文/鋼鐵研究總院名譽院長、中國工程院院士殷瑞鈺
經(jīng)濟快速發(fā)展,導(dǎo)致了資源、能源的緊缺,引起了環(huán)境、生態(tài)的危機。經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護是傳統(tǒng)社會發(fā)展模式中的一對矛盾,導(dǎo)致了對發(fā)展的可持續(xù)性的戰(zhàn)略性反問。為了解決這個矛盾,各國政府和環(huán)保組織提出了一系列的發(fā)展模式和戰(zhàn)略,其中循環(huán)經(jīng)濟是國際社會推進可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一種優(yōu)選模式。20世紀90年代以來,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟已成為國際社會的一大趨勢。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是中國實現(xiàn)新型工業(yè)化的必由之路
十六大提出了中國全面建設(shè)小康社會的發(fā)展目標,在2000年的基礎(chǔ)上到2020年實現(xiàn)GDP翻兩番。中國目前還處在工業(yè)化的中期階段,大量的資源、能源消費還要持續(xù)相當長的時間。我國在未來的戰(zhàn)略機遇期中,經(jīng)濟發(fā)展所遇到的最大障礙之一就是資源、能源約束和生態(tài)環(huán)境壓力。
我國人口眾多,人均資源擁有量相對貧乏,生態(tài)環(huán)境脆弱。隨著工業(yè)化、城市化的快速發(fā)展以及人口的增長,在資源存量和環(huán)境承載力兩個方面都已經(jīng)不起傳統(tǒng)發(fā)展模式下的高強度資源消耗和環(huán)境污染。如果繼續(xù)走傳統(tǒng)發(fā)展之路,沿用“三高(高消耗、高能耗、高污染)”粗放型模式,并以末端處理為環(huán)境保護的主要手段,這將阻礙我國進入真正現(xiàn)代化的速度。從長期角度來看,良性循環(huán)的社會應(yīng)從發(fā)展階段開始塑造,少走彎路,不走彎路,才會得到更快的發(fā)展。我國的消費體系(特別是農(nóng)村的消費體系)仍在形成階段,建立一個資源環(huán)境低負荷的社會消費體系,走循環(huán)經(jīng)濟之路,已成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展模式的重要選擇。
循環(huán)經(jīng)濟的基本思路是:借鑒自然生態(tài)系統(tǒng)進化原理,按照生態(tài)和自然規(guī)律,利用自然資源和環(huán)境容量、依據(jù)物質(zhì)循環(huán)和能量守恒規(guī)律而重構(gòu)的經(jīng)濟系統(tǒng)。
循環(huán)經(jīng)濟是一種建立在物質(zhì)不斷循環(huán)利用基礎(chǔ)上,把清潔生產(chǎn)、資源綜合利用、可再生能源開發(fā)、產(chǎn)品的生態(tài)設(shè)計和生態(tài)消費等融為一體,以“資源-產(chǎn)品-資源再生”閉環(huán)反饋為特點的循環(huán)過程,循環(huán)經(jīng)濟倡導(dǎo)的是“最佳化的生產(chǎn)、最適度的消費,最少量的廢棄”的與環(huán)境、社會和諧的經(jīng)濟發(fā)展模式,體現(xiàn)了科學發(fā)展觀。
循環(huán)經(jīng)濟首先是經(jīng)濟,是建立在物質(zhì)、能量以及排放物、廢棄物合理循環(huán)利用基礎(chǔ)上有時-空概念的經(jīng)濟,是有資金成本和流動成本的經(jīng)濟。不是為循環(huán)而循環(huán),循環(huán)不是唯一目的,經(jīng)濟上不可行的“循環(huán)”流動其價值不大。解決發(fā)展與資源、環(huán)境之間矛盾最好的處理方式,是將矛盾作為一個經(jīng)濟問題來研究和對待。
實施循環(huán)經(jīng)濟應(yīng)該以3R(減量化、再利用和再循環(huán))為原則,但“3R”只是原則,不是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟過程中的全部要素。實施循環(huán)經(jīng)濟須在一定條件下將物質(zhì)、能量、時間、空間、資金等“五要素”有效地整合在一起,以實現(xiàn)經(jīng)濟增值、環(huán)境保護和社會和諧的發(fā)展模式(圖1)。
實施循環(huán)經(jīng)濟是有循環(huán)成本的,有資金流動增值內(nèi)涵的。實施循環(huán)經(jīng)濟需要技術(shù)、需要投資、還有運行成本;實施循環(huán)經(jīng)濟也是建立在資金流動并實現(xiàn)增值基礎(chǔ)上的。實施循環(huán)經(jīng)濟還必須注意物質(zhì)、能量循環(huán)利用在時間和空間配置上的可能性和合理性。在各類循環(huán)過程中,物質(zhì)、能量的有效利用不能脫離時間、空間要素,沒有時間、空間概念的循環(huán)過程是難以想象的。一個著名的案例就是丹麥的卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū),我們應(yīng)該注意的不僅是卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)鏈,而且一定要注意它的時-空尺度和在其時-空尺度內(nèi)的資金增值鏈(圖2)。
實施循環(huán)經(jīng)濟過程中技術(shù)-經(jīng)濟因素的協(xié)調(diào)和權(quán)重
在推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式時,一定要注意研究當時、當?shù)貤l件下的技術(shù)-經(jīng)濟可行性。在不同條件下,循環(huán)經(jīng)濟的實施有賴于以下技術(shù)-經(jīng)濟因素的協(xié)調(diào),包括:
(1)物質(zhì)/能源(包括排放物、廢棄物等)循環(huán)鏈的延伸、擴展及其轉(zhuǎn)換/利用效率的合理性;
(2)物質(zhì)/能源循環(huán)通量的大小,必須具有一定的循環(huán)通量,才能具有可行性;
(3)物質(zhì)/能量在循環(huán)過程中的經(jīng)濟合理性,要研究流動-循環(huán)過程中的資金投入和成本等;
(4)物質(zhì)/能量在循環(huán)過程中時間-空間因素的集成性,以保證流動-循環(huán)過程技術(shù)-經(jīng)濟的可行性和循環(huán)運行的穩(wěn)定性等。
推行循環(huán)經(jīng)濟要根據(jù)上述諸因素,充分論證其技術(shù)-經(jīng)濟可行性,并擇易先行,擇優(yōu)先行。
在不同國家、不同地區(qū)及其不同的經(jīng)濟發(fā)展階段,在實施循環(huán)經(jīng)濟的過程中,“3R”的權(quán)重是不同的。在中國當前的情況下,首先應(yīng)該著重的是各行各業(yè)(特別是流程制造業(yè))在生產(chǎn)制造過程中的“減量化”(Reduce)問題,量大面廣的節(jié)能、降耗、資源節(jié)約是有效地推動循環(huán)經(jīng)濟的必要基礎(chǔ)。這是中國當前的國情和重要切入點,不同于日本、德國等工業(yè)化國家。
流程制造業(yè)是推行循環(huán)經(jīng)濟的重要切入點
我們應(yīng)該以憂患意識和可持續(xù)發(fā)展的觀點來促進實施循環(huán)經(jīng)濟,一定要有緊迫感,但又不能操之過急、急于求成,要防止不顧具體條件,一哄而起,這樣往往容易導(dǎo)致搞形式主義,事倍功半或半途而廢;重要的是要找準推動循環(huán)經(jīng)濟的切入點,從能夠辦到的地區(qū)、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)先做,務(wù)求實效,扎扎實實地推進。
流程工業(yè)包括化工、石化、鋼鐵、有色、建材、食品、生物制品及醫(yī)藥工業(yè)等工業(yè),是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)、支柱產(chǎn)業(yè)。
流程制造業(yè)往往是指原料經(jīng)過一系列以改變其物理、化學性質(zhì)為目的的加工—變性處理,獲得具有特定物理、化學性質(zhì)或特定用途產(chǎn)品的工業(yè)。鋼鐵冶金、有色冶金、化學工業(yè)和建材工業(yè)都屬于典型的流程工業(yè),其主要特點有:
1) 所使用的原料主要來自大自然,即大宗的自然資源(礦物質(zhì)、生物質(zhì)、水、空氣等);
2) 原料(物料)在生產(chǎn)過程中發(fā)生物質(zhì)分子水平上的重組反應(yīng),即以大量的物質(zhì)流、能量流形式通過諸多化學—物理變化(變換)制成產(chǎn)品;
3) 這類工業(yè)的生產(chǎn)過程中消耗大量能源并伴隨著各種形式的排放過程和廢棄過程;
4) 這類工業(yè)的生產(chǎn)過程主要是通過功能不同的工序串聯(lián)-并聯(lián)作業(yè)、協(xié)同(集成)運行,實現(xiàn)連續(xù)、準連續(xù)化生產(chǎn),或追求連續(xù)化生產(chǎn),也有一些是間歇生產(chǎn)(圖3)。
中國的工業(yè)固體廢棄物大部分來自于礦業(yè)、電力、化工、鋼鐵、有色、建材及其它非金屬礦物制造業(yè)等,其中多數(shù)是流程工業(yè)過程。總而言之,流程工業(yè)消耗了大量的資源和能源,同時產(chǎn)生大量排放物、廢棄物,對資源、環(huán)境帶來巨大影響,因此在流程工業(yè)推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式尤為必要(圖4)。
與此同時,隨著理念的轉(zhuǎn)變,技術(shù)的進步,流程制造業(yè)存在著“3R”的巨大潛力和可能,不同流程制造業(yè)之間也存在著互為依存的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,例如鋼鐵工業(yè)產(chǎn)生的廢渣可作為水泥行業(yè)的廉價資源,水泥工業(yè)可以消納電力、化工、有色冶金等行業(yè)產(chǎn)生的粉煤灰、煤矸石、磷渣、赤泥等;也存在著消納和處理社會大宗廢棄物的機會或潛力,如廢鋼、廢舊有色金屬循環(huán)利用等。可見,在我國新型工業(yè)化的進程中,流程制造業(yè)既是支柱產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),同時也應(yīng)是推進循環(huán)經(jīng)濟的優(yōu)先切入點。
企業(yè)“生態(tài)化”轉(zhuǎn)型
在未來經(jīng)濟社會中,“生態(tài)化”工廠將是工業(yè)生態(tài)、循環(huán)經(jīng)濟的重要標志。它與傳統(tǒng)意義上的工廠相比,在價值取向、評價標準等方面是有所不同的,表1列出了“生態(tài)化”工廠與傳統(tǒng)意義上工廠的區(qū)別(表1)。
從技術(shù)進步、技術(shù)創(chuàng)新角度來看,企業(yè)的生態(tài)化轉(zhuǎn)型可能要經(jīng)歷工藝改進、產(chǎn)品創(chuàng)新(特別是對于裝備、產(chǎn)品制造業(yè))、流程集成創(chuàng)新(特別是對于流程制造業(yè))、功能拓展、宏觀系統(tǒng)革新等階段,這是一個較長的時間進程(歷史時間過程),也是從低層次生產(chǎn)過程向高層次生產(chǎn)體系發(fā)展的漸進過程。工藝改進、產(chǎn)品創(chuàng)新或/和流程集成創(chuàng)新、功能拓展和宏觀系統(tǒng)革新將有可能分別改善企業(yè)的經(jīng)濟-生態(tài)效益2倍、5倍、10倍、20倍(圖5)。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是一種發(fā)展模式的創(chuàng)新,不是為“循環(huán)”而“循環(huán)”,所謂“3R”(減量化、再利用、再循環(huán))是原則、是基礎(chǔ),不是構(gòu)成實施循環(huán)經(jīng)濟的全部要素。以“3R”為原則,進而在一定條件下將物質(zhì)-能量-時間-空間-資金等要素有效地整合在一起,以產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈為紐帶,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益協(xié)同優(yōu)化。因此,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟不僅要注重提高局部環(huán)節(jié)直至循環(huán)過程中的物質(zhì)、能量的利用效率,還必須高度重視資金的流動與增值。物質(zhì)、能量的有效利用和資金的流動增值不能脫離時間-空間要素,脫離時-空概念的循環(huán)過程是難以想象的。因此,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟應(yīng)以合理的時-空尺度的產(chǎn)業(yè)生態(tài)園為基本的單元,其中流程制造業(yè)往往是其重要構(gòu)成部分。
發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是對經(jīng)濟的發(fā)展方式(特別是對流程制造業(yè)在后重化工時代中發(fā)展方式)的重大轉(zhuǎn)折和創(chuàng)新,必然涉及從理論到生產(chǎn)活動、投資活動等一系列實踐,必然涉及全局規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃等重大經(jīng)濟社會發(fā)展戰(zhàn)略,必然涉及各行各業(yè)、各個不同領(lǐng)域的技術(shù)進步和創(chuàng)新,必將涉及一系列新政策、新措施、新辦法的制定和實施。總之,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟需要通過構(gòu)建包括理論-實踐的、技術(shù)-工程的、經(jīng)濟運行的、制度-法律的和教育-道德在內(nèi)一系列戰(zhàn)略平臺來推動。需要政府、產(chǎn)業(yè)界、經(jīng)濟界、科技界、社會界人士和廣大公眾的參與,共同努力,根據(jù)具體條件,找準切入點,才能逐步有序、有效的推進。
殷瑞鈺:
鋼鐵冶金專家,中國工程院首批院士。1957年畢業(yè)于北京科技大學。歷任唐山鋼鐵公司總工程師,副經(jīng)理,河北省冶金廳廳長,冶金部總工程師、副部長,鋼鐵研究總院高級工程師、院長,中國工程院化工、冶金與材料學部主任,工程管理學部主任。現(xiàn)任鋼鐵研究總院名譽院長,中國金屬學會副理事長,中國工程院主席團成員,并任東北大學、北京科技大學兼職教授、博士生導(dǎo)師。
長期在特大型企業(yè)、產(chǎn)業(yè)部門和科研單位從事科技與管理工作,在企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、投資戰(zhàn)略、財務(wù)管理、技術(shù)管理等方面有著長期的實踐經(jīng)驗,并進行了理論研究,發(fā)表文章于諸多刊物上;對產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了戰(zhàn)略性研究。尤其在鋼鐵工業(yè)科技進步和結(jié)構(gòu)調(diào)整方面進行了系統(tǒng)研究,提出了鋼鐵工業(yè)未來的發(fā)展方向及經(jīng)濟-技術(shù)的評估。提出了鋼廠生產(chǎn)流程的解析與集成,鋼廠模式及結(jié)構(gòu)優(yōu)化的技術(shù)思路和理論分析。對鋼廠設(shè)計、建設(shè)、技術(shù)改造有重要的指導(dǎo)意義。
致力于連續(xù)鑄鋼技術(shù)的推廣、應(yīng)用和開發(fā),使我國鋼鐵工業(yè)連鑄比從不足15%,全連鑄的煉鋼廠國內(nèi)只有一家起步,經(jīng)過殷瑞鈺等的提倡、推動和鍥而不舍的努力開發(fā),使中國鋼鐵工業(yè)的連鑄技術(shù)得到快速、健康的發(fā)展,2000年已達82%,全國連鑄坯產(chǎn)量達1.04億噸。這項技術(shù)進步對中國鋼鐵工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重大意義。
作為首席科學家主持了國家攀登計劃項目“熔融還原技術(shù)基礎(chǔ)研究”。 該項基礎(chǔ)研究提出了具有我國特色的工藝流程。并已通過科技部組織的鑒定驗收。作為高校兼職教授,培養(yǎng)了一批中、青年科技人員。
主持“高效方坯連鑄系統(tǒng)技術(shù)的研究”,1998年獲國家冶金局(原冶金部)科技進步一等獎,1999年獲國家科技進步二等獎;主編《鋼的質(zhì)量現(xiàn)代進展》(上、下篇),1997年獲國家新聞出版署第八屆全國優(yōu)秀科技圖書一等獎,由于對發(fā)展我國連鑄技術(shù),提出鋼鐵生產(chǎn)流程解析-集成,鋼鐵制造流程多維物流管制系統(tǒng)的理論框架和對中國鋼鐵工業(yè)科技進步、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面的突出貢獻,榮獲1998-1999年度中國工程科技獎。
2002年被選為日本鋼鐵學會(ISIJ)名譽會員。
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