产业生态学-第01章1

产业生态学主讲人：金鑫IndustrialEcology联系方式地址：3号教学楼104室电话：68946458（办公室）E-mail：[e-mail]工业工程专业培养目标：培养具备现代工业工程和系统管理等方面的知识、素质和能力，能在商企业从事生产、经营、服务等管理系统的规划、设计、评价和创新工作的高级专门人才。教学内容及课时分配第一章产业生态学概论；（6学时）第二章产业生态学的基本原理；（4学时）第三章产品生命周期评价；（3学时）第四章产业代谢分析；（3学时）第五章环境风险评价；（2学时）第六章产品生态设计（3学时）第七章生态产品与生态产业（3学时）本选修课教学的基本要求了解人类产业活动对环境的影响；掌握产业生态学的基本知识；掌握产品生态系统管理方法；掌握产品生命周期评价技术；掌握产品生态设计与分析技术。考核办法考核方法考查：提交论文成绩评定1、平时成绩（30%）2、期末提交论文成绩（70%）参考书目《产业生态学》王寿兵吴峰刘晶如编著化学工业出版社2006年1月第1版；《生态产业与产业生态学》周文宗刘金娥左平王光编著化学工业出版社2005年1月第1版；《产业生态学》T.E.GraedelB.R.Allenby著，施涵译清华大学出版社2004年3月第1版。学习本课程的目的1.深化环境保护和可持续发展在学生思想中的影响；2.使学生了解和掌握产业生态学的基本思想、理论方法及发展趋势；3.引导学生将环境意识与专业的学习和研究内容相结合，为社会培养绿色产品开发、生态产业规划、建设和实施循环经济所需要的高级人才。4.把产业生态学的思想和认识带入以后的工作领域，并在具体的工程项目和商业活动中得到验证，对于实现资源和环境的可持续发展奠定基础。前言大气污染是全球性的环境问题1.华能热电厂大气污染是制约大厂区经济发展的重要原因扬子石油化工公司酸雨使石狮身上生满“虱子”4.固体废弃物污染杂乱无章的固体垃圾严重污染美观及视觉快餐盒是一种危害很大的白色污染物放错了位置的资源——垃圾的运输.压缩.固结示意图５.烦人的噪声污染噪声可使肉鸡脱毛,甚至死亡由吸声材料建成的体育馆馆顶６.可怕的放射性污染(1)核电站外貌(2)穿辐射防护服的工作人员热水冷水鼓风机上升气流沿海核电站会污染近岸水域,因为它向海洋排放()A.废气B.粉尘C.热水D.垃圾冷却塔外貌及冷却示意图c（1）黑色的海洋“沙漠”7.海洋污染——“黑海”与“红海”可怜的小鸟(2)红色的赤潮引起赤潮的几种藻类森林植被遭到破坏水土流失严重建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。----胡锦涛十七大报告加快转变经济发展方式调整优化经济结构要打好节能减排攻坚战和持久战。一要以工业、交通、建筑为重点，大力推进节能，提高能源效率。扎实推进十大重点节能工程、千家企业节能行动和节能产品惠民工程，形成全社会节能的良好风尚。今年要新增8000万吨标准煤的节能能力。所有新建、改建、扩建燃煤机组必须同步建成并运行烟气脱硫设施。二要加强环境保护。积极推进重点流域区域环境治理及城镇污水垃圾处理、农业面源污染治理、重金属污染综合整治等工作。新增城镇污水日处理能力1500万立方米、垃圾日处理能力6万吨。三要积极发展循环经济和节能环保产业。支持循环经济技术研发、示范推广和能力建设。推进矿产资源综合利用、工业废物回收利用、余热余压发电和生活垃圾资源化利用。四要积极应对气候变化。大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极发展新能源和可再生能源，加强智能电网建设。加快国土绿化进程，增加森林碳汇，新增造林面积不低于8880万亩。-----摘自温家宝《十一届三次会议政府工作报告》小康社会描述2020年全面建设小康社会目标实现之时，中国应当成为“人民富裕程度普遍提高、生活质量明显改善、生态环境良好的国家”。小康社会图景的重要组成部分产业生态学的概念概括为是一门研究产业子系统与自然生态系统整体之间相互作用关系及其可持续发展的交叉学科。利用一体化的生产方式来代替过于简单化的传统生产方式－－产业系统象一个生物生态系统一样循环运行。产业生态学的发展史20世纪70年代，产业活动导致的环境恶化使人们认识到研究产业活动与生态环境关系的重要性。产业生态学思想—萌芽发展60年代末，日本通产省注意到工业化在生态方面的代价很高，组织工业-生态小组，重点研究能源方面的政策，开发新能源技术。80年代末通用公司副总裁Frosch发表了《可持续工业发展战略》，倡议让产业系统的运行像生态系统一样循环运行，正式提出了产业生态系统的概念；1991年5月，美国科学院首届产业生态学讨论会在华盛顿召开，会议出版物《产业生态学：产业界的环境议程》，解释了产业生态学的思想，简明扼要。使产业生态学的思想得以在实业界迅速传播。1995年左右，产业生态学已经成为一个研究领域。并对该领域进行规范；传统产业活动模式-单个的制造过程，即获取原材料-生产产品、排出废物的模式应该转换为一种更综合的模式，能源和物质的消耗是优化的，产生的废物是最少的，一个过程的排放物将作为另一个过程的原料。1997年，世界上第一本有关产业生态学的学术期刊《产业生态学》杂志由美国MIT和耶鲁大学联合出版发行，标志着产业生态学作为一门新兴的应用生态学学科逐渐为世人所接受；2000年，在世界范围内成立了国际产业生态学学会（TheInternationalSocietyforIndustrialEcology）,标志着产业生态学正式步入有组织的系统研究阶段国内外的产业生态学教育耶鲁大学作为全美历史昀悠久的环境类研究生教育计划一部分；为高级管理者举办训班，为政府和企业做战略分析和产品分析。挪威理工大学1996-1997作为实验教学开始招生；哈佛大学（肯尼迪政府学院）1995年MPA学生开设了这门课程《产业生态学和绿色设计》；丹麦技术大学1994年在制造工程系开设，是硕士学位课。复旦大学2003年在环境科学与工程系本科选修课，2004年硕士选修课清华大学化学工程硕士计划中；东北大学材料与冶金学院热能与动力工程专业课程中，2000年开始博士生也设置了产业生态学的内容。武汉大学环境科学系硕士生课，对全校的博士生也讲授了产业生态学的发展、原理和研究领域。北京理工大学研究领域1.工业系统与自然生态系统对比研究（基础研究）2.工业代谢分析；（企业）3.生命周期环境评价（产品）4.生命周期成本评估；（产品）5.生态设计；（产品）6.面向产品的环境政策；国家或全球7.生态工业园区运作机理与运作模式研究。（企业群）产业生态学的应用-3层次宏观上可作为国家产业政策的重要理论依据，将产业生态学的理论与政策融入国家法律、经济和社会发展纲要中，促进国家及全球生态产业的发展。中观上是企业生态能力建设的主要途径和方法，涉及到企业的竞争力、管理水平、生产规划方案等；微观上应用具体产品和工艺的生态评价与生态设计方法，如环境设计、生命周期评价等。产业生态学被国际上认为将带来一场新的产业革命，已引起科学界、产业界和政府的广泛关注和积极研究探索。1第一章概述1.1近代产业发展1.2近代产业影响可持续发展的特征1.3产业发展与地球资源1.4产业发展与环境污染1.5人类社会面临的抉择1.1近代产业的发展1.1.1产业什么是产业指以商业规模进行各种商品的生产和销售以及各种服务业的经营等社会经济活动。产业活动分大领域3如何形成的？最早的产业活动是从为人类提供衣食的农业开始的。随着农业生产发展水平的提高，一部分人逐渐从农业中分离出来，从事工业和其它经济活动。农业和工业发展了，人类又要求满足物质生活之外更高级的需要，如商业、服务业等，所以逐渐形成了产业活动的三大领域即三大产业。三大产业的形成农业工业其他产业农、林、牧、渔商业、服务业建筑业、制造业产业生态学就是研究三大产业的产业活动与自然生态环境之间的相关关系的科学。即对环境的影响。农业工业其他产业农、林、牧、渔商业、服务业建筑业、制造业1.1.2三次产业革命第一次产业革命（科学技术革命、工业革命）近代产业的出现和发展是以十八世纪的工业革命（或称产业革命）为契机的。以蒸汽机技术和纺织机械技术等第一次科学技术革命为推动力的工业革命改变了整个生产和社会生活的面貌。第一次工业革命技术进程表领域时间发明人成果国别纺织机械飞梭1733约翰.凯伊织布效率提高两倍英珍妮机（手摇纺纱机）1764詹姆斯.哈格里夫斯提高效率15倍英水力纺纱机1769阿克莱特自然力代替人力→纺纱厂英水力织布机1785卡特莱特效率提高40倍英动力机械蒸汽机1769瓦特工业技术的飞跃英汽轮机船1807富尔顿开创了动力航海美蒸汽机车1814史特芬逊促进了铁路的飞速发展英国铁路从1825～1850建成9655.8Km英机床车床刨床1825克莱门特出现了机器制造业英汽锤1839内斯密斯英镗床1848罗伯茨英第一次产业革命后世界生铁产量状况（万吨）年代国别英国美国法国德国俄国186038083.4905032.11882872.5469.6206.9368.747.3第一次产业革命后世界铁路建设情况（公里）英国美国法国德国俄国9655.8（1850年）49890（1860年）2000（1840年）5859（1850年）1500（俄里）（1861年）32000（1890年）150086（1880年）22426（1872年）15139（俄里）（1880年）中国：中国：20042004年运营里程年运营里程74000Km74000Km（世界（世界6%6%））英国的发展－－－－－－从十八世纪中叶到十九世纪下半叶，英国率先完成了工业革命，使其制造、航运、纺织等行业生产水平和技术处于世界领先地位。到十九世纪下半叶，当时人口不到世界总人口三十分之一（2600万）的英国，制造业产量约占世界制造业总产量的三分之一。工业革命－－－－对全球的影响十九世纪中叶，从人口、地域上讲，工业革命虽然只在少数国家（欧洲、美国）和地区完成，但是却影响了整个世界的产业和社会发展。从工业革命基本完成到二十世纪初，随着能源的大量利用和劳动生产率成倍的提高，资源利用、殖民地占领和开拓、世界贸易达到了空前规模。有史以来世界主要金属产量比较图（亿吨）人口－－社会需求－－进一步发展在欧洲、北美等工业国经济发展的同时，人们的生存条件得到地极大地改善，从而刺激了人口的增长。在1940年以前的100多年中，世界人口增加了一倍以上，由十多亿增加到了二十二亿。人口的增长又进一步扩大了社会需求，增强了购买力，刺激了产业的发展和新的产业及产业技术的出现。第二次产业革命－到十九世纪70年代，出现了以电力和内燃机为主体的第二次科学技术革命。在这次技术革命的推动下，工业生产技术有了更大进步，钢铁、化工、机械制造、电力等重工业和铁路运输等近代交通运输业得到了迅速发展。第二次产业革命自由资本主义－－垄断资本主义发动机和电动机的发明－－－电气化时代的到来；内燃机的出现－－－促进石油的开采，导致钢铁、采煤和机械制造的发展，使电力、电器、化学、石油、汽车、飞机制造等部门得到了进一步发展。电话、电车、无线电的发明－－便利了交通和通信；在这次技术革命的推动下，工业生产技术有了更大进步，钢铁、化工、机械制造、电力等重工业和铁路运输等近代交通运输业得到了迅速发展。第二次科学技术革命技术进程表时间内容发明人成果国别1873直流电动机格拉姆动力革命比利时1875铁矿除磷法托马斯1876汽油机奥托法国1876电话贝尔美国1877录音机麦克风爱迪生美国第二次科学技术革命技术进程表1879电灯爱迪生美国1879电气铁路法国1882远距离输电德普勒法国1882火力发电站爱迪生美国1886汽车本茨德国1887电气化地铁英国1896无线电马克尼意大利1897柴油机狄塞尔法国1903飞机莱特兄弟美国以美国为例：从1923-1929年6年间，钢铁产量从4490万吨增长到5640万吨。发电量从713亿度增长