流程工业的绿色发展是当务之急

发布时间：2015-09-10 作者：殷瑞钰 中国工程院院士

　　绿色发展是《中国制造2025》的重要组成部分，同时也是一种提高中国经济硬实力的强大杠杆。作为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，《中国制造2025》提出了九大战略任务和重点，其中第五个就是全面推行绿色制造：加大先进节能环保技术、工艺和装备的研发力度，加快制造业绿色改造升级；积极推行低碳化、循环化和集约化，提高制造业资源利用效率；强化产品全生命周期绿色管理，努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。
　　对于我国工业（制造业）来说，《中国制造2025》提出的绿色制造具有重要意义。近十年来我国工业行业取得的成绩举世瞩目，但是工业粗放式快速发展给生态环境造成的影响也触目惊心。空气质量下降、重金属污染加剧、水源和土壤被破坏等生态环境恶化，严重影响大众的健康。我国工业发展已到了从刻不容缓向“绿色发展”的重要转型期。推进工业绿色发展，对于建设资源节约型、环境友好型社会和促进生态文明建设，具有重大意义。本文主要探讨包括钢铁、有色、石化、化工、建材、造纸等六个流程工业行业和涉及以上流程工业的通用机械与某些高耗能的工业装备的工业绿色发展工程科技战略及对策。
　　流程制造业发展现状
　　我国工业发展迅速，产品产量居世界前列。钢铁、有色、石化、化工、建材、造纸等行业是典型的流程制造业，这些行业的产量除石化产品外连续多年位居世界第一，在国际上具有举足轻重的地位。2013年，我国粗钢产量8.22亿吨，约占全球52%；电解铝产量2204.6万吨，约占全球46%；化肥产量7153.7万吨，约占全球35%；水泥产量24.14亿吨，约占全球58%；纸和纸板产量约1.01亿吨，约占全球25%。
　　资源需求量大，对外依存度高。六大行业对全球资源的需求量大，2013年铁矿石超过67%、铜精矿，铝土矿分别达到60%、52%，原油57%，钾盐达到50%，对外依存度很高，资源供求矛盾加剧。
　　积极推广应用节能新技术，工业能效不断提高。“十一五”期间，全国规模以上工业增加值能耗从2.59tce/万元降低至1.92tce/万元，以年均8.1%的能耗增长支撑了14.9%的工业增加值的增长。在“十一五”期间，六大流程制造业单位产品的能耗下降幅度分别为：钢铁降低12.1%、电解铝降低36.6%、铜冶炼降低35.9%、炼油降低15.1%、氮肥降低12%、水泥降低28.6%、纸和纸板降低22%，缩小了与国外先进水平的差距。
　　污染物排放强度不断下降。工业废水排放的强度从2001年的46.5吨/万元降至2012年的11.1吨/万元；同期，工业废气中SO2排放强度降低约11.6%。在“十一五”期间，六个流程制造业的典型污染物排放强度也大幅度降低：钢铁行业吨钢粉尘排放量降低36.09%、吨钢SO2排放量降低40.78%；有色行业重金属汞排放量降低59.6%、铅排放量降低58.5%、砷排放量降低51.8%；建材行业万元产值的烟粉尘排放量降低84.9%、SO2排放量降低75.8%；造纸行业的万元产值COD排放量降低73.91%；化工行业万元产值SO2排放量降低64%、氨氮排放量降低80.58%。
　　流程制造业存在的问题
　　产能过剩、产出过剩，能源和环境问题日益突出。我国工业在快速发展的同时，出现了重化工业产能、产出严重过剩，资源对外依存度不断提高和环境负荷沉重等问题。依靠工程科技创新实现工业绿色发展很重要，它促使工业行业的单位产品能耗和污染物排放强度不断降低。但是，如果工业结构不合理，产出总量以数倍之势增加，规模过大，因此，工业的能源消耗总量和污染物排放总量仍处于上升趋势，一定程度上抵消了科技进步带来的效果。与2000年相比，2012年六个流程制造业的产量大幅度增加：粗钢增加了4.69倍、电解铝增加了5.78倍、水泥增加了2.68倍、纸和纸板的产量增加了3.12倍。同期，六大行业总能耗占工业（制造业）总能耗的比例由55%增至64.5%。从工业污染排放总量看，2012年全国工业废水排放总量为2000年的1.2倍；工业废气排放总量为2000年的4.3倍；SO2排放量为2000年的1.3倍。
　　工程科技尚不能满足发展需求，资金支持强度不足。时至今日，工业能效进一步提高和污染物治理的难度越来越大，同时，工业绿色发展的理念有待深化，工业领域重末端治理、轻源头预防和过程控制的偏向尚待进一步解决。具体体现在：工业绿色技术开发的创新驱动力弱，源头削减、过程控制、清洁生产等方面科技开发投入明显低于产品、装备的开发投入；在多种污染物协同减排、重金属污染减量、有毒有害原料替代和主要污染物的源头削减等领域缺乏先进有效的实用技术来满足达到新的环保标准的要求。
　　环保执法不公、监管不到位，导致企业间存在不公平竞争。从制度层面看，原有的环境管理法律法规对于污染物超标的处罚处置力度不够，导致“守法成本高、违法成本低”。从执法层面看，由于资金和资源的缺乏，我国环境监管和执法无法全面覆盖，执法不到位，普遍存在“抓大放小”现象，对国有企业、大企业监管多、检查相对严，不少地方还存在着规模以上的企业管，规模以下的企业无法管的现象，出现了不同规模和不同所有制企业之间、“入统”与“不入统”企业之间不同负担的不公平竞争，某种程度上加大了生态环境的压力。
　　工业装备运行效率低、效果差。我国工业装备的工艺技术水平总体有所提高，但普遍存在装备与工艺流程不匹配、导致有些装备运行效率低下、运行可靠性差等现象，这不利于工业绿色发展；还存在着环保装备方面的创新跟不上行业发展和主体装备的水平，同时由于环保设备运行维护和检修等管理不到位，导致部分环保设备运行效率低、效果差、难以稳定达到环保要求。
　　重化工业产品出口导向加重国内资源、能源和环境的负担。在高投资和出口导向的经济发展模式下，我国重化工行业近年的进出口结构和数量高度不平衡，钢铁、有色、石化、化工和建材都有不同程度的出口增长。在重化工产品的出口量中，其中包括大量隐含能源的出口，并承担了大量的温室气体转移排放，同时也造成对国内的环境负荷进一步加重。
　　体制机制有待进一步深化改革。现有制度体系、考核机制、激励机制等尚不适应绿色化转型的发展，具体体现在：片面追求GDP增长，环境保护的基本国策未得到应有的重视和有效的监察、执法；领导干部的考核晋升机制与绿色化发展、生态文明建设的绩效关联尚不够紧密；鼓励技术创新、技术转让和应用的机制存在一定障碍等。
　　流程制造业发展的拐点和趋势
　　在不同行业需求情景下，对2020年六个流程制造业能源消费总量和主要污染物排放总量的峰值进行了分析。分析前提是六大行业以内需为主的结构调整和淘汰落后产能的目标得到实现，环保执法和污染物排放总量控制落实到位，且各行业技术支撑到位，结果表明：
　　一是六个流程制造业的产出总量和能源消费总量的峰值的“拐点”分析：钢铁、建材、造纸三大行业的“拐点”大致出现在2015年左右；而有色、石化、化工三大行业的“拐点”大约出现在2025~2030年，其中某些产品的产出“拐点”也可能会出现在2020年以前。
　　二是主要污染物排放总量的峰值将比能源消费总量的峰值提前出现，但由于工业规模过大，主要污染物排放总量依然巨大。
　　钢铁、有色、石化、化工、建材和造纸等六个流程制造业仍将是国民经济特别是实体经济不可缺少的重要基础产业，同时也是未来工业绿色发展最重要的领域。六大行业的绿色发展应以绿色、低碳、循环发展的理念为导向，拓展功能，即流程制造业应同时具有优质产品制造功能、能源高效转换功能、废弃物处理-消纳及再资源化功能，以实现各行业的转型升级，推进工业绿色化发展。
　　流程制造业应在拓展功能的基础上，进一步打破行业隔绝，构筑产业间以及产业与社会之间的“生态链”，建立循环经济园区，发展循环经济。
　　流程制造业发展战略目标和对策
　　一是到2020年，流程制造业的规模扩张趋势得到有效控制，产业结构调整见成效；流程制造业的功能拓展为具有“优质产品制造、能源高效转换、废弃物处理-消纳及再资源化功能”的三大功能。
　　二是流程制造业的能耗强度和污染物强度进一步明显下降；工业总能源消耗维持在2012年的水平不增长，六大行业的总能耗占工业总能耗的比例下降到55%；污染物排放总量降低20%。
　　三是行业间及与社会的生态链接技术得以突破并形成规模，促进工业和经济发展融入到生态文明建设中。
　　四是工业装备（包括环保装备）要从设计、制造、运行、在役再制造和再制造入手，提升技术、运行和智能化水平，实现工业装备全寿命周期内的绿色化。
　　五是基本形成具有我国自主创新特色的工业绿色发展的工程科技支撑体系。
　　工业绿色发展的总体战略思路是贯彻落实党的十八大精神，“发展理念创新，产业结构调整，科技创新驱动，政策法规保证”。工业绿色发展工程科技的战略对策为：
　　第一，推进源头削减和末端治理的有机结合，开发和突破一批面向未来的各行业绿色化转型的共性关键技术。
　　第二，推进科技创新与政策导向的有机结合，加快工业行业及企业能源、资源利用的绿色转型。
　　第三，持续深化信息技术在工业过程的应用，进一步推进物质流、能量流和资金流的深度融合。
　　第四，重视并开发工业行业间及其与社会间的物质/能量链接的关键技术，建设和实施一批工业生态园区的示范工程。
　　为此，提出五大引领性重大工程以及41项示范带动项目和各行业三类关键技术共173个。五大引领性重大工程为：一是节能环保系统集成优化工程；二是绿色工艺改造及产品创新工程；三是绿色产业生态链接工程；四是信息化、智能化提升改造工程；五是工业装备优化提升工程。
　　工业绿色发展的政策建议
　　树立和实施工业绿色化发展的战略，推动工业转型升级。启动研究新常态下以结构调整、产业升级为主线的合理需求和总量控制问题，加快工业结构调整，优化工业布局，有效削减过剩产能，有效控制产出总量，制定全局性的“十三五”工业绿色化发展战略规划。
　　强化环保行政监督，严格行政问责。认真执行环保法和污染物排放标准，加强监管，强化环保问责制。切实提高环保执法力度和公平性，改变执法成本高、违法成本低的现状，逐步建立公平的竞争平台。
　　坚持以企业为主体，加快提升创新能力。坚持市场导向，协同创新，完善科技创新体系，重视并加快从研发成果到产业化、工程化的转化速度，从机制上突破从研发成果到产业化、工程化难的瓶颈；重视标准的引领作用，在定期修订发布环保和能耗标准的同时，要发布相应的经济、可行的技术指南。
　　流程制造业（特别是重化工业）应坚持以内需为主，不能以大量出口作为化解过剩产能的出路。要严格限制高耗能和低附加值产品出口；鼓励加工成高端制成品和机电产品间接出口；要鼓励废钢、废旧有色金属和废纸等再生资源的进口；结合“一路一带”战略，鼓励以高技术项目走出去，带动到国外建钢厂、石化厂和化工厂等，产品就近生产、销售。
　　加强依法统计、监测，健全基础资料，强化部门责任。完善工业能源、环保监测的统计制度和方法；完善和推广应用基于工业互联网的装备健康能效监测诊断体系，建立第三方机构负责工业装备监测和评估装备效能等级。
　　引导绿色消费模式。提倡与绿色、低碳、循环理念相适应的绿色消费模式，加强对各阶层的宣传，反对浪费、奢侈，提倡全社会消费观念的绿色化转变。
　　工业绿色发展的内涵
　　绿色发展源于环境保护领域，是培育新的经济增长点、保护生态环境活动的总和，是资源承载能力和环境容量约束下的可持续发展。广义的绿色发展包括存量经济的绿色化改造和发展绿色经济两方面，覆盖了国民经济的空间布局、生产方式、产业结构和消费模式，也是“转变发展方式、调整产业结构”重要方面。发展绿色经济、推动经济绿色转型制定相应的战略目标和框架，要从工业、农业和服务业三大产业全面推动，调整产业结构，加速经济向劳动力密集型和技术密集型转变。狭义的工业绿色发展包括绿色生产制造过程、产品绿色化、节能减排、清洁生产、企业绿色化等。
　　绿色发展、循环发展、低碳发展是相辅相成的，相互促进的，可构成一个有机整体。绿色化是发展的新要求和转型主线，循环是提高资源效率的途径，低碳是能源战略调整的目标。从内涵看，绿色发展更为宽泛，涵盖循环发展和低碳发展的核心内容，循环发展、低碳发展则是绿色发展的重要路径和形式，因此，可以用绿色化来统一表述。
　　工业（制造业）的门类繁多，如果按生产方式、生产过程中物质所经历的变化和产品特点分类，则制造业可以分为流程制造业与制品制造业两大类。其中流程制造业的能耗约占工业能耗的64%以上，应是绿色化的重要切入口，就钢铁、有色、石化、化工、建材、造纸等流程制造业而言，工业绿色发展应以绿色、循环、低碳发展的理念为导向，拓展流程工业的功能——即流程制造业应该实现优质产品制造功能、能源高效转换功能、废弃物处理-消纳及再资源化功能。实现各行业的转型升级，同时应高度重视通过产业结构调整为抓手，推进广义的绿色发展。