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关键词:生物基塑料 概念 存在问题 未来展望
近年来随着生物基塑料的研发和应用,一些传统的塑料制品已经被其替代,生物基塑料已经在解决资源和环境问题上发挥了重要作用。本文分析了生物基塑料的研究状况及当前发展中遇到的主要问题,并对生物基塑料的未来发展前景进行展望,以期为经济社会的可持续发展做出贡献。
一、生物基塑料的概念
1.生物基塑料的定义
2003年11月日本的生物塑料协会将生物塑料定义为生物分解塑料和生物基塑料。所谓生物分解塑料(BDP)是指,在一定环境条件下,这类塑料能够由细菌、藻类、真菌等微生物的作用分解,而不会带来环境问题,目前生物分解塑料既来源于石油又来自可再生资源。所谓的生物基塑料(BBP)是指可再生资源例如淀粉、蛋白质、纤维素、木质纤维素、生物聚合物及二氧化碳等,以这些材料为原料加工而成的塑料,就被称为生物基塑料。所谓生物塑料就是指绿色的生物材料,它不会对环境造成污染,或能够减轻对环境的污染,是给空气带来二氧化碳负担的“碳中性”材料。
2.具有代表性生物基塑料产品的特点比较
3.生物基塑料的检测标准
对生物基塑料的检测方法主要是通过对其进行C-14分子标记,然后测量其产品中各组分的碳原子是生物碳或化石碳及含量在总有机碳中的百分比(质量分数)。例如计算以淀粉为原料制造的淀粉基塑料的生物基含量:
50%淀粉与50%聚乙烯的淀粉基塑料,其中淀粉生物C含量为41%、聚乙烯生物C含量为82%,其生物基含量的计算方法为(50%×41%)÷(50%×82%+50%×41%)=33.3%。日本的生物含量的等级分为4个:25%~50%,50%~75%,75%~90%,>90%,其中25%~50%的产品所占的比例最大。
二、当前生物基塑料发展状况
随着,公众环保意识的逐步增强,探寻资源的可再生方法已经得到了越来越多人的关注,将一些常见的可再生资源例如谷物、木材、甜菜等制造成生物聚合物,实现资源的再生。目前,生物基塑料的研究已经完成了由初级研究到商业化、规模化方向的发展,截止到2012年全球生产制造的生物基塑料产量达500Kt左右,其所能带来的能量达1060kt,根据美国Fredonia集团的研究报告表明,生物基塑料的需求量在未来的几年里其增长率仍会大幅度提高。欧洲的生物塑料协会预测在未来的几年里生物基塑料的生产规模仍然会扩大,今后可被生物分解的生物基塑料中制造业产品如儿童玩具、汽车装饰用品、汽车零件及家用电器等的需求量最大且增长速度最快,预测增长速度会超过20%。目前生物基塑料在我国的应用主要是在以下5个行业:一包装行业;二制造业;三纺织业;四农用地膜;五医学业。
三、生物基塑料使用的主要技术
1.“生物成型”技术
作为世界知名的可口可乐公司承诺在2020年,本公司所使用的所有的PET容器都将使用生物材料,该产品主要是由美国著名的生物技术公司Virent、Gevo共同研发生物合成PX工艺,实现PTA的绿色化。Virent公司已经成功的采用了“生物成型”技术,将玉米、甘蔗等含糖作物与糠醛生物共同转化为PX,实现了完全由可再生材料合成生物基PET。
2.分子重组技术
目前,国际上知名的生物化工企业Virent、Gevo、Avantium等已经成功的应用生物技术从植物、农作物的废弃物等资源中进行分子重组转化为PX,并通过氧化技术生产出PTA,从而实现了100%的PET生物基产品。
3.“YXY”技术
美国生物化工Avantium公司与美国高校共同研发了“YXY”技术,该技术将植物源获得的呋喃糖通过生物技术转化为2,5-呋喃羧酸,从而与MEG酯化聚合生成PEF,目前 已经实现了PEF聚酯瓶的商业化生产。
四、几类生物基塑料的国内外研究进展
目前国内外研究较多且开发和技术相对成熟的生物基塑料主要有:淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等。
1.淀粉基生物降解塑料
淀粉基生物降解塑料是淀粉经过改性、接枝反应后与其他聚合物共混加工而成的一种塑料产品, 具有投资少、成本低、方便快捷、等特点。目前共研发出填充型、光-生物双降解型、共混型及全淀粉型四种可降解塑料。经过30年的研发历史,淀粉生物降解塑料已广泛应用于化工、农业以及化妆行业等。
2.聚乳酸生物降解塑料
聚乳酸是以乳酸为原料合成的材料,具有无毒、无害、高强度、易加工成型及可全降解性能等特点。因此,聚乳酸是一种能真正达到生态和经济双重效应的环保材料,是近年来国内外着重研究和关注的生物降解塑料。但价格较高对其大规模应用有一定的限制。
3.聚丁二酸丁二醇酯生物降解塑料
丁二酸和丁二醇经缩聚形成聚丁二酸丁二醇酯, 其具有优良的力学性能和耐热性,并且其加工定型和稳定性方面也比其他生物基塑料好。总体而言,其综合性能优异, 性价比合理, 具有良好的应用推广前景,。
另外,国内外正在研究开发一些新型生物基塑料。例如:美国农业部研究由柠檬酸和丙三醇制得的生物降解聚合物,美国加州大学正在推出的利用碳水化合物和肽合成生物材料以及国内相关研究部门研究以农产品为原料制造可塑淀粉生物降解材料,显示出未来生物技术塑料发展的前景巨大。
五、生物基塑料发展中存在的主要问题
1.生物基塑料的性能较石油基塑料有差距
目前形成产业的生物基塑料的性能(力学性能、稳定性、耐热性、燃烧性、阻隔性等)较石油基塑料的性能上还存在着一定的差距,在很多要求严格的领域中,生物基塑料不能够替代石油基塑料,因此必须通过对其性能进行改造的手段,尽量使其性能达到可利用的标准。
2.生物基塑料的生产投资大、成本高
相关国外《生物基生命周期对环境影响的全面分析》调查研究表明,生物基塑料的制造所使用的农作物,较普通的农作物而言使用的农药、化肥的量更大,其产品对环境污染的影响更大,因此在投资项目时一定要全面分析,慎重做决定。
六、展望生物基塑料的发展前景
1.生物基塑料替代传统能源
随着经济社会的发展,全球面临的资源和环境问题日趋加剧,环境污染、资源匮乏、能源短缺都迫使人们急切探寻新能源来替代传统的能源。用可再生资源替代石油资源已经成为人们关注的焦点,随着人们生活水平的提高,对石油资源的需求量只会与日俱增。随着全球气候变暖问题的日益严峻,美国能源情报署2006年初预测,到2025年,世界的二氧化碳排放量将达3.88×107kt,而中国目前的二氧化碳排放量已经达到3.8×106kt,因此中国面临的减排工作还是十分严峻的,同时相关研究表明,生物基塑料的节能减排效果显著,生物基塑料的二氧化碳排放量比石油基塑料的排放量少20%~30%。因此,生物基塑料的发展有巨大的市场潜力。
2.生物化学工艺技术发展为生物基塑料发展带来新革命
生物化学工艺技术的发展为生物基塑料的性能、生产工序、生产成本等都有了突破性的改变,其不仅能够使生物基塑料的性能达到最佳状态,而且能够大幅度的降低生产成本,提高淀粉及纤维素的含量,并且还能够直接或间接的使用非粮食淀粉,节约粮食资源。
3.生物基塑料产品种类不断增加,应用领域不断扩大
随着人们生活水平的提高对生活质量的要求越来越高,绿色食品、绿色包装都是人们追求的新事物,而生物基塑料就是绿色包装的典型资材。而且今后不会单单仅仅将生物基塑料的产品种类局限于包装上,会将生物基塑料的应用领域扩大到农业领域、医药领域、纺织领域等,他们都将在各自领域发挥着巨大的作用,实现资源替代和环境资源矛盾的缓解,更加有利于国家的可持续发展。
七、结语
近年来,生物基塑料的生产技术体系目前已经得到了确立,并且随着生物材料和生物生产技术的发展,其在节能减排和缓解资源环境压力发挥着显著的优势,通过对生物基塑料的研究和应用的现状进行综合分析,生物基塑料具有巨大的市场潜力。并且当前生物基塑料作为石油基的替代品使着我国的资源利用正朝着绿色、高效、高附加值、规模化、标准化的方向发展,从而为我国走经济可持续、能源可持续、资源可持续发展的道路奠定了基础,因此生物基塑料具有十分美好的发展前景。
参考文献
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自改革开放以来,我国在积极进行现代化建设的过程中,经济取得了巨大的发展,随之而来的是严重的生态及环境破坏。随着人类文明的不断近,我国越来越意识到加强生态保护的意义,在这种情况下,我国积极采取了有效措施,从多个领域入为改善环境做出了一定努力。针对包装设计来讲,为了体现环保意识,积极融入了生态理念,本文首先对生态理念下包装设计进行了简要概述,并在此基础上总结了包装设计中对生态理念的应用途径。
关键词:
生态理念;包装设计;应用
产品在生产加工的基础上,需要进行一定程度的包装,它在产品销售的过程中,同消费者进行直接的接触,能够给予消费者对该产品的第一印象,因此针对生产厂家来讲具有重要意义。然而,多数产品的包装都是会对环境产生严重破坏的,其无法回收以及充分利用的状况,导致严重的资源浪费以及生态破坏,在这种情况下,我国要想实现长期可持续发展,应积极对包装设计进行改善,新时期,将生态理念融入与包装设计当中具有重要意义。
一、生态理念下包装设计概述
(一)生态包装含义
20世纪80年代末,联合国环境与发展委员会积极提出了生态包装这一名词,并对其进行了详细的解释。其中指出,生态包装指的是在使用过程中不会危害人类的身心健康,并可以有效节约资源和材料的包装。在设计生态包装的过程中,应促使其同传统的包装拥有相同的功能,并在应用生态材料的基础上,对传统包装进行改善,提升视觉效果和审美功能的基础上,实现环境保护的功能,促使消费者在享受产品功能的基础上,能够从精神以及审美的角度得到满足1。现阶段,市场当中经营的商品,多数为了吸引消费者眼球都应用了对环境有害的材料进行包装设计,生态包装与其相反,在使用中不仅能够实现以上功能,还能够促使消费者心理上能够更加放心的食用该产品,对于提升产品销量具有重要意义。
(二)生态包装材料
生态包装针对不同的产品会选择不同的材料,针对食品领域来讲,现阶段主要应用的材料包含以下内容:塑料包装材料,这里的塑料包装材料在使用过程中能够实现可降解。主要分为两种类型,及生物和化学降解塑料。两种材料在使用过程中,最主要的生态理念是能够在成为废品以后更快的融入到环境微生物当中,在自然的力量下化身为水和二氧化碳等物质。可食性包装材料。该材料在使用过程中,具有无毒性,拥有一定的强度,可以满足包装的需求,同时还可以进行食用。其在加工和制作过程中,通常会对天然物质进行利用,包括蛋白质和淀粉等,现阶段,我国的食品领域当中已经开始大范围的对这一包装材料进行应用。可再生及回收包装材料。该材料在使用过程中拥有相对较广的范围,在使用过程中以及变为废弃物以后都不会造成任何形式的污染,从而可以实现对环境保护的功能2。然而,该材料在使用过程中,现阶段由于技术的限制,还存在一定的不足,如在对其进行回收并制作成纸以后,一定的有害物质会残留其上,因此在对其进行应用的过程中,应更加慎重。自然包装材料,该材料在使用过程中,属于原生态材料,制作中需要对自然中的树木以及稻草等物质进行直接利用和加工,我国具有利用自然植物进行包装的传统,近年来,国外技术先进的国家在进行包装设计的过程中,对我国的这一传统进行了模仿,在对自然材料进行一定程度的利用过程中,对实现环境保护起到了一定的成效3。
二、包装设计中对生态理念的应用途径
不同的产品在进行包装后销售的过程中,对包装拥有不同的设计要求,因此新时期在进行生态包装设计的过程中,应充分考虑多种因素。首先,规格。现阶段,我国经济发展过程中,拥有越来越严重的生态破坏现象,为了实现可持续发展,现阶段积极进行资源的节约势在必行3。设计包装的过程中,对传统的笨重以及粗劣的包装应尽早淘汰,更换成轻便以及较小的包装。这样一来,在减小产品包装规格的过程中,还对空间进行了节约,消费者购物过程中更加便捷,实现了资源的节约和环境的保护。其次,结构。针对包装的结构来讲,如果其过于复杂,会影响消费者的购买,在对生态理念进行充分应用的过程中,必须对原有复杂的包装结构进行简化处理,在促使其实现包装功能的过程中可以拥有相对简单的结构,体现生态保护的理念。再次,材料。在进行包装设计的过程中,融入生态理念,首要措施就是挣钱选择和应用包装材料。一方面将环保作为前提选择包装材料,促使其拥有较低的成本以及较低的能耗;另一方面,相关材料不仅应当满足设计的要求,还应当在加工中体现出便捷的特点,只有这样,才能够促使包装在加工和使用整个过程中都呈现出对环境的保护理念,凸显其绿色以及健康的特点;而最重要的就是其安全性,确保不会因加工等环节产生对人体有害的物质4。由此可见,在积极选择包装材料的过程中,一个重要的考虑因素就是其可回收性。以往的包装设计中,通常会对一次性材料进行应用,这种不可重复利用的包装不利于实现环保理念,是对能源较大的消耗,因此新时期必须对可回收利用材料进行应用。最后,外观。在进行产品包装设计的过程中,要想将生态保护理念进行充分的体现,还应当在设计过程中,将生态理念展现在包装的表面之上,促使人们在对其进行使用的过程中,能够明确设计师的理念以及产品生产厂家负责任的态度。传统的包装设计过程中,生产厂家为了提升销售量,精美以及吸引力成为包装设计的主要考虑内容。新时期,在积极应用生态理念的过程中,应将这一理念有效的体现在包装表面之上,如增加对环保元素的应用。人们在对这类产品进行购买的过程中,不仅能够对厂家的态度产生认可,还能够时刻提醒自己将环境和生态保护作为自己的责任,逐渐将环保意识向身边人当中进行扩散5。从长远的角度来看,人们将养成便被绿色环保产品的能力,从而共同努力参与到环境保护的行列中来,为改善我国环境、推动我国实现长期可持续发展奠定良好的基础。
结论:
综上所述,近年来,在人类文明不断进步的过程中,人们意识到积极加强环境保护的重要性。现阶段我国在加强生态及环境保护中做出了巨大的努力,其中转变传统的产品包装设计理念就是重要举措之一,现阶段的保证设计在使用过程中,积极融入了生态保护理念,提升了保证的生态功能以及科学性,对于保护我国环境并维护人民的身心健康具有重要意义。
作者:陈伟 单位:闽西职业技术学院艺术设计系
注释:
1.冯琛琛.低碳设计理念下的包装设计在旅游商品中的应用[D].陕西师范大学,2013.
2.岳鹏.生态设计理念下的现代高层写字楼建筑设计的探索与思考[J].四川建材,2009,04:96-98.
3.姜如意,杨文剑.自然而然的生态设计理念探索及在食品包装设计中的考量[J].包装世界,2011,05:82-83.
经济“寒冬”已经到来,而在清洁技术领域,“春天”仿佛还在持续。在2008年第三季度所有领域的投资额全线下降的时候,投资机构似乎对清洁技术企业格外的阔绰,北美、欧洲、中国和印度的清洁技术领域总获投资达创纪录的26亿美元,比上季度增长了17%。数据显示,即使全球最史无前例的经济危机愈演愈烈,但第三季度全球清洁技术投资总额与去年同期相比增加了37%,2008年前三季度清洁技术领域的投资总额达到了66亿美元,已超过了2007年6047,美元的全年投资总额。
中国清洁技术市场的景象也是热闹非凡。碧桂园董事会主席杨国强自掏腰包20亿元人民币启动资金开发煤制油项目;江西赛维LDK董事长彭小峰通过旗下柳新集团出资20亿元人民币,投资薄膜太阳能电池企业百世德;9月,股神巴菲特18亿港元投资比亚迪新能源车;10月,绿星基金募集10亿美元环保基金,成为目前国内首支节能减排基金;10月,英特尔投资宣布投资薄膜太阳能研发制造和解决方案供应商创益科技2000万美元,同时投资大容量电能储存设备生产公司汇能公司……投资还在继续,记录还在一次次刷新。“不管经济怎么走,环保的趋势不会变,虽然从大的经济环境来说有些变化,中国经济发展整体放缓,但中国目前仍然是世界经济发展最快的国家,中国的清洁领域依然是全世界都看重的市场。”一直专注于清洁技术领域投资的KPCB副总裁周炜对本刊记者表示。KPCB在中国已经投资了五家清洁技术公司,涉及风能、可降解塑料技术、环境监测、废物处理等领域。
绿色革命已经席卷全球,来势凶猛。全球气候变暖、发展中国家快速发展过程中造成的严重空气及水污染,以及动荡的石油能源价格等等因素,使全球诸多国家都在加入寻找可替代能源及加强环境保护的阵列,各国都出台了相关的环境保护政策及扶持清洁技术发展的措施。
清洁技术泛指那些能够降低现有能源消耗,减少环境破坏,高效使用自然资源的某类产品、工艺和服务,主要包括新能源与高效节能、环境保护与清洁生产四个方面,具体可细分为能源生产、能源存储、能源基础设施、能源效率、运输、水资源及水处理、空气质量与环境、材料、制造业/工业、农业、废弃物处理及循环利用等领域。
从投资的角度来说,目前在清洁技术领域公认有两波热潮,第一波热潮是太阳能,第二波热潮是风能。从太阳能领域的无锡尚德到风能领域的金风科技,这两个领域为投资人带来了丰厚的回报。与其他清洁技术如高效节能及环境保护相比,在太阳能和风能这两个相对成熟的领域中是否还存在投资机会?是否市场正在酝酿第三波热潮?
通过记者对多位投资人的采访发现,传统太阳能和风能领域因为相对来说市场比较稳定,所以依然还是吸引着大多数投资人的关注,只不过关注的角度和挖掘项目的深度与以前不太相同。与此同时他们也认为,节能领域里的节能电池技术,以及环保领域里的垃圾及污水处理项目也存在很多机会,但表示要对那些难以形成产业规模及太依赖政府市政设施的项目要保持谨慎的态度。
“太阳能领域中的薄膜技术有待突破,这个领域长远的潜力是巨大的。”周炜表示他也在关注这个领域的发展,他的观点似乎与市场中的投资方向不谋而合,第三季度的数据显示,美国清洁技术领域的公司通过77轮融资,共获得17.5亿美元的创纪录投资额,占全球投资总额的67%,而其中使用薄膜太阳能技术的太阳能公司共获得了6.2亿美元的投资,位居首位。应用高级感应、交流和控制技术来发电和控电的公司,以及藻类生物能源公司位列第二和第三。
太阳能电池主要分为晶体硅电池、薄膜电池两类,目前前者占据该行业绝大多数的市场份额,但晶体硅电池的成本主要取决于硅片生产能耗和硅料价格,硅原料短缺及生产技术和市场供应被几家主要厂商垄断,所以造成了晶体硅电池的成本接连攀升,业内人士称目前硅原料成本几乎占太阳能电池成本的70%,限制了未来的市场发展。这种现状无形中将企业的目光吸引到了薄膜电池的技术改进及发展上。
薄膜电池虽然存在着光电转化率较低、寿命较短等问题,但却绕过了硅原料的问题,由于其是附着在玻璃、塑料或者不锈钢基板上可产生光电效应的薄膜,因此最大的优势就是成本低,而且低温工艺技术降低了生产能耗。
据Photon对美国市场的预测,多晶硅电池的平均价格将从2007年底的3.92美元/瓦下降至2012年的2.08美元/瓦,而薄膜电池的平均价格则将从现在的2.65美元/瓦降至1.11美元/瓦,从而解决了太阳能高额电费的问题。英特尔投资10月底刚刚完成投资的创益科技就是一家薄膜太阳能研发制造和解决方案供应商,而早在今年4月,先进太阳能的碲化镉能薄膜电池及组件还在研发阶段就获得了联想投资的注意,并在7月获得了投资。
一枚硬币总有正反两面,虽然太阳能薄膜技术先后获得了国内外不少投资机构的大额投资,但也有专家指出,该领域的投资一定要谨慎从事,他们认为薄膜电池虽然优点颇多,但设备更替快,目前这个领域的设备投人是晶体硅设备的10倍左右,且真正定型的产品少;同时,世界范围内薄膜电池技术的研发种类非常多,真正进入规模化生产的少。目前只能说,薄膜技术还不稳定,还有待市场的考证。
关键词:武陵源风景名胜区;循环经济体系;模式
武陵源风景名胜区位于中国湖南省西北部的武陵山脉腹地,由张家界国家森林公园、索溪峪自然保护区、天子山自然保护区、杨家界自然保护区等各具特色的风景区组成,总面积为398平方公里,核心面积为264平方公里。整个风景区以世界罕见的石英砂岩峰林峡谷地貌为主体,境内奇峰林立、古木参天,集“峰奇、水秀、谷幽、林深、洞奥”于一身。武陵源风景名胜区以其独特的石英砂岩峰林旅游资源享誉全球,使其成为奇绝超群的胜景。1992年武陵源风景名胜区被联合国教科文组织列入《世界自然遗产》名录;2004年被列入首批《世界地质公园》[1]。2007年,武陵源风景名胜区被列为中国首批AAAAA级旅游区。
武陵源风景名胜区高品位的旅游资源吸引了全世界的旅游者,2006年共接待国内外游客213万人次,实现旅游总收入33.35亿元。旅游业的发展有力地促进了地区经济发展,但发展过程中在资源开发、生态保护、消费方式上存在很多问题,造成了旅游业发展与环境保护的冲突,出现了水体污染、生活垃圾增多、景区人工设施泛滥等问题,严重影响了景观质量。构筑旅游循环经济体系是解决武陵源旅游业发展与环境保护矛盾、实现资源利用最优化和经济效益最大化的有效途径,是旅游产业拓展增长潜力、培育发展后劲、塑造行业形象的重要基础,是建设和谐旅游景区的最佳手段。
20世纪60年代美国经济学家鲍尔丁首次从系统论的角度提出循环经济概念。20世纪90年代确立经济可持续发展战略以来,协调经济与环境发展的循环经济受到了国外学术界的大力关注,发达国家提出了“循环经济”发展思路。自1998年我国引入循环经济迄今,已有许多学者对发展工业、农业、生态城市的循环经济理论有了较深入的研究,但是把循环经济引入到旅游业并对旅游循环经济理论进行深入的研究还处于初期阶段。不同的学者从不同的角度对旅游循环经济进行了研究,对我国旅游业建立循环体系进行了理论的指导。
王蓉(2004)、李伟(2004)、邹统钎(2005)、邓念梅,魏卫(2005)、舒代宁(2005)、杨美霞(2006)、李庆蕾(2006)、舒小林,明庆忠,李庆蕾(2006)、颜庭干(2006)、唐世英(2006)等从不同角度、对不同旅游区旅游循环经济发展的理论与方法进行了研究,对循环经济理论在旅游领域的运用,奠定了良好基础。但是,每个旅游区由于自然、人文环境的差异,旅游循环经济模式也各不相同。笔者试图在武陵源风景名胜区旅游业发展实际调查基础上,探讨构建、实施旅游循环经济体系的对策,以解决武陵源风景名胜区旅游发展中的环境问题,促进旅游业发展与环境保护双赢。
一、循环经济理论概述
循环经济是一种善待地球的经验发展新模式。它要求运用生态学规律、用科学的方法,把经济发展活动组织成为“自然资源——产品和用品——再生资源”的闭环式流程。所有的原料和能源要在这个不断进行的经济循环中得到最合理的利用,从而使经济活动对自然环境的影响控制在尽可能低的范围内。它强调最有效利用资源和保护环境,做到生产和消费“污染排放最小化、废物资源化和无害化”,以最小成本获得最大的经济效益和环境效益,实现人类发展与自然环境的和谐统一。
循环经济的运行原则集中体现在“减量化、再利用、再循环”原则上,简称3R原则。“减量化”原则要求用较少的原料和能源投入来达到一定的生产目的或消费目的,达到在经济活动的源头节约资源从而减少污染。这一原则有利于避免先污染、后治理的传统发展方式;“再利用”原则要求产品的生产和包装能够以循环的形式被反复使用,延长产品和服务的时间,减少生产和消费中废物的产生。这一原则可以防止产品过早地成为垃圾;“再循环”原则要求生产出来的产品在完成使用功能后能重新变成资源,减少废物品最终处理量,缓解垃圾无害化处理的压力。按照循环经济的思想,“3R”原则是一个有机联系的整体,其根本目标在于减轻经济活动对环境的影响,在经济活动中避免或减少资源的破坏;在废弃物的处理上,尽量实现无害化、减量化和资源化,从而实现经济与环境协调发展。
二、武陵源风景名胜区旅游循环经济体系建设的重要意义
(一)实施循环经济是解决武陵源旅游发展与环境冲突的有效途径
旅游业发展必须解决“吃、住、行、游、购、娱”六要素配套问题,这个过程中很容易引发开发与资源、环境保护的矛盾。武陵源景区在在旅游开发初期,由于环境问题没有得到足够重视,旅游规划滞后,导致开发中布局不够合理、资源破坏现象突出、过多招揽游客等问题,造成了景区废物、废水、废气的大肆排放,对当地环境造成了污染。
武陵源核心景区建造宾馆、饭店、索道、升降机、公路、停车场、珠宝店、泡脚店等设施,占用了大量土地,损毁了自然景观面积至少10hm2以上。黄石寨索道的修建就毁坏了近1万平方米森林,打破了公园内原有的宁静和清新,使得许多原生动物逃而远之;天子山索道与百龙电梯的修建都大大加剧了对资源的破坏;核心景区内不合理建筑泛滥,严重影响景观质量,1999年底至2004年底,对核心景区的427户进行了房屋大拆迁,拆除房屋13.4万平方米,拆除建筑物2万立方米[7]。
武陵源风景名胜区的旅游资源是一种有限的、稀缺的资源,其开发利用必须符合科学发展观的要求。发展旅游循环经济就意味着使资源得到最大限度的利用,在旅游源头控制资源的使用,降低生态成本,有利于解决资源开发与环境保护的冲突,延长了旅游资源的使用寿命,实现了旅游业可持续发展。
(二)发展旅游循环经济可以实现资源最优化利用,实现经济、环境效益共赢
武陵源旅游业发展初期,采用传统经济的线性发展模式,对资源节约利用、节能降耗问题考虑不足。随着旅游人数逐年增多,对电能、水能、物力、人力、土地等资源消耗逐年加大。到2006年底武陵源有230余家饭店,床位1.8万张,平均入住率43%,武陵源景区内仅游客耗费的水约113.04万吨/年;区内宾馆每天消耗的一次性用品就有7740套,一年就需要282.51万套。景区游客使用一次性雨衣、雨鞋、塑料袋也是资源耗费的一个方面,武陵源景区多年的雨天平均数约75天,年平均耗费135万套雨衣,加大了垃圾产生量。如果按照每人排放垃圾500克计算,一年产生的固体垃圾量达1412.55吨,尽管区内设立了1206个固体垃圾箱,并标明“可回收”和“不可回收”字样,但事实上没有进行分类回收,最终仍旧是集中填埋方式处理,占用了大量土地资源。如此大的耗费不仅提高了旅游企业成本,同时增加了当地的环境压力。武陵源环保部门资料表明,2005年武陵源景区年废水排放量约203万吨,年处理污水量为109.5万吨,而未经处理的污水直接排入了水体,造成金鞭溪、索溪溪水被严重污染,溪中岩石变黑,枯水期水带腥臭。
旅游循环经济以协调人与自然关系为准则,模拟自然系统运行方式和规律,使旅游经济的发展从数量型向质量型转变,实现资源的最优化。武陵源景区构建旅游循环经济体系,采用节能、降耗等科学方法与手段从源头减少资源的进入量,使物质在系统内被多次利用、循环,从而减少废物的排放,既节约了经济成本,保护了自然环境,还拉长了生成产链,推动环保产业和其他新型产业的发展,增加就业机会,促进社会进一步发展。
(三)循环旅游经济是实现人与自然和谐统一的最佳选择
人与自然的和谐是和谐社会的重要基础,只有人与自然和谐,才能实现持续发展。旅游业作为社会经济的重要组成部分,必须坚持持续发展原则。但是武陵源区同很多旅游区一样,存在重经济利益、轻环境保护的问题,特别是二者出现矛盾时,将经济利益放在首位,超容量接待问题比较严重,特别是旅游旺季时日客流量达3.76万人次,远远超出了标准的日接待量1.8万人次,过多的游客不仅给景区内带来了植被的破坏、生物的消失,也使当地独特的文化受到冲击,纯朴的民风被金钱至上的观念所替代。在景区内除了猕猴、野猪仍有一定的数量外,原有的豹、麝、獐等动物几乎消失。长此下去其结果是逐渐破坏人与自然的生态平衡。
发展旅游循环经济就是要按照自然规律合理地利用自然资源,从根本上改善人类对资源、环境重要性的认识,纠正以往人们只重视经济而忽视环境的错误,从而促进人与自然、环境的良性发展,实现人与自然的和谐。
三、武陵源景区旅游循环经济体系建设模式探讨
旅游业与传统的工业相比,使用原料品种少,产生的废弃物相对单一,主要是电源、水源、食物、土地的消耗,废弃物主要是生活垃圾、废水、废气。所以武陵源景区内构建旅游循环经济体系相对其他产业来说较为简单,主要从以下环节入手。
(一)在开发阶段,设法构建循环体系,减少生态成本的投入
在旅游开发规划阶段,就要遵循减量化原则,减少水源、电能、土地、木材等物资、能源的使用,用无污染或少污染的能源、材料、可再生资源代替污染严重的能源和不可再生资源。景区游道、观景台、休息亭建设初期应全面使用节能设施和环保材料;景区开发时应合理规划用地,减少对土地资源的使用和生态植被的破坏;在酒店建筑设计、室内设计与装饰等方面充分考虑能源节约和生态环境保护。
电能的使用在景区能源耗费上占有很大一部分,在景区开发中应充分利用太阳能代替其他产生污染或耗能大的电源,在景区内采用节能设施、材料代替耗能设备,如公共路灯、厕所灯可以用感应灯、无极灯和节能灯管。武陵源景区内酒店宾馆空调耗能巨大,可以安装节能器,减少电能的耗费。如深圳联创公司生产的节能器,把它安在一个大楼的中央空调动力系统上,能减少约20%-40%的电耗。如果在武陵源景区各酒店和大型场所安装节能器,一年可以节约42.38万度电,减少50.85万元的财政支出。
景区内可以设立雨水、降雪收集系统,对雨水、雪水进行收集,通过收集天然雨水和降雪减少自来水的使用量,用天然水洗车、洗路、灌溉园林等,,提高水资源利用效率。
(二)在景区运营阶段,尽量对资源进行多次使用,减少废物的排放
在游览经营阶段,主要是资源的耗费和废弃物的产生环节,即接待旅游者耗费的能源和产生的生活垃圾,在此阶段应当遵循“再利用”和“再循环”原则,促进资源反复利用,以减少污染物产生量。
武陵源景区的各大宾馆可以提倡旅游者自带洗漱用品或“一客一套”洗漱用品,被单毛巾等可采用“一客一洗”的方法,以节约能源和用水,并减少洗涤剂对水资源的污染;在酒店、餐馆使用多次耐用的消毒碗筷代替一次性碗筷,可以节约成本84.75万元,节约生物资源,减少污染物。景区可以采用出租雨具替代一次性防雨工具。这样就可以节约对135万套雨衣形成的垃圾处理量,减少“白色污染”的产生量。景区内酒店的办公用纸和景区政府的办公用纸可采用无纸化办公和网络化办公减少对纸张的耗费。对于游客丢弃的矿泉水瓶、易拉罐、胶卷盒等废弃物可以进行分类回收处理后在景区内直接使用;对于不能处理的废弃物可以运输到周边工业地进行处理,在其他产业链中循环使用,提高资源的利用率。
景区内宾馆和居民产生的废水是景区的主要水污染源,对酒店游客和当地居民产生的废水可以建立污水处理场,采用物理和化学方法进行处理,处理后的水可用于清洗道路、浇灌景区的花草园林、冲洗厕所或用于洗车等,以达到资源的再利用。如深圳青岛朝日对污水处理后的达标废水进行回收利用,用于绿化及厕所冲洗,回收率达16%,利用达标的废水代替自来水洗车、冲地,每天可节约自来水300吨,每年可节约自来水10.95万吨左右。武陵源景区每年废水排放量达200万吨,若按深圳青岛朝日对污水的回收量16%推算,武陵源景区一年可节约自来水32万吨,可节约成本64万元。这不仅可以为景区带来经济效益,更大程度上可以减少景区废水的排放量,减轻了污水处理的压力。
旅游者在景区购物的塑料袋可以用可降解塑料袋代替或推广可重复使用购物袋,并退还不使用一次性购物袋的顾客部分金额等手段来引导顾客进行绿色消费,按80%的购物人数计算,将会减少226万个塑料袋,减少22.6万元的支出。
武陵源景区餐馆剩余的粮食、蔬菜、水果也是可以建立循环圈进行有效处理,如可以送到当地农民养猪场做有机饲料进行处理或者建立沼气池后重新产生沼气减少其他能源的使用,产生的有机饲料和沼气又可以作为新资源进行使用,把景区内部的废物变废为宝。
为进一步落实胡总书记视察江西时提出的“全面发展、协调发展、可持续发展”和省委孟建柱书记提出的“既要金山银山,更要绿水青山”的指示精神,加快推进我省生态工业示范园区的创建工作,现提出一些措施设想供局领导参考。
一、国内生态工业示范园区的基本类型和实例分析
目前,国内生态工业示范园区大致可分为以下三类:
(一)实体改造型
此类生态工业示范园区是对现已存在工业企业通过适当的技术改造,在区域内企业间建立废物和能量的转换关系,或建立起上下游产业系统,形成产业链,充分发挥企业园的集聚效应,形成互利共生的横向耦合关系,形成稳定的生态工业网状结构。
实例1:广西贵港国家生态工业(制糖)示范园区。该园区由六个系统组成:(1)蔗田(2)制糖(3)酒精(4)造纸(5)热电联产(6)环境综合治理。形成了甘蔗—制糖—蔗渣造纸生态链,制糖、废蜜制酒精—酒精废液制复合肥生态链及制糖—低聚果糖生态链。这三条生态链因为相互间的耦合关系,物料之间没有废物概念而只有资源概念,各环节充分体现了资源共享,将污染负效益转化成了正效益。复合肥作为原料最终又回到了蔗田。
实例2:包头国家生态工业(铝业和钢铁)示范园区。该园区以铝业为龙头,电厂为基础,充分利用了当地现有产业的关联度和资源优势、地域优势,实施“铝电联营”,通过系统之间产品或废物的交换形成工业生产链,使园区内资源得到最佳配置、废物得到有效利用,环境污染降到最低水平。园区主要有发电和制铝两大产业系统,在发电系统中,电厂供电实现“热电联产”,园区所在地实现集中供热,拆除全部小锅炉,电厂粉煤灰生产建材,园区内生活污水和工业废水处理后,“中水回用”作为电厂的冷却水,电厂蒸汽用于加气混凝土的高压蒸汽养护;在铝业系统中,主要有碳素、电解铝、铝业加工、铝合金铸造、精铝等上下游的产业系统,形成铝业的产业链。同时采用清洁生产工艺、淘汰现有的自焙电解槽工艺、降低污染物排放。电力和铝业在各自系统中进行物质循环和能量梯级利用,两大系统之间通过电力和废水(中水回用)形成互利共生的横向耦合关系,构造起以铝电联营系统为中心的较为稳定的生态工业网状结构。
包头生态工业(钢铁)园区包括钢铁和稀土产业为主的核心工业园区;以循环经济为理念,以生态链连接的包括包钢上游产品(电、焦、铁等)和下游产品(钢渣、铁渣、粉煤灰等)形成的配套工业园区,以及围绕包钢和包钢西部的生态保护建设为主的生态园区。
(二)全新型
此类生态工业示范园区是在园区良好规划、设计基础上,从无到有地进行开发建设,区内企业间可以进行废物、废热等的交换,或废物资源的再生利用衍生了不同的产品链,这些产品链与辅助的废水处理系统一起构成生态工业园。园区是开放式结构,园区生态工业网络在园内产业发展过程中逐渐丰富。
实例1:广东南海生态工业园示暨华南环保科技产业园。该园区集环保科技产业研发、生产、孵化、技术扩散和技术创新的国家环保产业基地。以园区、企业、产品的绿色化为切入点最终建成充分体现循环经济为表征的生态工业示范园。该园区规划环保产业为主导产业,重点培育设备加工、塑料生产、建筑陶瓷、铝型材和绿色板材等5个主导产业群落。近期重点建设的是环境科技咨询服务工程、环保仪器设备、溴化锂制冷剂、绿色板材、可降解塑料、活性碳、绿色胶粘剂、塑料添加剂、五金加工、合成纤维、陶瓷吸声材料等12个工业方向。这些企业将组成一个生产—消费—分解闭合的循环,即环境科技咨询服务工程等5个企业为资源生产者,活性炭厂等3个企业为消费者,塑料添加剂厂为补链消费者,五金加工厂等3个企业为分解者。
这是一个创意起点很高的规划纲要,是园区建设和招商引资的指南,被称为“绿色招商”。
实例2:黄兴国家生态工业示范园区。该园区将主导产业定位于高新技术产业,包括电子信息材料、新材料产业、生物制药产业、环保产业等4类,突出电子信息产业的核心地位,重点发展新材料产业和生物制药产业,适度发展环保产业等特色产业。该园区立足长沙地区,弥补湖南省高新技术产业供给和市场需求之间的巨大缺口,并逐步向华中地区辐射与扩展。
园区建设注重了景观生态规划,一是合理开发利用环境资源适当保留湖泊和丘陵。保护当地的生物多样性,建立起景观生态安全格局,以园区内自然组分作为生态环境质量的控制组分来建设,维持和恢复生态过程及格局的连续性和完整性;二是以提高生态环境质量为重点,通过绿化设计,水土保护、生态道路建设和生态住宅建设等手段,促进工业园区结构布局,组织功能与自然景观的协调一致,实现园区生态环境的良性循环,创造独特的生态工业园区形象。
该园区将初步发展园区内33家企业和园区外虚拟的10多家企业,构建12条主要的工业生态链。整个工业生态系统中的4类不同行业,各自形成相对独立的工业生态群落,通过物质料、能量流和信息流相互连接在一起,构成了多种物质能量链接的生态链网络,基本形成了生态工业雏形。
通过工业生态支持系统,园区绿色管理系统和绿色招商系统、园区的工业生物多样性可以逐渐丰富,并按照产业化、绿色化、生态化的发展思路逐步建成充分体现循环经济的国家生态工业示范园区。
(三)虚拟型
通过园区信息系统,首先在计算机上模拟成员之间物、能交换联系,再付诸实施,区内企业既可彼此交换,也可与区外企业发生联系。此类生态工业园区尚无实例。
现有生态工业园区主要汇集中有废物和能量交换潜力的制造和服务行业,且具有较强的生态工业性质,其中涉及到的工业组合主要有:肥料、发电、水泥;发电、炼钢、肥料、水泥;炼油、化工、发电、生物燃料;发电、钢铁、造纸、刨花板;石油冶炼、合成橡胶、石化、蒸汽发电的组合等。
二、我省现有工业园区发展生态工业现状分析
我省现有118个工业园区,从园区现状和各地经济结构分析来看,各地创建生态工业示范园区、发展生态工业的基础很不相同。
第一、已具有较好生态工业雏形的工业区域或园区。此类园区内已经形成几条主要的生态工业链,副产品或废物的交换和能量、废水的梯级利用以及基础设施的共享等方面不同程度地具备初步规模。例如:以有机硅为龙头产品的星火开发区,以铜冶炼加工、发电、磷化工以及硫酸为组合的鹰潭、贵溪工业开发区。对这种类型的园区建设,工作重点一是要在不断充实、完善生态工业链的基础上,形成一个稳固的生态工业网,通过采用高新技术对传统工艺进行改造和开发科技含量高的新产品,将各条生态链做大、做强,形成新的经济增长点,最终提高生态工业网的经济实力。二是通过实施清洁生产审计、建立ISO14001环境管理体系等措施,进一步提高生态工业网中各环节的质量。
第二、门类较多但彼此之间缺乏联系的工业区域或园区。这类情况普遍存在。对这种园区的工作重点一是要在加强入园项目规划管理以外,对区内现存的企业进行能流、水流、物质流、废物流以及信息流等方面的重新集成,尤其是能流和水流的梯级利用,如:上饶市现有二个工业园区,轻工业加工业园区和相对污染物排放量较大的化工等行业的工业园区。是否能构筑一个平台,在企业之间建立起物质流动和循环利用的渠道和机制。在生态工业园区内建立一个企业孵化器或类似的企业孵化机制,它在园区内将扮演非常重要的角色,如出台一系列有利于物质流动和循环利用的政策,给企业间提供共享设施,建立企业间相互合作的机会和渠道,及时向企业提供市场信息和技术支持信息,为企业提供人员培训等。从国内外实践经验来看,建立一个高效的企业孵化器,是园区成功与否的一个重要因素。
第三、尚未建成或尚不具有规模的工业区域或园区。目前我省有相当数量的县级工业园区属于此类园区,对这类园区,工业生产基本属于空白或刚刚起步,因此,工作重点是应抓好园区的整体规划工作。设计出主要的工业链,并在此基础上筛选和提出最初的入园项目(包括工业项目、基础设施、服务设施等)。倡导以循环经济理念进行绿色招商。
第四、不同地域的工业区域或园区之间。这是突破地理位置限制和行政区域限制的更广泛意义上的生态工业园区,或者说生态工业网络。例如:选择交通运输方便,水环境容量较大的湖口工业园区,将污染较重的企业相对集中,便于三废的综合利用及集中治理。对建立这种网络型的生态工业园区,重点是要依靠资源和废物流动关系建立起稳定的经济关系,并由此促进资源和废物流动关系的长期化,由此保证生态工业网络的稳定运行。
综上所述,在我省现有工业园区基础上创建生态工业示范园区,要有不同的推进策略和工作重点。针对以上四种类型,可以概括为“四个”突出。即对第一种类型的园区突出“深化”,第二种类型的园区突出“孵化”,第三种类型的园区突出“规划”,第四种类型的园区则突出“网化”。
三、我省创建生态工业示范园区存在的障碍
从我省工业园的总体情况和我省经济结构来看,我省创建生态工业示范园区存在如下四方面障碍。
一是思想障碍。目前,各级领导层、有关经济管理部门、企业、甚至环保部门对生态工业示范园区的基本内容及内涵还没有深刻领会,对生态工业示范园区建设在可持续发展和建设工业化强省中的重要性认识不足,对生态工业示范园区建设还停留在模糊的概念和口头上,没有形成统一的思想认识。
二是技术障碍。对现有的一些重污染企业来讲,实现物质循环和废物最小化有一定难度,缺乏特定技术作为支持,如节能降耗技术、废水重复利用技术,能源综合利用技术、回收与再循环技术、重复利用与替代技术等。
三是经济障碍。为了追求利益最大化,企业肯定会在回收与循环利用副产品及废物发生的费用与购买新原料和简单处置废物发生的费用之间进行权衡,如无利可图,即使废物的再利用和循环技术可行,企业也不会去做。
四是政策障碍。一是按现行的一些环境管理政策实施的状况,如目前污染物排放总量指标的分配等可能会对构建工业生态链产生障碍而影响生态工业示范园区的建设。二是缺乏对创建生态工业示范园区的政策研究和创新。如前述经济障碍,对企业而言是经济障碍,对政府而言则是政策障碍,如有政策的引导和制度的创新,企业的经济障碍完全可以消除。
四、对我省建设生态工业示范园区的建议
近年来,省环保局在我省工业园区的环境管理上做了很多努力,比如组织对全省工业园区进行了调查研究,撰写了《我省招商引资和工业园区环境保护情况调查》,又与省计委、省监察厅、省建设厅联合起草了《关于引进和建设工业项目中进一步防止环境污染和生态破坏的意见》,经省政府同意批转各设区市政府和省政府有关部门执行。2003年11月下发了《关于督促开发区及入园建设项目执行环境影响评价制度的通知》,对促进工业园区环评,防止引进严重污染企业,推进工业园健康有序发展起到了积极作用。但仍不尽如人意,非常有必要在省内进行生态工业示范园区的试点工作,探索我省工业园区可持续发展的新模式,打造新型工业化及生态工业示范基地,树立循环经济典范。
为在我省进一步建立市场机制下的生态工业园区运作机制,建成一批高科技、高质量、高速度、高效益、低污染、生态化的生态工业示范园区,建议采取以下推进措施:
(一)加强创建生态工业园区的理论研讨和宣传工作。加强生态工业园区的信息交流及宣传工作,召开生态工业研讨会,充分利用省内外相关网站、报刊、电视媒体等各种手段,宣传、交流生态工业及园区建设的思想、有关知识和最新动态,从而消除思想障碍。
(二)提升科技支撑水平,对不同地区、不同类型的生态工业园区建设编制不同的技术指南。要鼓励和支持节能降耗技术,废水重复利用技术、能源综合利用技术、回收与再循环技术、重复利用与替代技术等特定技术的研究,为园区创建提供有力的技术支持;要设立我省生态工业园区建设的可行性研究示范试点课题,课题研究内容应包括根据我省工业园区现状筛选出适宜建立生态工业园区试点工作的具体园区,并编制相应的生态工业园区建设技术指南,从园区的选址开始,到入园项目的筛选,生态链或生态网的设计,物流、能流、水流、废物流及信息流的集成,企业孵化器,教育培训和研究应用,清洁生产技术的应用以及环境管理体系的建立等方面全面给予指导和建议。通过科学技术的研究、引入、推广和应用,提升科技支撑水平,从而消除技术障碍。
(三)启动一批具有代表性的生态工业园区建设,抓好一批样板园区。抓好省内几个比较成熟且有良好经济基础的工业园区,如星火有机硅、江铜、新钢、萍钢为龙头的工业园区,积极酝酿进行生态工业园区的规划和改造。这些园区都将可能成为我省开展生态工业园区建设的试点园区。除此以外,鉴于我省不同地区,生态环境质量和工业体系及特点差别很大,我们还应继续选择并建设一批具有代表性的生态园区。如选择对农业生态环境质量保护具有重要意义的生态园区,选择高消耗、高污染的传统重工业如钢铁、煤矿、发电行业为核心的生态园区等,选择高新技术发展较快的家电、电子行业为核心的生态园区等,争取在主要门类的行业和全省污染比重严重的区域内都有生态工业的示范区。要积极倡导鼓励在我省建立环境容量大、地域优势明显的工业园区,相对集中污染较大的企业,如化工、造纸、制革等行业,便于三废的集中处理、既降低处理成本,又充分利用开发了环境资源,促进当地的工业发展。对现有的污染较大的钢铁、发电、化肥、水泥等行业,进行强制性清洁生产审计,鼓励企业采用清洁生产和节能降耗工艺,积极创造条件,充分利用这些企业间关联度或潜在的关联度,建立起产业链接,形成互动关系,为生态工业的建立创造条件。
此外,我省应在组织协调省级生态工业园区的创建工作同时,积极创造条件争取申报国家级生态工业示范园区试点。
(四)建立生态工业园区评价指标体系。指标体系可初步包括清洁生产指标、生态网络指标、环境质量指标、环境管理指标、园区政策和制度评价指标以及生态建设指标等六方面。