工业生态学.ppt
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1、第七章工第七章工 业业 生生 态态 学学 工业生态学工业生态学又译产业生态学,它的基本思又译产业生态学,它的基本思想是将工业系统乃至整个经济系统作为特殊的想是将工业系统乃至整个经济系统作为特殊的生态系统看待,将其纳入到生物圈之中。在生生态系统看待,将其纳入到生物圈之中。在生物圈中,围绕着各个物种在不同的环境中的代物圈中,围绕着各个物种在不同的环境中的代谢活动,物质流、能量流和信息流都有其恰到谢活动,物质流、能量流和信息流都有其恰到好处的构造和运作方式。好处的构造和运作方式。1 1、工业生态学、工业生态学 工业生态学:利用自然生态系统中物质工业生态学:利用自然生态系统中物质循环和能量流动的原理,
2、构建生态工业链,循环和能量流动的原理,构建生态工业链,将一个企业的废物作为另一个企业的原料,将一个企业的废物作为另一个企业的原料,形成一个物质循环闭合链,实现资源利用最形成一个物质循环闭合链,实现资源利用最大化和废物最小化大化和废物最小化 工业生态学主张企业、团体、公众等全社工业生态学主张企业、团体、公众等全社会共同努力减少污染,保护环境。不限于一会共同努力减少污染,保护环境。不限于一个企业,多个企业互为共生,一个企业的废个企业,多个企业互为共生,一个企业的废弃物可以是另一个企业的原料。弃物可以是另一个企业的原料。工业生态技术工业生态技术将不同工艺、生产部门、企业进行耦合,将不同工艺、生产部门
3、、企业进行耦合,达到资源、能源、废物处理等共享,共生达到资源、能源、废物处理等共享,共生关系。关系。(1)纵向耦合)纵向耦合 企业内部形成产品生命周期过程管理企业内部形成产品生命周期过程管理(2)横向耦合)横向耦合 企业之间耦合,建立工业生态园区企业之间耦合,建立工业生态园区(3)经济)经济-社会社会-环境系统耦合环境系统耦合 实施可持续发展实施可持续发展 工业生态学的基本内容可归纳为:工业生态学的基本内容可归纳为:研究工业活动与生态环境的关系;研究工业活动与生态环境的关系;探索工业生态化的途径;探索工业生态化的途径;在工业的规划和管理中运用生态原则。在工业的规划和管理中运用生态原则。9090
4、年代以来工业生态学有了很大的发展,一些研究成年代以来工业生态学有了很大的发展,一些研究成果开始得到了实际的应用,例如追踪某个物质或元素在果开始得到了实际的应用,例如追踪某个物质或元素在环境中扩散和迁移的环境中扩散和迁移的工业代谢分析工业代谢分析,宏观的,宏观的物流分析和物流分析和能流分析能流分析,工业共生工业共生的组织,工业体系的的组织,工业体系的生态演替生态演替等。等。有些工业生态学著作还把有些工业生态学著作还把生态设计生态设计作为本学科的一项重作为本学科的一项重要内容。要内容。推动工业体系向生态化方向演进作为大目标的具体推动工业体系向生态化方向演进作为大目标的具体内容:内容:封闭物质循环系
5、统,尽量减少消耗性排放;封闭物质循环系统,尽量减少消耗性排放;减少废料,作为资源重新利用废料;减少废料,作为资源重新利用废料;产品和经济活动的非物质化产品和经济活动的非物质化 能源脱碳;能源脱碳;控制有害化学品的生产、使用和扩散。控制有害化学品的生产、使用和扩散。2、Industrial Ecology发展历史 诞生于 1980s年末期v工业生态学=industry+ecologyv将工业过程中废弃物产生量最小化並不一定能減少对环境的影响;若能巧妙地減少废弃物量并将其資源再利用,則可创造财富.v自然环境其实很有效率的在工作与运行,缺乏效率的反而是人类所建立的工业系统,如果我們能仿效自然生態系統
6、的許多独特点,重新對人类的经济体系作一反省,可以发現自然界中其实沒有所謂的废物,所有物质和能源皆可通过连续不断地循环和转变而生生不息,並且让每一個独立活动系統合作相互连接,形成合作网络。从自然界得到启发的物质循环的概念即為工業生態學Industrial Ecology 基本理念基本理念基本理念基本理念v工业生态学之理念最主要是在适当設計与考量下,能夠使工业活动与自然生态系统平衡发展,並且工业持续成長的同時,降低环境冲击影响;也就是把工业系統应視為自然生态系統的一部份,而不是隔离的经济系统单独视角考虑问题(Erkman,1997)。v工业生态的概念基础是集中在一系統整合的方法上,並尝试去量測经济
7、世界与物理环境間之互动,当达到适度平衡時经济系统与周围生态系統将和协共存。(Raymond,1997)Industrial Ecology 未來發展方向未來發展方向未來發展方向未來發展方向生态工业园,可持续岛状区(islands of sustainability)丹麥的Kalundborg减物质化(Demateralization)减碳物质化和服务经济(decarbonization and the service economy)二、工业代谢 (Industrial Metabolism)在生物學領域上之意涵在生物學領域上之意涵在生物學領域上之意涵在生物學領域上之意涵 (代谢)Metabo
8、lism:新陳代謝反應是一切生命的基礎,包含了所有生命有機體的內部流程。細胞中經由生物化學反應將複雜分子分解成較小分子的所有化學反應。在新陳代謝過程中,上一代謝階段的產物常常是下一代謝階段的營養物。有機體攝取富有能量、低熵(entropy)的物質(如食物)來提供自身的維生能力及功能,並將所剩餘物質、能量提供來成長和繁殖。Industrial Metabolism與自然界之間的不同與自然界之間的不同與自然界之間的不同與自然界之間的不同之之之之處處處處 近乎完全再循環的封閉迴圈工業系統通常是零星散佈,導致物質集中度太低以至於不能提供再循環所需的質與量,反而造成太多物質浪費引起污染行為生物有機體自我
9、繁殖;工廠生產產品或服務,而不是其他的工廠(除偶然的情況下)工廠不如生物有機體之組成,其功能必須是專門化,而可以由一種產品或買賣改變到另一種型式 工业代谢方法学 鑑別物質中所含化學成分並找出所有流經工業經濟體的途径不能遺漏任何污染源例如:二級污水處理廠之建造評估物質生命週期各階段之排放量和沉降量點源:電力發電廠、工廠、焚化廠、污水處理廠 面源:森林(大氣沉降)、農地(農業肥料、大氣沉降)、都市地區(交通、腐蝕、大氣沉降)建構污染模型來評估預計目標排放政策、環境影响等等总结工業生態學是透過系統的觀點,以尋求整合並平衡環境、產業與經濟發展的利益為目的 工業生態學提供了一種新的系統評估方法,藉由這一
10、種方法可以將一些環境方面的議題加以全面而廣泛的探討工業生態學提供了一種類比於生物生態系統之觀察透視模式,而這種類比方式有助了解不同層次之工業生態系統(如一國家、流域)在改善自身環境特性時,應該著力的重點與所面臨的障礙 Conclusion進行現代工業化社會的工業代謝分析是相當複雜的,但研究追溯物質由經濟體進入環境過程是一重要的環境管理工具後續研究將以工業生態概念為出發點,並試著應用工業代謝理論來探討流域能源物質消耗之工業生態評估3、工业生态园、工业生态园1)1)生态工业园是一个市场共同体,其中各部分生态工业园是一个市场共同体,其中各部分相互合作,并有效地分享资源相互合作,并有效地分享资源(信息
11、、原料、水、信息、原料、水、能源、基础设施和自然环境等能源、基础设施和自然环境等),从而导致经济,从而导致经济增长和环境质量的改善,使市场和区域共同发展增长和环境质量的改善,使市场和区域共同发展所需资源合理配置。所需资源合理配置。2)2)生态工业园是一个计划好的原材料和能源交生态工业园是一个计划好的原材料和能源交换体系,他寻求能源、原材料的使用以及废物的换体系,他寻求能源、原材料的使用以及废物的最小化,并建立可持续的经济、生态和社会关系。最小化,并建立可持续的经济、生态和社会关系。3)3)生态工业园是建立在一块地域上的由制造企生态工业园是建立在一块地域上的由制造企业和行政企业形成的社区。业和行
12、政企业形成的社区。生生态态工工业园区定义业园区定义整合整合生态工生态工业园区业园区工工业业生生态态系系统统产业产业共生共生环环境共同管理境共同管理生生态设计态设计创创造集造集体体利益利益改善改善环环境境绩绩效效提高提高经济绩经济绩效效增加社增加社会绩会绩效效环环境境层层面面经济经济层面层面社社会会层层面面管理管理层层面面生生态态设计设计工工业业生生态态生生态态工工业园区业园区 -应应至少包括以下功能至少包括以下功能(1)(1)副副产产品交品交换网换网(2)(2)回收回收产业产业聚落聚落(3)(3)环环境技境技术术公司聚落公司聚落(4)(4)绿绿色色产产品公司聚落品公司聚落(5)(5)某一某一环
13、环境主境主题的设计题的设计(如如太阳太阳能能)(6)(6)环环境友善基境友善基础建设础建设及建及建筑筑(7)(7)混混合合发发展展使使用用(包包括括工工业业、商商业业及及住住宅宅区区等等)全新型改良型內部生態化產業共生化區域網絡化副產品交換式混合發展化核心產業式單一環境主題式資源回收式工業生態層次園區主要功能開發性思維混合發展式二 擴展工業生態層次工業生態學工業生態學Industrial ecologyIndustrial ecologyIE IE 核心概念核心概念生態工業區生態工業區EIPEIP產業共生產業共生ISIS副產品交換副產品交換BPXBPX生態網絡生態網絡EINEIN產業代謝產業代
14、謝IMIM其他方法其他方法永續發展生態城鄉生態城鄉Eco-TownEco-Town循環型循環型環境環境三重盈餘三重盈餘TBLTBL零排放零排放零廢棄零廢棄擴展生態模式階段特色與方法途徑第一階段第一階段產業內部革新產業內部之生態革新各部門影響衝擊最小化應用清潔生產、綠色生產力、組織綠化及生態效益等策略。第二階段階段園區內部革新園區內部之全品質環境管理園區進駐產業影響衝擊最小化應用工業區之共同環境管理系統或全品質環境管理策略。第三階段階段產業外部共生園區產業間之共生合作區域性之產業共生合作形成產業與產業間之共生型態,配合園區環境管理系統,體現產業代謝作用,於生態工業園區內形成一成熟生態系統。第四階
15、段階段園區外部共生園區/社會間廣域之共生合作廣域之生態工業網絡園區內部區域性之產業共生型態成熟穩定後,逐漸擴展成一廣域之生態工業網絡。三、副產品交換機制副產品品質供需平衡分析 副產品物種分析 分項分流原則 資源集成原則 資訊平臺運輸考量四、结论与建议1.加強區域本身實力與生態化概念,逐步擴展生態層次。2.鎖定區域發展生態化之特色,分析出當地特殊資源或優勢,發展出具獨特性之生態工業。3.副產品交換應以技術考量為優先,由案例得知,多數副產品交換之物質類型,多為回收技術成熟或容易直接再使用之物質。4 4、生态工业园区的模型、生态工业园区的模型1)卡隆堡工业共生体卡隆堡工业共生体(模型模型)生态工业园
16、发展的雏形是丹麦的卡隆堡工业共生体。生态工业园发展的雏形是丹麦的卡隆堡工业共生体。卡隆堡是一个仅有卡隆堡是一个仅有2 2万居民的工业小城市,位于哥本哈根万居民的工业小城市,位于哥本哈根以东以东100100多公里,工业共生体从多公里,工业共生体从2020世纪世纪7070年代初在此逐步年代初在此逐步形成。形成。当初,该市的几个重要企业试图在减少费用、废料管当初,该市的几个重要企业试图在减少费用、废料管理和更有效地使用淡水等方而寻求革新,它们之间建立了理和更有效地使用淡水等方而寻求革新,它们之间建立了紧密、相互协作的关系。紧密、相互协作的关系。8080年代以来,当地主管发展的部年代以来,当地主管发展
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