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低碳经济及其对新材料研究开发的挑战

更新日期: 2010年06月21日 作者: 王天民 王 莹 来源: 《中国材料进展》 【字体:

    三、低碳经济与循环经济的关系

    对于环境恶化、资源匮乏的关注,使得一些学者和产业界开始思考如何改变资源流通模式?如何从传统资源—消费—垃圾场的线性流通模式向资源—消费—再生利用的闭合循环的流通模式转变?

    也就是说,在当前,资源库实际已经由传统意义上的一个资源库变成了两个资源库,即“天然资源库”和由各种废弃物构成的“再生资源库” ,而且前者在不断的减少或贫化,后者正在迅速的增长。当今人类社会所面临的挑战,就是如何将天然资源库与再生资源库通过产业有机地组合起来,形成和建立作为循环经济物质基础的新型循环产业。因此,循环经济是通过机制革新建立起来的以众多循环型产业(企业)为核心并与社会有机结合起来的庞大的社会经济体系,是一个精密的社会系统工程。

    循环经济主要是出于提高资源与环境效率以达到缓解资源短缺实现保护环境的目的,是实现资源或者物质可持续利用的全新的经济模式和发展战略。

    德国是世界上最早实施循环经济的国家之一,其循环经济法制建设也走在前列。自1986年始,相继颁布了《废弃物管理法》、《包装条例》、《限制废车条例》等,并于1994年9月,率先公布了《循环经济和废物处置法》,具体规定了建立循环经济的3R原则(Reduce,Reuse,Recycle),即减量化、再利用和再生循环,把资源闭路循环的循环经济思想从商品包装扩展到社会相关领域。此后又制定了《垃圾法》、《持续推动生态税改革法》、《再生能源法》等等。相关法律法规由个别领域逐渐向社会各行各业推展,并且从生产领域扩展到了消费领域,现已形成条款日益严密、结构不断完善的循环经济法律体系。

    日本自1991年始,先后制定了《再生资源利用法》、《环境基本法》,并1994年制定了环境基本计划,首次提出“实现以循环为基调的经济社会体制” ,包含了循环经济的内容。1998年日本制定“新千年计划” , 把循环经济作为构建21世纪日本社会发展目标。2000年日本国会通过了《建立循环型社会基本法》,先后修订颁布了《废弃物处理法》和《资源有效利用促进法》、《建筑材料循环法》、《绿色采购法》等十多部配套法律法规。日本的循环经济立法是世界上较为完备的,以此为依据,使其成为世界上第一个号称建立“循环型社会”为目标的国家。

    此外,美国和欧洲许多国家也都制定了有关循环经济的法律法规和计划。

    如上所述,循环经济是以生态设计(Ecodesign)的理念和原则为指导,以对资源和能源、生产、使用、消费和废弃全过程的生命周期评价为手段,追求在产品生产与使用过程中,运用清洁能源实现清洁生产,贯彻节能减排,节省资源使用量,减少环境污染并使废弃物成为新的原材料再次进入生产和消费环节,从而最大限度地实现资源的循环利用,以达到提高资源与环境效益的目的。这是对物质和资源循环利用的全新的经济形式。因此,从某种意义上讲,促进资源的循环利用是循环经济的核心内涵。而低碳经济则是更多地强调了低能耗、低污染、低排放的方面。其实,低碳经济与循环经济本质上讲都是提高资源(能源)与环境效率、追求绿色GDP的问题,都是为了实现人类社会和经济的可持续发展。表面上看,似乎前者更强调减排温室气体,遏制全球气候变暖趋势的问题,而后者似乎更为综合地强调了在尽可能减小污染的情况下地球资源的循环再生利用。实质上,两者是一个问题的两种表达方式或者两个侧面,都是保护地球生态环境、促进人类与自然和谐共存,从而实现社会经济可持续发展的经济模式,并且其评价的方法学也都源于生命周期评价(LCA)。

    低碳经济的着重点在于能源及其结构调整,而循环经济则着重于资源/能源的再生循环利用,但前提都是尽可能减小对环境和生态体系的损伤和污染。在当前地球气候变暖以及 “哥本哈根气候大会”成为世人注视焦点的大形势下,在全球范围内掀起低碳经济热潮是完全可以理解的,当然也是十分必要和紧迫的。此外,我们还必须清醒地认识到,低碳经济不仅是应对气候变化的手段,还是改变国家能源结构,即从传统的高碳能源向低碳能源转化的大事。不仅能够实现减少二氧化碳排放量的目标,还可以为摆脱过分依赖国外能源和不可再生能源创造有利条件,从而保障国家的能源供应,实现国家的能源安全战略。

    四、生态设计原则与生命周期评价方法是低碳经济与循环经济的指导思想与理论基础

    1、生态设计(Ecodesign)

    生态设计又叫环境协调性设计,它是一种全新的设计思想,即在产品或材料设计中,在考虑成本、功能(或性能) 、质量、外观等传统使用性能指标的同时,充分考虑产品或材料的环境性能。通过实施减量化、再利用、再制造与再生循环利用(4R原则)和生命周期评价(LCA),达到经济、环境和社会效益的和谐统一。顺便述及,这里的所谓 4R,是在前面提及 Reduce,Reuse,Recycle 基础上增加了 Remanufacturing(再制造)。从3R到4R使得生态设计和循环经济的内涵更加科学和切合实际,作者完全赞同和支持这种观点。

    生态设计、循环产业以及在此基础上形成的低碳经济与循环经济,是新时代所有材料、产品、生产活动以及企业遵循的原则,也是其发展的趋势和方向。这是人类解决所面临的资源、环境问题以及遏制地球气候变暖、保护地球家园,实现经济和社会可持续发展的根本途径。

    必须强调,生态设计的思想与原则,一定要逐步地贯彻到各种材料、产品和社会服务的设计实践中去,每个人都应该成为生态设计者和积极的低碳消费者,提高资源环境意识,实行节能减排,倡导和厉行低碳生活方式。

    勿庸置疑,作为社会经济的物质基础—材料,必须贯彻生态设计的原则或者进行生态化改造,这就是所谓的生态环境材料。可以肯定地说,生态环境材料是新世纪材料发展的必然方向和趋势。

    2、生命周期评估(LCA)方法是低碳经济、循环经济有力的评价和认证手段

    生命周期评估的全局观念是低碳经济和循环经济的核心理念和评价方法。 根据通常采用的SETAC和ISO的定义,生命周期评价(LCA)是一种系统的环境评价工具,它对一种产品、过程或活动,从原材料提取、材料制备直至最终废弃的整个生命周期内,对能源和资源消耗以及废物排放对环境所造成的潜在影响进行评价,进而提出改善环境性能的建议和措施。

    在这里必须强调指出,生命周期评价方法已经从上世纪70 年代“从摇篮到坟墓”的线性全程控制向着适应循环经济和低碳经济的“从摇篮到摇篮”的闭合循环流程控制演进。

    碳的减排目标、碳限额排放贸易机制(carbon cap and trade)、碳交易、碳税等将在政治经济领域里对我国有重大影响,这些机制都与生命周期评价(LCA)紧密相关。美国的清洁能源和安全法案也专门提到了要每年监查中国和印度是否执行了减排标准,而其工具就是基于LCA。哥本哈根大会上,温家宝总理也提到我国将进一步完善对减排信息的统计以及监测和考核办法。

    美国的各个产业都在积极开展和应用LCA来进行二氧化碳排放量的基准调查。例如美国乳制品管理的行业协会(Dairy Management Inc)就投资一百七十万美元进行牛奶及其各种包装品,奶酪的LCA研究,并制定了以2007年排放量为基准,到2020年要达到减少25%的目标,这件事在美国及国际上也造成了很大影响。美国农业部和该行业协会在哥本哈根进行了新闻发布会,签署了谅解备忘录,表明农业部将支持美国牛奶业的二氧化碳减排目标,大力推荐LCA方法,并将进一步提供数量可观的研究资金支持。美国农业部还提出要在未来五年之内,还将继续增加农业应对气候变化的研究经费,从现有的三千万美元增加到一亿三千万美元。

    因此,我国应进一步加强LCA的研究与实例应用,建立产品(尤其是出口的产品)的生命周期评价的数据库,做到知己知彼,以便在今后的国际碳交易中处于有利地位。

    环境保护与治理和遏制气候变暖是低碳经济/循环经济生产方式追求的目标。但是,今天的低碳经济/循环经济概念已经远远超出了单纯的环境保护与治理范畴,涉及到社会再生产、贸易体系、技术支撑、法律体系、政策保障等领域的全方位经济运作形式。

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