论物质循环与能源充分利用
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 13098 次点击
摘要:本文阐述了物质循环的概念、类型以及运用,分析了我国能源消耗现状,并对我国未来能源消耗需求进行了预测与展望,指出在我国能源消费总量将持续增长的情况下,必须坚持科学发展,推动节能降耗,走循环经济发展的道路。
关键词:物质循环;能源;循环经济
作为经济蓬勃发展的发展中大国,能源问题是我国完成现代化、建设小康社会和实现第三步战略目标宏伟任务及实现21世纪经济、社会可持续发展、构建社会主义和谐社会的重要物质基础。改革开放以来,我国经济持续增长、已经实现了翻两番的发展目标,但能源消费却是以翻一番的速度增长,甚至是以牺牲环境为代价的。多年来,我国以极高的资源、能源和生态、环境成本生产各种产品供社会消费和出口,加速了环境破坏和诸多资源的耗竭,留下巨额生态赤字;如果实行“高效、低耗、低污染”的现代文明生产方式,有效利用各种资源,那么,我们现在所消耗的资源、能源可以创造出双倍的经济价值、社会价值和生态价值。有专家测算,回收1吨废纸能生产0.8吨好纸,可以少砍17棵大树,可以节省3立方米的垃圾填埋空间,还可以节约一半以上的造纸能源,减少35%的水污染。如果全国每年1,400万吨废纸能够回收利用,就可以生产1,120万吨好纸,少砍2.38亿棵大树,节省4,200万立方米的填埋空间。若全国每年500万吨废钢铁、20多万吨废有色金属及大量的废塑料、废玻璃等能够回收利用,又将节省多少资源,减少多少污染?“据统计资料分析,如果能充分利用可回收利用的再生资源,全国每年至少可以让价值500亿元的资源免受损失,还可以偿还生态、环境欠债,优化环境、修复生态之效”。在工业化和城市化的驱动下,我国能源需求还将大幅度持续增长,要满足日益增长的能源需求,就需要我们在发展经济的同时,充分节约和利用一切资源、能源,使现有资源、能源能够再循环利用,实现国民经济又好又快发展。
一、物质循环的概念、类型及运用
(一)物质循环的概念。生态系统的物质循环是指无机化合物和单质通过生态系统的循环运动,可以用库和流通两个概念来加以概括。库是由存在于生态系统某些生物或非生物成分中的一定数量的某种化合物所构成的。对于某一种元素而言,存在一个或多个主要的蓄库。在库里,该元素的数量远远超过正常结合在生命系统中的数量,并且通常只能缓慢地将该元素从蓄库中放出。物质在生态系统中的循环实际上是在库与库之间彼此流通的。在物质循环中,周转率越大,周转时间就越短。
(二)物质循环的类型。生态系统的物质循环可分为三大类型,即水循环、气体型循环和沉积型循环。
1、水循环。生态系统中所有的物质循环都是在水循环的推动下完成的,因此,没有水的循环,也就没有生态系统的功能,生命也将难以维持。
2、气体型循环。在气体循环中,物质的主要储存库是大气和海洋,循环与大气和海洋密切相连,具有明显的全球性,凡属于气体型循环的物质,其分子或某些化合物常以气体的形式参与循环过程。气体循环速度比较快,物质来源充沛,不会枯竭。
3、沉积型循环。主要蓄库与岩石、土壤和水相联系的是沉积型循环,如磷、硫循环。沉积型循环速度比较慢,参与沉积型循环的物质,其分子或化合物主要是通过岩石的风化和沉积物的溶解转变为可被生物利用的营养物质,而海底沉积物转化为岩石圈成分则是一个相当长的、缓慢的、单向的物质转移过程,时间要以千年来计。
气体循环和沉积型循环虽然各有特点,但都能受能量的驱动,并依赖于水循环。生态系统中的物质循环,在自然状态下,一般处于稳定的平衡状态。也就是说,对于某一种物质,在各主要库中的输入和输出量基本相等。
(三)物质循环的运用。面对经济发展中如影随形的高消耗、高污染和资源环境约束问题,我国应寻求经济增长模式的全面转变。物质循环运用包括三个方面:即大循环、中循环和小循环。
1、大循环。大循环是指社会整体循环。如工业产品经使用报废后,其中部分物质返回原工业部门,作为原料重新利用。从工业到农业,从企事业到社区、到家庭、到个人、到全社会的每一个领域,从原材料到产品、到商品、到消费、到回收再利用的每个环节,使全社会各行各业、各个领域、每家每户,在生产、流通、消费领域中都能形成行业之间、领域之间、户户人人之间的能量与物流多层次循环交换的庞大网络。比较而言,大循环在经济规模基本稳定的情况下,对提高资源效率方面的作用更大。从社会整体循环的角度,只有大力发展旧物调剂和资源回收产业,才能在整个社会的范围内形成“自然资源——产品——再生资源”的循环经济之路。
2、中循环。中循环指生产者之间、消费者之间、生产者与消费者之间的循环。例如,某地下游工业的废物,返回上游工业作为其原料重新利用;或者,某地以工业的废物和余能输送至其他工业加以利用。在生产者与生产者之间,大力发展生态工业园或生态产业园区,把不同企业的物流联系起来,使下游工业的废物返回上游工业、作为原料,或某一工业的废物、余能送往其他工业去加以利用。在消费者与消费者之间,一些单位或服务业,小至家庭之间,也可通过开办跳蚤市场、互相交换、销售或赠与等活动,开展闲置物品的对换调剂。
3、小循环。小循环是指生产者、消费者内部的物质循环。例如,下游工序的废物返回上游工序作为原料重新利用;又如,水在企业内的循环,以及其他消耗品、副产品在企业内的循环。在工业企业中,实行清洁生产、改变产品设计、改革生产工艺、节约资源和能源,在本企业内部实施原材料和能源的循环利用。在农业生产中,实施生态农业,以实现经济增长与环境保护的双赢。在服务业中,调整和改进营销方式,实现经济增长和环境保护的双重效益。在消费者内部,小至一个家庭中,也可以从废纸、废包装物、废水等废旧资源的回收利用入手,实现资源的重复利用,减少垃圾废物的产生或可再生资源的流失浪费。
二、我国能源消耗状况与预测
鉴于现代社会发展对能源消费依赖程度日益提高,认识和把握国家能源消费行为规律及其变化趋势已经成为提高能源供应保障安全和充分利用能源的一个基本前提和必要条件。
(一)我国能源消耗现状。本文试通过统计数据对此进行较为深入的探析,说明能源消费增长慢于GDP增长。1993~2006年我国经济持续快速发展,GDP由35,333.9亿元增加到209,406.8亿元,年平均增长10%,相应地,能源消费总量也稳步增长,由115,993亿吨标准煤增加到245,669亿吨标准煤,年平均增长率达到5.9%,经济增长与能源消费增长之比为1.69:1,总体上能源消费增长慢于GDP增长。从统计数据中可以看出,1993~2006年间,我国能源消费的平均增长速度比GDP平均增长速度约低4.1个百分点。但2003年以来,能源消费与GDP增速明显加快,都达到10%以上,尤其是2003~2005年,能源消费增长速度还超过了GDP的增速,主要原因是这三年投资增长过猛,重工业在工业中的比重明显上升。全社会固定资产投资连续三年增长26%以上,钢铁、水泥、化工、电力等高耗能产业迅速扩张,高耗能产品产量大幅增长,从而造成能源消费量增长过快。工业是能源消费的主要部门。长期以来,我国的经济发展形成了以第二产业为主体的经济结构。这种产业结构特征在一定程度上决定了我国工业是能源消费的最主要部门。1993~2005年我国工业能源消费年均增长5.8%,工业能源消费占能源消费总量约70%,同期,工业增加值年均增长11.5%,工业增加值占GDP的比重超过50%,工业能源消费每增加1个百分点,可拉动工业增加值增长近2个百分点。
中国科学院可持续发展战略研究组首席科学家牛文元说,多年计算的平均结果显示,中国经济成长的GDP中,至少有18%是依靠资源和生态环境的“透支”获得的。我国能源综合利用率仅为32%左右,比国外先进水平低十几个百分点,我国单位国民生产总值的能耗高于世界先进水平3~7倍,主要原材料消耗高于5~30倍。工业排放污染物超过发达国家10倍以上。我国三大石油集团人均年销售收入仅为埃克石油公司的1/40,人员却是它的22倍多。我国每年环境污染、自然灾害和水资源短缺造成的经济损失累计相当于我国国民经济每年新增GDP的8%。目前,我国能源消费总量已位居世界第二,约占世界能源消费总量的11%,而人均煤炭、石油、天然气资源量仅为世界平均水平的60%、10%和5%。