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中国工程院院士金涌:未来循环经济的四大发展趋势

浏览次数:285 发布时间:2024-01-22 08:52:58

循环经济的基本思想是,在资源得到充分利用,循环利用,能源得到优化利用的条件下,减少污染物的排放。在三个前提下,追求经济效益的最大化。这个原则适用于所有的生产过程和消费过程。


2003年,学术界召开第198次香山会议,有十几位院士、50多位教授参会讨论。当时已经发现,我们国家的经济发展单纯依靠生产要素扩张已经不可持续了,一定要改变发展模式,一定要促进资源循环利用。有学者提出了“社会生态要向自然生态学习“的理念。这次会议促成成立了两个学会,循环经济学会和工业工程学会。两个学会自成立到今天,每年都有近百位专家共同参与研讨。


循环经济已经有十五年的发展历史。2004年,发改委开始推动循环经济的发展,至此有了政府的强力介入。从2004年到2007年是发展循环经济的宣传阶段,2007年正式开始试点,现在已经进入到验收阶段了。2010年,发改委总结提出了不同产业循环经济的发展模式,而且提出了十项大工程。这些举措作为国务院文件下发之后,循环经济进入了推广阶段。现在我们提出来要改变发展动力。过去我们靠生产要素拉动,现在要靠科技推动。现在国际世界对资源循环利用率的提升十分重视。联合国成立了一个与气候变化委员会(IPCC)同等重要的提高世界资源利用率专家委员会,目前已有中国专家被聘入。


我们国家发生了很大变化。出口减小,消费占国民经济总额的比重越来越大。1978年,我们的国内消费总量是美国的5%,2016年,这个比例是34.08%。估计到2020年,我们的消费会超过美国的一半。中国有14亿人口,消费能力是非常巨大的。我们需要改变过去来料加工的做法,尽可能的鼓励进口。过去很多人跑到国外去买东西,现在我们要把流失在国外的购买力拉回到国内来,同时让循环利用的发展跟上消费社会的需求。


1987年,我国五大出口行业是纺织、商业、粮油、日用品和日用机器。到2012年,我们主要出口的是化工、电力热力、通信、计算机、电子产品、金融。我国的出口已经发生了很大变化,除了要打造核心技术,提高世界品牌,提高服务业水平,还需要提升循环经济本身的质量。


2010年,为促进人才培养,我们向教育部争取开设了一个二级学科,资源循环利用的科学与工程。开设这个专业是为了更好地研究循环经济,研究提高资源利用率的技术。专业开设之初就配备了二十多位教授,也有硕士、博士学位的课程设置。目前,该专业第一届毕业生已经毕业。学校的老师每年都会聚在一起讨论学科的发展,沟通课程设置和教材编纂问题。这些工作都促进了学科发展和人才培养。


循环经济大有可为。我认为有四个发展趋势,或者说发展方向。


第一,通过科技创新提升循环经济的水平。我们要研究每一个元素它是怎么产生的,怎么在工业界应用。哪些技术是好的,哪些技术会产生污染。比如元素氯。工业冶金、造纸对碱的需求特别大。制碱过程要大量电解食盐,产生很多氯气。我们的专家就要研究,最终氯气要如何回归自然界。研究发现可以在高档泡沫、高档皮革的制作过程中消耗氯气,制造空调氟氯烃也要大量消耗氯气。再比如硫元素,工业使用浓硫酸,同时会排出大量的稀硫酸。我们研究提出,稀酸可以在水泥窑内烧,变成SO2、SO3,然后再做成硫酸。循环经济技术的提升,就需要这样一个元素、一个元素地进行钻研。


第二个发展的方向是再制造技术向深度发展。再制造绝非“新三年旧三年,修修补补又三年”。通过再制造技术产生的再制造产品,质量要比原产品更好或者至少达到与新产品一样。美国克林顿总统在2000年宣布,11月15日是美国的“再资源化日”。美国作为一个发达国家,对资源的利用率抓得很紧。2012年,美国在制造业出口430亿美元。在我们国家也有相关技术的需求。比如,坦克曲轴是重要的零件,使用过后,仅仅是轴头稍微磨损了一点,如果完全报废重新熔炼,则消耗太大。我们可以采取等离子喷涂高耐磨合金,喷上之后再打磨到与原来一样。这样出来的产品比原来还好,轴头更加耐磨。


我国是最大的汽车生产和消费国,再制造技术会受到所有汽车厂家的重视。比如外部轮胎使用磨损到一定程度之后把表面重新缠箍,硫化之后,与新轮胎看不出任何区别。这项技术要求很高,任何一个再制造轮胎在高速行驶时爆胎,后果都将不堪设想。这项技术目前不够成熟,一旦发展成熟起来,对缺乏橡胶的中国来说是非常重要的。所以说,再制造的研究是发展循环经济的重要着手点。


第三,中国的农业还存在很大的问题。首先是肥料使用过多。我国生产了超过全世界30%的肥料,用在了世界8%的土地上,单位土地施肥量是美国的五倍。这带来土壤板结等一系列问题,被水冲走之后则造成赤潮,硝酸铵、磷酸铵挥发后还会造成PM2.5升高。肥料生产和使用量如此之大,真正被植物吸收的部分却不多,可以说是非常浪费。此外,中国的农业用量占据了全世界的35%。


这种现状是不符合循环经济理念的,农业的绿色发展还有很多工作可以做。比如,生物需要的元素绝不仅是氮磷钾,而是16种元素,包括“大量营养元素”氮磷钾氢氧,“中量营养元素”钙镁硫,“微量营养元素”铁锰硼锌铜铝。其中微量元素也作用很大。通过肥料的营养元素配置,增加中量、微量元素,我们可以把氮磷钾的含量降低30%-50%。除了肥料本身的改变,还可以采用新的施肥方法。比如“水肥一体化”,按需按量供肥,可以大幅减少施肥量,节水50%。测土施肥,协调均衡施肥,将大幅度提高肥料利用率。


第四,我们要深度挖掘可再生资源。比如塑料瓶,回收后可以制作短纤维,很多毛绒玩具里面的短纤维是塑料瓶回收制作的。还可以做衣服、包装材料。每家每户扔垃圾时,都用塑料袋装着,经收集后直接掩埋。这会带来很严重的塑料薄膜污染,同样的污染还有农业使用的覆盖薄膜。塑料薄膜污染很容易造成土壤板结。现在,我们可以在填埋之前先经过“风选”,把塑料袋挑选出来,经过高温熔融,催化裂化,裂解成低分子燃油。

 

创新发展是推动生态文明建设的根本。循环经济走过了十五年的发展历程,取得了很大成绩,并且还在一路高速发展。未来,循环经济发展将会发挥越来越重要的作用。

 

(本文由作者在2018首届中国(国际)资源清洁高效与循环利用高峰论坛上的发言整理而成。)