工业生态学论文经典范文10篇之第六篇：研究工业活动和生态环境的相互关系
摘要：当今世界一次性能源消费结构已经由以煤炭为主向以油气为主转变， 中国石油供需矛盾日趋突出。在分析了石油工业代谢过程基础上， 研究了工业活动和生态环境的相互关系， 建立了石油产业生态链， 重点剖析了狭义生态产业链， 从石油石化企业、销售商、消费者和废料处理者的角度研究了石油产业的系统管理。
关键词：石油产业； 工业生态学； 石油产业生态链；
Abstract:
In today's world one-time energy consumption structure has shifted from coal-based mainly to oil and gas resources, the supply-demand contradiction of oil is becoming more and more prominent.After analyzing the metabolic process of the petroleum industry and the relations between industrial activities and the ecological environment, the paper sets up the petroleum industry ecological chain focusing on the narrow ecological industry chain.It also discusses the main responsibilities of the vendors, customers and waste transactors in the petroleum and petrochemical enterprises.
Keyword:
petroleum industry;industrial ecology;ecological chain of petroleum industry;
能源是人类生存、经济发展和社会进步的重要物质资源， 石油、天然气、煤炭和核电/水电是全球最主要的一次性能源， 消费比例约为37%、24%、27%和12%[1], 这表明世界一次性能源消费结构已经以煤炭为主向油气为主转变， 因而石油产业的平稳、合理发展对整个能源产业都非常重要。
1 中国石油产业现状与发展趋势
从1993年开始， 我国的原油产量已经满足不了国民经济发展的需要， 由石油输出国变成了石油进口国。若2020年国内原油年产量按照1.8×108t计算， 我国对外依存度将达到60%或55%[2].
1.1 石油供需与储量分析
近年来， 随着中国经济的发展， 我国石油的消费数量不断攀升， 而产量增加的速度远远低于消费量。
表1 中国石油生产与消费的变化
上表反映， 我国石油产量和消费量都趋于增长， 但消费量的增长速度明显高于产量的增速， 2008年产量仅为消费量的50.49%, 进口依存度进一步加大。作为重要的战略性资源， 过大的进口依存度不仅仅会对经济造成影响， 更重要的是会危及国家安全。
根据BP近年来的报告， 中国石油探明储量和在世界石油探明储量中所占比重趋于递减， 而且我国石油资源赋存条件较差， 不仅探明储量趋于降低， 而且就剩余探明可采储量而言， 低渗或特低渗油、重油、稠油和埋深大于3500m的占50%以上。
表2 中国石油探明储量的变化
1.2 基于工业生态学视角的石油产业发展是未来的必然趋势
随着经济的发展， 对石油资源的需求将会进一步增强， 但是在资源丰富地区， 大量的资源开发带来了经济高速增长， 同时引发了生态危机， 导致了严重的次生环境问题。以陕西省榆林市为例， 其4.3万多平方公里的总土地面积， 平均每平方米蕴藏着6吨煤、140立方米天然气、140吨盐和115公斤石油， 但是大规模的开采， 使得好些塌陷区已丧失了基本的人类生存条件。掠夺式开采使得较长时期内才能显现的环境问题在短期内叠加， 环境破坏的速度和程度远远超出自然的自我修复能力[3].
近年来， 我国经济发展速度很快， 但重要资源的产出效率低于世界平均水平， 资源的技术效率低， 综合能源利用效率约为33%, 比发达国家低10个百分点[4].生产环节能耗强度高， 必然意味着我国在这些领域单位物质产品的污染排放强度也高于发达国家的水平。此外， 资源综合利用率和再生资源回收利用较低。基于工业生态学视角分析石油产业的管理有利于节约资源， 减少污染；资源回收， 循环再生；重复使用， 创新制造；保护环境， 和谐共处。有助于我们在资源禀赋不足的情况下， 最大限度地利用石油资源， 充分发挥其效应；同时控制能源消耗引发的污染问题， 推动石油产业的和谐发展。
2 基于工业生态学的视角的石油生态产业链的构建
基于工业生态学视角分析工业系统， 是将工业过程作为一个生态系统[5]来看待， 认为物质、能源和信息的流动与储存不是孤立的简单叠加关系， 而是可以像在自然生态系统中那样循环运行， 它们之间相互依赖、相互作用、相互影响， 形成复杂的、相互连接的网络系统[6].以生态学的理论观点考察工业代谢过程， 亦即从取自环境到返回环境的物质转化全过程， 研究工业活动和生态环境的相互关系， 以调整、改进当前工业生态链结构的原则和方法， 建立新的物质闭路循环， 使工业生态系统与生物圈兼容并持久生存。
生态产业链是使涉及石油生产和使用的各个环节形成封闭的循环， 根据生物系统的循环规律， 各系统内不同行为者之间的物质流远远大于出入该系统的物质流， 各个行为者之间密切配合， 在满足每一行为者需要的同时， 达到整体最优。
石油产业链涉及石油开发、生产、使用的各个环节包括各石油、石化企业；利用石化产品进行生产的制造业， 如橡胶、合成纤维、塑料制品的生产、制造等；消费者和石油废液、化工溶剂等废料的处理者；广义生态链则涉及政府以及公众的社会文化意识等方面。如果将石油产业链涉及的主体界定为狭义石油生态产业链， 那么广义生态链中其余部分构成了系统环境。本文主要讨论狭义石油生态产业链， 从系统的角度考虑生产、储运、消费和回收处理各环节中， 石油石化企业、销售商、消费者和废料处理者这些不同主体的职责所在， 目的是促进石油的高效利用， 减少污染， 实现资源与生态的和谐发展。
图1 狭义石油生态产业链
3 石油生态产业链管理研究
石油生态产业链是仿照自然界物质循环的方式规划， 试图通过不同行为主体间的系统耦合， 使工业具有生态链的性质， 从而实现物质和能量的多级传递、高效产出和持续利用， 其要点是横向耦合、纵向闭合和系统整合， 通过利用物质和能量的物理、化学成分的相互联系、相互作用， 由各个主体内的生态平衡上升到系统平衡[7].
3.1 石油化工企业应加强生态生产管理
石油化工企业应积极进行技术创新， 发挥能源的最大潜力， 提高石油开采量与采收率；推行清洁生产， 提高中间环节废弃物的回收比率；充分利用石油生产产生的废料， 变废为宝， 维护企业所在地的生态价值。
（1） 提高石油采收率， 推行低渗透、超低渗透开采
随着信息技术、生物技术等不断向石油开采领域渗透， 国际石油开采技术体现出智能化、集成化、信息化的特点。按世界能源组织的统计， 目前30年以上的老油田的年产量约占全球年产量的70%, 而且石油新增储量中有75%也来自于老油田区域。我国的石油开采普遍采用注水技术， 平均原油采收率只有约32%, 已开发的油藏中还有大量原油滞留地下， 提高采收率将有助于缓解石油紧缺。
（2） 在全生产周期推行清洁生产
石油产业的清洁生产要求在整个生产过程中， 全面考虑开发生产周期过程对环境的影响， 最大限度地减少原料和能源的消耗， 降低生产成本， 提高油气资源和生产用能源的利用效率， 使开发生产过程对环境的影响降到最低。具体包括：①物探清洁生产技术， 如4-D勘探技术和各种集成软件的应用；②钻井清洁生产技术， 如备与用品的保养与维护、钻井工艺技术发展、钻井液清洁生产技术、润清油净化回收系统等；③井下作业清洁生产技术， 如降低作业频次、采用绕性油管等；④采油采气清洁生产技术， 如井下油水分离装置、井场内径流污染控制等。
3.2 销售商应确保商品流通安全环保
石油石化产品， 如汽油、甲醇、甲醛、乙炔、硫酸、煤焦油及煤焦油分离产品等均为危险物质， 作为销售商， 应统筹平衡， 优化资源；量效并重， 科学组织营销， 不仅要完成经营指标、有效控制费用、保障有力运行， 还应该注重安全环保， 履行社会责任。
首先， 应重视维修运输、销售设备。采用专用的、有妥善防护措施的容器和专用运载工具， 对运送容器设备中经常操作的阀门、易老化变形的密封部件设定标准的检查、维护、更换周期；其次， 制定对职工的环境警示和安全操作、技术规章等方面的规范， 使工作人员熟悉了解所运送的物品的性质， 掌握防漏、防散失的技术措施， 树立较强的环境意识和安全责任意识。同时， 应注意将必要的产品信息传递给消费者， 引导合理消费。对于在储运和销售中产生的废料， 如包装物、报废的设备等， 应及建立完整的废料处理处理机构， 合理处置。总之， 销售商应推进商品流通安全环保， 避免由于储运、销售、使用不当形成浪费和二次污染。
3.3 消费者应强化绿色消费意识
石油的产业链很长， 衍生出很多产品， 消费者的行为对石油的供需有着非常重要的影响。据国家发改委提供的数据显示， 我国每年用于商品包装的塑料袋总量约为160万吨， 据测算， 生产1吨塑料需要消耗3吨石油， 仅塑料袋就需要将近480万吨石油， 同时超薄塑料购物袋也成为"白色污染"的主要来源。中国科学院理化技术研究所的研究表明， 目前我国每年塑料使用量约为3000万吨， 其中10%不可回收， 而3%左右成为白色垃圾。白色垃圾主要为聚乙烯， 我国是烯烃紧缺的国家， 每年要大量进口。因而， 2008年5月， 商务部、发改委、工商总局联合发布了《商品零售场所塑料购物袋有偿使用管理办法》[8].但是很多消费者对此并不理解， 认为这是商场变相收费。究其原因， 主要是很多消费者缺乏石油方面知识， 没有树立绿色消费的意识。为使石油生态产业链顺畅运行， 生产商和销售商有责任宣传与石油消费相关的知识， 而消费者应树立绿色消费意识， 尽可能节约资源；掌握必要的知识， 合理处理消费剩余物。
3.4 废料处理者应注重环保思路的拓展
对废弃物的处理包括拆卸、零件再造、物料再生、焚烧造能和安全掩埋等， 需要安全掩埋的废弃物需要进行无害化处理后进行， 以减少环境污染， 其他的处理方式都可以促进资源的再利用。
石油加工与石油化工废料， 包括废白土、酸渣、碱渣、渣油、油泥、生产润滑油添加剂的废料、废催化剂等， 在钻井液中的用途较广， 可以分别用作钻井液原始组分和润滑剂、消泡剂、多效防塌剂、抑制剂、稳定剂、废钻井液固化剂以及制备这些处理剂的基础材料。
轻烃是油田、气田及炼油厂生产过程中的伴生物， 我国每年大约有1000万吨轻烃作为工业废料排放。而近年来发展起来的轻烃燃气技术充分利用轻烃热值高、安全环保的特点， 使其成为常规燃料的优质替代品。目前， 轻烃正式确定为第四种城市燃气。如果将1000万吨轻烃全部用于城镇燃气， 以每户3.5人、年均消耗220公斤计， 可供4500万户城镇居民实现炊事、洗浴燃气化， 其规模效应堪比"西气东输".如果将全国每年用于工业燃料的2600万吨柴油以轻烃燃气加以替代， 等于每年为国家节约了五分之一的柴油消费量。1000万吨轻烃替代等量柴油的直接效益至少可以达到100亿元。同时轻烃燃料基本上没有柴油在直接燃烧时的二次污染问题， 在环保减排方面更具积极作用。2009年1月在布什尔经济特区内进行的项目中， 伊朗专家获得了用石油化工废料生产汽油、煤油和柴油的专门技术。通过"自然资源-产品-再生资源"这一形式， 实现了变废为宝。物尽其用， 是废料处理者的责任， 不仅有助于缓解能源紧张， 同时对减少环境污染非常有益。
4 结论及展望
石油生态产业链的有效运行需要生态链的各行为主体各司其职， 相互协作， 更需要资源开发与人类发展和自然环境发育相协调的灵活运行机制， 特别是建立合理的组织结构和跨领域、跨地域和跨学科的多目标的有机结合[9], 在系统的运行过程中， 知识创新、技术创新和管理创新都很重要。但是我国石油行业主体由中国石油天然气集团公司、中国石油化工集团公司和中国海洋石油集团公司这三大石油集团所组成。三大石油企业集团所属公司分布区域较广， 与所在地的地方政府及各类组织之间沟通较少， 仍习惯于集团内部的管理。这种情况， 破环了石油生态产业链的封闭性， 影响到其和谐运行。为维护石油生态产业链的完整， 一方面需要建立企业内部的环境管理体系， 完善环境管理制度， 关注污染治理、节能降耗、清洁生产、生态保护等工作， 主动接受地方环境行政主管部门的业务监督和管理。另一方面， 地方行政主管部门和相关行为个体要主动加强与石油企业的联系， 将其发展纳入区域发展规划， 突破行业技术的障碍， 相互渗透、融合， 和谐共生。
参考文献
[1]范英， 焦建玲。石油价格：理论与实证[M].北京：科学出版社， 2008:146.
[2]邱中建， 方辉。对我国油气资源可持续发展的一些看法[J].世界学报， 2005, 26 （2） :1-5.
[3] 元莉华， 杨静。生态问题考验榆林能源经济[N].陕西日报， 2008-10-28.
[4]孔令丞， 谢家平。循环经济推进战略研究[M].北京：中国时代经济出版社， 2008:4.
[5]FROSCHROBERTA, GALLOPOULOS NICHOLAS E.Strategies formanufacturing[J].Scientific American, 1989, 261 （3） :144.
[6]LOWE ERNEST, MORANS, HOMES.Afield book for the develop-ment of eco-industrial parks[A].Report for the us environmentalprotection agency[C].Oakland （CA） :Indigo Development Inter-national, 1995:167-721.
[7]滕藤。生态经济与相关范畴[J].生态经济， 2002 （12） :2-6.
[8] 曾旺。"限塑":黑色石油的绿色梦想[N].中国石油报， 2008-06-09.
[9]谢辉， 张雷， 陈文言， 等。工业生态学在能源系统建设中的应用[J].矿业研究与开发， 2004 （6） :1-4, 31.
注释
1根据《BP Statistical Review of World Energy 2008》和《BPStatistical Review of World Energy 2009》相关数据整理而得。
