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篇1
作者简介:蔡回鹏(1980—),男,贵州仁怀人,助理工程师,主要从事环境工程方面的研究工作。中图分类号:TD8 文献标识码:A
文章编号:16749944(2013)07023002
1 引言
随着国家可持续发展战略的制定,环境可再生资源的开发与利用成为经济发展的重要手段之一,为经济持续发展提供了有力的支持。从目前多个产业来看,环境可再生资源的开发与利用对于转变经济发展方式,提供环境保护质量有着重要意义。随着对环境可再生资源的开发与利用认识的逐步加深,如何对环境可再生资源进行开发和利用已经成为了未来重要的发展方向。所以,从提高环境保护质量,促进经济发展的角度来看,应对环境可再生资源开发与利用的现状进行全面了解,并分析其意义和必要性,同时对其具体方式有一定的认识,满足其实际发展需要。
2 环境可再生资源开发与利用的现状
资源是人类在地球上赖以生存的必要保证。人类为了满足日益高涨的生活需求,不断地加强对资源开发利用的强度,甚至采用了掠夺式的开发手段。资源的枯竭已经使人类的生存面临着严重的威胁。如何合理地开发和利用资源已经是人类必须认真对待的一个重要而迫切的问题。
进入21世纪,人类所面临的最大挑战是如何实现社会和经济的可持续发展。中国目前正在实施国民经济和社会发展的第十二个五年计划,进入全面建设小康社会和和谐社会的新阶段,向2l世纪中叶基本实现现代化的目标迈进,但面对我国严峻的资源现状,如何实现人口、资源、环境的协调发展已经成为确保我国经济和社会可持续发展以及实现全面小康社会和和谐社会的关键。
因此,如何选择一种更加合理、健康、节能的生活方式和社会经济发展模式,用尽量少的资源消耗去获得更为丰富多样的社会需求满足,并且从体制建设上保障可再生资源综合利用,已经成为我们必须面对和解决的现实问题。
可再生资源即我们通常所说的废弃物资源,其基本定义是:在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有原使用价值并以各种形态存在,但可以通过某些回收加工途径使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称(包括工业生产中的废水、废气、废渣、粉尘等,农业生产的副产品,如农作物秸秆等以及生产生活中的废弃物如废钢铁、废纸、废塑料等)。这里的再生,实际上是指废弃物资源的再生利用。废弃物资源在物质性能上的可再生性,是其可再生利用的根本。利用循环再生原料是人类社会工业技术进步的结果,也是保证自然资源的合理开发利用,保持资源循环利用的必要手段和发展循环经济的内在要求。循环经济理念是在科学发展观的基本思想指导下,为促进环境保护和资源合理利用而发展起来的,其核心就是资源的循环利用。
因此,对于可再生资源的开发和利用,应从循环经济的角度去认识,不但要认识到可再生资源开发与利用的必要性和重要意义,还要对可再生资源开发与利用具体方法有足够的了解,做到从根本上提高可再生资源开发与利用的成效,满足可再生资源开发与利用的实际需求。
3 环境可再生资源开发与利用的必要性和重要意义
从环境可再生资源的开发与利用的过程来看,可再生资源主要是对废弃物资的循环和再利用,不但实现了节约的目标,也发挥了废弃物资的重要作用,实现了废弃物资变废为宝的目的。因此,从提高经济发展质量,满足环境保护要求的角度出发,环境可再生资源开发与利用是十分必要的,其必要性和意义主要表现在以下几个方面。
3.1 环境可再生资源开发与利用是提高物资利用率的必要手段
在生产生活中,废弃物资的产生是不可避免的,考虑到物资的自身特点,有些物资虽然处于废弃状态,但是具有一定的回收和再利用价值,只要加以正确的开发和回收,并辅以一定的科技手段,就会将废弃物资进行回收利用,提高其利用率。所以,对于废弃物资而言,可再生资源开发与利用是提高物资利用率的必要手段,对废弃物资利用具有重要意义。
3.2 环境可再生资源开发与利用是满足循环经济发展的必要措施
通过环境可再生资源的开发与利用,废旧物资找到了合理利用的方式,不但减少了物资重新生产的成本,也对现有的资源进行了综合利用,实现了物资的循环利用。所以,从目前环境可再生资源的开发与利用来看,出于提高循环经济发展质量的目的,环境可在生资源的开发与利用是满足循环经济发展的必要措施和重要方法。
3.3 环境可再生资源开发与利用对于提高经济发展质量具有重要意义
在经济发展中,物资成本是总体成本的重要组成部分,关系到整体经济发展的综合效益。只有有效降低物资成本,才能提高经济发展质量,满足循环经济发展需求。基于这一认识,在循环经济发展过程中,本着提高经济发展质量的目的,应重点做好环境可再生资源开发与利用工作,促进循环经济的持续发展,满足经济发展需要。
3.4 环境可再生资源开发与利用对降低经济发展成本具有重要意义
通过对可再生资源的开发与利用,总体物资成本得到了有效降低,使循环经济的效益得到全面的发挥和体现,不但满足了经济发展的现实需要,还减少了环境的污染和能源的消耗。因此,对于环境可再生资源的开发与利用而言,其意义在于有效降低经济发展的成本,降低环境污染,提高经济发展质量,为此,应对环境可再生资源的开发与利用的意义有正确认识。
4 环境可再生资源开发与利用的具体方式分析
考虑到环境可再生资源开发与利用的必要性和重要意义,在环境可再生资源的开发与利用过程中,应对可再生资源的开发与利用的方式有足够的了解,并根据可再生资源的特点,制定具体的开发与利用方式,提高可再生资源的开发与利用质量,满足可再生资源的开发与利用要求。目前来看环境可再生资源的开发与利用可以采取以下措施。
4.1 做好物资回收工作
从目前环境可再生资源的开发与利用来看,主要都集中在废旧物资的回收和再利用上。在这一过程中,要想取得可再生资源开发和利用的预期效果,就要从物资回收环节入手,严格执行物资回收程序,加强废旧物资的回收工作,将废旧物资按照种类进行回收,减少开发与利用的难度,提高开发与利用的质量,满足开发与利用的实际需要。
4.2 细分资源的种类
在对环境可再生资源的开发与利用过程中,为了减少开发与利用的难度,提高开发与利用的综合效果,需要对资源的种类进行细分,按照可再生资源的类别做好分类工作,促进可再生资源开发与利用质量的提高。为此,在环境可再生资源的开发与利用中,应将资源的分类当做重要工作之一,制定具体的回收种类划分标准,提高回收的准确率。
4.3 注重高科技手段的引进
为了保证环境可再生资源的开发与利用取得积极效果,应根据实际开发与利用过程,引进高科技手段,提高可再生资源的开发效果,使一些重要原料和成分能够从废旧物资中提取出来,满足可再生资源的开发与利用的需要。从目前环境可再生资源的开发与利用来看,高科技手段的引进是十分必要的,对提高可再生资源的开发与利用质量有着重要意义。
4.4 注重实效性
从目前环境可再生资源的开发与利用来看,在实际过程中应制定具体的工作目标,以追求实效性为主要目的,完善可再生资源的开发与利用手段,提高开发与利用的整体效果,注重整个开发与利用过程的实效性,使整个可再生资源的开发与利用取得积极效果。为此,应根据环境可再生资源的开发与利用制定具体的实效性目标,促进可再生资源的开发和利用取得积极效果。
5 结语
由本文的分析可知,在循环经济发展思路的指导下,从提高环境保护效果和经济发展质量的角度出发,做好环境可再生资源的开发和利用具有重要的现实意义。为此,必须认真分析环境可再生资源开发与利用的必要性,并对具体做法有全面的了解,促进环境可再生资源的开发与利用取得积极效果。
参考文献:
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篇2
1.1开发和利用可再生资源
对可再生资源的开发和利用,可以有效的控制人们对不可再生资源的浪费,避免过多的消耗而造成对环境的影响,对可再生资源的开发和利用,这是对资源的有效利用。
1.1.1太阳能
太阳能是我国建筑中,使用最普遍的一种可在再生资源,不管是否开发、利用,它都在时时的消耗和再生,所以太阳能的使用是当前最广泛的,也是使用技术最好的。现在的居民楼使用太阳能热水器,有些民用建筑中,还会使用太阳能收集器,为家里供应热水,也可以提供电能、热能,节省了大量的不可再生资源。有些农业生产基地,也会使用太阳能这种技术,为植物生长创造有利的生活条件,为人们的生活创造了更加优质的生活质量。
1.1.2风能
风能是这几年新型的节能资源,风是再生的,主要是用于大型的发电,不用燃料。我国的发电还是需要大量的煤炭来助燃供电,这对煤炭的消耗是巨大的,不符合现在的发展战略,所以对风能的利用技术也是越来越注重,开始在一些路灯上使用,以供照明。
1.2利用技术高效利用资源
1.2.1结合日照特点
居住环境是否舒适,光照是一项重要的依据,所以在建设的时候,一定要了解好当地的日照特点来确定建筑物,充分利用日照的特点,提高建筑物位置的密度,减少建筑物的总占地面积,这样可以有效的节省土地资源[1]。
1.2.2结合地形特点
在建设居住建筑物时,一定要结合地形的特点,顺势地形结构,降低建筑物对地形的破坏,保护当地的环境,保护植被,防止地表水土流失,危害建筑的稳定性和居住环境。对当地环境的有效保护和改善,对气候是有利的。
1.2.3结合风流特点
现在为了提高建筑物的经济利益,建筑物之间的密度都是很小的。在考虑建筑物光照的情况下,也得考虑风的特点[2]。居住环境通风条件好,可以提高居住环境的质量,为人们提供优质的居住环境。为了拥有更好的通风条件,建筑在建设时,一定要考虑到建筑物的通风能力。
1.2.4结合生态特点
现在人们对经济的追求,忽略了对生态环境的关注,但是生态环境的质量对于人类来说是至关重要的,所以在建筑时,一定要科学、合理的结合当地的环境,来创建建筑,不管是建筑的内外部,还是建筑的设计、材料,都要重视可持续发展的理论,创建可持续发展的建筑物。
1.3加强对节能技术的应用
1.3.1墙体保温技术
随着科技的发展,人们的居住环境越来越好,技术的应用也是越来越成熟。现在墙体保温技术应用最广的是外墙外保温技术,它可以有效的保护墙体结构,同时创造冬暖夏凉的居住环境,保温时间也是均衡的,而且减少对温度的流失。但是在构造外墙外保温技术时,一定要用节能、可再生、高效的材料,这样可以有效的提高保温功能,降低经济成本。
1.3.2门窗节省技术
门窗的质量对于建筑物来说是重要的,但是它的耗能也是整个建筑物中最大的,为了降低门窗的耗能,增加建筑的质量,使用的材料一定是耗能低的材料,制作门窗后,可以提高建筑物的气密性,防止产生不必要的消耗。现在使用比较多的门窗是新型的钢门窗,是现在最新的,也是最好的门窗。
1.3.3屋面节能技术
屋面的材料也是需要有特殊特点的,符合人们的生活的条件。屋面的材料必须要有保温的能力、不吸水、成本低、使用方便、可再生资源制作等特点,这是人们屋面使用最好的材料,也是最节能的。屋面还要注意隔热的功能,如果可以绿化就更好。
2可持续发展在当前民用建筑设计的注意事项
2.1建筑环境
在建设居住地时,一定要根据当地的环境和地形。有些人们生活的环境是有当地的小气候的,比如温度比较高又潮湿的地方,一般建筑物会是两层。下面一层是不能居住的,因为潮湿的缘故,人们会居住在二楼。还有些地方的温度过高或者过低,房屋建设就会比较高,这样在夏季隔温比较好,但是对于冬天,保温性也是不错的,不够过冷的地方墙体也是比较厚的,这样也是利用保温的。所以在建设居住的地方时,一定要了解当地的环境,这样才能创造更好的居住环境。
2.2施工技术
可持续发展就是节约不可再生资源,提高资源的利用率,可以持续的发展。在建筑业中,可以提高对建筑的施工技术,来提高资源的利用率,比如保温等情况,通过施工技术就可以达到,那就不会对资源造成消耗。也可以使用新型的节能的可再生的原材料,这样即可以建造出舒适的环境,有可以达到节能的目的,贯穿可持续发展的思想,顺应时代的发展。
2.3协调人、自然和建筑的关系
如何更好的在建筑行业贯穿可持续发展的思想,只能将人、自然、建筑三位的关系进行合理的协调,创造美好的生态系统。如何协调这三位的关系,是建筑行业整体面对的难题。不过协调这三位的关系,最终的目前就是提供资源的利用率,节约可再生资源,摆脱对可再生资源的依赖,不再用后代的资源来满足现在的需求,而是为后代创造更加美好的未来。
3结束语
综上所述,可持续发展的思想在建筑业中开始应用,顺应着时代的变化,提高对可再生资源生产技术,充分应用可再生资源,摆脱对不可再生资源的依赖,节约资源,提高建筑技术,充分使用资源,改善生存的环境,创造优质的生活。
参考文献
篇3
我国幅员辽阔,矿产资源丰富,品种也十分齐全,矿藏资源总量在全球也排位前列,同时也是矿产资源大国之一,尽管如此,因为我国人口众多,所以人均矿产资源还是比较低的。伴随着的经济快速发展,我国对于矿产资源的需求也在飞速增长,不过,我国当前的采矿技术还处在相对落后的阶段,采矿时的安全事故也是频发。不但造成财产的大量流失,人员也有较大伤亡。虽然我们的矿产丰富,不过开发利用效率非常低,这也造成了极大浪费,这些不利因素都制约了我国采矿业的发展。根据当前的采矿工程状况来看,如何采用有效的方法来使采矿工程科学、合理的发展已经成为了我国采矿工程科学的核心研究课题。再有就是怎样有效地利用现代采矿技术与先进的设备相结合来提高采矿工程的效率,也是如何提高矿产资源的利用率。所以,当前采矿业的相关研究人员要不断研发先进的采矿技术与方法,这样才能提高采矿工程的效率以及推动其发展。采矿业是一项利在当代,功在千秋的旷日持久的行业,很多行业中的人员都依靠自身经验判断和决定如何实施工程,而不是凭借精密的仪器来计算。跟随社会的发展,时代的进步,各种精密仪器和先进的设备都逐步引入到采矿业中来,这给采矿业带来了前所未有的便利条件。
2 对采矿业中存在的问题进行分析
2.1 采矿过程中所存在的技术问题
近几年虽然随着我国经济的快速发展,采矿业作业技术也取得了一定的进步,但是与国外一些发达国家相比仍然处于落后状态。由于采矿技术落后,使得我国矿产资源有了很大的浪费。我国的矿产业,不但在理论上没有取得创新,在实际的采矿技术上也没有取得突破性的发展,依然还是利用传统的技术进行开采。我国的矿产开发现在处于粗放节段,对于矿物质的开采仍然是小规模的生产开采模式。
2.2 采矿过程中所存在的安全问题
一提到采矿工程,人们的第一反应就是工程技术难度大,且复杂,同时其安全隐患也是人们所担心的。煤矿井是采矿工程中必须搭建的,并且是在地下进行开采工作,这一工作性质就决定了采矿工程在很大程度上受到自然条件的影响,且自然条件对于采矿业具有十分强大的约束力。人们针对不同的矿产资源所处的地质条件决定采取不同的开采技术手段,但是依旧会有很多意想不到的自然灾害所发生,例如人们所熟知的矿井透水、矿井坍塌以及矿井内部火灾等等,这些自然灾害都会给矿业工作人员带来很大的安全隐患。
2.3 国家关于采矿工业的政策问题
在我国国情的影响下,由于采矿工业受到了人们的高度关注,因此有很多企业都投身于采矿行业,而采矿工业也会给投资者带来巨大的经济效益。我国已经就采矿业颁布了众多的政策和相关法规,但是由于我国采矿业还相对落后,在政策和法规方面仍有漏洞存在,一些企业就会利用政策和法规的不完善处进行谋私,取得更多的经济利润。这些企业为了满足自身的利益,就很容易忽略采矿作业人员的人身安全问题。我国也针对此类现象进行过整改,但是此等事件却是频频发生。因此我国在采矿业方面的相关法规和政策还应该借鉴国外一些先进国家,继续不断的完善和加强,从而确保每一个采矿企业都能够在确保采矿人员人身安全的情况下进行作业。
3 新模式应用于采矿工程中的探讨
3.1 新模式应用的必要性
社会在不断的发展与进步,随着我国改革开放的日益扩大,全球所出现的问题,在我国也慢慢的显现出来。在全球经济不断提成的同时,资源的价格也在不断的上涨,不可再生资源的供给问题已经引起了全球人们的共同关注,人们开始对于不可再生资源进行担忧。让我们从实际出发,我国的政策是到2020年我国的国内生产总值要翻两番,根据我国目前资源使用量进行推算的话,在2020年资源的使用量将会增长一倍,从而致使我国的不可再生资源出现严重的紧缺现象,与此同时增加了全球不可再生资源的供给压力。也许在不久我们科技发展飞速,人们已经不在需要不可再生资源了,那么我们所担心的问题就不再重要,但是客观地看,我国的技术并未达到如此先进的地步,因此不可再生资源的紧张仍然是我们需要面对并且急需解决的问题。
3.2 新模式应用在采矿工程中
由于人们生活的需要,我国对于不可再生资源的开采仍在不断的进行着,为了缓解不可再生资源的减少速度,我们需要采用何种采矿模式是人们所需要解决的问题,也是全世界所面临和需要解决的共同问题。我国不可再生资源正在逐步的减少,为了控制其减少的速度我们只能靠控制其使用量来减慢其减少速度,但是对资源使用量减少的同时也会使得我国的发展速度减慢甚至会原地踏步,停滞不前。如何做才能够一举两得是我们所需要思考的问题。现阶段我们可以采取的唯一办法就是针对能源的需求以及矿资源的不同特点,从采矿工业进行着手,针对类别和方法进行探讨研究。在国家制定相关政策和法规缓解此问题的同时,我们应该利用新的采矿模式来减缓可持续发展道路中遇到的困难。
现阶段针对我国开采业越来越大,越来越多的现象,我们可以停止一些采矿企业,使其进行改造,向环保和可持续发展方向转型。然后依据我国矿业的实际需求量进行开采,并限制每家开采企业的开采量。目前我国科技发展的状态,已经可以利用一些技术来替代矿产资源的损耗,例如我国可以利用太阳能来取代多种矿资源,从来而减少矿业的开采。
目前已经有很多国家利用风能和水能进行发电,从而减少了煤矿业的开采,并为后代争取了一定的时间,使他们能够有更多的时间来解决这个全球性的问题。当然这个问题不是靠某一个国家就能够解决的,只有全球人们联合起来才能够有效的进行缓解,如果某些国家仍对不可再生资源进行开采的话,那么留给后代解决问题的时间就越来越少,不可再生资源也会越来越紧缺。
4 结束语
采用正确的采矿工作模式,对于采矿管理中所却在的缺陷不断的完善,研究出一条采矿模式的最好管理路径,建立起良好的管理体系,需找出可持续发展的平衡点,使得不可再生资源得到合理的利用,是人们在日后工作中急需要解决的问题。
参考文献:
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植物/农作物基(有时用生物基bio-based)资源是指来自于一定范围的植物系统,主要是农作物、林产品和食品、饲料和纤维工业加工过程中的副产物。它们可以通过一年生的作物和树种,多年生植物和短期轮作树种等途径在一个较短的时间内再生。石油化学品原本也是以植物为基础,其基本分子为烃类。植物/农作物基可再生资源当前所用的大量基本分子是碳水化合物、木质素和植物油。也有一些量少高值的分子是来自二级植物新陈代谢。另一个主要区别是烃类及其提取系统已经开发并加工处理其所需要的原料型产品,而植物基可再生资源在某些程度上虽然也被认定,但某种植物会含有某种资源,加工后会留下什么,尚未完全搞清。
最近生物技术进展可以改变植物成分和酶提取系统,这就为现在需要的化学产品和新型中间人体及产品制造提供了新的经济机遇。据统计,美国的森林、耕地、牧场等面积约22.46亿英亩(1英亩=0.405公顷,下同),其中主要农作物的种植面积有4.24亿英亩,可以生产大量植物/农作物基资源。过去50年,这类资源的重点主要是面向食物、饲料和纤维生产。
2、烃类经济
20世纪后期,世界经济发展很快,生产增长率有很大提高,尤其是各发达国家,一些发展中国家也不断增长。成功的增长和发展过程中起主要作用的是烃类经济。自20年代以来,矿物化石燃料的采取和利用提供了人们当前所享受的经济效益和生活水准。许多国家都依靠这种资源来满足能源和原材料的需要。
在过去50年中,大量的研究开发在能源生产和基础产品制造方面创造了许多可以大量增值的工艺过程。市场经济明显地受人们提高生活水准的意愿所驱动,以创造各种产品。生物基资源的(主要是用植物基)用量很小。据统计,在能源方面少于1%,在原材料方面亦低于5%。美国1996年玉米、黄豆和小米等生产用作食品和饲料量约为6900亿磅(1磅=0.4536公斤,下同)。由此从经济角度看还不能赶上工业原料,而以烃类为基础的经济却繁荣昌盛。
烃类虽然将继续起到非常有效的经济发展平台作用,但是在其未来应用中却有若干问题有待解决。首先是对石油化学产品的应用环境问题日益受到关注,随着又产生了许多相关的问题。化石燃料是一类正在减少的原料资源。应用植物/农作物基资源作为一种补充,由于它们是可再生的,所以为经济有序地向可持续发展转变创造了机会。
通过对能源状态的审视就可看到可再生资源作为一种补充的必要性。烃类资源有限,许多专家提出世界可采和探明储量,如按现在消费水平计算只能提供50-100年,此处的一个重要假设是“现在消费水平”是保持不变,但是从全世界人口增长和生活水准变化来考虑,此假设是不合理的。当前世界上按人口平均的能源消费水平差距很大,详见表1,许多发展中国家都将增加能源消费。未来的能源供应问题是多方面的,因为发展中国家人口众多。例如,中国按人口平均能源消费相当于美国水平的1/3,其需要增加的能量数量约相当于美国现在全年能源使用总量。
表1当前按人口平均能源消费水平kwh/人美国法国日本巴西泰国中国
122007500700015001200900
一些有效利用烃类的开发将有助于需要增长问题的解决,但是对烃类找到补充资源是完全必要的,只有如此才能保持可持续发展的工业基础。
新技术开发和应用需要时间。石油化学工业本身的发展就是一个事例。1920年烃类原材料经济并不像今天这样具有吸引力,过了50年,开始适应化石燃料状况的工艺。因此,要使植物/农作物基系统达到同样现代化水平也需要时间。
当前正是开展大量研究开发工作、利用各种可再生资源和各种新工艺、并开始在各种可供选择的途径中提出选择标准的时候。现在进行研究并不意味系统要立即改变,但是,烃类经济的经济学未来将出现问题:要支付高额环境费用,或是由于原料缺少而价格上扬。
投资适用性研究可以在未来能源和原材料间进行相关的比较,提供非常需要的选择。在中期至长期,选择植物/农作物基可再生资源可能是要兼顾环境方面容许和经济方面具有吸引力。而在近期,研究和开发可能只在一些领域内进行,使植物/农作物可再生资源能开始进入基本化学原料市场,从而扩大资源基础,延长有价值的化石燃料储备的应用寿命。
在上述背景环境下,通过研究讨论,提出了2020年开发利用植物/农作物可再生资源的设想的目标;“设想”是要通过植物/农作物基可再生资源的开发来提供经济继续发展、生活的健康标准和强大的国家安全。植物/农作物基可再生资源可以改变当前对日益减少的非再生资源的依赖。
本“设想”的内涵重点是建立新的观念,即植物基资源是越来越重要的工业原料资源。非再生资源可能因经济和环境因素逐步被植物基再生资源所取代,“设想”反对等到危机发生时现开始启动替代。
展望2020年,化石燃料可能仍将占90%,增加植物基可再生资源并不是可有可无的,它对满足未来的需求非常迫切。当然,需要有效地加工和利用这些植物衍生原料。其新途径的研究从现在就要开始,为经济发展有足够的时间,保证解决环境而进行良好的合作。
要取得有成效的进展,应当确定以下的方向性目标:
1、2020年化学基础产品中至少有10%来自植物的可再生资源原料,到2050年提高到50%。
2、建立植物基(农作物,林产,加工业)系统,用有效的转化加工工艺生产可再生原料,为2020年选中的产品提供经济合理、对环境瓜敏感的制造平台。用此生产链来示范一个综合的植物/农作物基原料系统的经济合理性和潜在效益,显示工业应用机遇的新领域,为2020年以后国内和出口的需求做出贡献。
3、在工业投资者、植物商、生产者、学术界和各级政府之间建立合作伙伴关系,开发从小范围到大规模的工业应用,重新激活农村经济,改进增值加工和制造链的集成,消除食品、饲料和纤维加工业与基础材料制造业之间的差别。
“设想”中提出,科研与开发方面要制定有详细目的和要求的相应计划,支持上述方向性目标的实现,从而也可取得投资的优势。
植物/农作物基资源利用现状和前景
一、现状
烃类提供人类能源和衣着。塑料、油料、油漆、染料、药品等基础原料,已经成为现代生活的主要依靠。1970-1990年间石油基的塑料增加了4倍,已经逐步代替了玻璃、金属甚至纸张。植物/农作物基资源目前尚未有效利用,主要是因为可用性差、质量不高、供应不稳或是价格高。要推动和提高植物/农作物可再生资源应用的兴趣,需要从以下几个方面来分析。
1、实用性
尽管消费总量不高,但是植物基原料当前在化学品方面应用面很广,如用于油漆、粘合剂及剂等。黄豆是植物袖的传统原料,随着基因工程进展,可以生产满足特殊剂市场需要的专门油。最近,可用黄豆衍生物制造油墨,在乙醇、山梨醇、纤维素、拧槽酸、天然橡胶、多数氨基酸以及各种蛋白质等化学品生产中,植物基资源是主要原料,详见表2。
表2、美国植物基资源用量万t/a类别用量用途
木材8090纸,纸板,木质素纤维复合材料
工业淀粉300粘合剂,聚合物,树脂
植物油100表面活性剂,油墨,油漆,树脂
天然橡胶100轮胎,家用品
木材提取物90油料,胶
纤维素50纺织纤维,聚合物
木质素20粘合剂,丹宁,vanillin
在多数情况下,应用的植物基材料主要是原始状态分子。如木质素纤维、植物油和橡胶等复杂分子的应用也只有有限的改性。这就与石油化学工业构成明显的反差,石油化工则是用化学方法按需要将烃类裂解成几种简单分子,如甲烷、丙烯等。用这些基础原料进行化学合成,制造所需要的复杂的分子。
在少数情况下,植物/农作物原料进行裂解成为不同的基础分子,例如高果糖的玉米生产糖浆和玉米淀粉发酵生产燃料乙醇。1996年美国用211亿磅(1磅=0.4536公斤,下同)玉米采用新型酶发酵方法生产9亿加仑(1加仑=4.546l,下同)乙醇,从而加工为90亿加仑混合汽油。从许多实例看,植物基原料有一定实用性,虽还未生产像药物那样的高度专业化的分子,但却包括了大量生产的中间体及产品。
2、供应及质量
植物系统地区分布广,由于土壤和气候条件不同,导致供应和质量的差异。森林和农业系统的发展已经缩小了天然野生植物的供应差异。
生物质的总产量虽然很大,但是由于没有经济的转化技术而使其应用受限制。一些新进展如快速裂解提供了从中获得低分子量产品的机会,如果能在分离技术上进一步创新,就可以推动此应用。生物质资源可以来自快速增长木材、田边作物以及其他专门培植的植物物种。另一潜在的生物质资源是当前为食用和饲料种植的农作物,如玉米、黄豆、小麦和高梁等。一般情况下这些作物只应用其产量的一半。此4种作物估计每英亩(1英亩=0.405公顷,下同)约有2600磅(以干物质计,下同)遗留在田地中,总计约有5200亿磅。一部分留在耕地以改良土壤结构,但大部分运出去,作为原料应用。因此要求有适当的、成本低的储运系统和加工技术。
供应方面的主要问题是对原始生产的管理。当前,树木可作木材和纸浆,种植农作物只是为食品、饲料和纤维加工,没有在综合利用上进行优化。对植物/农作物投入的成本评价基础是未经优化的植物生产系统,因此经济性不佳。一些边际土地的利用可以扩大植物基可再生资源原料基地。但是从经济上比较,其很难达到经济可行目标。在估算其经济回报时,要考虑化肥、农药等化学品的使用费用。要增加可再生资源来源,除了要提高边际土地利用率外,主要应是如何对良田建立优化种植生产系统。
当前低投入、低产出的植物生产对农民难以盈利,并不利于农村发展,也不能为加工业提供低价原料。但是在产出方面,数量和质量相差甚大,从此系统得到的产品必然价格较高,严重地限制了经济上的可行性。而且,由于低产出生产就需要更多的土地,其对环境的单位影响常常大于更为强化、密集的系统。因此要优化生产系统,同时改善边际土地的利用。此外利用生产率高的土地作为植物/农作物可再生资源的原料基地,这也有利于解决数量和质量上的波动变化。
农村根据市场需求规划种植计划,如根据乙醇市场还是植物油供需情况,做出种玉米还是种黄豆的选择,其次则要进行第2轮对品种的选择,作乙醇则要种高淀粉含量的玉米品种,如要种饲料,则种含高油量玉米更佳。这些选择都对产出经济效益有很大影响。面对“设想”需要扩大食品或饲料、饲料或原料、油料或淀粉、纤维或糖、药品或聚合物等等选择范围。要根据供应或需求来决策,就需要进一步仔细研究有关课题。
3、植物/农作物基原料成本
利用植物/农作物基可再生资源主要是成本问题,它与烃类相比是不经济的。工业生产要求大量的便宜原料。植物原料价格便宜,如果能开发适当的系统将极具竞争能力。利用植物/农作物基原料生产化学品的成本比较,详见表3。
表3、植物/农作物基化学品生产成本类别生产量万吨通常方法美元/1b植物衍生美元/1b植物衍生占总产量%
糠醛300.750.7897.0
粘合剂5001.651.4040.0
脂肪酸2500.460.3340.0
表面活性剂3500.450.4535.0
醋酸2300.330.3517.5
增塑剂801.502.5015.0
炭黑1500.500.4512.0
洗涤剂12601.101.7511.0
颜料15502.005.806.0
染料45012.0021.006.0
墙涂料7800.501.203.5
油墨3502.002.503.5
专用涂料2400.801.752.0
塑料30000.502.001.8
实际上,在制造业中选用不同的化学加工工艺对其成本影响很大。
植物/农作物基可再生资源不是一种替代性资源,而是为工业原料提供的补充资源。成本问题并非只限于原料,而且与加工过程有关,因此要进一步开发新的化学和生物加工工艺,才能扩大植物基可再生资源应用范围,使之成为经济可行系统。
二、前景
由于植物/农作物基可再生资源的来源不同,每种来源的原料又可以利用不同的加工工艺,构成了一种多维的发展前景。本“设想”运用矩阵分析方法进行探讨。不同投人的植物原料,可以运用不同的加工系统,并取得各种不同的开发效果。
1、废料和副产物利用
从当前看,利用机会多,但需要有新的加工技术才能使其成为更重要的资源。
(1)现代化学
森林工业已经将副产物利用发展成为一个较大的行业,如纸浆副产液转化为磺酸木质素表面活性剂ch3soch3以及用树皮制丹宁。农作物的磨榨工业开发了许多应用副产物进行加工的工艺,如从燕麦制糠醒、淀粉粘合剂、专用棉籽油、从湿磨料生产拧蒙酸盐和氨基酸等。但是,许多食品加工业,如蔬菜和水果却没有开发相应的副产利用加工工艺,经常将副产淀粉和糖排放入周围环境。副产物的利用具有许多发展机遇,提取及销售其所含的有效成分是降低主产物成本的手段,而且从战略上看是扩大利用植物基资源。
(2)改进化学
木本植物和有些农作物加工中有较高的木质纤维素含量和一些碳水化合物,如烃类工业一样,可以将复杂分子转变为较小分子技术。便宜的植物衍生发酵制糖的开发已在进行。用金属有机物化学将碳水化合物转变为增值化学品是扩大利用植物基原料的又一技术途径。改进化学方法具有潜力,可以使植物衍生的废料加工利用提高经济回报率。
(3)生物加工
在比较复杂的料浆中用微生物发酵法生产某种分子,再将其分离出来成为需要的产物。生物转化是应用微生物、细胞或不含细胞的酶系统的一步法工艺,它提供了改进废物料和副产物利用机会,随着分离技术的提高,生物加工工艺可以获得更为广泛的应用。
(4)新分子
在此方面似乎不太重要,从废料中生产新分子不是一条最佳途径。
2、现有农作物
从近期看扩大应用具有最佳机会。
(1)现代化学
从化学工业整体看,并没有|认为植物衍生材料具有较高的经济价值,但是具体|问题要具体分析。石油化工利用烃类而不用碳水化合物和其他生物基分子。
(2)改进化学
如果植物衍生原料是结构型的生物质,含有木质素和纤维素等成分,其具有一定优势。一些新技术,如综合燃烧或金属有机化学等都能提供更好地利用此类资源的机会。除林产资源外,约有5200亿磅的生物质资源目前尚未加以利用。改变加工工艺路线可以提高利用现有资源的效益。新的工艺开发可以提供利用糖和淀粉的机会。植物淀粉有不同来源,如水稻、土豆、玉米和小麦,它们的性质、用途都不同,因此需要改进其化学方法,发挥其潜能。新化学工艺与生物加工及先进的分离技术综合起来可产生很大效益。
(3)生物加工工艺
植物作为生物加工原料量大而多样,从结构型生物质到一些专门的植物组分,在生物加工方面潜在优势很大:用酶转换玉米衍生的葡萄糖生产高果糖的玉米糖浆。最近从玉米葡萄糖经过发酵制琥珀酸也取得成功。琥珀酸盐可以用作制一些化学产品如丁二醇、四氢呋喃,这些中间体又可进一步加工制成许多种产品。当前,用10亿磅这种原料可得到价值13亿美元产品,现在正在中试。多种学科进行合作就可取得良好的效果,这是短期内取得成效的一种良好运行模式。
(4)新分子
植物原料的投入固定,利用基因改性所用微生物或是专用酶,可产生新分子。此工作目前只在很小的市场中进行。当市场对具有特殊性能的新产品需求增加,投入产出可能会促使其发展,技术和经济的综合研究要沿着产品开发链进行,从界定所需要的产品——需要的特性——分子结构——中间体——酶技术——蛋白质/基因工程——投入植物的最佳原料——生产优化等。
3、新鲜农作物
此项作为中期发展机遇。
(l)现代化学
因为化学工业一般不认为农作物的利用能获得较高的经济价值,因此新鲜农作物并无吸引力。过去曾认为可以降低成本,但是实际上的技术限制否定了其经济性。
(2)改进化学
从投入产出看,存在类似问题,如果改进的化学工艺需要专门的农作物,-新鲜农作物可能会有优势。另一优势是在物流方面。按照改进工艺实施和运作规模,所需原料只能就近供应新鲜农作物。因此改进工艺应当与供应系统平行进行才能互相支持共同发展。植物作为原料补充资源时,困难在于许多烃类加工装置不位于农作物和森林种植地区,而植物基原料运输费用很高。
(3)生物加工工艺
与改性化学类似,区别在于如何将原料加工成中间体和最终产品。在技术上要考虑农作物品种的适用性,一种生物工艺可以对多种品种进行加工。优化工艺是影响运作经济很重要的因素。
4、改性基因类植物
这是中长期发展机遇,其可提供的成效目前尚难以想像,今后是否出现碳水化合物经济,或是其他经济,这要看建立在生物工程基础上的新工业平台所能发挥的作用。
(1)现代化学
基因改性植物基原料可能成为现有的烃类加工系统原料。但是,改性植物分子在烃类系统中降解所花代价太高。因此投入技术要能跨越加工技术,或者是较复杂的分子能直接得到并进入制造链,再有是新工艺路线能高效地应用此改性原料。当然这些变革都要从经济和环境两方面来评价其效益。
(2)改性化学
对优化植物/农作物基原料投入和加工有好处,应当进行此方面研究。至于何时见效则要根据基因技术进展及其达到工业化时间来确定。
(3)生物加工工艺
微生物或酶进行基因改变达到强化工艺过程目的。生物工程具有长期潜力,在原料投入和生物技术本身之间创优,有时所需要的可作基础原料的分子可以部分在植物原料内进行合成,用生物转化或高度专门化的生物/化学工艺进行分离。为了继续应用化石燃料生产专门产品,需要进行研究开发,使有限资源能取得最大的价值。
(4)新分子
过去20年中,塑料已成为最大的工业部门,在日常生活中代替了玻璃、陶瓷、木材和金属。市场将会根据消费者的意愿和需求发生变化。材料科学将继续发展,市场销售者将继续设计新的消费品,塑料的未来变化难以预料。能作为新工业发展平台基础的新分子将会很多,物理与化学科学与生物工程材料结合将产生新的领域。植物基可再生资源将是未来的主要资源。新陈代谢工程是将丰富资源制造成所需基础原料的渠道,支持社会基础设施。开发和拓宽其可能性,需要先进的技术,这将是未来新领域。
生物技术的潜在影响及实施“设想”的工作途径
生物技术的潜在影响
对一个新的技术领域进行评价,可以从如下几个方面来分析:近来变化的速度和引入的速度、量度及其带来利益的水平及公共公司投资、评价专利活动和有关协会的活动、观察开发进程、审视所取得的成功进展。
90年代初期,许多人对生物技术将对农作物带来很大变化是持怀疑态度的。到1996年,转基因作物在产业化方面取得成功,明确地澄清了这个问题。这些早期的成效是关于新的作物保护途径,对保护植物生产免受病虫害起了重要作用,对进一步了解和掌握如何改进植物组分也很重要。
由于管理方面的需要,转基因大田试验记录由美国动物和植物健康监测服务中心保存。从记录中可以看到一些行之有效的转基因改变植物组分的工作正在进行之中,试验范围也在不断扩大,一些主要的公司如杜邦、孟山都和pioneerhi-bred等都在进行。
为了改变植物组分以提高营养价值,改善加工性能,或是为了某些工业和制药的应用,一些转基因改性品种已经进行了评价,包括碳水化合物的变革、油和脂肪酸改性、提高氨基酸水平、蛋白质形态操作(typemonipulation)、纤维特性改性、产生抗体、工业酶生产、二级化合物操作(甾醇,earotenoids等)、新型聚合物生产。
转基因技术发展非常迅速,为植物基材料扩大应用开辟了新的途径,使其可以为工业生产提供分子基础原料和更为复杂的分子原料。用植物基原料主产聚合物,制造塑料就是一个成功事例。从a1-coligenenentrophus细菌的3种基因已经能转入植物的1ipid合成中,可以得到polyhydroxybutyrate(聚羟基丁酸酯),浓度可达14%。这种生物可降解的热塑性塑料正在进一步开发,使之可以从黄豆、棉花和油菜籽制备。
在过去50年内,通常用的植物培植产率已经提高了3倍,根据农作物满足食物、饲料和纤维不同用途,选择不同的方法得到具有不同特性的产物。高级植物种植要用基因图谱和转基因技术,进一步提高食物和饲料生产需要供应的植物基原料。
生物技术对植物基原料已经产生革命性的影响。但是,用生物技术来改变植物,使之适合烃类经济需要,并不是一条最佳途径。这就需要进一步弄清什么是工业链需要的因素,而这些因素又是能在未来转基因植物基可再生资源中具有最大的优势。
实施“设想”的工作途径
要成功实施美国可再生资源开发利用的战略设想(以下简称“设想”)中所提出的大纲,需要将研究、开发、工业过程工程以及对未来的市场了解等项工作有效地集成起来。适应“设想”的多学科计划以及各个项目的协作都要求有一共同的目标,向前沿技术迈进。应用改进的化学工艺加工现有的农作物,包括集成运用生物工艺,可以纳入短期计划之内,从当前到今后10年可以着手实施。这是研究中的一个热点。另一个热点是观念上的飞跃,超越当前的烃类化学,结合基因改性植物,运用新的工艺,这可以纳人中长期计划中,在10到20年甚至更长时期内实施并产生影响。上述两个热点都是当前在研究中进行投资,在不同期限内可以取得回报。
如果在这些领域内取得成功,在工业应用上就可以有了一个可行的坚实科学基础。新鲜作物应用开发将被看作是一个降低这些系统成本的一种机制,或是改善供应状况(数量和质量),满足工业发展需要。
当审视植物基可再生资源的前景时,可以看到供应链本身包含着许多重大课题。不同物种发展有各自的地理优势,可以形成专门原料的加工中心,包括进入国内和国外两个市场。对转基因作物的鉴别保护机制仍在变化,植物基可再生资源上的这些系统都需要进一步研究。
本“设想”并非要给各种问题以答案,而是指出未来潜在的可能,在各方面采取一定的步骤就可以使其实现。下一阶段就要进行各方的协调工作,使多方面的投资者能有一个投入的基础,针对“设想”提出的目标进行开发工作。该规划要订出各项目计划,通过研究和开发来支持“设想”中提出的方向性指标。各计划项目要符合下列一个或几个方面的要求。
优化生物质和农作物基原料生产,达到计划应用要求状况。
为植物基原料的供应链提出装置、地点、贮运和分销措施,包括加强农村经济的机制。
加速发展基于改性化学和生物工艺的新工艺,同时考虑利用植物/农作物基可再生资源原料。
对多类投资者支持的项目,对上述三个方面中一个或一个以上将产生影响的项目,或是多学科项目等将给以优先和优惠待遇。投资项目选择标准应考虑时间要求和潜在影响的大小来确定。
植物/农作物基可再生资源对工业基础原产的需求增长是一个战略性措施,也是使美国在21世纪继续保持领先地位的战略性选择。开发基础资源具有经济、环境和社会方面的好处。机遇是明确的,考虑未来的设想是需要的,要联合投资者对新途径进行投资,才能创造一个安全的未来。
“设想”文本中不止一处引用达尔文的名言“能够幸存下来的物种,不是最强的,也不是最聪明的,而是能适应变化的”。
2020年可再生资源应用将增加五倍
《植物/农作物基可再生资源2020年设想实施的技术指南》(以下简称“技术指南”),是《植物/农作物基可再生资源2020年设想》(以下简称“设想”)的补充,提出的目的是:支持“设想”方向,确定发展中的主要障碍和问题,确定优先的研究领域。
要达到上述目的需要进行协调观念开发,收集专家证明,组织多学科研讨会、听证会,优势排队试验和团队行动计划等多项工作。在“技术指南”编制过程中吸收了各方面人士的意见,参加研讨的共有66名有关部门不同行业的专家。专家们就全球性问题提出“设想”,针对“设想”结合现实状况提出存在的主要障碍与问题,再确定研究与开发领域,从而找出优先研究开发的课题。这些课题所属领域都是能为利用可再生资源实现可持续发展起最大杠杆作用的研究领域。通过参加“技术指南”研究和编制的专家的专业情况反映出在化工制造中应用生物基原料需要涉及多门学科。但是有3个产业是中心,即化学、生物和农业,每个产业都涉及几门不同的学科,如农业,林业和石油化学。
1、农业和林业
农业:是一个广泛的概念,包括谷物生产、林地和牧场等。这些土地上生产的农产品和林产品一起构成生物基材料,它们通过太阳能,大气中的co2和土壤中养分进行原始生产而成为可再生资源。美国拥有大量优良土地,丰富的自然水资源和先进的技术基础,通过资源保护和利用,每年可产生可再生资源的巨大财富。林业:在美国有超过6.5亿英亩(1英亩=4046.24平方米)的森林,从业人口140万,每年生产价值2000亿美元产品。过去10年内,纸张部门的增长比木材业快。木材和纸产品回收循环利用率高,每年有约4000万t纸再生利用。美国的林业已经制定出2020年发展设想以及相应的研究计划。该设想呼吁进行研究,用先进的生物和遥感技术以及树木生理学和土壤科学等理论。
农业和林业通过应用基因学技术和转基因植物等新手段将会出现大的跃进。在不久的将来,可生产出大数量和高质量的作物。除了饲料和食品,还可以为工业部门提供原材料。而且还可以引入某些酶标记基因,可能会在植物体内制造完全新型的聚合物,并可大量生产,成为经济的消费用品。
美国将技术进展应用于植物和农作物的调整,使其在农业、林业和制造业中保持可持续发展的领先地位起着主要作用。国家的未来明显地要依靠近期开发可再生资源基础的研究来支持。
2、石油化工业
化学、工程学、物理学和地理学等几门学科在石油化学工业中的应用,对人们生活产生的影响是50年前难以想像的。石油化学工业成功地创造了众多产品,从高性能的喷气发动机燃料到基础化学品以及许多聚合物,如聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯和聚碳酸酯等。
石油化学工业:是资本密集型工业,已经建立了可观的基础设施来处理和加工化石燃料。美国每天要用1390万桶烃类原料,多数是作为燃料型产品,用于化工及其他工业基础原料生产,每天约为260万桶油短类原料。
近年来,工业化学品和塑料生产都有巨大的增长。塑料工业从业人员120万人,有20000套生产加工装置,过去在研究开发上花费以10亿美元数计的投资,才获得了今日成就。如果塑料制品的原料没有可再生资源,迟早有一天会变得十分昂贵。一方面,是否还有上万亿桶的石油开采量,原油价格能否在每桶10美元以内。世界原油生产已经变化迅速,而且有许多不定因素。另一方面,化石燃料资源是有限的,这是无可争议的事实。重要的是考虑当供应呈峰值时未来价格的敏感度,而不是去争论何时是油将用尽的理论时间。最近由于几处新资源的发现及应用,在20年内原油产量可能会有所增加。但是,必须注意美国一直是原油进口国,50%原油靠进口。如果原油进口一旦停止,北美可采用的化石燃料资源储量按目前消费水平只能维持约14年。如果保持目前进口水平而不增加,也只能使用28年。当然,将会有新的改进的抽提技术,例如水平钻探和核磁共振钻孔等,但是要在近年取得成效,希望是不大的。
用可再生资源补充石油化学品,要从现在开始,由少量到大量逐步进行,有关研究工作要立即开始。不考虑化石原料供应衰退时间表的争论,由于人口增长以及一些新兴国家人们生活水平提高,需求将继续增长。在可再生资源取代化石燃料之前,它将作为一种补充资源。因此,无论如何在美国开发可再生资源作为工业原料都是十分重要的。
“设想”中提出的指标是“2020年基础化学品至少有10%来自植物衍生可再生资源,随着发展观念到位,2050年要提高到50%”。要注意无论是美国还是全世界总消费量的增加是很快的,因为即使2020年的10%目标是按当时的生产总量计算,也比当前消费水平要提高4—5倍,绝对的增加更大。如果2020年消费水平本身提高1倍,可再生资源的绝对指标也要翻番。
换言之,不能期望可再生资源在不变的需求环境下能完全取代烃类资源,而只有当消费产品需求增加,可再生资源可以能满足此增加需求中的一部分。在2040年时间框架中,指标可以是:可再生资源应用使化石燃料能稳定地维持现在的消费水平。按此指标可以形成以下的观念:
由于不是一个竞争替代战略,可再生资源并不与非再生资源直接竞争。
需要用可再生资源和非再生资源两种资源来满足未来20年的需要。30年以后,可能要更多依靠可再生资源,因为那时的化石燃料将会很贵而且有限。满足近期指标的支持和研究完全与长期目标保持一致,这些方向性指标,非常清楚地表明面临的挑战是巨大的,需要从现在就采取行动,应当开始建立通向扩大利用可再生资源的道路。除了建立可操作的可再生资源基础指标外,其他一些相关的指标也是很重要的,包括:
建立系统,通过加强经济可靠性的基础设施支持,将供应、制造和分销等活动集成起来。
通过功能基因学来提高对植物新陈代谢的理解,优化对专门的增值加工工艺的设计和应用,除应用现有的组分外,要开拓新型聚合物生产和应用。要保证开发的新工艺过程的效率高于95%,同时应用伴生工艺,应用所有副产物,消除废料,保证新的平台能在特殊的环境条件下坚持目标方向对确定目标与研究指标要反复交叉检验,使其能坚持可再生燃料/能源需要的目标。
在生产和分销中要开发保持稳定供应的途径,在年生产一定范围基础上控制一些因素,如价格、数量、性能、地区分布、质量等。同时要制定提出这些因素的标准。
建立进一步合作伙伴关系,改进综合集成,通过加强农村发展来支持取得成功。
“设想”的目标要实现,主要要使本“技术指南”中所列出的目的大纲都能达到。基因改性植物生产专门的代谢产品和开发补充性的化学改性产品取得成效就可以达到2020年可再生资源应用增加5倍的目标。这些进展也将为2020年以后的进一步发展奠定基础。
可再生资源应用技术和市场的障碍及问题
将可再生资源制成消费产品的整个系统中有许多障碍和问题,其中关键和问题是:
植物科学方面:基因学、酶、新陈代谢和组分。
生产方面:单位成本、收率、持续性、基础设计、植物设计。
加工方面:经济学、分离、转化、生物催化、基础设施。
应用方面(由技术和材料驱动的问题):经济学、功能性、性能、新用途。
应用方面(由市场和需求驱动的问题):价格性能比、性能、知觉、市场开发。
现将上述关键和问题择要分别介绍于下。
一、关于应用方面(材料驱动问题)
1、经济学
单位成本是当前植物衍生材料使用的主要障碍,也是经常引起争论的一个问题,问题的核心是竞争性成本状态。在多数情况下,应用植物基原料的成本都比较高,难以与以烃类原料为基础的加工工艺竞争。但是,成本竞争情况有几个非常复杂的因素互相影响,诸如产品价值、材料成本、产量、需要加工程度以及所用基础原料的性能等。因此如果未来的战略只考虑降低本是不会成功的。最重要的经济推动因素不是成本本身,而是制得的产品和制造费用的差价(即增值)。
产品价格是诸多因素的函数,诸如产品利用、性能、消费者喜好和需求等,而制造成本则受原材料价格、供应的持续性、加工、废料处理费用和投资等诸因素影响,要符合当前的具有竞争性的通用化学品工业的低成本需要。但是,从长远考虑,只进行成本比较是有问题的,因为未来的化石燃料的成本是难以预测的。
在当前情况下,用烃类原料生产消费型产品的加工效率是很高的。但这并非是化石原料本身具备的特点。因为石油化工已经研究了100年,有了3代科学家,政府投入了大量资源才使之达到今日的水平。与之相比,植物基材料应用尚处于较低的水平,开拓植物基原料应用来适应已臻成熟的烃类加工需要并不是一条唯一的道路,目前应用数量还是很少的。另一条路线是通过弄清植物衍生材料性能进行技术开发,用基因改性植物,使之能提供含有需要功能的组分。
2、功能性
改变植物中的不同组分含量的目的是提高其功能性。在石油化工中先进行原料裂解降级成为简单的分子,随后用它们再行合成为较复杂的分子和聚合物。植物中已经含有不同形态的聚合物,可以在许多产品中应用。但是,在现在加工系统中尚无大量应用。用量有限的原因有几个方面,其中主要的是由于缺乏对其功能性的理解,而只注意其成本。最近,已经由植物衍生的蛋白质聚合物研制出塑料薄膜的试验产品,显示出其应用的潜力。而且,植物拥有立体化学结构,可以得到一些有价值的手性分子,如糖类、维生素、氨基酸等。从总体看,目前对植物基础原料的反应性和功能性尚不够了解,因此限制了新应用思路的产生。
二、关于应用方面(需求驱动问题)
1、市场开发的费用
植物衍生材料应用的一个关键是市场开发费用高。正如许多新产品市场一样,新产品的研究往往是由小公司开始的,它们投资不足,缺乏继续发展的资源,常常只停留在试验阶段。工业化的成功率低,由于没有一定的供应量而常使产品衰落。因此,需要大力改进产品开发和支持机制,而且要进行与产品相关的市场开发,这是扩大利用可再生资源的主要工作。目前市场上应用的标准都是基于石化产品,没有适应生物基产品的标准,这也是要成功地与石化产品竞争的另一障碍。
2、认识问题
植物衍生材料常给人以较低级的印象,这可能是由于当前处于“石化时代”之故。对某些制造厂商来说,它的性能较差,主要是因为未得优化。虽然公众环境意识增强,但是对植物基产品需求尚不足以创造市场来拉动技术开发。因此,当前可再生资源的进展主要是基于技术推动的结果,只有增加市场拉动才能有力吸引公司更多投资。没有要变革的冲击,就不会有更多的变革。因此,如果没有各种经济倾斜途径,现状是难以改变的。
三、加工问题
1、基础设施中分销问题
多年来石油化学工业已经建立了加工和分销烃类基础产品的有效基础设施。由于依赖进口原油,美国的多数基础设施是建设在海岸线上。因此,许多现有的加工装置并不适合大量植物基材料的收集。植物原料都是在木材加工厂、榨油厂和玉米湿法加工厂进行加工,它们最好接近于供应地。要应用大量植物原料就需要进一步将供应和加工制造集成起来。应当开拓确立农村发展优势和重点的战略和措施,更好地鼓励多用可再生资源。
2、分离技术
应用植物于工业用途的一个关键是缺少植物组分的分离技术。树木具有非常复杂的成分如木质纤维素。此成分强度高,但要将它分离为有用的分子组分则很困难。多数农作物收获品是种子,它们含有碳水化合物、蛋白质、油分和数万种其他组分。通常对许多谷物发芽和生长都能进行良好的安排,而对其作为原料进行分别管理则很困难。一些除去原始粗组分的工艺,如榨油和提取糖分等已经开发,但如何将专门形态的蛋白质和纯的含碳组分分离则仍是困难。在植物基原料加工中常遇到非常稀的水溶液物料,处理费用很高而且技术困难,这是应当要解决的问题。将反应与分离集成起来的加工系统(如催化蒸馏)可能是一个解决问题的方向。但是此类系统目前应用有限。而且还未被开发作为植物基原料方面的应用。通过引入某些基因而使植物增加新的组分,就更需要应用先进的分离技术来回收有意义的新组分。例如生物聚合物开发中目前就因缺少高效纯净的经济上可行的分馏工艺技术而受到限制。植物的组分如不能有效地分离出来,就不可能控制最终产品的特性和质量。
3、转换技术
要利用植物中各种组分的另一问题是将这些非均相的混杂原料转换成较为简单的分子,这才可以进行进一步反应。在植物基原料中,加工工艺需要有高性能的多功能生物催化剂或是非均相催化剂,这些催化剂具有多种功能并可以进行回收。
知识不足是另一关键,目前人们尚缺乏关于植物组分的自然差别和来自不同作物的同样组分的特性等方面知识。这些知识的缺乏和不足就构成难以鉴别植物的差异性,缺少鉴别的手段,因此也就难以考虑作为原料的应用。发酵是用来将某些农作物转化为各种产品的工艺,转化是非均相的。所用的转化方式,副产利用和分离等方面仍有许多有待改进之处。一般地说,植物系统的复杂化学问题使新型或改进植物基加工工艺的设计较为困难。烃类化学制造中有丰富的氧化化学知识,还原化学方面较少,这些都是植物系统加工所需要的。目前特别缺少关于还原生物催化剂共生因子系统方面的实践知识。
植物原料加工工艺开发的另一个大的障碍是当前缺乏有关的教育培训。目前化学工程课程中只有少数涉及生物化学课题,多数毕业生成为化学工程师只拥有非常基础的生物工艺知识和有限的重要生物分离的知识。多年来,工艺化学家和工程师的培训重点都是烃类化学,考虑植物基可再生资源加工需要很少。
四、生产方面
1、收率、持续性和基础设施
因为目前尚未利用大量植物基原料,除木材和造纸外,只是关注未来的供应分销而不是现实存在的问题。但是,这些对实现可再生资源的目标都是十分重要的。在供应的持续性方面,数量和质量都是未知数。如果植物基原料能加工成简单的碳分子,其持续性问题就不成关键。但是如果要设计应用其中某种特殊组分(如聚合物),或是要直接抽取其中某种专门组分,原料的质量和数量的稳定性就非常重要。
在一些情况下,供应持续性中的不确定因素实际上就是风险管理的内容。未来的石油化工供应问题和可再生资源供应问题都有风险。对石油化工来说,未来的供应不桷定因素可能因世界上一些区域的政治变化而增加。而对植物基原料来说,气候可能成为不确定的地区因素。如果某些专门植物不能大量生产可能导致贸易上的不确定因素,这些问题不需要采取断然措施,但是需要重视通过改变基础设施来保证经济可靠性。另一个冲击供应持续性的不确定因素是未来的农作物用途是作为食物还是作为工业原料。一方面是根据供应短缺理论,认为农业难以供应飞跃增长的人口和消费品增长所需的原料。实际上,从需求角度看,食物和原料都在增长,即使不考虑可再生资源进行工业利用,食物本身也存在问题。解决食物问题的方案也可能就是解决工业原料问题的方案。因此,在供应方面必须应用新技术,如生物技术,这样才能保持产率不断提高,使农业能达到一个新的水平。
2、植物设计、植物科学、基因学
转基因技术已经显示出令人鼓舞的前景,要进一步充分利用尚有大量工作有待进行。存在的一个主要障碍是对植物本身内在新陈代谢过程还不够了解,不能按特殊聚合物和其他材料的需要进行设计。因此,对植物新陈代谢和碳流的知识匮乏是其发展中的限制因素。
近年来功能基因学的进展有望促进对材料合成设计的理解。但是这门科学目前刚开始,与类似的医学领域相比所取得的支持还是很有限的。基因转变中的另一成就是让更多的专用基因嵌入和对质体以及细胞核的常规转变。在植物变化、基因学和生物信息等方面有着广泛的研究项目,但是将这些出现的新技术应用于可再生资源的专门研究则很少。
要使科学知识不断深化,在一定程度上取决于消除这些主要障碍,有些已被称为多学科的研究。但是,需要努力加强和协调才能促进现有的障碍及时地被克服。换言之,基因管理的研究必须紧密地与植物内含聚合物的功能性以及分离工程等研究相结合。
研究和开发的课题
《美国植物/农作物基可再生资源2020年设想的技术指南》(以下简称“技术指南“)列出为解决植物/农作物基可再生资源利用中的主要障碍应当进行研究开发的课题。“技术指南”按4个主要方面的障碍依重要性大小列出研究开发课题,每个研究课题的影响都有其时间范围,其中近期表示0—3年、中期表示2010年、长期表示2020年,近期目标的达到可用以衡量面向2020年可再生资源开发利用设想的前进步伐。
一、植物科学研究方面
1、近期影响课题(按重要性依次减小顺序排列,,下同)
(1)应用功能基因学了解植物新陈代谢和组成,至少要与1种主要农作物基因计划结合;
(2)开发能实时进行植物组分的定量分析工具;
(3)改进转基因方法,特别是对麦杆基因的专门嵌入,要在1998年基础上提高效益10倍;
(4)开发1—2种主要农作物的基因标记系列,使之有助于摆在有用的可再生组件含量;
(5)将80%现有的germplasmbase进行编目,有效利用各类淀粉、蛋白质和油分;
(6)找寻发展中的生物信息学利用途径,推动可再生资源的研究和开发,
(7)弄清nuclear-plastid相互作用。
2、中期影响课题
(1)在新陈代谢过程和碳流中至少弄清50个限制速率的关键步骤;
(2)利用功能基因学弄清分子、细胞和整个植物的控制管理;
(3)为主要植物用于可再生资源的组分制定标准;
(4)在2种植物中,建立碳库并为细胞分割确定控制点;
(5)在plastid转变中高效率(大于90%)方法的建立;
(6)创建示范工厂,使主要组分利用率大于60%(如油料、淀粉)或是专门碳键(如c5)大于3o%;
(7)利用基因开关的方法;
(8)建立为植物可再生资源利用的生物信息学基础。
3、长期影响课题
(1)重新设计新陈代谢过程,提供有用的碳结构骨架;
(2)应用有针对性进化技术建立100个未来原料的品种库;
(3)设计新型分子或改性现有化合物,使之适应于功能需要;
(4)为提供工业用原料,创制2种新植物种类;
(5)利用简单的细胞组织进行成本和能源效率评价;
(6)利用计算机技术设计植物组分。
二、生产研究方面
1、近期影响课题
(1)提高亩产量10%~15%以降低原材料单位成本;
(2)改善农业管理,提高肥料利用效率和虫害防治,
(3)确定至少10种影响原料组分和质量的因素;
(4)对至少10种具有潜力的系统和植物类型的亩产效率进行定标赶超(如主要农作物、林业和多年生种类等);
(5)调节气候条件对生产的影响;
(6)每年对2种农作物的潜力进行评价或用其他方法评价亩产量;
(7)提高当前农业加工中废料利用率5倍;
(8)在单位投入基础上提高贫瘠土地产量2倍。
2、中期影响课题
(1)提高产量,使单位投入的碳产出为1998年基础上的2倍;
(2)为长期可持续发展,开发尽量减小土地、大气和水利用影响的系统方法;
(3)对收获产物和主要植物成分建立标准;
(4)专门设计收获装备,尽量增大碳的收获;
(5)开发新的利用方法,使现在遗留在土地上的农作物45%能得到利用,
(6)培育适应专门土地和土壤的农作物;
(7)建立农业信息学基础,重点是不同来源的可再生资源植物类型、生产价值、质量和单位成本。
3、长期影响课题
(l)在化石燃料排出废气中co2的固定;
(2)从现在植物/农作物生产中消除碳的废料;
(3)设计新的农作物/植物生长系统,优化原料回收率(大于95%可利用);
(4)对主要能源获取和固定,提高化合效率;
(5)对收获前期工作和部分就地加工的装置进行设计;
(6)对连续生产系统进行设计和评价。
三、加工研究方面
1、近期影响课题
(1)改进分离技术,处理大于95%的非均—植物材料;
(2)改进单体基础原料变换的生物催化剂;
(3)开发3种具有高选择性的快速反应强力催化剂;
(4)为将植物聚合物转换为有用的单体,找出新型和性能优良的酶(具有10倍活性)并进行评价;
(5)将微生物进行工程化,改善非均—植物的发酵;
(6)提高废物利用率2倍;
(7)开发高效的除水技术并对改进的非水溶剂反应系统进行评价;
(8)在植物材料中利用天然立体化学方法的评价。
2、中期影响课题
(1)应用5种以上高级分离系统(如自行清净膜、离子交换、精馏等);
(2)为经济捕集植物单体和聚合物开发改进的分离——纯化技术;
(3)为2种以上植物类型建立经济共生系统;
(4)通过分子进化技术设计并创制50种新型酶;
(5)开发100种以上具有性能成本特性的新型酶库;
(6)研究反应性分级系统;
(7)对微生物、酶和化学品库的性能建立信息学基础,用于特殊的转化。
3、长期影响课题
(1)实现原料加工中无废料的多种产出的连续工艺;
(2)为改性植物和组分设计新设备;
(3)为3种以上新产品(如将工程化酶转入植物并在收获中得到活化)设计新机制;
(4)固态酶转化;
(5)设计14种化学与生物结合型反应器;
(6)评价植物组分在分离前相内的作用。
四、应用和基础设施研究方面
1、近期影响课题
(3)探求3种在现有加工装置(如玉米湿法加工厂、纸浆厂)上扩大应用植物原料的机遇;
(4)分析测量系统,对90%以上的主要植物组分进行定量;
(5)实时评价单位性能成本和增值成本的方法;
(6)评价运输系统及成本;
(7)计算出100%年加工贮存量和投人产出的需求量;
(8)创建基础设施,扩大利用农业废料。
2、中期影响课匾
(1)深入掌握植物中10种以上组分和碳键新陈代谢体的结构与功能关系知识;
(2)开发对高质量原材料的100%鉴别保护系统;
(3)为价值驱动的生产和定货实现营销系统;
(4)对在同一地点的多目的利用区的协同作用进行评价;
(5)对原材料组分和加工过程中的中间产物实现实时定量分析手段(小于3分钟/试样);
(6)开发生产预测手段,准确性大于95%;
(7)在一组植物原料性能基础上建立信息学基础,如单位成本、性能、功能性、最佳来源、应用范围等。
3、长期影响课题
(1)所需功能进行分子结构设计制备植物化合物至少10种;
(2)在植物生产区内开发至少5个制造利用中心;
(3)开发3种以上有新功能的新材料;
(4)提出扩大利用可再生资源所需的教育培训需求;
(5)在植物组分功能间协同作用的利用;
(6)设计最终产品的贮存和运输,使之到达销售中心和出口;
(7)为供需关系的控制创建减轻超过90%风险的战略。
当前,美国有一些项目已在进行,可视为工业原料中应用可再生资源的先驱,也可视为本“技术指南”中研究项目的示范事例。其一是在转基因植物开发中的聚羟基丁酸酯(pib)。phb可在植物中生成,作为制造生物降解塑料的原料,用适当的细菌基因进行转化并弄清植物内在的新陈代谢路径,从而构成制备方法。现在正在进行分离、生产标准等项工作。
其二是用玉米淀粉作原料,通过酶反应制备聚乳酸(pla)。cargi11-dow合资企业已在充分研究的基础上进一步投资数百万美元建立制造装置进行工业开发。pla是一种生物裂解聚合物,原料是由玉米湿法加工工艺制备的葡萄糖,其中发酵过程和酶的活性是重要因素。最终的pla树脂可视用户制膜、纤维、碳制品和涂层的需要分别制出不同规格品种。pla具有聚苯乙烯、聚烯烃和纤维素的功能性。
协同与合作是取得成功的途径
未来利用可再生资源需要采取一条多学科和跨行业途径。在许多领域内的研究成就都提供了发展机遇,如生物聚合物、立体结构型分子、新型酶、新材料和转基因设计等。但是每个方面内的任何进展如果只当作孤立的技术领域是远远不够的,需要更有力的相关研究计划,采取平行的和协调的方式进行工作,才能取得成果。
要取得有效益的进展必须采取多学科的途径,这是非常清楚的。但是,任何一个组织都难以具备有如此深度和广度的技术能力。因此,对研究提供的支持应当是多方面的,而且要在跨行业的系统中进行。
“植物/农作物基可再生资源2020年设想”(以下简称“设想”)中提出的要求需将重点瞄准有限的热点目标同步取得进展。对于研究工作则需要有准确的时间表和系统中各方面的广泛交流,所有这些都要走相互协同的道路。例如,一位科学家可能发现一种新型聚合物,具有可以作为高级生物降解塑料的功能,但是,此研究成果的价值受到以下一些因素的限制:发现适当的基因、新陈代谢过程可靠性、:最佳作物类型是否能有足够的产率和可承受的成本、各种聚合物组分分离可能和利用此材料制造新产品的方法等。所有这些因素都需通过研究和开发才能取得相应的进展。进行这些研究开发要采取最佳途径保证研究成果关键的目标互相协调、平行地进行,此途径要鼓励私营部门的参与。
当前,植物和农作物作为生物质和原料已被应用,诸如淀粉、蛋白质、脂肪酸和异戊二烯化合物。林业主要是为纸浆和造纸提供原料。黄豆则是用于油墨和涂料。玉米通过湿法加工发酵工艺已经进入几个工业部门,但是各种用量都很少。由于基因工程可以通过新陈代谢操作使植物或农作物生成有功能需要的材料,从而显示出新的发展机遇。
“技术指南”已经突出了未来取得进展的途径,而且确定了系统的各个组成部分的目标。成功地达到这些目标就可实现“设想”中确定的到2020年可再生资源利用增加5倍的目的,同时也为2020年以后进一步发展奠定了基础。按“技术指南”目标提出课题是人们用所有的天然资源满足不断增长的消费品和能源的需要。当前进行研究将为今后的产品选择提供机会。可再生资源需要将注意焦点放在以下几个方面:发展方向、最佳科学思维的应用、最先进技术的应用和最高级智能水平的继续研究等。本“技术指南”已经提出了需求和研究开发课题,其目的就是为美国开拓实施一条成功的可再生资源战略。而且也选出了需要优先支持的领域,它们都是从几个已经确定的科学研究和工业开发需求中选择出来的,而且考虑了在高级可再生资源的关键部门有最大的投资回报。
未来世界许多方面都会延续但将发生变化。幸运的是我们已看见其需求并具有科学智慧适应变化的发展。美国要保持领先地位就要继续采取迅速的行动来满足扩大利用可持续发展的可再生资源的需求。不断的科学突破和技术进步(正如“技术指南”文件中所列出的项目和课题)才能满足资源利用的挑战。这些挑战正在我们面前,我们面临的挑战是为满足人们对产品不断增长的需求。
“技术指南”中从两个方面表明多学科和跨部门的研究开发对实现“设想”的重要性:
篇5
1 经济学角度上认识水资源
在资源经济学分析框架里,经济学家们往往依赖于工程技术人员的计算,定义“可再生资源”和“不可再生资源”。例如根据历史统计资料,建立所考虑的资源的“年获取量”与“总存量”之间的函数关系,如果获取量保持不变但总存量随时间逐渐递减,就说该资源是“不可再生”的。否则,就是“可再生”的。于是得到诸如水、空气、鱼群、森林这类资源,为“可再生资源”,而诸如矿产、能源、资本品此类为“不可再生资源”。然后,再根据资源的可再生性与不可再生性,提供不同的分析方法和定价准则。
但是这样一种基于工程学的资源分类方法,不仅不符合经济学原则,而且不适应目前我们遇到的资源经济学问题。事实上,中国目前面临的水资源问题表明:水,正在从“可再生资源”转化为“不可再生资源”。 说起来,地球的储水量是很丰富的,共有14.5亿立方千米之多。但是其中海水却占了97.2%,陆地淡水仅占2.8%,而与人类生活最密切的江河、淡水湖和浅层地下水等淡水,又仅占淡水储量的0.34%。更令人担忧的是,这数量极有限的淡水,正越来越多地受到污染。据科学界估计,全世界有半数以上的国家和地区缺乏饮用水,特别是经济欠发达的第三世界国家,目前已有70%,即17亿人喝不上清洁水,世界已有将近80%人口受到水荒的威胁。我国人均淡水为世界人均水平的四分之一,属于缺水国家。
2 水资源的稀缺性及特点
我国水资源总量为2.81亿立方米,在世界上仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印尼而居第6位。绝对量虽算丰富,但由于人口多,人均水资源占有量却大大低于世界平均水平,仅列世界第88位。而且随着人口的迅速增长,人均水资源每年在递减。从淡水资源看,世界人均占有量为12900立方米,我国仅2695立方米,还不到世界人均占有量的四分之一。
同时,我国的水资源污染也十分严重,并已成为世界上肝癌死亡率最高的国家,其中一个原因就是农村被污染的水资源。目前,全国已有300多个城市缺水,已有29%的人正在饮用不良水,其中已有7000万人正在饮用高氟水。除了健康问题,水资源短缺和水污染还让中国经济付出代价。来自政府的信息表明,水资源短缺每年给中国工业带来的损失达250亿美元,给农业造成的损失达190亿美元。中科院的一位教授计算过,若把污染的代价算在内,中国1980年到2000年的GDP年均增长率应该为6.8%,而不是官方公布的9.6%。
为何水资源变得如此岌岌可危?我国水资源有以下三个特点:①全国降水在空间和时间的分布上极不平衡,南方水多,北方水少,差别悬殊,历史上水旱灾害极为频繁,北方有的地区人均占有水资源相当于世界上最干旱的国家,水丰富的南方却常常发生季节性干旱;②缺乏科学的用水定额和管理,生产耗水量大,水的浪费相当普遍,全国工业用水重复利用率仅有45%,万元工业产值耗水量远远高于工业发达国家,农业灌溉有效利用率一般只有25%至40%;③水资源的再生性不是永远都有保障的,特别是地下水,地下水的再生性是有条件的,地面塌陷、地下水污染等等,这些问题可能会使可再生的资源变为不可再生。我国目前污水排放量大,但处理率很低,全国年排污水363亿吨,其中80%未经处理,使江河湖海和地下水严重污染,水质性缺水现象越来越严重。
3 水资源危机的成因
在了解了我国水资源的现状之后,我们用经济学理论从更深层次来思考产生水资源危机的成因。价格理论告诉我们,当某种资源的价格严重低于一般均衡水平时,便会发生资源的浪费。只要资源浪费的速率足够高,这种资源就会从“可再生的”转化为“不可再生的”。在农业时代,我们知道,“免费”程度最高的物品,典型如“空气”,价格长期保持为零。可是,在工业时代,当汽车和其他类型的污染达到足够高的速率之后,在任何都市地区,新鲜空气都不再是免费的了,它正在被耗尽。
另外,如果某种资源的产权是公有的,那么,只要维护公有产权的费用足够高并且私人在这一公共领域内“追租”的费用足够低,就总会发生类似“公地悲剧”的那种掠夺效应,最终,足以把该资源的经济价值完全耗尽。眼下正发生在我们周围的一种“公地悲剧”,是私人停车位对小区人行道和绿地的随意侵占,而只有极少数的小区管理者懂得把停车位的价格(即土地资源的“获取”价格)提高到足以抑制“公地悲剧”的水平。象现在的大专院校里,这样的“公地悲剧”就相当严重,由于不用按月交水费,很多学生在洗衣服、拖地时都长时间打开水笼头,浪费现象十分严重。
4 解决措施
综上所述,解决水资源的关键问题就在于怎样管理。从一个大的范围来看,是不会存在任何资源的危机问题的。因为按照经济学的道理,任何一种产品都是可替代的,水也不例外,也就是说,可以用节水的技术、工艺以及各式各样的方法来代替水;而且,在经济学上讲,向来是物以稀为贵的,贵了以后就不缺了,所以经济学里不存在缺的问题,只有贵贱的问题。水不够就应该涨价,通过价格调节使其达到供需均衡,价格一涨,自然供应增加,需求减少,人们就会想办法节约用水。过去在计划经济体制下,缺什么就搞什么,缺水就修水坝,建引水工程,各式各样的办法,而不问其代价有多高,用同样的代价有没有其他更好、更便宜的解决办法,同样能达到目的。现在市场经济比计划经济的高明就在于它不是单纯地说缺什么就搞什么,因为这样往往导致不经济的做法。
但是经济学的方法往往离不开价格,可能大家会顾虑,水价上升以后低收入的人承受不起。对于这个问题,我们也可以用别的办法来解决它。比如说,现在城市里有低保政策,有最低生活保障,那么就可以在水价提高的同时增加低保水平。因为水价的补贴是穷人富人一块儿受到好处,而富人没有必要补贴他,所以应该把水价提起来,另外单独通过其他政策保障来优惠穷人。
传统水经济,是主要是围绕水资源的自然资源属性和资产属性而建立的经济系统,已经不适应我国现代社会的发展,其特点可以概括为七个“强调”和七个“忽视”:强调由自然资源属性所体现的经济价值,忽视其环境和生态资源价值;强调直接效益和直接费用,忽视间接效益和间接费用;强调利用,忽视开发和节约;强调占用,忽视保值增值;强调自然资源产权,忽视环境资源产权;强调产品价值,忽视资源价值(产权价值);强调政府在资源配置中的作用,忽视市场的作用。
面对“水荒”,我们的政府应当拓宽思路,不能局限于传统的计划经济思维方式。下面针对我国目前的水资源状况,提出如下几点建议:①坚持可持续发展的观点,坚持人口、资源、环境协调发展.目前,必须转变治水思路,从传统水利向现代水利转变,向可持续发展水利转变,坚持人与自然和谐相处,坚持水利发展与国民经济和社会发展紧密结合,在工程建设时就考虑环境治理保护问题,在水资源治理、开发和利用的同时,注重资源的优化配置和节约保护问题.加强水资源统一管理,实行水资源城乡一体化管理,保证水资源持续利用;②积极稳步推进工程管理单位改革.在事业费逐步削减的情况下,必须探讨适应市场经济体制要求的新的管理运行机制,对水管单位分类改革,供水、水电等水管单位要逐步走向市场,当然,其前提条件是水价改革,使之能完全达到成本水价,从而使水管单位具有自我造血能力;③对水权改革进行探讨.在国家对水资源拥有所有权的前提下,可以逐步放开使用经营权,可以先进行试点,选择部分地区,允许进行水权交易,就如同现在推行的小型水利工程产权制度改革一样.
篇6
1 我国经济发展中遇到的环境保护问题
从改革开放以后,我国经济就得到了腾飞发展,国民收入增加,生活质量不断提高,但不可忽视的环境问题也日益恶化。根据《2005年环境绿皮书》中的统计数据表明,因汽车尾气、工业排放等原因是造成我国环境问题的主要因素,根据数据预测,在2025年前后,我国将成为实际上最大排放二氧化碳的国家。空气污染严重,地下水资源也遭到破坏,目前我国约有90%的城市地下水都遭到有害污染物不同程度的污染,同样的土壤的污染情况也非常的严重。从空气、水源到土壤、粮食,我国的环境问题不能小觑,应该得到人们的关注。
2 经济发展与环境保护之间的关系
经济活动是在一定的环境中开展进行的,因为经济活动的特性,所以可能会对环境产生影响,这些影响很大程度上是消极的,两者之间的关系,有积极的,也有消极的。
2.1 经济发展不足可能引起环境污染
经济的发展是国家进步的体现,却也导致了环境污染,同时因为高速发展的经济,也将会反过来对环境进行优化,先进的的技术引进,将对逐渐恶化的环境进行治理。从国内的环境污染分布来看,经济越发达的地区,早期的环境污染严重,但随着人们环境保护意识的加强,政府对环境问题的重视,环境污染的情况又会得到了改善;反观污染严重地区,是那些经济不发达,他们都有同一个特点,多以重工业经济为主,生产水平较为低下,当地的居民水平素质较低,对环境保护没有意识。
2.2 经济发展对环境保护有推动作用
环境质量的好坏,是由良好的经济结构来保证的。两者一旦失去平衡,就会造成经济的下滑或是生态环境的恶化。经济发展离不开环境,环境是经济发展的保障,为经济的发展提供资源,经济的发展也将对环境进行改造利用,由经济作为支撑,研发更多利于环境保护的技术,作用于环境保护工作。所以有些国家和地区,在一味地为了发展经济的前提下,破坏环境,而又在经济得到改善后,治理环境问题。
由此可见经济发展和环境保护是相互统一的,两者之间并不是单一的索取关系,两者相互依靠。所以说经济的发展离不开环境的保障,环境的治理也不能缺少经济的物质基础,两者不会单一存在,缺一不可。
3 实现经济发展和环境保护的有效措施
3.1 增值可再生资源确保循环利用
可再生的资源,就是可以更新、重复利用的资源。大自然中可再生资源的数量有限,即便是资源基本可再生的能力,但并不意味着,它们可以无休止、重复循环的再生,供给人类使用。一套完整的管理制度,对再生资源进行统一管理将有助于人类、经济的发展。同时也要秉承“合理利用,杜绝浪费”的原则对待可再生的资源。
3.2 节约利用不可再生资源
目前,我们常说的大自然资源匮乏,多数指的是不可再生资源,像是:天然气、石油、煤矿等,这些都是经过亿万年演变来的,不可循环再生资源,他们为经济的发展提供了坚实的基础。对待这些资源,节约利用是应对之策。综合国家经济发展的需求,对不可再生资源合理的运用,形成经济资源的闭环。
3.3 强化环境的保护意识,走可续发展道路
人民是国家的发展的核心,所以在环境保护问题上,需要通过全民共同创造。通过大力宣传环境保护知识,令大家对环境有充分的认识,遵循资源循环利用的原则,再鼓励大家从身边做起保护环境。国家也大力倡导走可持续发展的道路,通过一系列的行为措施保证资源、能源的可持续发展,从而实现经济、人口、环境的和谐。
篇7
2、分类:可再生资源:可以在较短时间内更新,再生,或者能够循环使用的自然资源。
非可再生资源:形成、再生过程非常缓慢,相对于人类历史而言,几乎不可再生,用一点就少一点。
3、自然资源的特点:总量丰富,人均不足;破坏和浪费严重。
4、如何利用自然资源:对可再生资源,如果利用合理,并且注意保护和培养,便能够可持续利用;非可再生资源:珍惜和节约使用。
5、“世界地球日”4月22日。主题:珍惜地球资源,转变发展方式。
6、节约和保护自然资源,从我做起:提高认识;加强宣传;付诸于行动,从我做起,从身边的小事做起。
7、活动题P63第1题
第二节土地资源
1、分类:可利用土地:农业用地(耕地、草地、林地)
建筑用地(交通用地、工矿用地城乡建设用地)
难以利用土地:戈壁、沙漠、石山、高寒荒漠、永久积雪和冰山。
2、土地资源的特点:(1)类型齐全,耕地比重小(2)地区分布不均
(3)比例结构不合理(P68图3.9)(4)破坏严重
3、土地利用类型分布
土地利用类型分布地区所在的干湿地区主要地形类型农业类型
耕地水田东部(南方)湿润区平原、丘陵耕作业
旱地东部(北方)湿润、半湿润地区高原、平原
草地西部干旱、半干旱地区高原、山地牧业
林地山区湿润、半湿润地区山地林业
难以利用土地西部内陆干旱地区沙漠、戈壁、石山等-----
4、合理利用每一寸土地
(1)利用中存在问题
A、破坏土地资源的现象严重:乱占耕地造成耕地减少;过度放牧使土地荒漠化
B、耕地面积减少、质量下降:乱砍滥伐造成水土流失;不当排放造成土地污染,土地质量下降
措施:合理用地、节约用地、保护耕地尤为重要。
(1)制定基本国策:内容“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”
(2)设立全国土地日:6月25日
(3)颁布法律法规:《中华人民共和国土地管理法》、《中华人民共和国森林法》、
《中华人民共和国草原法》
(4)其他:在农耕区,加强农田基本建设和基本农田保护;在牧区,建设人工草场,保护天然草场:在易受风沙侵袭,水土流失严重地区,营造防护林,治理沙化、盐碱化。
第三节水资源
1、我国主要的淡水资源:河流水和淡水湖泊水。
2、水资源的特点:
(1)总量丰富,人均不足。
(2)时空分布不均:a、空间分布:南丰北缺(以长江流域北界为界,南方80%,北方20%)
b、季节分布:夏秋多,冬春少
c、年际变化大
(3)污染、浪费严重
3、我国缺水最为严重地区:华北地区,西北地区。
4、水资源时空分布不均对我国社会经济发展带来的影响:
(1)南北方农业土地利用方式差异明显,南方以水田为主,北方以旱地为主。
(2)我国降水和径流的季节,年际变化大,是造成水旱灾害频繁、农业生产不稳定的主要原因。
(3)在西北干旱地区,水资源的不足更是制约社会经济发展的瓶颈。
5、合理利用与保护水资源
跨流域调水:解决水资源地区分布不均的有效方法之一(南水北调、引滦入津、引黄入晋等)
兴建水库:解决水资源季节变化大的措施之一。(洪水期蓄水、枯水期放水)
节约用水、保护水资源:节水比调水更重要
6、南水北调工程:(p78图3.16)
东线工程:从长江下游扬州江都抽引长江水,主要利用京杭运河输送,北达山东与天津。
篇8
我国幅员辽阔,矿产资源丰富,品种也十分齐全,矿藏资源总量在全球也排位前列,同时也是矿产资源大国之一,尽管如此,因为我国人口众多,所以人均矿产资源还是比较低的。伴随着的经济快速发展,我国对于矿产资源的需求也在飞速增长,不过,我国当前的采矿技术还处在相对落后的阶段,采矿时的安全事故也是频发。不但造成财产的大量流失,人员也有较大伤亡。虽然我们的矿产丰富,不过开发利用效率非常低,这也造成了极大浪费,这些不利因素都制约了我国采矿业的发展。根据当前的采矿工程状况来看,如何采用有效的方法来使采矿工程科学、合理的发展已经成为了我国采矿工程科学的核心研究课题。再有就是怎样有效地利用现代采矿技术与先进的设备相结合来提高采矿工程的效率,也是如何提高矿产资源的利用率。所以,当前采矿业的相关研究人员要不断研发先进的采矿技术与方法,这样才能提高采矿工程的效率以及推动其发展。采矿业是一项利在当代,功在千秋的旷日持久的行业,很多行业中的人员都依靠自身经验判断和决定如何实施工程,而不是凭借精密的仪器来计算。跟随社会的发展,时代的进步,各种精密仪器和先进的设备都逐步引入到采矿业中来,这给采矿业带来了前所未有的便利条件。
二、对采矿业中存在的问题进行分析
1.采矿过程中所存在的技术问题。近几年虽然随着我国经济的快速发展,采矿业作业技术也取得了一定的进步,但是与国外一些发达国家相比仍然处于落后状态。由于采矿技术落后,使得我国矿产资源有了很大的浪费。我国的矿产业,不但在理论上没有取得创新,在实际的采矿技术上也没有取得突破性的发展,依然还是利用传统的技术进行开采。我国的矿产开发现在处于粗放节段,对于矿物质的开采仍然是小规模的生产开采模式。
2.采矿过程中所存在的安全问题。一提到采矿工程,人们的第一反应就是工程技术难度大,且复杂,同时其安全隐患也是人们所担心的。煤矿井是采矿工程中必须搭建的,并且是在地下进行开采工作,这一工作性质就决定了采矿工程在很大程度上受到自然条件的影响,且自然条件对于采矿业具有十分强大的约束力。人们针对不同的矿产资源所处的地质条件决定采取不同的开采技术手段,但是依旧会有很多意想不到的自然灾害所发生,例如人们所熟知的矿井透水、矿井坍塌以及矿井内部火灾等等,这些自然灾害都会给矿业工作人员带来很大的安全隐患。
3.国家关于采矿工业的政策问题。在我国国情的影响下,由于采矿工业受到了人们的高度关注,因此有很多企业都投身于采矿行业,而采矿工业也会给投资者带来巨大的经济效益。我国已经就采矿业颁布了众多的政策和相关法规,但是由于我国采矿业还相对落后,在政策和法规方面仍有漏洞存在,一些企业就会利用政策和法规的不完善处进行谋私,取得更多的经济利润。这些企业为了满足自身的利益,就很容易忽略采矿作业人员的人身安全问题。我国也针对此类现象进行过整改,但是此等事件却是频频发生。因此我国在采矿业方面的相关法规和政策还应该借鉴国外一些先进国家,继续不断的完善和加强,从而确保每一个采矿企业都能够在确保采矿人员人身安全的情况下进行作业。
三、新模式应用于采矿工程中的探讨
1.新模式应用的必要性
社会在不断的发展与进步,随着我国改革开放的日益扩大,全球所出现的问题,在我国也慢慢的显现出来。在全球经济不断提成的同时,资源的价格也在不断的上涨,不可再生资源的供给问题已经引起了全球人们的共同关注,人们开始对于不可再生资源进行担忧。让我们从实际出发,我国的政策是到2020年我国的国内生产总值要翻两番,根据我国目前资源使用量进行推算的话,在2020年资源的使用量将会增长一倍,从而致使我国的不可再生资源出现严重的紧缺现象,与此同时增加了全球不可再生资源的供给压力。也许在不久我们科技发展飞速,人们已经不在需要不可再生资源了,那么我们所担心的问题就不再重要,但是客观地看,我国的技术并未达到如此先进的地步,因此不可再生资源的紧张仍然是我们需要面对并且急需解决的问题。
2.新模式应用在采矿工程中
由于人们生活的需要,我国对于不可再生资源的开采仍在不断的进行着,为了缓解不可再生资源的减少速度,我们需要采用何种采矿模式是人们所需要解决的问题,也是全世界所面临和需要解决的共同问题。我国不可再生资源正在逐步的减少,为了控制其减少的速度我们只能靠控制其使用量来减慢其减少速度,但是对资源使用量减少的同时也会使得我国的发展速度减慢甚至会原地踏步,停滞不前。如何做才能够一举两得是我们所需要思考的问题。现阶段我们可以采取的唯一办法就是针对能源的需求以及矿资源的不同特点,从采矿工业进行着手,针对类别和方法进行探讨研究。在国家制定相关政策和法规缓解此问题的同时,我们应该利用新的采矿模式来减缓可持续发展道路中遇到的困难。
现阶段针对我国开采业越来越大,越来越多的现象,我们可以停止一些采矿企业,使其进行改造,向环保和可持续发展方向转型。然后依据我国矿业的实际需求量进行开采,并限制每家开采企业的开采量。目前我国科技发展的状态,已经可以利用一些技术来替代矿产资源的损耗,例如我国可以利用太阳能来取代多种矿资源,从来而减少矿业的开采。
目前已经有很多国家利用风能和水能进行发电,从而减少了煤矿业的开采,并为后代争取了一定的时间,使他们能够有更多的时间来解决这个全球性的问题。当然这个问题不是靠某一个国家就能够解决的,只有全球人们联合起来才能够有效的进行缓解,如果某些国家仍对不可再生资源进行开采的话,那么留给后代解决问题的时间就越来越少,不可再生资源也会越来越紧缺。
四、结束语
采用正确的采矿工作模式,对于采矿管理中所却在的缺陷不断的完善,研究出一条采矿模式的最好管理路径,建立起良好的管理体系,需找出可持续发展的平衡点,使得不可再生资源得到合理的利用,是人们在日后工作中急需要解决的问题。
参考文献
篇9
二、抓关键词
表达概念内涵即地理事物本质特征的往往只有几个词语。我们教师要帮助学生抓住关键词,分析疑难点。如天体“宇宙间物质的存在形式”这一概念,学生对“物质”并不难理解,“宇宙间”却难以确定。我指出,地球也存在于宇宙空间,是天体。但是,在地球大气圈以内的物质只能说是地球上的物质,不能说是天体。地球大气顶部是宇宙空间与地球的界线。教师只要讲清这一界线,学生就容易明白恒星、星云、行星、卫星、彗星、星际物质、运行中的人造卫星和宇宙飞船等都是天体。而停在发射架上的人造卫星,或是降落到地面的流星体残骸即陨星就不是天体。
三、归纳法
对内容较多、表述较长的地理概念进行归纳、提炼,分层次、多角度去理解。如自然资源的概念,完整的表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行归纳、转换,就是下列的两个属性:
自然属性:客观性,天然存在,没有经过人的加工
经济属性:有用性,在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换,自然资源的内涵就一目了然。
四、类比法
明确了单个概念的内涵和外延后,为了能达到准确运用的目的,还必须搞清概念间的几种关系。
1.近似概念
如天气和气候,国土和国土资源,热带雨林和热带季雨林,水资源、水力资源和水利资源等都属近似概念,很易混淆。只有从本质特征即内涵上区分,找出相同点和不同点,才能确定适用范围。
2.矛盾概念
外延相反的概念叫矛盾概念。如内力作用与外力作用,寒流与暖流,重工业与轻工业等。这类概念也必须从内涵入手,找出差异再分析外延上的相反性,确定“矛盾”所在,才能正确区分。如可再生资源和不可再生资源是一对矛盾概念。可再生资源是在人类历史时期内不断更新生长、繁殖的资源;在人类历史时期内不能重新出现的即是不可再生资源。两者的差异便是“人类历史时期内能否重新出现”这一时间尺度,也是导致其相反的主要原因。根据这一标准分析,矿产资源是不可再生资源,生物资源、土地资源、水资源、气候资源等都是不可再生资源。
3.包含关系的概念
地理环境、社会环境、城市环境三个概念,都表示人类生存的环境。但地理环境是以人类为中心的环境;社会环境是人类在自然环境基础上通过长期有意识的社会劳动创造的人工环境;城市环境是人类对自然环境干预最强烈的地区,人口多、房屋密集、交通拥挤是最大的特点。可见三个概念中,内涵最丰富的是城市环境,外延最大的是地理环境。
4.概念的广义和狭义
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1.太阳能领域中机械自动化发展的现状
虽然太阳能等可再生能源具有被大家广泛认可的优势,但是在对此类能源的开发上还面临着非常多的困难。中国在对太阳能资源的开发上没有自己的核心技术,在生产技术上不能和一些发达国家比较,在对一些太阳能开发过程中产生的废料处理技术上也不成熟[1]。太阳能产业作为新兴产业,用于太阳能资源开发的设备具有复杂性,各种设备之间的关系也愈加多样,这就奠定了太阳能技术开发产业的高科技地位,同时需要将机械自动化结合到太阳能领域中,提高太阳能开发的技术和效率。
2.太阳能光伏产业的应用
2.1.晶硅技术对太阳能技术的影响
目前在用电方面的重点产业是光伏发电产业,这也是未来的一种趋势。根据我国关于可再生能源推出的法律和对太阳能光伏产业的全球性重视,我国的太阳能产业队伍也迅速壮大起来,相应的开发设备也日趋完善[2]。但是,与一些发达国家相比,我国太阳能产业的综合能力还远远不足。现在我国多数的晶硅提纯技术是采用改良版的西门子法,并不具备自有的晶硅提纯技术,在生产发展中大部分技术还需要借鉴其他国家的先进技术,居于被动地位,用于生产开发过程中消耗的成本过大也是一个比较严重的问题。
2.2.PECVD技术对太阳能技术的影响
PECVD设备是广泛用于太阳能产业的技术,PECVD沉积Si3N4的设备发展已经达到了领先的技术水平地位,因为这种设备的成本相对于国际先进设备的价格较低,所以在国内也受到了一致的欢迎。虽然这种设备在价格上与其他国家先进的开发设备相比具有明显优势,但是在机械自动化方面与国际先进开发设备相比具有较大的距离,尤其表现在对设备装卸片的自动化上[3]。
2.3.硅片切片在应用中的注意事项
太阳能硅片的线切割机理是通过钢线在机器导轮的旋转下被带动,通过钢线的高速运转发生摩擦产生的切割过程。在硅片切片技术中对生产的硅片有较大的要求,需要切片的表面光滑平整,允许有小于0.5mm的几何误差,对切片上任意一对弧线弦线长度也有明确标准要求。硅片切片技术的发展越来越精准,对硅片切片的厚度要求也越来越高,硅片切片也越来越薄,已经发展到全球最薄硅晶片厚度只有180mm的程度。我国硅切片的生产技术与国际先进技术之间有很大差距,在未来的太阳能开发技术上还留有很大发展余地,在自动丝网印刷技术上也尚未掌握成熟的核心要领。
2.4.对太阳能光伏发电系统的简述
太阳能光伏发电系统是一种与自动化密切相关的发电系统,这种系统主要功能是对太阳能产品进行智能化的跟踪,但是我国现在对逆变器等光伏发电系统的必要组件的设计开发技术上的资源很少,在生产规模和成本上尚未达到标准。由于我国在太阳能光伏发电技术上的发展时间较短,所以如何让开发过程更加智能化是当前需要解决的重要问题,其次是研究如何降低开发成本。这种形势要求我国科研人员必须在对太阳能产业的研发中加大力度,以最快的速度改善中国在开发中的现状,增加对太阳能产业的研究力度,解决我国在太阳能开发技术中关于自动化和智能化的问题。
2.5.自动化在光伏逆变器中的应用
在光伏逆变器中,需要考虑到太阳能电池组件的利用率问题,光伏逆变器系统大都在较偏远地区,由于地理位置的特殊性,需要对光伏逆变器系统进行合理精准的设计,尽量减少该系统设备发生问题的可能性。这就要求太阳能产业相关科研人员在对光伏逆变器的研究开发中具备的缜密思维,以一丝不苟的态度进行开发与研究。
3.太阳能光热产业的发展应用
目前利用太阳能技术开发的产品已经走进了千家万户,比较典型的产品是太阳能热水器,随着科学技术的发展,太阳能科学技术也逐渐加入到了建筑工程中,开发出了太阳能建筑,将太阳能技术融入到了人们生产以及生活的方方面面。但是在中国的太阳能发展中,机械化和智能化尚具有明显的不足,而太阳能建筑正是对太阳能产业技术机械化和智能化高标准要求的体现。对太阳能热发电系统的主要核心要求是机械自动化,现在研发人员研发出了一种先进的太阳能采暖装置,这种装置的主要特点是完全自动控制性,让整个设备的运行以智能化的方式进行调节。
总结:
随着科技的进步和不可再生资源的日益减少,人类对太阳能等可再生资源的需求量也越来越大,虽然我国目前在太阳能产业领域上并不占有主导地位,很多技术还不够成熟,但是相信通过科研人员的不断创新,中国的太阳能产业一定会稳步前进。可再生资源被人类大量的开发带来的环境污染也值得大家重视,在不断对资源的开采利用中,对大自然的破坏性也不容小觑,所以太阳能等可再生资源的开发形势已经迫在眉睫。
参考文献:
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The thing flows in the process the renewable resources recycling and the use
SunQiuju
(Beijing Wuzi University)
Abstract: My enterprise regenerates the resources is the enterprise produced in the processing manufacture process, still had the use value to discharge the thing. Enterprise renewable resources type many, the place is dispersible, therefore, to regenerated there sources the recycling and the use set the special request. This article from our country renewable resources concept, the type and the thing flows the characteristic analysis to obtain, and proposes our country enterprise in this foundation to the renewable resources recycling use way
Key words: The thing flows the renewable resources recycling use
一、企业再生资源的概念、种类和物流特点
1. 企业再生资源的概念、种类
钢铁冶炼工业的主体再生资源是废金属和废渣:废金属主要是通过企业内部物流,更新进入生产工艺过程中;废渣主要是进行厂内处理(如水淬),进入全社会废弃物物流,或由其他行业实行再生加工利用。
煤炭工业的主体再生资源是煤矸石:煤矸石的物流特点是装运量大,占地面积大,物流成本高,回收利用的关键是降低成本,创造经济效益。
电力工业的主体再生资源是粉煤灰:粉煤灰形态特殊,污染严重,一般不能利用社会回收物流来利用,电力企业内部一般很难消化。这类资源常采用专用物流管道排放或输送到利用粉煤灰的其他企业,形成稳定的、专用的物流线。
机械加工业的主体再生资源是金属废屑、边角头残余和机械加工废品等。这些资源往往经过压块的流通加工后再运输,利用社会公共物流设施送至需要单位。也有的企业内部设熔炼设备,再生成原状态后再重新使用。
粮食加工业的主体再生资源是谷、壳和糠等。这些资源的利用主要是企业再生加工成饲料和其他产品,也可以利用社会物流运输出厂,供其他企业使用。
化工工业的主体再生资源。主要有化工原料、材料、化肥、日用、化工、化工产品及这些企业生产的排放物(电石废渣、废油脂、废碱、废酸等)。这些资源主要是企业内部综合利用或提供给相关企业。
畜物屠宰业的主体再生资源。主要有废毛、畜此、角壳、骨等。这些资源主要是参与社会物流综合加工利用。
2.再生资源物流的特点
再生资源物流种类繁多。再生资源种类繁多。是由于它的产生渠道多,方式复杂,这就决定了再生资源物流方式的多样性企业再生资源种类繁多,是由以下三个因素决定的:①生产企业都有可能产生再生资源,企业类型不同产生的再生资源不同。②几乎每个生产企业的每一个工序,每个阶段的生产过程都会产生再生资源。③社会各行业,几乎所有人类的成果,最终都可能产生再生资源。
企业再生资源的物流数量大。许多种类再生资源有单独处理数量较大的特点。这就决定了再生资源物流需要消耗较大的物化劳动及活劳动,需要有一个庞大的物流系统来支撑。
企业再生资源物流的粗放运作。企业再生资源中除少数特别有价值外,绝大多数价值低、数量大。一般经过一次生产或消费之后,主要使用价值已耗尽。因而在纯度、精度、质量、外观等方面都不是很好,这就决定了采取粗放运作的物流方式处理企业再生资源是很必要的。
企业再生资源物流的路程较短。企业再生资源物流的路程一般都较短,这是由于企业在处理再生资源时,承受的物流费用较高。企业一般都尽可能在企业内部解决或由相关企业消化。
二、企业几种主要再生资源的回收利用
1.废钢铁的回收和利用
废钢铁是企业再生资源的重要一部分。废钢铁虽然是生产建设和人民生活中产生的废料。但是它又是生产建设的重要材料。随着企业生产和基本建设规模的不断扩大,
企业回收废钢的经济意义。企业产生的废钢铁在不断增加,非常有必要很好地回收和利用,使之转化为新的生产要素。回收的废钢铁,通过直接回炉冶炼,旧物换新,加工改制,可以扩大社会的钢铁资源。
节省矿产资源和能源。钢铁是工业原材料的重要组成部分,是生产劳动工具的主要原材料,在工业原料中占有十分突出的地位。废钢铁的回收和利用,还可以节省大量的建设资金,运输能力等。
可以节省企业生产运作资金。企业加大对废钢铁的回收和利用,不仅可为国家扩大资源,节省大量的能源,同时,还可以节省企业的生产运作资金。企业充分利用社会回收网络,充分利用废旧钢铁,要比直接购进原钢铁材料要经济得多。
企业废钢铁的回收利用途径。企业废钢铁的回收渠道主要有三个方面:①企业生产性回收。②机械加工生产企业和基本建设单位的废钢铁的回收。③社会回收。企业对废钢铁的加工利用方法:①企业对废钢铁的回收加工。企业对废钢铁的回收加工主要经过气割、剪切、破碎、打包压块、分选等过程。②企业对废钢铁的再利用。企业回收的废钢铁用于社会再利用。废钢铁的用途很广,它是炼钢、铸造、制造中农具及小五金产品的重要原料。
2.企业对废纸、纸板的回收利用
企业废纸、纸板资源较分散,回收难度较大。废纸、纸板的回收利用的一个明显的特点是,必须建立一个稳定的废纸收集系统。有足够的废纸、纸板的回收力度,才能批量供给再生加工。
3.废玻璃瓶、废玻璃的回收利用
废玻璃瓶的回送复用。回收复用运输并不用专门安排运力,而是一个配送回程的“捎脚”运输。企业废玻璃的原厂复用。玻璃生产企业的碎玻璃原厂复用,是将各生产工序产生的碎玻璃都回运到配料端。这是一种经济可行的再生资源物流方式。
作者单位:北京物资学院物流学院
参考资料:
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二、抓关键词
表达概念内涵即地理事物本质特征的往往只有几个词语。我们教师要帮助学生抓住关键词,分析疑难点。 如天体“宇宙间物质的存在形式”这一概念,学生对“物质”并不难理解,“宇宙间”却难以确定。我指出, 地球也存在于宇宙空间,是天体。但是,在地球大气圈以内的物质只能说是地球上物质,不能说是天体。地球 大气顶部是宇宙空间与地球的界线。教师只要讲清这一界线,学生就容易明白恒星、星云、行星、卫星、彗星 、星际物质、运行中的人造卫星和宇宙飞船等都是天体。而停在发射架上的人造卫星,或是降落到地面的流星 体残骸即殒星就不是天体。
三、归纳法
对内容较多、表述较长的地理概念进行归纳、提炼,分层次、多角度去理解。如自然资源的概念,完整的 表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行归纳、转换,就是下 列的两个属性:
自然属性:客观性,天然存在,没有经过人类加工
经济属性:有用性,在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换,自然资源 的内涵就一目了然。
四、类比法
明确了单个概念的内涵和外延后,为了能达到准确运用的目的,还必须搞清概念间的几种关系。
①近似概念
如天气和气候,国土和国土资源,热带雨林和热带季雨林,水资源、水力资源和水利资源等都属近似概念 ,很易混淆。只有从本质特征即内涵上区分,找出相同点和不同点,才能确定适用范围。例如降水和降雨,都 表示大气中水汽凝结降落到地面这一现象。不同点是降水指从云雾中降落到地面的液态和固态水,而降雨即从 云中降落到地面的滴状液态水。可见,降雨只是降水的一部分,仅指液态水即雨水。所以,在描述气候特征时 ,如亚热带季风气候年降水量1000mm左右,用的是“降水量”;河流的五种补给形式之一是“雨水”即降雨, 两者不可调换。
②矛盾概念
外延相反的概念叫矛盾概念。如内力作用与外力作用,寒流与暖流,重工业与轻工业等。这类概念也必须 从内涵入手,找出差异再分析外延上的相反性,确定“矛盾”所在,才能正确区分。如可再生资源和非可再生 资源是一对矛盾概念。可再生资源是在人类历史时期内不断更新生长、繁殖的资源;在人类历史时期内不能重 新出现的即是非可再生资源。两者的差异便是“人类历史时期内能否重新出现”这一时间尺度,也是导致外延 相反的主要原因。根据这一标准分析,矿产资源是非可再生资源,生物资源、土地资源、水资源、气候资源等 都是可再生资源。
③包含关系的概念
地理环境、社会环境、城市环境三个概念,都表示人类生存的环境。但地理环境是以人类为中心的环境; 社会环境是人类在自然环境基础上通过长期有意识的社会劳动创造的人工环境;城市环境是人类对自然环境干 预最强烈的地区,人口多、房屋密集、交通拥挤是最大的特点。可见三个概念中,内涵最丰富的是城市环境, 外延最大的是地理环境。它们外延上的关系可用下图表示:
附图{图}所以,要区分这类概念,应在确定内涵的基础上,根据内涵大外延小,内涵小外延大的原则来分 析彼此间的包含与被包含的关系。
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我国工业特别是重化工业所占的比重较高,低能耗的服务业和第三产业发展滞后。目前,我国一次能源生产量中煤炭所占比例达2/3,电力结构中,燃煤发电约占80%,这与我国的“富煤、缺油、少气”的资源特点密切相关[2]。建材、钢铁、电力和化工等高耗能行业发展过热,部分行业仍存在工艺和装备缺陷。
1.2资源、能源消耗日益加剧
我国正处于经济高速发展阶段,资源、能源消耗日益加剧,经济增长方式亟待转变。我国高碳经济特征十分明显,作为出口大国,已经成为世界工厂,能源和消耗快速增长。单位GDP能耗虽然有所下降,但与发达国家相比,具有很大的差距。部分地区高污染、高能耗、高排放、低产出的经济生产方式依然存在,部分企业工艺陈旧,设备老化,节能技术应用不广,造成资源、能源浪费严重,环保设施落后甚至缺少,造成极其严重的污染。
1.3可再生资源利用率低
可再生的能源在消耗后可以得到恢复和补充,如水能、太阳能、风能、地热能、海洋能等,是目前最为理想的清洁能源。但由于技术条件、区域限制、前期经济投入等因素的制约,可再生资源开发利用的普及率很低。
1.4公众环保意识薄弱
我国公众的环保意识相对薄弱,大部分人普遍认为低碳环保是政府的行为,与个人没关系,一些人甚至认为低碳环保与经济发展是对立的关系,制约经济的发展,公众的节约意识不高、绿色消费意识淡薄,过度消费现象较为普遍。
2发展低碳经济的对策
2.1大力开展低碳宣传,培育全民低碳意识
培养全民低碳生活意识是一件利国利民利于生存环境的好事。要树立公民低碳意识,除加强宣传外,公民和社会主体自身更要培养低碳意识,认真履行环保责任,让更多的社会主体全面、积极地落实低碳生活,从点滴做起。对广大民众进行节能、绿色消费等方面的教育和引导,树立全民低碳理念。例如,按照我国科技部《全民节能减排手册》计算,全国减少10%的塑料袋,可节省标煤约1.2万t,减排二氧化碳31万t。因此,公众个人的行动非常重要,应扩大低碳理念的普及推广,加强对社会公众的宣传教育[3]。只有通过宣传教育,让民众了解和认可,才能从根本上转变其行为意识,从根本上和长期上实现低碳经济,大力推行节能减排,发展低碳经济,就一定会为环境友好型社会的建设做出更大的贡献。
2.2发展低碳产业和低碳技术,加快低碳经济发展
产业是经济发展的基础和动力,现有的产业发展以经济利益为第一目标,导致了大量的社会和环境问题。发展低碳经济的有效途径是大力发展新型产业包括新兴的低碳新兴产业,既包括可再生能源、节能环保等低碳能源产业,又包括新材料、信息、生物医药等高新技术产业,以及软件、金融等现代服务业,通过调整产业结构,促进节能。此外,对传统高耗能产业通过技术升级,促进节能降耗,实现低碳化发展[4];低碳技术主要是通过自主研发和国外引进2种途径发展减碳技术、无碳技术、去碳技术,以促进低碳经济发展。
2.3推广可再生能源利用,优化能源消费结构
各地区应该因地制宜地发展可再生资源,建立鼓励政策。在经济和技术上给予大力支持,促进可再生能源产业的发展。通过可再生资源的利用和推广,逐步取代传统能源的使用,改变能源消费的方式。
3结语
我国作为世界能源消费大国和碳排放大国,必须履行自己的国际义务,为世界节能减排做出积极的贡献。发展低碳经济是出路所在,是实现社会可持续发展和经济环境协调优化发展的内在要求[5]。因此,我国必须不断地加快低碳技术和生产方式的研发和推广,加快经济发展模式由高碳向低碳经济发展模式转变的进程。
4参考文献
[1] 赵洪波.我国推行低碳经济的策略研究[J].经济研究导刊,2010(23):18-19.
[2] 苏杭.关于推动我国低碳经济发展的几点思考[J].黑龙江对外贸易,2011(11):80-82.