以科技创新推进循环经济与低碳经济.ppt
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1、以科技创新推进以科技创新推进 循环经济与低碳经济循环经济与低碳经济提提 纲纲n n新世纪我国经济面临课题与发展新世纪我国经济面临课题与发展新世纪我国经济面临课题与发展新世纪我国经济面临课题与发展“循环经济循环经济循环经济循环经济”的必的必的必的必要性、紧迫性要性、紧迫性要性、紧迫性要性、紧迫性n n“循环经济循环经济循环经济循环经济”的生态学、经济学、工程学和哲学基的生态学、经济学、工程学和哲学基的生态学、经济学、工程学和哲学基的生态学、经济学、工程学和哲学基础础础础n n“循环经济循环经济循环经济循环经济”的工程内涵的工程内涵的工程内涵的工程内涵n n“生态工业工程技术开发原则及可行性分析生
2、态工业工程技术开发原则及可行性分析生态工业工程技术开发原则及可行性分析生态工业工程技术开发原则及可行性分析n n“低碳经济低碳经济低碳经济低碳经济”工程内涵工程内涵工程内涵工程内涵n n以科技创新推动低碳经济以科技创新推动低碳经济以科技创新推动低碳经济以科技创新推动低碳经济新世纪我国经济面临的课题新世纪我国经济面临的课题人口增长,城市化人口增长,城市化进程加快;劳动力进程加快;劳动力资源丰富;最大的资源丰富;最大的工程师培养机制工程师培养机制多种产品总产量多种产品总产量居世界首位;人居世界首位;人均产量仍偏低;均产量仍偏低;消费需求旺盛消费需求旺盛新产品、新产品、新技术升级空间大新技术升级空间
3、大中国经济高速中国经济高速持续发展持续发展资源,能源人均资源,能源人均保有量低于世界保有量低于世界平均水平平均水平技术水平制约技术水平制约相同生产过程的相同生产过程的高物耗、高能耗高物耗、高能耗同时造成环境同时造成环境污染严重,生污染严重,生态状况恶化态状况恶化社会发展的主要矛盾社会发展的主要矛盾由于上世纪在核能技由于上世纪在核能技术,信息技术生物技术术,信息技术生物技术和先进制造技术上的和先进制造技术上的进步;进步;人类社会积聚了空前人类社会积聚了空前强大的能力;空前巨大强大的能力;空前巨大的物质财富和高度繁荣的物质财富和高度繁荣的精神文明。的精神文明。追求更好的生活质量,追求更好的生活质量
4、,更健康,更安全,更更健康,更安全,更长寿长寿面临历史上最严重的面临历史上最严重的危机:危机:资源短缺资源短缺能源枯竭能源枯竭环境污染,自然生态环境污染,自然生态恶化(冰盖、恶化(冰盖、草原、草原、湿地、生物多样性退化、湿地、生物多样性退化、荒漠荒漠 化,酸雨、沙暴、化,酸雨、沙暴、赤湖、干旱、频繁、温室效赤湖、干旱、频繁、温室效应,厄尔尼诺气候反常)应,厄尔尼诺气候反常)威胁人类生存威胁人类生存规模空前的资源转化规模空前的资源转化我国我国我国我国20032003年年年年20052005年年年年20062006年年年年钢铁产量钢铁产量钢铁产量钢铁产量 2.22.2亿吨亿吨亿吨亿吨消费量约占世界
5、总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的 27273.33.3亿吨亿吨亿吨亿吨4.24.2亿吨亿吨亿吨亿吨水泥产量水泥产量水泥产量水泥产量 7878亿吨亿吨亿吨亿吨消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的 4040910910吨吨吨吨12.212.2亿吨亿吨亿吨亿吨化肥产量化肥产量化肥产量化肥产量 40004000万吨万吨万吨万吨消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的30%30%44004400万吨万吨万吨万吨48884888万吨万吨万吨万吨5304.85304.8万万万万吨吨吨吨煤炭产
6、量煤炭产量煤炭产量煤炭产量12131213亿亿亿亿吨吨吨吨消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的 404021.921.9亿吨亿吨亿吨亿吨23.323.3亿吨亿吨亿吨亿吨石油加工石油加工石油加工石油加工量量量量2.42.4亿吨亿吨亿吨亿吨消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的消费量约占世界总量的 7.47.4 ,位居世界第二,位居世界第二,位居世界第二,位居世界第二2.952.95亿吨亿吨亿吨亿吨 3.0653.065亿吨亿吨亿吨亿吨2005年我国电风扇、年我国电风扇、VCD、电话机、电话机、录音机、微特电机、拖拉机、缝纫机、录音
7、机、微特电机、拖拉机、缝纫机、集装箱港口机械等,生产量占世界份额集装箱港口机械等,生产量占世界份额的的50%以上。以上。2005年制造业规模居于全球第三位,次年制造业规模居于全球第三位,次于美国、日本。于美国、日本。2005年我国科技人力资源总量年我国科技人力资源总量3500万人,万人,居世界第一。居世界第一。我国资源与能源状况我国资源与能源状况矿业资源:总量居世界第矿业资源:总量居世界第5位位 人均产量居世界第人均产量居世界第53位位 2/3矿种短缺矿种短缺化石资源:原油储量占世界的化石资源:原油储量占世界的2.43%天然气储量占世界的天然气储量占世界的1.20%煤储量为世界人均的煤储量为世
8、界人均的45%淡水资源:相当世界人均的淡水资源:相当世界人均的1/4,居世界第,居世界第 110位,而消费量世界第一,占位,而消费量世界第一,占 总消费量的总消费量的15%。我国重要矿产资源及在世界地位我国重要矿产资源及在世界地位矿种矿种矿种矿种中国中国中国中国美国美国美国美国俄国俄国俄国俄国加拿大加拿大加拿大加拿大德国德国人均储量人均储量人均储量人均储量占世界占世界占世界占世界人均人均人均人均%人均储量(人均储量(人均储量(人均储量(T T)石油石油石油石油1.8T1.8T111114.8T14.8T44.2T44.2T22.4T22.4T0.55T0.55T天然气天然气天然气天然气1063
9、m1063m3 34.54.517527m17527m3 3320733m320733m3 360253m60253m3 3548m548m3 3煤炭煤炭煤炭煤炭125T125T7979913T913T772T772T288T288T77T77T铬铬铬铬2.92kg2.92kg0.50.527kg27kg27.6kg27.6kg铜铜铜铜13.2kg13.2kg1818167167133kg133kg333kg333kg铝土矿铝土矿铝土矿铝土矿383kg383kg7.37.31330kg1330kg1530kg1530kg铁矿石铁矿石铁矿石铁矿石9.88T9.88T424237T37T133.3
10、kg133.3kg57T57T2.9T2.9T钨钨钨钨0.95kg0.95kg1591590.74kg0.74kg2.37kg2.37kg12.3kg12.3kgn n固定投资率高:固定投资率高:固定投资率高:固定投资率高:27.7%27.7%27.7%27.7%(2003200320032003),),),),25.8%25.8%25.8%25.8%(2004200420042004)n n万元万元万元万元GDPGDPGDPGDP能耗高:能耗高:能耗高:能耗高:年年200020002001200120022002 20032003 20042004 20052005 20062006吨标煤吨
11、标煤/万万元元GDPGDP1.461.461.391.391.411.411.441.441.271.271.231.231.211.21n n资源消耗率高(占世界资源消耗率高(占世界资源消耗率高(占世界资源消耗率高(占世界%):):):):钢铁石钢铁石钢铁石钢铁石28%28%,铝矾土,铝矾土,铝矾土,铝矾土25%25%,淡水,淡水,淡水,淡水15%15%,水泥,水泥,水泥,水泥50%50%。n n利润率低:利润率低:利润率低:利润率低:DVDDVD售价售价售价售价4040美元美元美元美元/台,付专利费台,付专利费台,付专利费台,付专利费2020美元;利润美元;利润美元;利润美元;利润55美元
12、。美元。美元。美元。MP3MP3每台售价为每台售价为每台售价为每台售价为7575美元,付专利费美元,付专利费美元,付专利费美元,付专利费4545美元,利润美元,利润美元,利润美元,利润5 CH-CH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2Cl+HClCl+HCl CH CH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2Cl+HCl+Ca(OH)Cl+HCl+Ca(OH)2 2 +CaCl +CaCl2 2液相氧化法液相氧化法(76%)(76%)CHCH3 3CH=CHCH=CH2 2+H+H2 2OO2 2 +2H +2H2 2OO气相氧化法气相氧化法(100%)(100%)CH CH3 3
13、CH=CHCH=CH2 2+O+O2 2CH3-CH-CH2OCH3-CH-CH2OCH3-CH-CH2O环氧丙烷环氧丙烷“原子节约工艺原子节约工艺”O2MPc肽菁染料原则上原则上“原子节约原子节约”率可达率可达100两个反应可在一个反应器内完成两个反应可在一个反应器内完成有少量有少量CHP可能分解为(酸性条可能分解为(酸性条 件下)苯酚丙酮,需要抑制件下)苯酚丙酮,需要抑制 和移除。和移除。异丙苯1%催化剂1000.2MP(PP)(CHP过氧化氢异丙苯)在肽菁存在下为化学平衡O2CH3-CH=CH2-钛硅分子解1000.2MpCH3-CH-CH2O 进化替代原则进化替代原则 解决白色污染的技
14、术进化解决白色污染的技术进化在在塑料制品成型时,加入大量淀粉塑料制品成型时,加入大量淀粉 纤维纤维素,可以使废弃时,塑料制品分散成小素,可以使废弃时,塑料制品分散成小粒。粒。采用发酵法生产乳酸采用发酵法生产乳酸 聚乳酸可降解塑料。聚乳酸可降解塑料。采用细胞培养法在大肠杆菌内生成可代采用细胞培养法在大肠杆菌内生成可代谢塑料,聚羟基丁酸酯(谢塑料,聚羟基丁酸酯(PHBPHB)用于人造用于人造血管血管 骨钉骨钉 缝线。缝线。紫杉醇紫杉醇(Paclitaxel)的制取的制取I.I.生物直接提取法生物直接提取法生物直接提取法生物直接提取法II.II.从太平洋洋紫杉树皮中提取,含量为从太平洋洋紫杉树皮中提
15、取,含量为从太平洋洋紫杉树皮中提取,含量为从太平洋洋紫杉树皮中提取,含量为0.0004%0.0004%。树。树。树。树200200年才成熟,剥皮后致死。年才成熟,剥皮后致死。年才成熟,剥皮后致死。年才成熟,剥皮后致死。II.II.化学合成,由于分子结构复杂,多达化学合成,由于分子结构复杂,多达化学合成,由于分子结构复杂,多达化学合成,由于分子结构复杂,多达4040步反应,步反应,步反应,步反应,总收率为总收率为总收率为总收率为2%2%。III.III.半合成路线(美癌症研究中心与半合成路线(美癌症研究中心与半合成路线(美癌症研究中心与半合成路线(美癌症研究中心与BMSBMS公司,公司,公司,公
16、司,19911991)从树叶嫩枝中提取)从树叶嫩枝中提取)从树叶嫩枝中提取)从树叶嫩枝中提取10-DAB10-DAB(10-10-脱乙酰基脱乙酰基脱乙酰基脱乙酰基卡丁卡丁卡丁卡丁),通过化学合成接上一个侧链制成,需),通过化学合成接上一个侧链制成,需),通过化学合成接上一个侧链制成,需),通过化学合成接上一个侧链制成,需1111个反应过程,个反应过程,个反应过程,个反应过程,7 7个分离过程,污染严重。个分离过程,污染严重。个分离过程,污染严重。个分离过程,污染严重。IV.IV.植物细胞发酵和萃取技术,用糖、氨基酸、微量植物细胞发酵和萃取技术,用糖、氨基酸、微量植物细胞发酵和萃取技术,用糖、氨
17、基酸、微量植物细胞发酵和萃取技术,用糖、氨基酸、微量元素、维生素做营养物,使紫杉系植物细胞被大元素、维生素做营养物,使紫杉系植物细胞被大元素、维生素做营养物,使紫杉系植物细胞被大元素、维生素做营养物,使紫杉系植物细胞被大量繁殖,经色谱法纯化、结晶分离,得紫杉醇。量繁殖,经色谱法纯化、结晶分离,得紫杉醇。量繁殖,经色谱法纯化、结晶分离,得紫杉醇。量繁殖,经色谱法纯化、结晶分离,得紫杉醇。环境友好工艺与产品的技术环境友好工艺与产品的技术总统绿色化学挑战奖总统绿色化学挑战奖更新合成路更新合成路更新合成路更新合成路线奖线奖线奖线奖19961996MonsantoMonsanto公司公司公司公司不以不以
18、不以不以HCNHCN为为为为原料,生原料,生原料,生原料,生产产产产氨基二乙酸氨基二乙酸氨基二乙酸氨基二乙酸纳纳纳纳除草除草除草除草剂剂剂剂19971997BASFBASF与与与与HoechstHoechst合合合合营营营营公司公司公司公司消炎消炎消炎消炎药药药药(ibuprofenibuprofen)新工)新工)新工)新工艺艺艺艺,原子利用率从,原子利用率从,原子利用率从,原子利用率从4040808019981998Flexsys AmericaFlexsys America公司公司公司公司4 4氨基二苯胺(氨基二苯胺(氨基二苯胺(氨基二苯胺(4 4ADPAADPA)新工)新工)新工)新工艺
19、艺艺艺,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加,用苯胺与硝基苯直接合成,不需加入入入入氯氯氯氯或溴氧化或溴氧化或溴氧化或溴氧化剂剂剂剂19991999LillyLilly实验实验实验实验室室室室抗抗抗抗痉挛药痉挛药痉挛药痉挛药(anticonvulsionanticonvulsion)新工)新工)新工)新工艺艺艺艺,避免了大量溶,避免了大量溶,避免了大量溶,避免了大量溶剂剂剂剂使用和使用和使用和使用和污污污污染物染物染物染物产产产产生,生,生,生,采用生物采用生物采用生物采用生物酶酶酶酶(gosaccharomyces rouxiigos
20、accharomyces rouxii)固定化催化)固定化催化)固定化催化)固定化催化剂剂剂剂20002000Roche ColoradoRoche Colorado公司公司公司公司抗病毒抗病毒抗病毒抗病毒药药药药(gallciclouigallcicloui)新工)新工)新工)新工艺艺艺艺,将反,将反,将反,将反应应应应物和中物和中物和中物和中间产间产间产间产物数量从物数量从物数量从物数量从2222种降低至种降低至种降低至种降低至1111种,气体排放减少种,气体排放减少种,气体排放减少种,气体排放减少6666,固体,固体,固体,固体废废废废物减少物减少物减少物减少8989,4/54/5中中中
21、中间产间产间产间产物可循物可循物可循物可循环环环环利用利用利用利用更新合成路更新合成路更新合成路更新合成路线奖线奖线奖线奖20012001BayerBayer和和和和Bayer AGBayer AG公司公司公司公司可生物降解的螯合可生物降解的螯合可生物降解的螯合可生物降解的螯合剂剂剂剂氨基二琥珀酸氨基二琥珀酸氨基二琥珀酸氨基二琥珀酸盐盐盐盐,100100无无无无废废废废物物物物释释释释放,用作放,用作放,用作放,用作助洗助洗助洗助洗剂剂剂剂,漂白,漂白,漂白,漂白稳稳稳稳定定定定剂剂剂剂,肥料添加,肥料添加,肥料添加,肥料添加剂剂剂剂等等等等20022002PfizerPfizer公司公司公司
22、公司合成合成合成合成SertralineSertraline(重要新(重要新(重要新(重要新药药药药ZoloftZoloft有效成分)新工有效成分)新工有效成分)新工有效成分)新工艺艺艺艺,3 3步反步反步反步反应简应简应简应简化化化化为为为为一步,安全性提高,一步,安全性提高,一步,安全性提高,一步,安全性提高,污污污污染减少染减少染减少染减少20032003sd-chemic Incsd-chemic Inc公司公司公司公司固体氧化物催化固体氧化物催化固体氧化物催化固体氧化物催化剂剂剂剂合成的无合成的无合成的无合成的无废废废废水工水工水工水工艺艺艺艺,用于清,用于清,用于清,用于清洁洁洁洁
23、燃料,化学品合成。燃料,化学品合成。燃料,化学品合成。燃料,化学品合成。20042004BMSBMS公司公司公司公司植物植物植物植物细细细细胞胞胞胞发发发发酵(酵(酵(酵(PCFPCF)和萃取技)和萃取技)和萃取技)和萃取技术术术术,用于,用于,用于,用于TaxolTaxol(紫杉醇(紫杉醇(紫杉醇(紫杉醇类类类类抗癌抗癌抗癌抗癌药药药药)的的的的绿绿绿绿色合成色合成色合成色合成20052005Archer Daniels MidlandArcher Daniels Midland和和和和NovozgmesNovozgmes公司公司公司公司酶酶酶酶催化催化催化催化酯酯酯酯交交交交换换换换法减少
24、食品中反式脂肪酸含量(法减少食品中反式脂肪酸含量(法减少食品中反式脂肪酸含量(法减少食品中反式脂肪酸含量(诱发诱发诱发诱发心心心心脏脏脏脏病)病)病)病)20062006MerckMerck公司公司公司公司用用用用-氨基酸制备氨基酸制备氨基酸制备氨基酸制备JanuviaJanuviaJanuviaJanuviaTMTMTMTM的活性成分的新颖的绿色合成路线的活性成分的新颖的绿色合成路线的活性成分的新颖的绿色合成路线的活性成分的新颖的绿色合成路线改进溶剂和反应条件奖改进溶剂和反应条件奖改进溶剂和反应条件奖改进溶剂和反应条件奖19961996DowDow化学公司化学公司化学公司化学公司用用用用CO
25、CO2 2代替氟代替氟代替氟代替氟氯烃氯烃氯烃氯烃作苯乙作苯乙作苯乙作苯乙烯烯烯烯泡沫塑料泡沫塑料泡沫塑料泡沫塑料发发发发泡泡泡泡剂剂剂剂19971997ImationImation公司(明尼公司(明尼公司(明尼公司(明尼苏苏苏苏达州)达州)达州)达州)发发发发明光明光明光明光热热热热法,曝光胶片,法,曝光胶片,法,曝光胶片,法,曝光胶片,显显显显影只需加影只需加影只需加影只需加热热热热,称,称,称,称Dry viewDry view技技技技术术术术,不需化学,不需化学,不需化学,不需化学显显显显影,定影影,定影影,定影影,定影19981998阿阿阿阿贡贡贡贡国家国家国家国家实验实验实验实验室
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- 科技 创新 推进 循环 经济
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