銅產業生態化低碳經濟發展模式

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 摘要:節能減排和建設環境友好型社會已成為人們的共識。銅產業如達到這一目標是一項值得研究的課題。通過對銅產業鏈的物質運動及其存在問題的具體分析,根據銅產業鏈系統和銅產業鏈生產工藝流程,完善產業鏈的企業組成,將物質、能量、水、技術和資訊進行系統整合,並進行非物質化設計,使銅產業鏈上的物質、能源、廢棄物梯級迴圈利用,產業鏈條上的每一個節點和企業內部各工序節點實現生態化。通過對江銅集團產業鏈的實證分析,得出了科學地設計、按設計進行改造、加強企業管理、依靠科技創新是實現銅產業鏈生態化低碳發展根本途徑的結論。

銅產業生態化低碳經濟發展模式

關鍵詞:銅產業鏈;低碳經濟;發展模式;實現方式;生態化

一、研究背景。

降低能耗率以減少溫室氣體排放量,節約資源以謀求可持續發展和建設環境友好型社會已成為人們在經濟發展方面的共識。銅工業作為國民經濟的基礎產業,已形成以採礦、選礦、冶金、消費以及廢雜銅的回收與迴圈利用完整產業鏈。面臨新形勢,銅工業的發展還存在著諸如總能耗高、排放總量多和迴圈綜合利用難等方面的問題。探索銅產業鏈生態化低碳經濟發展模式,使銅產業鏈上的物質、能源、廢棄物梯級迴圈利用,產業鏈條上的每一個節點和企業內部各工序節點完成生態化[1-3],實現銅產業鏈低能耗、低汙染、低排放,減少溫室氣體排放是一項值得研究的課題。

二、銅產業鏈的物質運動及其存在問題分析。

銅產業鏈上的物質運動包括開採、選礦、冶金、消費,以及廢雜銅的回收與迴圈利用各環節排放出的物質運動,如圖1所示。

圖1 銅產業鏈的物質運動情況。

三、構建銅產業鏈生態化低碳發展模型。

我們根據銅產業鏈系統和銅產業鏈生產工藝流程,完善了產業鏈的企業組成,將物質、能量、水、技術和資訊進行系統整合,並進行非物質化設計,構建了銅產業鏈生態化低碳發展模型[4-6]。對構建銅產業鏈系統生態化低碳發展模型解釋如下。

1)企業組成。根據銅資源分佈和銅產業發展現狀,確定以銅為核心的採選冶企業,圍繞核心企業構建起共生企業,從而構建銅產業鏈生態化低碳發展的主體。

2)系統整合。針對構成銅產業鏈,以減量化、再利用、資源化為原則,通過物質整合、能量整合、水整合、技術整合和資訊整合,使銅業生態化系統低碳執行。

a、物質整合。從銅產業鏈生產工藝流程分析生產過程,採用新工藝和新技術,使生產流程朝著簡單化、緊湊化、大型化、連續化和迴圈化的方向發展,實現物質整合,從而減少廢棄物的產生與排放,用較少的銅資源投入,最大限度可持續地利用銅再生資源,使銅資源利用效率最大化、工業廢物迴圈利用升值化、“三廢”產生最小化。

b、能量整合。運用以系統工程理論為指導、熱力學分析為基礎的能量整合技術[7-8],對目前銅產業鏈生產過程系統的用能狀況進行診斷,發現“瓶頸” 問題,採用“能量整合策略”,並考慮過程的操作、控制、安全等因素,選擇與確定過程系統節能降耗改造方案,推廣先進的節能和環保技術,改變能源結構,淘汰或改造資源浪費、汙染嚴重的落後生產工藝和裝備,實現能源梯級和迴圈利用,提高能源效率,減少二氧化碳的產生與排放。

c、水整合。水的原位再生和梯級利用是實現水整合的有效方法,其核心指導思想是“全過程控制、分散和集中相結合”,水梯級利用技術主要包括廠域梯級利用技術和區域梯級利用技術,建立工序內部、廠內、產業鏈各企業之間多級用水迴圈系統,提高水的迴圈利用率,採用先進工藝對迴圈水系統的排汙水及其他排水進行有效處理,使銅產業鏈工業廢水資源化,實現銅產業鏈工業廢水“零”排放。

e、技術整合。技術整合是包括軟技術和硬技術的集合[9-10]。從銅產業鏈出發,依據生態設計的理念,把冶金高新技術、抗風險技術、廢物使用和交換技術、資訊科技、管理技術等整合起來,建立最小化資源和能源消耗、最少廢物和汙染物產生的高新技術系統,以實現銅業生態化低碳經濟發展模式的要求。

f、資訊整合。建立完善的資料庫和資訊管理系統,包括物質流資訊、能源流、廢物流的資訊,銅產業鏈上的相關企業生產資訊、原材料資訊、產品資訊、技術資訊、市場發展資訊,以及法律法規資訊、人才資訊、相關領域的資訊,形成銅業生態化低碳經濟發展模式的資訊支援系統。

3)非物質化設計。[論文格式]指通過小型化、輕型化、使用迴圈材料和部件以及提高銅產品壽命,在相同或者更少的物質基礎上獲取最大價值的銅產品和服務,或者在獲取相同的銅產品和服務功能時,實現物質和能量的投入最小化。

4)銅業生態化低碳產業鏈設計。這是指依據工業生態學的原理,對採、選、冶、加工生產單位和為之服務單位組成的完整的產業鏈系統,進行物質、能量和資訊連結所進行的最優化組合設計或改造。通過比照銅業生態化低碳發展模式,找出存在的差距和主要問題,下面我們通過對江銅產業鏈實地調研,對其產業鏈情況作對比分析。

四、對江銅產業鏈的實證分析。

我們對江銅產業鏈的物質運動情況進行了實地調研。江銅是一家以銅的採、選、冶煉、加工及相關業務為主的上市股份有限公司,擁有和控股6座礦山、1個銅冶煉廠、6個銅材加工廠和2個硫酸廠。江銅已建立從銅的採、選、冶到稀散金屬的回收較為完整的產業鏈體系,產業鏈上每一個環節都能遵循物質迴圈和能量流動基本規律:各生產裝備和產品前後連線,上游企業的.廢料成為下游企業的原材料。整個產業鏈活動形成了“資源+產品+再生資源”的反饋迴圈過程,基本實現了最小的資源消耗和最小的環境代價的目標。其主要做法和經驗有介紹如下。

4.1 物質減量化。

物質減量化是指可能地減少資源消耗和廢棄物的產生,提高資源利用效率,從源頭上節約資源、減少汙染。具體表現在:

1)優化採選工藝,提高回收率。江銅針對礦體複雜、品位低的特點,系統優化採礦選礦工藝,進行了“特大型低品位斑岩銅礦床採選綜合技術的研究與應用”的科研攻關,使江銅德興銅礦採選工藝由原設計邊界品位0?3%下降到0?25%,多回收銅金屬38?3萬t、黃金11?6t。