、生態(tài)系統(tǒng)的功能1、能量流動(dòng)2、物質(zhì)循環(huán)3、信息傳遞四、生態(tài)學(xué)的規(guī)律1、相互依存與相互制約的互生規(guī)律2、物質(zhì)循環(huán)與再生

2、規(guī)律3、物質(zhì)輸入輸出的動(dòng)態(tài)平衡規(guī)律4、相互適應(yīng)與補(bǔ)償?shù)膮f(xié)同進(jìn)化規(guī)律5、環(huán)境資源的有效極限規(guī)律五、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化產(chǎn)業(yè)生態(tài)化是指產(chǎn)業(yè)自然生態(tài)有機(jī)循環(huán)機(jī)理，在自 然系統(tǒng)承載能力內(nèi)，對(duì)特定地域空間內(nèi)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)、 自然系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)之間進(jìn)行耦合優(yōu)化，達(dá)到充分 利用資源，消除環(huán)境破壞，協(xié)調(diào)自然、社會(huì)與經(jīng)濟(jì) 的持續(xù)發(fā)展。實(shí)施產(chǎn)業(yè)生態(tài)化要求我們?cè)谏a(chǎn)中大力推廣資源節(jié)約型生 產(chǎn)技術(shù)，建立資源節(jié)約型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)體系，減少對(duì)環(huán)境資源 的破壞，倡導(dǎo)綠色環(huán)保消費(fèi)。產(chǎn)業(yè)生態(tài)思想借鑒的是生態(tài)系 統(tǒng)中的一體化模式，它不是考慮單一部門與一個(gè)過程的物質(zhì) 循環(huán)與資源利用效率，而是一種系統(tǒng)地解決產(chǎn)業(yè)活動(dòng)與資源、 環(huán)境關(guān)系的研究視角。第二節(jié)工

3、業(yè)生態(tài)學(xué)、工業(yè)生態(tài)學(xué)的概念工業(yè)生態(tài)學(xué)(Industrial ecology,簡(jiǎn)稱IE) 又稱產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)，是一門研究社會(huì)生產(chǎn)活 動(dòng)中自然資源從源、流到匯的全代謝過程、 組織管理體制以及生產(chǎn)、消費(fèi)、調(diào)控行為 的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、控制論方法及其與生命支 持系統(tǒng)相互關(guān)系的系統(tǒng)科學(xué)。最早是在1989年的科學(xué)美國(guó)人(Scientific American) 雜志上由通用汽車研究實(shí)驗(yàn)室的羅伯特弗羅斯徹(Robert Frosch)和尼古拉斯格羅皮烏斯(Nicholas E.Gallopoulous)提出的。他們的觀點(diǎn)是“為什么我們的工 業(yè)行為不能像生態(tài)系統(tǒng)一樣，在自然生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)物種 的廢物也許就是另一個(gè)物種的

4、資源，而為何一種工業(yè)的廢 物就不能成為另一種的資源？如果工業(yè)也能像自然生態(tài)系 統(tǒng)一樣就可以大幅減少原材料需要和環(huán)境污染并能節(jié)約廢 物垃圾的處理過程?！倍?、工業(yè)生態(tài)學(xué)的特點(diǎn)1 是一門綜合性的學(xué)科2強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)思想的重要性 3是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段強(qiáng)調(diào)工業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)化三、工業(yè)系統(tǒng)的和自然生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系 共同點(diǎn)：1 存在物質(zhì)的循環(huán)與能量的流動(dòng)。2系統(tǒng)中各要素都有自己的“需求” 3系統(tǒng)的形成、發(fā)展與崩潰都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的進(jìn)化過程不同點(diǎn)：1有無(wú)人的參與。2自然生態(tài)系統(tǒng)具有與工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)無(wú)法比 擬的復(fù)雜性。3自然生態(tài)系統(tǒng)受生態(tài)學(xué)規(guī)律約束，不受經(jīng) 濟(jì)學(xué)中市場(chǎng)規(guī)律的約束，而生態(tài)系統(tǒng)則不 然。四、生態(tài)工業(yè)園區(qū)生態(tài)工

5、業(yè)園區(qū)是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論和工業(yè)生 態(tài)學(xué)原理而設(shè)計(jì)成的一種新型工業(yè)組織形態(tài)，是生態(tài)工業(yè)的聚集場(chǎng)所。生態(tài)工業(yè)園區(qū)遵從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的減量化、再利用、再循環(huán)的3R原則，其目標(biāo)是盡量減少區(qū)域廢物,將園區(qū)內(nèi)一個(gè)工廠或企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品用 作另一個(gè)工廠的投入或原材料，通過廢物 交換、循環(huán)利用、清潔生產(chǎn)等手段，最終 實(shí)現(xiàn)園區(qū)的污染物“零排放”。第三節(jié)工業(yè)共生、工業(yè)共生的概念工業(yè)共生指一種工業(yè)組織形式，從某一生產(chǎn) 過程的廢物可以用作另一生產(chǎn)過程的原料, 從而最高效地利用資源和最大減少工業(yè)廢 物。以生態(tài)工業(yè)理論為指導(dǎo)，著力于園區(qū) 內(nèi)生態(tài)鏈和生態(tài)網(wǎng)的建設(shè)，最大限度地提 高資源利用率，從工業(yè)源頭上將污染物排 方女量澈至最低

6、，實(shí)現(xiàn)區(qū)咸清潔生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的“設(shè)計(jì)一生產(chǎn)使用一廢棄”生產(chǎn)方式不同，生態(tài)工業(yè)園區(qū)遵循的是UL2“回收再利用設(shè)計(jì)一生產(chǎn)”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。它仿照自然生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)方式，使不同企業(yè)之間形成共享資源和互換副產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)共生組合，使上游生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物成為下游生產(chǎn)的原料,達(dá)到相互間資源的最優(yōu)化配置。二、工業(yè)共生的基本要素工業(yè)共生的三個(gè)基本要素:共生單元、共生模式、共生環(huán)境共同組成。共生單元是基礎(chǔ),共生環(huán)境是條件,共生模式是關(guān)鍵。共生單元企業(yè)共生模式企業(yè)之間的相互聯(lián)系或結(jié)合共生環(huán)境市場(chǎng)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境等。三、工業(yè)共生體系的基本特征1、循環(huán)性2、多樣性3、整體性4、增效性第四節(jié)案例分析一卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū)、

7、概況丹麥卡倫堡工業(yè)園區(qū)是目前世界上工業(yè)生態(tài) 系統(tǒng)運(yùn)行最為典型的代表。這個(gè)工業(yè)園區(qū) 的主體企業(yè)是電廠、煉油廠、制藥廠和石 膏板生產(chǎn)廠，以這四個(gè)企業(yè)為核心，通過 貿(mào)易方式利用對(duì)方生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄 物或副產(chǎn)品，作為自己生產(chǎn)中的原料，不 僅減少了廢物產(chǎn)生量和處理費(fèi)用，還產(chǎn)生 了很好的經(jīng)濟(jì)效益，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保 護(hù)處于良性循環(huán)之中?？▊惐つＪ娇▊惐ど鷳B(tài)工業(yè)園以:* Asnaes發(fā)電廠、Statoil煉油廠、 Novo Nordisk制藥廠Gyproc石膏制板廠為 核心企業(yè)盡管人們把生態(tài)T業(yè)園的誕生地追溯到川麥的卡倫堡，但卡倫堡T業(yè) 園在建設(shè)過程中并不是事先規(guī)劃好的生態(tài)T業(yè)園項(xiàng)口，它的生態(tài)T業(yè) 刑以

8、及T業(yè)共生概念足逐漸發(fā)展起來(lái)的,可以說(shuō)足一個(gè)自然演變的過 程。然而經(jīng)過了20多年的發(fā)展,它己經(jīng)成了世界成功生態(tài)工業(yè)園的典 范，被世界各國(guó)學(xué)習(xí)效仿 建立卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的繪初想法很簡(jiǎn)單,就是想找到可以利用的 并能夠帶來(lái)收入樁廢棄物-產(chǎn)品，以便能夠降低廢棄物處理成本和能 源成本。但存建設(shè)過程屮.人們逐漸發(fā)現(xiàn)通過這種廢棄物和能源交易 可以帶來(lái)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)利益。 卡倫堡牛態(tài)工業(yè)剛汽以Asnaes發(fā)電丿、Statoil.汕丿、NovoNodisk制藥丿及Gyproc右膏制扳丿毎核心企也 把一家企業(yè)的廢棄夠或副產(chǎn)品作為另一家企業(yè)的投入或原料，通過企業(yè)間的工業(yè)共生關(guān) 索.建立“紙漿造紙”、：肥料水泥”和“

9、煉鋼肥料水泥"等工業(yè) 番現(xiàn)加攵望樣，不僅降低了治理污染的費(fèi)用，而且企業(yè)也獲得了可觀 加過去的20余年里,這些介作伙伴自然形成了一種雙邊資源交換關(guān) 系O能量流動(dòng) Asnaes發(fā)也廠的能源是煤炭，和其他傳統(tǒng)發(fā)電廠一樣,燃燒煤炭 產(chǎn)生的級(jí)木一部分能顯從喩做帆另一個(gè)能源消耗大廣 Statoilf汕廠的氣體制產(chǎn)品也隨其火焰從憫筒溜走幾為了尋求低價(jià) 資源，在上世紀(jì)70年代早期，這些企業(yè)相繼達(dá)成了交易： 煉油廠同意向石膏板廠提供多余的燃?xì)猓℅yproc看到TStatoil煉 油廠的火焰并意識(shí)到這種燃?xì)鈱⑹堑统杀镜娜剂蟻?lái)源）； Asnaes發(fā)電廠1981年開始向市區(qū)提供新的蒸汽供曬弗來(lái)Novo No

10、rdisk和Statoil也相繼成了其蒸汽的需求客戶。在卡倫堡市和丹麥政 府的支持F,地區(qū)供暖系統(tǒng)取代了家用煤油爐（煤油爐是重要的空氣 污染源）0 發(fā)電廠利用海灣的悔水進(jìn)行降溫，這樣就減少了從Tiss?湖取淡 水的費(fèi)用。產(chǎn)生的副產(chǎn)品就是熱咸水，其中一部分提供給57個(gè)魚塘。1992年，發(fā)電廠開始利用煉油廠多余的氣體取代燃煤。*物質(zhì)流動(dòng) 1976年,Novo-Nordisk制藥廠啟動(dòng)了物質(zhì)流動(dòng)模式:來(lái)自Novo Nordisk廠和魚場(chǎng)水處理廠的廢棄物用作附近農(nóng)場(chǎng)脅肥料。這是整個(gè) 卡倫堡資源互換網(wǎng)絡(luò)啲一大部分毎年達(dá)100萬(wàn)噸。 一家水泥公司利用發(fā)電廠的脫硫飛塵制造水泥。Asnaes發(fā)電廠將 二氧化硫

11、和鹽酸鈣混合,形成硫酸鈣（石膏）,賣給Gyproc石膏板廠, 能夠滿足石膏板廠三分之二的需求。 煉油廠的脫硫過程能夠產(chǎn)生純液體硫，供應(yīng)給一家生產(chǎn)企業(yè) Kemira Novo Nordisk廠生產(chǎn)吹島索剩余的酵母粉供應(yīng)給農(nóng)民作為狒飼料。 這種再循環(huán)和再利用網(wǎng)絡(luò)不僅為相關(guān)公司帶來(lái)了新的收入,節(jié)約了 成木,也減少了T業(yè)對(duì)該地區(qū)空氣、地下水和土地的污染從生態(tài)學(xué) 角度£ 和侖堡生態(tài)工業(yè)岡向人們展示了一個(gè)簡(jiǎn)申的徴物鏈：生物相 互吸ftote和能監(jiān)因而栢互獨(dú)立?？▊惐さ某晒?jīng)驗(yàn)卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的成功給我們很多啟示和經(jīng)驗(yàn)。 1生態(tài)工業(yè)園的企業(yè)必須是不同的行業(yè)，卻乂相互依賴; z資源交換必須能夠帶來(lái)商業(yè)利益和利潤(rùn)； 3.合作企業(yè)必須是自愿的，并與法規(guī)部門保持緊密的合 作關(guān)系；