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深度分析國外環保相關產業的發展

發布時間:2014年4月26日 來源:中國環境科學學會網站

狹義的環保產業是指終端(end-of-pipe)治理產業,或稱為傳統的環保產業。二次大戰以后,人類社會生產規模空前擴大,大量資源和能源被消耗。受到科學技術和生產....

狹義的環保產業是指終端(end-of-pipe)治理產業,或稱為傳統的環保產業。二次大戰以后,人類社會生產規模空前擴大,大量資源和能源被消耗。受到科學技術和生產水平的局限,大量廢棄物被排放到環境中,引起嚴重的環境污染和大量公害事件。針對治理這些污染而形成的環保產業一度得到很大的發展,治理對象是工業廢水和生活污水;主要大氣污染物如顆粒物(PM)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、鉛(Pb)、揮發性有機物(VOC)等;固體廢棄物及噪聲(固定源噪聲和交通噪聲)。

由此而形成的產業主要有:工業廢水治理設施和生活污水處理廠、旋風除塵、靜電除塵和布袋除塵、火力發電廠煙氣脫硫工程、電廠脫硫脫氮工程、汽車尾氣催化轉換器、生活垃圾焚燒廠和固體廢棄物填埋場所、各類消聲降噪設備等。這些終端治理產業耗費巨大,效果卻不甚理想,因此不是治理環境污染的根本途徑。

我國在進行環境污染的終端治理中經歷了曲折的途徑,付了不少學費。從上世紀七十年代開始起步的不少治理裝置經不起時間的考驗,大多在使用不久后就不得不進行檢修或報廢,造成巨大浪費。詳情此處不贅述。

下面就一些主要的傳統環保產業作簡短的評述。

大氣污染治理

固定源大氣污染治理的兩個最大產業是除塵設備和煙氣脫硫裝置(FGD)。經歷了幾十年的發展,可以認為現在除塵設備以靜電除塵和袋式除塵設備為主,而且技術都已經成熟,今后除一些技術上的改進以外,不大可能有突破性的進展。當然人們可以舉出一些新技術,而且在某些特殊領域獲得一定應用,但應用的規模遠不能同以上兩種技術相比。

煙氣脫硫技術的發展經歷了飽經磨難的歷程,無論國內國外都是如此。上世紀七、八十年代是各種煙氣脫硫技術競爭最激烈的時期,到九十年代情況卻逐漸明朗。據說有約200種左右煙氣脫硫流程先后被提出,進行小試、中試乃至示范裝置,但最終世界范圍內約80%的市場被濕式石灰石法占領,美國和日本領先。不同點在于吸收塔的類型、材質和副產物的利用。因此,到九十年代后期,發達國家煙氣脫硫新技術的開發已經停止,但國內直至最近仍有人提出開發煙氣脫硫新流程。

發達國家大多數燃煤電廠安裝了煙氣脫硫裝置,以日本普及率較高。美國新建燃煤電廠必須安裝煙氣脫硫裝置,但一些老式電廠卻至今仍未安裝,一則因為老電廠加裝煙氣脫硫裝置費用要更貴一些,二則這些老電廠不久即將退役。

汽車尾氣污染。從上世紀中葉開始,美國不斷制定一次比一次更加嚴格的排放標準。這一做法推動了汽車工業技術的發展,被證明是成功的(與此成為鮮明對照的是,對燃煤電廠排放氮氧化物制定嚴格的排放標準未能取得同樣的成功)。現在普遍采用三元汽車尾氣催化轉換器,而汽車尾氣排放標準有進一步嚴格的趨勢,但這仍然不能從根本上解決問題。美國有些城市和地區的臭氧濃度仍然超標。

污水處理廠

盡管有不斷的改進和革新,污水處理技術幾十年來沒有根本性突破。有人打趣地說,如果有一個現代的Rip Van Winkle在上世紀60年代昏睡過去,那么當他30年后醒來時將會發現世界很多地方變樣了,但是污水處理廠卻基本上還是二級生化處理技術。這一技術對改善水質和水環境保護作出了重要的貢獻,但是同樣不能根本解決問題。而在發展中國家,先進的污水處理廠遠未普及,惡劣的水環境嚴重影響了人群健康和生態環境。

固體廢物處置和噪聲

固體廢物包括生活垃圾處置技術。目前仍以衛生填埋為主。過去有人大力提倡生活垃圾以焚燒為主,現在看來未必如此。危險廢物的處置需要大量資金投入。噪聲污染治理技術已相對成熟。此外,惡臭處理技術取得一定進展,但人們有理由對這些進展并不感到滿足,所以一句話,傳統的末端治理技術不能根本解決環境問題。

污染預防和清潔生產

上世紀九十年代前后,時任美國環保局長的William Reilly認識到這一問題,竭力強調從源頭控制污染。結果美國國會1990年通過了污染預防法,明確提出從源頭控制污染的重要性以及要求實現清潔生產。于是有了產品的生命周期評價,提出從搖籃到墳墓進行產品的環境影響評價和在生產過程中消滅污染。污染預防的概念為新世紀環保產業的發展指明了方向。

事實上,由于資源和化石能源的日趨短缺以及巨大的環境壓力,一些重要工業領域正悄悄進行著重大的變革。試舉一些為例:

電力工業 美國十余年來煤炭年產量始終穩定在10億噸左右,其中90%以上用于發電。有人把煤炭用于發電的比例視作工業發達程度的一個標志。我國在上世紀60年代煤炭產量不足8億噸,其中僅1/3左右用于發電。目前煤炭產量居世界第一,將近20億噸,用于發電的約占總產量的60~70%。

盡管美國和中國煤炭儲藏量足夠我們使用至少幾百年,燃煤是造成環境污染的重要因素,例如,電力工業是美國頭號污染大戶。每年排放的顆粒物、二氧化碳和氮氧化物數量極為可觀,環境影響嚴重。現在布什總統提出10年后美國電力工業要實現零排放,當然是一個奢望。他把希望寄托在整體氣體聯合循環(IGCC)技術,經過多年發展以后,IGCC示范電廠已達到了30萬瓦規模,這類電廠管理得好,確實可以實現污染物極低的排放。

但是燃料電池的發展將進一步實現電力工業的革命,那時電網將可以實現分散化,電廠的標志高煙囪也將消失。

汽車工業 同樣是燃料電池技術的進一步發展將使汽車實現零排放。燃料電池以氫和氧作為原料,通過燃料電池產生電力,副產物是水,因此不造成污染。通過燃料電池發出的電力將驅動汽車,是未來理想的交通工具。

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