钢铁和石化循环 浅论循环经济与钢铁企业



一、循环经济及分类

从资源流程和经济增长对资源、环境影响的角度考察,增长方式存在着两种模式:一种是传统增长模式,即“资源—产品—废弃物”的单向式直线过程,这意味着创造的财富越多,消耗的资源就越多,产生的废弃物也就越多,对资源环境的负面影响就越大;另一种是循环经济模式,即“资源—产品—废弃物—再生资源”的反馈式循环过程,可以更有效地利用资源和保护环境,以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济效益和社会效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用。

所谓循环经济(recycle economy),即在经济发展中,遵循生态学规律,将清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体,实现废物减量化、资源化和无害化,使经济系统和自然生态系统的物质和谐循环,维护自然生态平衡。循环经济的本质是生态经济,以“减量化(reduce)、再使用(reuse)、再循环(recycle)”为基本行为准则(称为3R原则),具有低开采、低投入、高利用、低排放的特征,是解决目前可持续发展中资源和环境问题的最佳途径。

循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、再循环”为原则,以低消耗、低排放、高效率为基本特征,符合可持续发展理念的经济增长模式,是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。循环经济也称为资源闭环利用型经济,在保持生产扩大和经济增长的同时,建立“资源→生产→产品→消费→废弃物再资源化”的清洁闭环流动模式。循环经济是把清洁生产、资源综合利用、可再生能源开发、灵巧产品的生态设计和生态消费等融为一体,运用生态学规律来指导人类社会经济活动的模式。

依照其物质循环层次深度的不同,可分为以下几个类型:

  初级资源循环利用型。即可再生资源的简单回用。这在20世纪初已工业化,如废钢铁的回收利用,废纸张、废玻璃的再生利用,都已有相当规模。

  由“生产者—分解者”构成的循环利用型。20世纪末出现了把废家电分解,即把热塑性塑料部件重新造粒复用,热固性塑料粉碎作填料,铜、银、汞等金属分别浸出回收,把复杂产品的物质分别拆分成原料再利用。

  由生态产业链组成的资源循环利用型。以我国已成功开发的“硫酸厂—磷肥厂—水泥厂”大型生态产业链为例,把硫酸厂的硫酸用于磷肥厂生产磷肥,所副产的石膏经过加热分解成二氧化硫与生石灰,生石灰用于水泥厂生产水泥,而二氧化硫送硫酸厂生产硫酸。既解决了大量石膏堆弃污染问题,又使硫元素得到循环利用。这种模式深层次地实现了物质循环利用。

  由“生态工业系统”与“自然生态系统”相结合的资源循环利用型。这是处于开发中的一种最新模式,例如,生产过程二氧化碳排放量巨大,通过生物转基因技术培育速生树种和含油藻类,其大量繁殖会把空气中的二氧化碳固定成生物质,生物质再加工成生物质油作为能源。这种能源的利用不会净增加工业二氧化碳排放。

  二、发达国家发展循环经济的实例

  杜邦化学公司模式。他们通过放弃对环境有害化学物质的生产,减少生产中有害废物排量,回收公司废弃物再加利用,设计制造灵巧多功能产品等。并据此提出“3R制造法”,即物质利用减量(Reduce)、资源循环利用(Recycle)、废物再资源化利用(Reuse)。

  丹麦推出卡伦堡生态工业园区。他们是通过园区内发电厂、炼油厂、制药厂和石膏板厂形成的生态产业链,通过物流、能流、信息流的优化配置,使资源利用率、能源利用率和废物排放率都显著改善。

日本则十分重视对废家电产品、废汽车等的分解和再利用。在生产厂家设计和制造产品时,就同时考虑到废弃时有利于分解回收利用。2000年出台了《推进形成循环型社会基本法》,以法制形式推动循环经济。

三、我国发展循环经济的战略意义

目前我国人均GDP已超过1000美元,开始向中低收入国家迈进。国际经验表明,从低收入国家步入中低收入国家行列的阶段,对任何国家的成长来说都是一个极为重要的历史阶段,它既是一个“黄金发展时期”,又是一个“矛盾凸现时期”。特别是随着经济快速增长和人口不断增加,水、土地、能源、矿产等资源不足的矛盾会越来越突出,生态建设和环境保护的形势日益严峻。面对这种情况,按照科学发展观的要求,大力发展循环经济,加快建立资源节约型社会,就显得尤为重要、尤为迫切。

(1)循环经济有利于减少污染排放。减量化是循环经济的第一准则,它从经济活动的源头节约资源和降低污染,并在产品制造、消费、回收等各个环节系统地最大限度地减少污染物的排放,有助于恢复环境的自净能力,恢复生态平衡,从根本上解决长期以来环境与发展之间的冲突,实现经济发展、社会进步和环境保护的“共赢”。德国推行循环经济的结果,使GDP增长两倍多的情况下,主要污染物减少了近75%。

 浅论循环经济与钢铁企业

(2)循环经济促进资源的高效利用。循环经济强调资源的再使用和再循环,延长产品的使用期,提高重复使用率,使产品完成其使用功能后重新变成可以利用的资源,充分发挥自然资源的内在价值,提高水、矿物等各类紧缺资源的利用效率。“垃圾是放错了地方的资源”。目前,全世界钢产量的45%、铜产量的62%、铝产量的22%、铅产量的40%、锌产量的30%、纸制品的35%来自再生资源的回收利用。1吨废纸可制成800kg再生纸,分别节省碱300—450kg,木材4m3,电512度、水250吨。

(3)发展循环经济是缓解资源约束矛盾的根本出路。我国资源禀赋较差,虽然总量较大,但人均占有量少。国内资源供给不足,重要资源对外依存度不断上升。一些主要矿产资源的开采难度越来越大,开采成本增加,供给形势相当严峻。去年下半年以来,煤电油运的持续增长就充分表明了这一点,再次给我们敲响了警钟。改革开放以来,我们用能源消费翻一番支撑了GDP翻两番。到2020年,要再实现GDP翻两番,即便是按能源再翻一番考虑,保障能源供给也有很大的困难。如果继续沿袭传统的发展模式,以资源的大量消耗实现工业化和现代化,是难以为继的。研究表明,如果采取强化节能的措施,大幅度提高能源利用效率,到2020年使万元GDP能耗由2002年的2.68吨标准煤降低到1.54吨标准煤,那么能源消费总量就能控制在30亿吨标准煤;再生铝比重如果能从目前的21%左右提高到60%,就可替代3640万吨的铝矿石需求。为了减轻经济增长对资源供给的压力,必须大力发展循环经济,实现资源的高效利用和循环利用。

(4)发展循环经济是从根本上减轻环境污染的有效途径。当前,我国生态环境总体恶化的趋势尚未得到根本扭转,环境污染状况日益严重。水环境每况愈下,大气环境不容乐观,固体废物污染日益突出,城市生活垃圾无害化处理率低、农村环境问题严重。大量事实表明,水、大气、固体废弃物污染的大量产生,与资源利用水平密切相关,同粗放型经济增长方式存在内在联系。据测算,我国能源利用率若能达到世界先进水平,每年可减少二氧化硫排放400万吨左右;固体废弃物综合利用率若提高1个百分点,每年就可减少约1000万吨废弃物的排放;粉煤灰综合利用率若能提高20个百分点,就可以减少排放近4000万吨,这将使环境质量得到极大改善。大力发展循环经济,推行清洁生产,可将经济社会活动对自然资源的需求和生态环境的影响降低到最小程度,从根本上解决经济发展与环境保护之间的矛盾。

(5)发展循环经济是提高经济效益的重要措施。目前我国资源利用效率与国际先进水平相比仍然较低,突出表现在:资源产出率低、资源利用效率低、资源综合利用水平低、再生资源回收和循环利用率低。比如,按现行汇率计算,2003年我国GDP约占世界的4%,但重要资源消耗占世界的比重却很高,石油为7.4%、原煤31%、钢铁27%、氧化铝25%、水泥40%。即使剔除一些不可比因素,我国资源利用率与世界先进水平仍有较大差距。目前,我国矿产资源总回收率为30%,比国外先进水平低20个百分点,共伴生矿产资源综合利用率为35%左右。实践证明,较低的资源利用水平,已经成为企业降低生产成本、提高经济效益和竞争力的重要障碍;大力发展循环经济,提高资源的利用效率,增强国际竞争力,已经成为我们面临的一项重要而紧迫的任务。

(6) 发展循环经济是应对新贸易保护主义的迫切需要。在经济全球化的发展过程中,关税壁垒作用日趋削弱,包括“绿色壁垒”在内的非关税壁垒日益凸显。随着人们生态意识的不断提高,各国对于产品的生态标准要求越来越高。近几年,一些发达国家在资源环境方面,不仅要求末端产品符合环保要求,而且规定从产品的研制、开发、生产到包装、运输、使用、循环利用等各环节都要符合环保要求,由于环境污染加剧和生态意识的淡薄,我国出口产品经常出现遭禁的案例,这对我国发展对外贸易特别是扩大出口产生了日益严重的影响,已成为我国外向型经济发展的重要制约。而要解决这一问题,只有发展循环经济,从根本上改善生态环境,树立良好的生产和消费习惯,提高产品的生态水准,才能提高产品的出口竞争力。

总之,发展循环经济有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费模式,有利于提高经济增长的质量和效益,有利于建设资源节约型社会,有利于促进人与自然的和谐,充分体现了以人为本,全面协调可持续发展观的本质要求,是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择,也是关系中华民族长远发展的根本大计。我们要从战略的高度去认识、用全局的视野去把握发展循环经济的重要性和紧迫性,进一步增强自觉性和责任感。

五、钢铁工业发展循环经济途径

循环经济是实现可持续发展的一种全新的经济运行模式,是追求更大经济效益、更少资源消耗、更低环境污染和更多劳动就业的先进经济模式。钢铁企业作为资源和能源的消耗大户,近年来,我国钢铁工业保持高速发展的态势。但同时,钢铁生产也具有高能耗、高物耗、高污染的特点,其在未来发展中面临如何应对可持续发展的严峻挑战。充分运用循环经济的思想,在微观层面上实现企业内部的循环经济;对于钢铁企业的可持续发展具有重要意义。钢铁工业运用循环经济应采取哪些措施呢?

按照循环经济的思路,钢铁工业应该具备三个功能:一是提供产品;二是发挥资源转换的再生功能;三是发挥自然生态系统良性循环责任主体的功能。钢铁工业要以零排放为目标,建立健全回收、再生、再利用和处理的完整体系。

钢铁工业发展循环经济要把清洁生产、资源综合利用、生态设计和可持续消费等融为一体,改变传统的“资源-产品-污染排放”所构成的物质单行道流动的经济发展模式,按照自然生态系统的模式,建立“资源-产品-再生资源”的物质反复循环利用的经济发展模式。实际上,从环保来看,钢铁是与环境相对友好的材料,相对而言,其环境的协调性更好些;从可回收利用的程度看,和塑料、陶瓷等相比,钢铁具有良好的循环再生能力。钢铁及其副产品可以再生,即使是炉渣、炉尘也可以收集,二次利用制造水泥及其他建筑材料;炼钢的各种余热、余能可用来发电;钢铁的生态安全性好,可以通过自然降解回归自然,成为动、植物所需的微量元素。目前,世界上先进的钢铁生产厂正处于这一阶段。未来钢铁工业将从末端治理转向源头治理,即从工艺改进和技术创新上找出路,在生产过程中减少以至消除污染源,从而构建绿色钢铁制造工艺,走向可持续发展的道路。通过对钢铁工业制造流程的优化、集成与创新,使资源和能源的消耗达到最低;从源头上减轻环境负荷,与此同时,对末端产生的各种排放物再资源化、能源化,并进行无害化处理。

对于企业具体来说,要真正实现钢铁工业可持续发展,需要做好以下几方面的工作:

一是制定科学的生产规程。钢铁生产属于循环经济中从资源到产品的过程,生产过程中的每个环节都要符合科学规范,从源头把关,预防和减少废弃物的产生。具体有以下3个原则:①减量化:旨在减少进入生产过程中的物质和能源流量。例如:在生产过程中实施精品战略的投精料,尽量减少原料(如矿石、煤炭等)的用量,产出尽可能多的钢铁产品,减少钢铁渣的排放。②标准化:在工艺设备设计中,尽量采用标准设计。这样不仅可以使备品备件的资源共享,减少库存,而且还可以使生产设施非常便捷地升级换代,而不必更换整套设施。③清洁化:在生产过程中,要尽量减少对人体健康和环境的不利影响。例如钢铁冶炼过程炉渣的处理采用传统的冲渣处理极易形成水渣雨和放炮事故,造成对周边环境的污染和安全事故的产生,而采用英巴技术将炉渣通过英巴系统既提高了水渣的产量和质量,既避免了放炮事故的产生,处理水、余热还可以利用。再如采用TRT发电系统将过去浪费掉的高炉炉顶高温高压煤气转化为电能。据武钢的有关数据表明2004年该公司采用这项新技术发电量达1653亿kwh。为武钢能源利用开辟了新途径。因此,在工艺设计之初,就必须考虑回收利用和环境保护问题,也就是所谓的“绿色设计”、“绿色制造”。上述三个原则的实现,关键是依靠科技进步,积极采用无害和低害新工艺、新技术,大力降低原材料和能源的消耗,实现少投入、高产出、低污染。

二是对社会生产和消耗过程中产生的各种废旧物质进行回收和再利用,用高新技术支持再生资源回收利用,建立其回收处理、拆解的产业化基地。充分利用再生金属是实现钢铁生产持续发展的重要途径。除铁矿石外,再生金属已成为钢铁的另一个主要资源,它不需要建设矿山,具有能源消耗和生产成本低、环境污染小等优点。如用矿石炼铁再炼钢,能耗为1.11吨标煤/吨钢,而用废钢炼钢,能耗仅为0.2吨标煤/吨钢。利用废钢炼钢,可减轻空气污染88%,减轻水质污染76%。西方发达国家用废钢炼的钢一般在50%-70%(我国约35%),个别国家和地区几乎全部用废钢炼钢。随着我国钢铁工业的进一步发展,我国炼钢源消耗还会增加,这就需要调整我国的废钢铁回收政策,强化废钢铁回收产业,合理回收和利用废钢铁,运用生态学规律来指导钢铁工业的发展。

三是在工业企业较集中的区域,倡导建立生态工业园区,兼顾资源的循环利用,使上游的废料成为下游的原料和动力,废物通过梯形利用越来越少,最终形成“零排放”。最大限度地把各种资源都充分利用起来,做到资源共享,互为利用,共同发展。工业生态园是推行循环经济的一种好方式,模仿自然生态系统,使资源和能源在这个工业系统中驯化使用,上家的废料成为下家的原料和动力,组成一个闭合型的产业链条。如在钢铁生产中产生的煤气可作为锅炉、加热炉、燃气发电等很好的燃料,它产生的废渣可作为水泥厂很好的原料,它产生的废水可用于中水系统。它产生的热能可用于取暖或制冷系统,各工序之间没有废物概念而只有资源概念。各环节实现了充分的资源共享,将污染负效益转化成资源正效益。

四是制定必要的制度,确保资源的合理开发和有偿使用,加大对环境污染的惩罚力度,要利用经济杠杆,提高排污费的收费标准。

  

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