工业生态学讲课2011年总课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工业生态学,高成康,2011/9/1,1,工业生态学高成康1,第一篇 绪 论,（1次课；8. 30）,第二篇 经济增长与环境负荷,第四章 环境保护的基本思路和工作内容（0.5次课；9.8）,第五章 经济增长过程中资源消耗量和废物排放量（1次课；9.8）,第六章 穿越“环境高山”（0.5次课；9.13）,第三篇 资源环境综合分析,第七章 总物流分析（1.5次课；9.15，9.22）,第八章 生态足迹分析（1次课，9.1 岳）,第九章 系统动力学分析（1.5次课，9.27，9.29）,第四篇 生态设计和环境评价,第十章 生态设计（1次课，10.6）,第十一章 生命周期评价（1次课，10.6）,第十二章 环境影响评价（1次课，10.11）,第五篇 循环经济和物质循环,第十三章 循环经济概述（1次课；10.11）,第十四章 社会层面上的物质循环（2次课，10.13，10.20）,第十五章 生态工业园企业之间的物质循环（2次课，10.25，10.25）,第十六章 生产流程中物流对能耗物耗的影响（2次课，10.27，11.3）,第六篇 企业的绿色化,（一次课加考试内容重点，11.8）,考试：11.8,2,第一篇 绪 论（1次课；8. 30）2,工业生态学概述,TEGraedel和B.R.Allenby在他们合著的Industrial Ecology中的表述：Industrial Ecology is the means by which humanity can deliberately and rationally approach and maintain a desirable carrying capacity, given continued economic, cultural, and technological evolution. The concept requires that an industrial system be viewed not in isolation from its surrounding systems, but in concept with them. It is a systems view in which one seeks to optimize the total materials cycle from virgin material, to finished material, to component, to product, to obsolete product, and to ultimate disposal. Factors to be optimized include resources, energy, and capital.,第一篇 绪 论,人们利用这种工具，通过精心策划，合理安排，可以在经济文化和技术不断进步和发展的情况下，使环境负荷保持在所希望的水平上。为此要把工业系统同它周围的环境协调起来，而不是把它看成孤立于环境之外的独立系统。这是一个系统的观点，它要求人们尽可能优化物质的整个循环系统，从原料到制成的材料、零部件、产品直到最后的废弃物，各个环节都要尽可能优化，优化的因素包括资源、能源、资金。,3,工业生态学概述TEGraedel和B.R.Allenby,2001年10月，在陆钟武院士倡导下，东北大学主持召开了国内首次“工业生态学国际研讨会”；2002年11月，国家环境保护总局（现国家环境保护部）批准东北大学、中国环境科学研究院、清华大学联合建立“国家环境保护生态工业重点实验室”。这是我国工业生态学研究领域的第一个重点实验室。,2004年3月，清华大学出版社出版了美国T. E. Graedel和B. R. Allenby教授的著作产业生态学第2版（中文版）。,2004年11月，清华大学联合耶鲁大学在国内主持召开了第一次“工业生态学教学研讨会”。,2010年，在陆钟武院士主持下，东北大学工业生态学实验室出版了工业生态学基础。,第一篇 绪 论,4,2001年10月，在陆钟武院士倡导下，东北大学主持召开了国内,工业生态学的基本学术思想,（三个系统的定义和内容）,图3-1 工业系统与自然生态系统的关系,人类社会系统,经济系统,第一产业,(农业),第三产业,(服务业),第二产业,(工业),自然生态系统,第一篇 绪 论,5,工业生态学的基本学术思想（三个系统的定义和内容） 图3-1,工业生态学的基本特点,整体性,全过程；,长远发展；,全球化；,科技进步；,多学科综合。,第一篇 绪 论,工业技术,工程学,材料学,管理学,经济学,社会学,法学等,生物科学,地学,化学,物理等,图,3-2,工业生态学的多科性,自然科学,社会科学,工业生,态,学,可持续发展,6,工业生态学的基本特点第一篇 绪 论工业技术工程学经济学生,第一篇 绪 论,第二篇 经济增长与环境负荷,第四章 环境保护的基本思路和工作内容,第五章 经济增长过程中资源消耗量和废物排放量,第六章 穿越“环境高山”,第三篇 资源环境综合分析,第七章 总物流分析,第八章 生态足迹分析,第九章 系统动力学分析,第四篇 生态设计和环境评价,第十章 生态设计,第十一章 生命周期评价,第十二章 环境影响评价,第五篇 循环经济和物质循环,第十三章 循环经济概述,第十四章 社会层面上的物质循环,第十五章 生态工业园企业之间的物质循环,第十六章 生产流程中物流对能耗物耗的影响,第六篇 企业的绿色化,考试：10.29,7,第一篇 绪 论7,第一篇 绪 论,第一节 自然生态系统,自然生态系统是在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落与其无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用的一个统一整体。,1) 生产者,生产者是指以简单的无机物制造食物的自养生物，如陆地的各种绿色植物、水生的高等植物和藻类，还包括一些光能细菌和化能细菌。,2) 消费者,消费者是针对生产者而言，即它们不能从无机物质制造有机物质，而是靠自养生物或其它生物为食，来获得生存能量的异养生物。主要包括各种动物，如草食动物、肉食动物和寄生动物等，此外，还包括一些寄生菌类。,3) 分解者,分解者又称还原者，主要指微生物，包括细菌、真菌、放线菌等。,第一章 自然生态系统和工业系统,8,第一篇 绪 论第一节 自然生态系统第一章 自然生态系统和,所谓食物链(又称营养链)是指生态系统内不同生物之间在营养关系中形成的一环套一环似链条式的关系，即物质和能量从植物开始，然后一级一级地转移到大型食肉动物。,所谓食物网是指生态系统中各种食物链相互交错连接形成的网状结构。,第一篇 绪 论,植物残体蚯蚓线虫节肢动物等,9,所谓食物链(又称营养链)是指生态系统内不同生物之间在营养关系,自然生态系统的进化,第一篇 绪 论,生态系统,资源,废料,图1-2 一级生态系统示意图,(系统内物质单向流动),图1-3 二级生态系统示意图,(系统内有物质的循环流动),资源,废料,生态系统,组 成 部 分,组 成 部 分,图1-4 三级生态系统示意图,(系统内形成物质的闭路循环),能源,生态系统,组 成 部 分,组 成 部 分,10,自然生态系统的进化 第一篇 绪 论生态系统资源废料图1-,第二节 工业系统,“个体”“企业”（举例）,“种群”“同类型企业”,“生物群落”“某区域范围的工业体系”,“工业生态系统”“工业体系与外部环境构成”,个体之间的关系：寄生、捕食、共生,第一篇 绪 论,11,第二节 工业系统“个体”“企业”（举例）第一篇 绪,1) 生产者,生产者是利用基本环境要素(空气、水、土壤、岩石、矿物质等自然资源)生产初级产品的生产企业。如采矿厂、冶炼厂、热电厂等。,2) 消费者,消费者是加工生产企业，将资源生产企业提供的初级产品加工转换成能满足人类生产生活必需工业品。如机械制造、服装、电子、化工和食品加工企业等。,3) 分解者,分解者是对工业企业产生的副产品、废品以及产品报废后进行处置，转化为可再利用资源等的企业。如废品回收公司、资源再生公司等。,第一篇 绪 论,12,1) 生产者第一篇 绪 论12,所谓工业食物链是指在工业生产的代谢过程中，通过工业生产的产品、副产品、废品和能量，将不同企业连接在一起而形成的一种链状资源(包括能源)利用关系。,分类：依据工业食物链的不同属性，工业食物链可分为三类：产品食物链、副产品、废品食物链、能量食物链。,由于工业食物链中某些工业具有“多食性”特征，使不同的工业食物链交错成网，形成工业食物网。,第一篇 绪 论,13,所谓工业食物链是指在工业生产的代谢过程中，通过工业生产的产品,2.2 工业系统的进化,第一阶段：简单、粗放、大量地开采资源和抛弃废物，这也正是日后产生各种环境问题的根源。,第二阶段：企业改进生产工艺和技术，采用节能环保型生产设备，实现清洁生产，最大限度地减少产品生产过程中的资源消耗和污染物排放。,第三阶段：企业与企业，行业与行业之间协调配合、统一规划，形成生态工业链或生态工业网，对一个企业或行业来说是废物，对另一个企业或行业来说却可能就是资源，大幅度减少资源消耗和污染物排放。,第一篇 绪 论,较少,资源、能源,较少,废物,开采、,提炼工业,制造,工业,废物,回收,使用,图1-5 较为理想的工业系统示意图,14,2.2 工业系统的进化第一阶段：简单、粗放、大量地开采资源和,复习思考题,1 你怎样认识工业系统仿照自然生态系统的作用？,2 你认为需要通过哪些途径可以实现理想的工业系统？,第一篇 绪 论,15,复习思考题第一篇 绪 论15,第二章 可持续发展观,“development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”,“既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需求能力的发展。” ,我们共同的未来（世界环境与发展委员会，1987）,可持续发展不是指某个国家、地区，某个行业、单位或某种产品而言的。,恩格斯早在100多年前就说过：“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利，自然界都报复了我们”。 （50年前的工业发达电影场面）,第一篇 绪 论,16,第二章 可持续发展观“development that,为了实现可持续发展，有待解决的资源环境问题很多，其中主要的是以下几个方面：,（1）全球气候变化；,（2）有毒有害物质对人体的伤害；,（3）水资源短缺和水质下降；,（4）耕地面积缩小；,（5）化石燃料耗竭；,（6）矿物资源耗竭；,（7）平流层臭氧消耗；,（8）生物多样性消失；,（9）酸性物质沉降；,17,为了实现可持续发展，有待解决的资源环境问题很多，其中主要的是,从根本上讲，为了实现可持续发展，无非是要努力争取做到以下几点：,可再生资源的消耗速度，不超过其再生速度；,不可再生资源及稀缺资源的消耗速度，不超过其可再生替代物的补充速度；,地球上的生物多样性，不受到严重影响；,污染物的排放速度，不超过自然生态系统的自净能力。,第一篇 绪 论,18,从根本上讲，为了实现可持续发展，无非是要努力争取做到以下几点,第二节 可持续发展观的形成,经过了十几年的经济增长，传统发展模式的弊端终于在20世纪60年代全面暴露了出来。从20世纪60年代到80年代，人们开始认真反思，,第一篇 绪 论,专栏 世界著名污染事件,比利时马斯河谷烟雾事件。1930年12月，比利时马斯河谷工业区排放的工业废气（主要是二氧化硫）和粉尘对人体健康造成了综合影响，在一周内引起几千人发病，致使近60人死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡率增高。,美国洛杉矶烟雾事件。1943年5月，美国洛杉矶市大量汽车废气产生的光化学烟雾造成大多数居民患眼睛红肿、喉炎、呼吸道疾患恶化等病，致使65岁以上老人死亡400多人。,美国多诺拉事件。1948年10月，美国宾夕法尼亚州多诺拉镇中二氧化硫因综合作用产生酸雾，4天内致使17人死亡。,英国伦敦烟雾事件。1952年12月，由于冬季燃煤和工业排放烟雾，伦敦上空连续四、五天烟雾弥漫，大气污染物在4天内致使4000多人死亡，2个月后，又有8000多人陆续丧生。,日本水俣病事件。1953年，人们由于误食了熊本县水俣湾中含汞污水污染的水生动物，造成近万人中枢神经疾患，66名甲基汞患者死亡。,日本四日市哮喘病事件。1955年，四日市由于石油冶炼和工业燃油产生大量废气严重污染大气，引发居民呼吸道疾患剧增。,日本爱知县米糠油事件。1963年，爱知县多氯联苯污染物混入米糠油内，酿成13000多人中毒，数十万只鸡死亡的严重污染事件。,日本富山骨痛病事件。1955年，日本富山平原地区的人们由于饮用了含镉的河水和食用了含镉的食物，引起“骨痛病”，258名患者中死亡207人。,摘自绿叶2007.4,19,第二节 可持续发展观的形成经过了十几年的经济增长，传统发展模,1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议通过了联合国人类环境宣言。,1987年，世界环境与发展委员会（WCED）向联合国提出了一份题为我们共同的未来的报告，对可持续发展的内涵作了界定和详尽的理论阐述。,1992年6月，联合国在巴西里约热内卢召开全球环境与发展大会，这是一次确立可持续发展作为人类社会发展新战略的具有历史意义的大会，是人类有关环境与发展问题思考的第二个里程碑。,2002年9月，在人类社会刚刚迈进21世纪的时刻，世界各国政府首脑齐聚南非约翰内斯堡，举行可持续发展首脑峰会。,第一篇 绪 论,20,1972年斯德哥尔摩联合国人类环境会议通过了联合国人类环境,第三节 中国的科学发展观,1994年，国务院制定并发布了中国21世纪议程。明确表明了中国政府履行里约环境与发展宣言责任和义务,1996年，国务院发布了关于环境保护若干问题的决定。确定了“一控双达标”的目标，即全国实施排污总量控制、2000年排污达到规定的排放标准、重点城市达到规定的环境质量标准；提出了关闭“15小”。,2003年10月，胡锦涛总书记在党的十六届三中全会上明确提出了中国的科学发展观。即：以人为本，全面、协调、可持续的发展观,第一篇 绪 论,21,第三节 中国的科学发展观1994年，国务院制定并发布了中国,复习思考题,你怎样认识可持续发展观和科学发展观的内涵,？,地球资源环境问题产生的根源是什么？,人类如何才能做到可持续发展？,第一篇 绪 论,22,复习思考题第一篇 绪 论22,9.8开始第二次,1.自然生态系统和工业生态系统有何异同,2.我国钢铁企业在实现可持续发展过程中，现存在何种问题？,3.你如何看待我国钢产量现状？,23,9.8开始第二次23,第四章 环境保护的基本思路和工作内容,社会经济系统可划分为稳态和非稳态两类。凡是系统内的物质量不随时间变化的，都是稳态系统，否则是非稳态系统。,稳态系统,（公式）,非稳态系统,（公式） 问题：我们的社会属于哪种系统？,第四章,图4-1社会经济系统与自然界之间的物质交换,*通常不把空气看成是资源；但在质量平衡中，必须列入此项，否则输入与输出不相等。,资源,废物,非生物资源,水,空气*,生物资源,固体废物,废水,废气,社会经济系统,24,第四章 环境保护的基本思路和工作内容社会经济系统可划分为稳态,第二节 环境保护的基本思路,第四章, 控制资源消耗量：就是要降低资源消耗量。, 完善末端治理：末端治理是指在生产过程的末端，针对产生的污染物开发并实施有效的治理技术。, 提高环境自净（及自修复）能力：这是借助自然界的力量改善环境的重要措施。,环保思路,传统环保思路,控制资源消耗量,完善末端治理,提高环境自净能力,25,第二节 环境保护的基本思路 第四章 控制资源消耗量：就,专栏4-2 2008年单位国内生产总值能耗下降4.59%经过各方面努力，节能减排已取得积极进展，2008年单位国内生产总值能耗比上年下降4.59，化学需氧量、二氧化硫排放总量分别减少4.42和5.95。20062008三年累计，单位国内生产总值能耗下降10.08%，化学需氧量、二氧化硫排放量分别减少6.61%和8.95%。摘自2009年政府工作报告 经济日报，2009年3月15日第1版,专栏4-1 节能减排,我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间（20062010年）单位国内生产总值能耗降低20左右、主要污染物排放总量减少10。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。,摘自十一五规划纲要,第四章,26,专栏4-2 2008年单位国内生产总值能耗下降4.59%经,第三节 环境保护的工作内容,（1）控制高耗能高污染行业过快增长：电力、钢铁、有色、建材、石油加工、化工等行业，是能源消耗和污染排放的大头。,第四章,专栏4-3 淘汰落后生产能力,“十一五”期间，关停5000万千瓦小火电机组，今年（即2007年）要关停1000万千瓦；五年淘汰落后炼铁产能1亿吨、落后炼钢产能5500万吨，今年力争分别淘汰3000万吨和3500万吨。加大淘汰水泥、电解铝、铁合金、焦炭、电石等行业落后产能的力度。,摘自2007年政府工作报告，光明日报，2007年3月18日,近两年（即2006,2007年）,依法淘汰一大批落后生产能力，关停小火电2157万千瓦、小煤矿1.12万处，淘汰落后炼铁产能4659万吨、炼钢产能3747万吨、水泥产量8700万吨。,摘自2008年政府工作报告，光明日报，2008年3月20日,（增加钢产量的有关知识）,27,第三节 环境保护的工作内容（1）控制高耗能高污染行业过快增长,问题分析,1.钢需求量的分析与预测,28,问题分析1.钢需求量的分析与预测28,2000-2007年我国钢铁工业能耗及占全国总能耗比例,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,全国总能耗(万tce),138553,143199,151797,174990,203227,222468,246270,265583,钢铁工业能耗(万tce),15130.91,15770.65,17041.17,21143.06,25693.27,30704.20,34174.25,38216.40,钢铁工业能耗占全国总能耗比例(%),10.92,11.01,11.23,12.08,12.64,13.80,13.92,14.39,2000-2007年我国钢铁工业增加值及占全国GDP比例,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,GDP(亿元),99182,109296,119966,135770,159803,183346,211615,249505,钢铁工业增加值(亿元),1299.29,1530.15,1799.49,2824.01,4298.7,5445.37,7004.45,9007.14,钢铁工业增加值占全国GDP比例(%),1.31,1.40,1.50,2.08,2.69,2.97,3.31,3.61,29,2000-2007年我国钢铁工业能耗及占全国总能耗比例200,问题分析,5.钢需求量的分析与预测,30,问题分析5.钢需求量的分析与预测30,钢产量增长过快的原因:,在经济运行方面的下列16种现象，对钢产量增速的影响较为显著：,拆迁房屋,豆腐渣工程,烂尾工程,废置的违规建设项目,事故损毁的固定资产,天灾损毁的固定资产,淘汰落后产能,形象工程,政绩工程,过剩产能,空置房,超标建筑,部分钢制品寿命偏短,重化工业,出口钢,民生工程、生态环境保护工程、科教文卫事业以及军队现代化建设等,31,钢产量增长过快的原因:在经济运行方面的下列16种现象，对钢产,情景分析,g1=7%; g1=5%;H=1079美元/吨；=25年，纯理论,工业化时期，GDP与钢产量（或重工业产品）是无法脱钩的，中国的GDP包括使钢产品变成无效钢过程中的“价值”消耗，比如提前拆迁等,当前势头,无效钢,与GDP脱钩,软着陆,32,情景分析g1=7%; g1=5%;H=1079美元/吨；,（2）调整产业结构：发展第三产业、发展环保产业、发展“静脉”产业、淘汰落后产业。,（3）调整产品结构：发展高附加值产品、开发环境友好材料、开发环境友好产品；,（4）发展循环经济、推进清洁生产,（5）调整能源结构：加强核电建设、加大天然气比重、发展可再生能源的利用：如水能、风能、太阳能、生物质能、地热能、潮汐能等；,（6）完善末端治理：增设和完善废气、废水、固废的治理装置等；,（7）生态环境的保护、修复、改善：治理河道、植树造林、退耕还林、还草、限牧禁渔等；,（8）加强宣传教育：媒体宣传、科普教育、大、中、小学教育；,第四章,33,（2）调整产业结构：发展第三产业、发展环保产业、发展“静脉”,复习思考题：,1 你认为我国目前的社会经济系统更接近于稳态还是非稳态？对于我国的环境保护工作来说，你从资源环境关系式能得到什么启示？,2 正确的环保工作思路应是怎样的？它与传统的环保工作思路有怎样的差别？正确的和传统的环保工作思路分别会产生怎样的环境影响？,第四章,34,复习思考题：第四章34,第五章 经济增长过程中资源消耗量和废物排放量（9.2）,第一节 IPAT方程,例5-1,. 设2005年我国人口为 人，人均GDP为 元/人，万元GDP能源消耗为 吨标煤/万元GDP；2010年人口为 人，人均GDP为 元/人，万元GDP能源消耗比2005年降低20。求2010年全国的GDP、能源消耗量，并与2005年进行对比。,第五章,第二节 IGT方程经济增长过程中的环境负荷,例5-2. 设某地2005年GDP为 元，能源消耗量为 吨标煤；按计划2010年万元GDP能源消耗比2005年降低20。（1）若2010年GDP增至 元，求该年能源消耗量；（2）若2010年GDP增至 元，求该年能源消耗量。,35,第五章 经济增长过程中资源消耗量和废物排放量（9.2）第一节,例5-3,.已知某市2000年GDP为 元，新水耗量为 m,3,；2010年GDP增至 元。问：如新水耗量只允许增加20，2010年万元GDP新水耗量应为多少，并与2000年作对比。,2.2 IGT方程的另一种形式,第五章 经济增长过程中资源消耗量和废物排放量（9.2）,第五章,36,例5-3.已知某市2000年GDP为,2.2 IGT方程的另一种形式,第五章,表5-1 （1+,g,）,n,的计算值,n,g,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.10,0.11,0.12,0.13,0.14,0.15,0.16,0.17,0.18,0.19,0.20,1,1.010,1.020,1.030,1.040,1.050,1.060,1.070,1.080,1.090,1.100,1.110,1.120,1.130,1.140,1.150,1.160,1.170,1.180,1.190,1.200,2,1.020,1.040,1.061,1.082,1.103,1.124,1.145,1.166,1.188,1.210,1.232,1.254,1.277,1.300,1.323,1.346,1.369,1.392,1.416,1.440,3,1.030,1.061,1.093,1.125,1.158,1.191,1.225,1.260,1.295,1.331,1.368,1.405,1.443,1.482,1.521,1.561,1.602,1.643,1.685,1.728,4,1.041,1.082,1.126,1.170,1.215,1.262,1.311,1.360,1.412,1.464,1.518,1.574,1.630,1.689,1.749,1.811,1.874,1.939,2.005,2.074,5,1.051,1.104,1.159,1.217,1.276,1.338,1.403,1.469,1.539,1.611,1.685,1.762,1.842,1.925,2.011,2.100,2.192,2.288,2.386,2.488,6,1.062,1.126,1.194,1.265,1.340,1.419,1.501,1.587,1.677,1.772,1.870,1.974,2.082,2.195,2.313,2.436,2.565,2.700,2.840,2.986,7,1.072,1.149,1.230,1.316,1.407,1.504,1.606,1.714,1.828,1.949,2.076,2.211,2.353,2.502,2.660,2.826,3.001,3.185,3.380,3.583,8,1.083,1.172,1.267,1.369,1.477,1.594,1.718,1.851,1.993,2.144,2.305,2.476,2.658,2.853,3.059,3.278,3.511,3.759,4.021,4.300,9,1.094,1.195,1.305,1.423,1.551,1.689,1.838,1.999,2.172,2.358,2.558,2.773,3.004,3.252,3.518,3.803,4.108,4.435,4.785,5.160,10,1.105,1.219,1.344,1.480,1.629,1.791,1.967,2.159,2.367,2.594,2.839,3.106,3.395,3.707,4.046,4.411,4.807,5.234,5.695,6.192,37,2.2 IGT方程的另一种形式第五章表5-1 （1+g）n的,第五章,2.2 IGT方程的另一种形式,表5-2 （1,t,）,n,的计算值,n,t,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.10,0.11,0.12,0.13,0.14,0.15,0.16,0.17,0.18,0.19,0.20,1,0.990,0.980,0.970,0.960,0.950,0.940,0.930,0.920,0.910,0.900,0.890,0.880,0.870,0.860,0.850,0.840,0.830,0.820,0.810,0.800,2,0.980,0.960,0.941,0.922,0.903,0.884,0.865,0.846,0.828,0.810,0.792,0.774,0.757,0.740,0.723,0.706,0.689,0.672,0.656,0.640,3,0.970,0.941,0.913,0.885,0.857,0.831,0.804,0.779,0.754,0.729,0.705,0.681,0.659,0.636,0.614,0.593,0.572,0.551,0.531,0.512,4,0.961,0.922,0.885,0.849,0.815,0.781,0.748,0.716,0.686,0.656,0.627,0.600,0.573,0.547,0.522,0.498,0.475,0.452,0.430,0.410,5,0.951,0.904,0.859,0.815,0.774,0.734,0.696,0.659,0.624,0.590,0.558,0.528,0.498,0.470,0.444,0.418,0.394,0.371,0.349,0.328,6,0.941,0.886,0.833,0.783,0.735,0.690,0.647,0.606,0.568,0.531,0.497,0.464,0.434,0.405,0.377,0.351,0.327,0.304,0.282,0.262,7,0.932,0.868,0.808,0.751,0.698,0.648,0.602,0.558,0.517,0.478,0.442,0.409,0.377,0.348,0.321,0.295,0.271,0.249,0.229,0.210,8,0.923,0.851,0.784,0.721,0.663,0.610,0.560,0.513,0.470,0.430,0.394,0.360,0.328,0.299,0.272,0.248,0.225,0.204,0.185,0.168,9,0.914,0.834,0.760,0.693,0.630,0.573,0.520,0.472,0.428,0.387,0.350,0.316,0.286,0.257,0.232,0.208,0.187,0.168,0.150,0.134,10,0.904,0.817,0.737,0.665,0.599,0.539,0.484,0.434,0.389,0.349,0.312,0.279,0.248,0.221,0.197,0.175,0.155,0.137,0.122,0.107,38,第五章2.2 IGT方程的另一种形式表5-2 （1t）n的,例5-4,. 以2005年为基准，设某地在20062010年期间GDP年增长率为 ，单位GDP能源消耗量年下降 率为 。问该地2010年能源消耗比2005年增加百分之几？,第五章,2.2 IGT方程的另一种形式,39,例5-4. 以2005年为基准，设某地在20062010年,例5-5,. 若将例5-4中的 值提高为0.09，0.11，0.13，0.15，0.17，问在这5种情况下该地2010年的能源消耗比2005年分别增加百分之几？,解：计算方法同例5-4。计算结果列于下表中。,第五章,2.2 IGT方程的另一种形式,t,g,I,5,/I,0,能耗增加的百分数,0.04,0.09,(1+0.09),5,(10.04),5,1.254,25.4,0.11,(1+0.11),5,(10.04),5,1.373,37.3,0.13,(1+0.13),5,(10.04),5,1.501,50.1,0.15,(1+0.15),5,(10.04),5,1.639,63.9,0.17,(1+0.17),5,(10.04),5,1.786,78.6,40,例5-5. 若将例5-4中的 值提高为0.09，0.1,9.13问题,推导：IPATIGTt临界值,标出各符号的意义。,41,9.13问题推导：IPATIGTt临界值41,2.3 单位GDP环境负荷年下降率的临界值 09.13,以,t,k,为判据，环境负荷在经济增长过程中的变化，有以下三种可能：,若 ，则环境负荷逐年下降。,第五章,表5-3,的计算值,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,0.08,0.09,0.10,0.11,0.12,0.13,0.14,0.15,0.0099,0.0196,0.0291,0.0385,0.0476,0.0566,0.0654,0.0741,0.0826,0.0909,0.0991,0.1071,0.1150,0.1228,0.1304,42,2.3 单位GDP环境负荷年下降率的临界值 09.13以tk,例5-6,. 设某地2005年能源消耗量为 吨标煤，按计划GDP年增长率为 。求以下三种情况下该地2010年的能源消耗量。,（1）,t,t,k,；（2）,t,=0.04；（3）,t,0.07。,第五章,2.4 GDP年增长率与单位GDP环境负荷年下降率之间的合理匹配,在我国第十一个五年规划（20062010年）中，提出了两方面的具体目标值，即：（1）实现2010年人均国内生产总值（GDP）比2000年翻一番；（2）单位国内生产总值能源消耗比期末降低20左右；主要污染物排放总量减少10。,43,例5-6. 设某地2005年能源消耗量为,第三节 IeGTX方程经济增长过程中的废物排放量,3.1 IeGTX方程,第五章,44,第三节 IeGTX方程经济增长过程中的废物排放量 3.1,3.2 IeGTX方程的另一种形式,第五章,45,3.2 IeGTX方程的另一种形式第五章45,3.3 废物排放率年下降率的临界值,(9.10结束),若,x,x,k,，则废物排放量逐年下降。,第五章,46,3.3 废物排放率年下降率的临界值(9.10结束)若x,tk,。这样就可以做到在GDP增长过程中，资源消耗缓慢增长，然后逐步下降。,（1）资源消耗量方面,第六章,51,第二节 理论分析工业化可划分为前、中、后三期；GDP的增速前,例6.1,.设某国工业化开始前GDP值为,G,0,，单位GDP能耗量为,T,0,，能耗量为,I,0,=,G,0,T,0,。工业化各期的延续时间和各期的,g,、,t,值如下表所列。表中,t,值的变化有两个方案，即方案1和方案2。现按这两个方案，求解该国在工业化过程中经济增长与能源消耗量之间的关系曲线。,第六章,前期,中期,后期,第一阶段,后期,第二阶段,延续时间，年,10,30,5,5,g,0.04,0.08,0.05,0.04,t,方案1,0.02,0.04,0.04,0.04,方案2,0.00,0.00,0.0476（,t,k,）,0.0385（,t,k,）,52,例6.1.设某国工业化开始前GDP值为G0，单位GDP能耗量,曲线1代表的是穿越“环境高山”，而曲线2代表的是翻越“环境高山”。对比这两种情况，GDP增长完全相同，而能耗量的变化却差别很大。这就是为什么要强调走穿越“环境高山”之路的道理所在。,第六章,曲线1,曲线2,图6-2 工业化过程中经济增长与能源消耗量之间的关系曲线,前期,中期,后期(一),后期(二),G,n,/,G,0,I,n,/,I,0,23.13,14.90,3.692,53,曲线1代表的是穿越“环境高山”，而曲线2代表的是翻越“环境高,废物排放量方面,第六章,54,废物排放量方面第六章54,穿越“环境高山”的实质，从废物排放量方面来说，就是在工业化过程中，尽可能提高,t,值，并在此基础上，尽可能提高,x,值。这样就可以做到在GDP增长过程中，废物排放缓慢增长，然后逐步下降。,例6-2,.设某国工业化开始前GDP值为,G,0,，单位GDP SO,2,产生量为,T,0,，SO,2,排放率为,X,0,，SO,2,排放量为,I,e0,=,G,0,T,0,X,0,。工业化各期的延续时间和各期的,g,、,t,和,x,值如下表所列。表中,t,和,x,值的变化各有两个方案，即方案1和方案2。现按这两个方案，求解该国在工业化过程中经济增长与SO,2,排放量之间的关系曲线。（,结合书中的图6-3）,前期,中期,第一阶段,中期,第二阶段,后期,第一阶段,后期,第二阶段,延续时间，年,10,15,15,5,5,g,0.04,0.08,0.05,0.04,t,方案1,0.02,0.04,0.04,0.04,方案2,0.00,0.00,0.00,0.00,x,方案1,0.01,0.02,0.05,0.03,0.02,方案2,0.00,0.00,0.00,0.0476（,x,k,）,0.0385（,x,k,）,55,穿越“环境高山”的实质，从废物排放量方面来说，就是在工业化过,曲线1代表的是穿越“环境高山”，而曲线2代表的是翻越“环境高山”。对比这两种情况，GDP增长完全相同，而SO2排放量的变化却差别很大。这就是为什么要强调走穿越“环境高山”之路的道理所在。,第六章,曲线1,曲线2,图6-2 工业化过程中经济增长与SO2排放量之间的关系曲线,前期,中期,后期(一),后期(二),G,n,/,G,0,I,n,/,I,0,23.13,14.90,3.692,56,曲线1代表的是穿越“环境高山”，而曲线2代表的是翻越“环境高,第三节 实例及其分析,3.1 国家级实例及分析,人均GNP （当年美元价）,人均能源消费量 （标准石油） /kg,图6-4 几个国家的人均能源负荷-人均GNP变化曲线,57,第三节 实例及其分析3.1 国家级实例及分析人均GNP （当,图6-5 中、美、日三国商用能源消耗量GDP关系曲线,GDP （市场现）/10亿美元,商用能源消耗量 （标准石油）/10,8,t,0,25,15,20,10,5,58,图6-5 中、美、日三国商用能源消耗量GDP关系曲线GDP,省级实例及分析,人均GDP（当年美元价）,人均能源消费量（标准石油） /kg,图6-6 中国几个省、市的人均能源消耗量人均GDP变化曲线,59,省级实例及分析 人均GDP（当年美元价）人均能源消费量（标准,第四节 中国环境负荷的预测,第六章,60,第四节 中国环境负荷的预测第六章60,61,61,第五节 环境保护规划编制中的几个问题,要注意以下几个问题。,（1）单位GDP环境负荷的年下降率，应成为环境保护规划中的重要指标，也是制定年度计划的重要依据。大量事实说明，资源之所以短缺，环境之所以恶化，其根本原因就在于GDP的年增长率和单位GDP环境负荷的年下降率两个指标之间没有匹配好，失去了平衡。,（2）恰当地控制全国的环境负荷总量。区别对待，能源：,G,值翻一番，,T,值必须降低29%以上。必须使单位GDP环境负荷的年下降率（,t,值）大于t,k,值。匮乏的资源（如土地、水等），有些废物排放量已十分巨大（如SO,2,，工业废水等）。对于这些资源和废物，要提出严格的要求，甚至提出零增长、负增长的要求。,（3）在全国范围内，编制各级政府和各行各业相互配套的环境保护规划，是件十分复杂的工作。为此，要事先建立一套切实可行的工作程序。,第六章,62,第五节 环境保护规划编制中的几个问题要注意以下几个问题。第六,复习思考题：,1 “环境高山”是一个很形象的比喻，能否穿越“环境高山”的关键点在哪？以我国能源消费为例，你觉得采取哪些措施能够促进我国穿越能源消费这座“高山”？,2 以钢铁消费量为例，试分析一下美国、日本、中国历史上钢铁消费量与GDP，以及人均钢铁消费量和人均GDP的变化，从中你发现了哪些规律？,第六章,63,复习思考题：第六章63,第七章 总物流分析,在宏观层面上，总物流分析工作的主要内容，是在统计资料的基础上，全面盘点一个国家（或地区，下同）某一年内各种资源的投入量和它们在各方面的支出量，并与当年和前几年国内外的数据进行对比分析。目的是摸清情况，明确进一步搞好本国节能、降耗、减排工作的方向，提出建议，供决策者参考。,在微观层面上，对企事业单位、家庭，甚至商品（或服务）等，也可在若干简化条件下做总物流分析。,有关物流分析的文献，可追溯到1968年Ayres等关于社会代谢方面的文章。在那以后，经过20多年摸索，1990年奥地利、日本分别提出国家级总物流分析报告。其他工业化国家也陆续开展相关的研究，并逐步走上正轨，编制年度分析报告。,总物流模型；关于隐藏流；关于再生资源；分析指标；国家级案例。,第七章,64,第七章 总物流分析在宏观层面上，总物流分析工作的主要内容，是,第七章,65,第七章65,66,66,第二节 关于隐藏流,隐藏流（Hidden Flows），是指在资源开采过程中所必须开挖的，但又没有进入市场和产品制造过程的开挖量，又称“非使用开挖量”。,例子,隐藏流包含国内隐藏流和国外隐藏流。国内隐藏流会对本国的环境造成影响，国外隐藏流并不对本国环境造成影响，但对进口国的环境会造成影响。,隐藏流系数，是指资源开采过程中的总采掘剥量与产品自身重量的比值。如我国生产铁矿石，巷道开挖的隐藏流系数约是铁矿石自身重量的4倍。,即：铁矿石巷道开挖隐藏流系数,第七章,表7-2 中国铁矿石隐藏流,采掘剥量（吨）,采矿量（吨）,剥离量（吨）,掘进量,其他采掘剥量（吨）,合计,坑下,露天,吨,米,立方米,562012390,198230104,161370192,36859912,351115521,9234715,779536,2097465,3432050,67,第二节 关于隐藏流隐藏流（Hidden Flows），是指在,第七章,表7-3 隐藏流系数的估算表,物质种类,隐藏流系数(t/t),估算值使用地区,物质种类,隐藏流系数（t/t）,估算值使用地区,化石燃料,锡,1448.90,德国,煤,6.00,日本,铬,3.20,日本,金属矿物,锌,2.36,德国,金,666666.67,中国台湾,钨,61.30,德国,银,14265.00,日本,钼,665.00,日本,铁,1.80,德国,钛,232.00,德国,锰,2.30,德国、美国,锑,12.60,德国,铜,2.00,德国,工业矿产品,铝,0.48,世界平均值,砂,0.02,美国,镍,17.50,德国,大理石,3.00,中国台湾,铅,2.36,德国,石灰石,4.00,中国台湾,资料来源：Berkhout, F. Industrial metabolismconcept and implication for statistics. Eurostat working paper 2/1999/B/2; Europe commission. Economy-wide material flow accounts and derived indicator: a methodological guide. 2001; 林锡雄. 台湾物质流之建置与应用研究初探. 台湾：中原大学.,68,第七章表7-3 隐藏流系数的估算表物质种类隐藏流系数(t/t,魏兹舍克（Weizsecker）提出了一种有趣的与隐藏流类似的概念生态包袱（Eco-Rucksack）。产品的生态包袱为生产这种产品所投入的自然资源量（包括直接的和间接的投入，一般情况下只考虑固体物质投入）与产品自身重量的差值。一般情况下，产品的生态包袱大于其隐藏流。,专栏7-1 一部Ericsson的T28型手机的生态包袱，一部Ericsson的T28型手机，重量不过80克，可是它的生态包袱却是30公斤。,投入原料,重量（克）,银,982.5,铝,15.39,铜,5015,镍,69.5,铁,27.66,硅,6534.95,锰,138,锌,15.59,铅,0.71,金,14.15,玻璃纤维,45.32,一般塑料,1247,说明书用纸,1500,包装,255,其他复合材料,14546.88,总计,30407.65,手机的生态包袱,30408-80=30328,陶在朴，生态包袱与生态足迹，北京：经济科学出版社，P30,69,魏兹舍克（Weizsecker）提出了一种有趣的与隐藏流类,第三节 关于再生资源,再生资源可划分为两类：,第I类是在工业制品报废后（或抛弃后，下同），回收回来的再生资源，如废金属、废纸、废塑料、废玻璃等。是报废的各种工业制品经拆解、收集等工序回收回来的。因此，第年这类再生资源的回收数量（也就是投入量），决定于下列诸因素：,这一年国内各种工业制品的报废量；,这些报废制品中再生资源的含量；,再生资源的回收率.,第II类是在工业生产过程中产生的再生资源，如粉煤灰、高炉渣等。因此，第年这类再生资源的回收量（也就是投入量），仅取决于这一年这类再生资源的产生量和回收率，与历史数据无关。,第七章,70,第三节 关于再生资源再生资源可划分为两类：第七章70,第四节 主要指标,第七