城市生态与环境保护概论课程专题工业生态学.ppt

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1、工业生态学工业生态学Industrial Ecology,IEallre natures1.1.自然生态系统结构对工业生态系统结构的启示自然生态系统结构对工业生态系统结构的启示种群种群生物群落生物群落生态系统生态系统同类企业同类企业同区域的工业体系同区域的工业体系工业生态系统工业生态系统allre natures1.1.自然生态系统结构对工业生态系统结构的启示自然生态系统结构对工业生态系统结构的启示生生 产产 者者消消 费费 者者分分 解解 者者资源生产者资源生产者加工生产者加工生产者还原生产者还原生产者allre natures2.2.自然生态系统进化对工业系统进化的启示自然生态系统进化对工

2、业系统进化的启示一级生态系统一级生态系统（线性进化过程，物质流（线性进化过程，物质流动相对独立进行）动相对独立进行）二级生态系统二级生态系统（有机物之间相互依赖，（有机物之间相互依赖，存在系统内的物质循环）存在系统内的物质循环）三级生态系统三级生态系统（多循环之间相互依赖，（多循环之间相互依赖，资源与废物的概念不再完资源与废物的概念不再完全对立）全对立）传统工业生产模式传统工业生产模式（不考虑废物对环境的污染，（不考虑废物对环境的污染，企业的高内部经济性）企业的高内部经济性）末端处理模式末端处理模式（污染排放受到限制，先处（污染排放受到限制，先处理，后排放）理，后排放）工业生态系统模式工业生态

3、系统模式（废弃物与资源不对立，物（废弃物与资源不对立，物质的完全循环闭路运行）质的完全循环闭路运行）allre natures3.3.工业生态学的诞生工业生态学的诞生1989.91989.9GMGM公司研究部副总裁公司研究部副总裁Robert ForschRobert Forsch和发动机研究院和发动机研究院 Nicolas GallopoulosNicolas Gallopoulos在在科学美国人科学美国人杂志上发表杂志上发表“可持续工业可持续工业发展战略发展战略”一文中正式提出工业生态学概念。一文中正式提出工业生态学概念。2020实际实际9090年代初期年代初期欧美国家研究，实践并形成了工

4、业生态学的欧美国家研究，实践并形成了工业生态学的基本框架。基本框架。19921992年年AT&TAT&T官员官员AllenbyAllenby完成工业生态学博士论文答辩完成工业生态学博士论文答辩19951995年年美国出版美国出版工业生态学工业生态学教科书（工程类）教科书（工程类）19971997年年耶鲁大学森林与环境学院出版耶鲁大学森林与环境学院出版工业生态学学报工业生态学学报allre natures4.4.工业生态学的模型工业生态学的模型4.1 4.1 第第类体系类体系无限的资源无限的资源生物体生物体（生态系统单元）（生态系统单元）废物的无限废物的无限接纳场接纳场（对于废物）（对于废物）a

5、llre natures4.4.工业生态学的模型工业生态学的模型4.2 4.2 第第类体系类体系有限废物排放有限废物排放生态系统单元生态系统单元生态系统单元生态系统单元生态系统单元生态系统单元能量和能量和有限资源有限资源allre natures4.4.工业生态学的模型工业生态学的模型4.3 4.3 第第类体系类体系生态系统单元生态系统单元生态系统单元生态系统单元生态系统单元生态系统单元能量能量allre natures4.4 4.4 工业生态学模型工业生态学模型属于第属于第类体系的完全自循环的全球经济系统示意图类体系的完全自循环的全球经济系统示意图材料加工者材料加工者制造业制造业废物废物消费

6、者消费者其他子系统其他子系统（如农业、采矿）（如农业、采矿）服务服务其他子系统其他子系统能量能量allre natures5.5.工业生态学原理工业生态学原理1.1.产品、过程、服务以及操作能够产生残余物，但并非垃圾。产品、过程、服务以及操作能够产生残余物，但并非垃圾。2.2.每个过程、产品、设备、基础建设和技术体系都应该设计为具有适应变革的能力，每个过程、产品、设备、基础建设和技术体系都应该设计为具有适应变革的能力，尤其是那些在可预见的未来范围内进行的对环境有利的变革。例如，建物应该设计尤其是那些在可预见的未来范围内进行的对环境有利的变革。例如，建物应该设计为具有能够使用太阳能电力系统的能力

7、，既便在目前的建设中并不安装该系统，方为具有能够使用太阳能电力系统的能力，既便在目前的建设中并不安装该系统，方法是留出一个无遮拦的南面屋顶。法是留出一个无遮拦的南面屋顶。3.3.进入生产过程的每一个分子在离开该过程时，都应该作为可售产品的一部分。这意进入生产过程的每一个分子在离开该过程时，都应该作为可售产品的一部分。这意味着，生产过程不仅应该设计为能够生产有效的产品，而且生产过程的残余物仍旧味着，生产过程不仅应该设计为能够生产有效的产品，而且生产过程的残余物仍旧能够再利用或者卖掉。能够再利用或者卖掉。4.4.用于生产的每一单位能量都应该带来相应物质的转变。用于生产的每一单位能量都应该带来相应物

8、质的转变。5.5.在产品、过程、服务和操作等所有过程中应该尽量减少材料和能源的使用。在产品、过程、服务和操作等所有过程中应该尽量减少材料和能源的使用。6.6.对所采用的材料既要保证其功能，又要尽量降低其环境影响，二者都很重要。然而，对所采用的材料既要保证其功能，又要尽量降低其环境影响，二者都很重要。然而，两全的方法少之又少。常常要根据具体情况进行侧重。经验证明，在很多复杂的生两全的方法少之又少。常常要根据具体情况进行侧重。经验证明，在很多复杂的生产过程中，材料、能源的消费量和环境污染程度之间有一个折中点。在这种情形下，产过程中，材料、能源的消费量和环境污染程度之间有一个折中点。在这种情形下，需

9、要采用生命周期分析方法来决定是否需要对这个生产工艺、原料进行替换和革新。需要采用生命周期分析方法来决定是否需要对这个生产工艺、原料进行替换和革新。allre natures5.5.工业生态学原理工业生态学原理7.7.工业过程应该尽量从自身或其他生产过程来获得所需的原材料，增加工业过程应该尽量从自身或其他生产过程来获得所需的原材料，增加 物质流的循环，减少从自然中获取原材料的数量。既便是很常见的原物质流的循环，减少从自然中获取原材料的数量。既便是很常见的原 料也应节约使用。料也应节约使用。8.8.每个过程和产品都应该设计为尽量保持材料本身的固有性能。这样的每个过程和产品都应该设计为尽量保持材料本

10、身的固有性能。这样的 设计可使材料本身的再循环使用更加容易。同时，也可使部件或组成设计可使材料本身的再循环使用更加容易。同时，也可使部件或组成 单元的循环更加容易，还可以延长产品的使用寿命。达到这一目标的单元的循环更加容易，还可以延长产品的使用寿命。达到这一目标的 有效方式是通过设计模块化的设备和再生产的技术。有效方式是通过设计模块化的设备和再生产的技术。9.9.每一种产品都应该设计为当其使用寿命结束的时候，能够用来制造其每一种产品都应该设计为当其使用寿命结束的时候，能够用来制造其 他有用的产品。他有用的产品。10.10.每一个工业基地、工业园区在基础建设、发展或改造时，都应该注意保每一个工业

11、基地、工业园区在基础建设、发展或改造时，都应该注意保持和提高当地生物栖息地的面积和生物种群的多样化，减少对当地资源持和提高当地生物栖息地的面积和生物种群的多样化，减少对当地资源的影响。的影响。11.11.原材料的供应者、使用者以及其他工业过程的用户之间应该紧密联系，原材料的供应者、使用者以及其他工业过程的用户之间应该紧密联系，通过加强合作减少材料的消耗量，促进材料的重复循环利用。通过加强合作减少材料的消耗量，促进材料的重复循环利用。allre natures6.6.案例分析：如何发展一个可持续的汽车工业案例分析：如何发展一个可持续的汽车工业6.1 6.1 工业生态学体系中的汽车技术体系工业生态

12、学体系中的汽车技术体系社会结构社会结构基础技术基础技术汽车汽车汽车子系统汽车子系统（如分散的社区、商业区、购物中心（如分散的社区、商业区、购物中心基础设施建设（如高速公路）基础设施建设（如高速公路）供给基础设施建设（如石油工业）供给基础设施建设（如石油工业）制造、使用、回收制造、使用、回收（如发动机）（如发动机）allre natures6.2 6.2 技术与文化在汽车技术体系中的关系技术与文化在汽车技术体系中的关系汽车子系统汽车子系统（例如发动机）（例如发动机）作为产品的作为产品的汽车汽车基础技术基础技术 基础设施建设基础设施建设 （如高速公路）（如高速公路）供给基础设施建设供给基础设施建设 （如石油工业）（如石油工业）社会结构社会结构（如分散的社区）（如分散的社区）通过短期政策结合起来通过短期政策结合起来通过长期的文化演变联系起来通过长期的文化演变联系起来汽车选择汽车选择（如（如44s）汽车使用习惯汽车使用习惯（如每年每人（如每年每人驾驶里程数）驾驶里程数）居住地选择居住地选择（如城郊）（如城郊）租用租用/维护协议维护协议替代购买替代购买（功能经济）（功能经济）各种远程交通各种远程交通工具替换汽车工具替换汽车短期短期长期长期技术技术文化文化