第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展課件

材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論第七章1第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展主要內(nèi)容一、我國(guó)的資源狀況二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問題四、材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策五、環(huán)境材料材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概2我國(guó)鋼鐵、常用有色金屬、水泥、平板玻璃、陶瓷、合成纖維等產(chǎn)量均居世界前列。有力地支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。產(chǎn)品名稱2006年產(chǎn)量(萬噸)占世界產(chǎn)量%鋼鐵4187834.4水泥12400047建筑陶瓷50塑料樹脂2800世界第二材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus我國(guó)鋼鐵、常用有色金屬、水泥、平板玻璃、陶瓷、合3一、我國(guó)的資源狀況1、水資源狀況：水資源總量位居世界第6位。但人均淡水資源量只是世界人均占有量的1/4。目前有16個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的人均水資源擁有量低于國(guó)際公認(rèn)的1700M3用水緊張線。10個(gè)低于500M3嚴(yán)重缺水線。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus一、我國(guó)的資源狀況材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論42、耕地資源狀況：耕地資源總量18.51億畝,居世界第4位。但人均耕地面積不到世界平均水平的40%。在2000多個(gè)縣（市）中，目前有600多個(gè)縣（市）人均耕地面積在世界公認(rèn)的人均耕地警戒線0.8畝以下。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus2、耕地資源狀況：材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論5材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus3、主要礦產(chǎn)資源狀況：已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn)資源,總量約占世界的12%，僅次于美國(guó)和俄羅斯，居世界第三位。但人均占有量?jī)H為世界平均水平的58%居世界第53位。其中：鐵礦石＜9%銅礦＜5%鋁土礦＜2%材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論3、主要礦產(chǎn)資源狀況：6材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus4、能源資源狀況：能源資源探明儲(chǔ)量中，90%以上是煤炭。人均儲(chǔ)量為世界平均水平，煤炭79％石油11%天然氣4.5%材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論4、能源資源狀況：7材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus中國(guó)化石能源及比例煤炭石油天然氣總量（已查證資源）（最終探明儲(chǔ)量）（預(yù)計(jì)資源總量）6770億t543億t380千億m3－4834億tce825億tce513億tce6172億tce78.3%13.4%8.3%100.0%材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論中國(guó)化石能源及比例8材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus每百萬美元GNP的能耗國(guó)別能耗（TOE）相對(duì)比例日本1501美國(guó)3912.6歐洲2871.9前蘇聯(lián)5633.8中國(guó)1,76311.7材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論每百萬美元GNP的能耗9材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus5、我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)

人均礦產(chǎn)資源占有量低，主要有色金屬儲(chǔ)量人均占有量不到世界平均水平的1/2。礦產(chǎn)資源質(zhì)量差別懸殊、低質(zhì)資源比重大。呆滯的礦產(chǎn)資源多、開發(fā)難度大。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論5、我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)10材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus6、我國(guó)礦產(chǎn)資源的利用狀況（1）礦產(chǎn)資源消耗大。水泥、陶瓷、鋼鐵產(chǎn)量均為世界第一。（2）礦產(chǎn)資源綜合利用率低，如有色金屬綜合利用率只有30-35%，國(guó)外先進(jìn)水平為70%。（3）二次資源開發(fā)利用技術(shù)落后，如再生鉛的比例僅為國(guó)外的50%。礦產(chǎn)資源總回收率為30－50％，比世界平均水平低10－20％；（4）礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。（5）礦產(chǎn)資源不能保證經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展?；咎卣鳎司Y源少、資源消耗大、利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論6、我國(guó)礦產(chǎn)資源的利用狀況11材料概論MaterialsConspectus對(duì)我國(guó)材料工業(yè)產(chǎn)生重大影響的礦產(chǎn)資源供需狀況分析石油：1993年已成為石油凈進(jìn)口國(guó)。鐵：富鐵礦石供不應(yīng)求，鐵礦進(jìn)口量逐年攀升。銅：供需矛盾十分尖銳。地處偏遠(yuǎn)或品位低，開發(fā)難度大，短期內(nèi)難以滿足國(guó)內(nèi)需求。鉀鹽：長(zhǎng)期依靠進(jìn)口。錳礦：絕大部分是低品位難選的碳酸錳鐵礦。鉻鐵礦：資源嚴(yán)重不足，主要依靠進(jìn)口煤：資源充足，但統(tǒng)計(jì)中有不少非經(jīng)濟(jì)可開采。材料概論對(duì)我國(guó)材料工業(yè)產(chǎn)生重大影響的礦產(chǎn)資源供需狀況分析12材料概論MaterialsConspectus7、存在的主要問題與中國(guó)人口數(shù)量、科技水平、財(cái)力狀況等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件相聯(lián)系，中國(guó)的資源情況不容樂觀。我國(guó)自然資源的地區(qū)分布不平衡，影響了資源利用與生產(chǎn)力的匹配。礦產(chǎn)資源的相對(duì)不足和高強(qiáng)度消耗，將嚴(yán)重制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康發(fā)展。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論7、存在的主要問題材料與化學(xué)化工學(xué)院13材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)資源的消耗資源產(chǎn)出率低我國(guó)GDP約占世界的4％，但重要資源消耗占世界的比重卻很高。消耗每噸標(biāo)準(zhǔn)煤實(shí)現(xiàn)的GDP為世界平均水平的30％。

資源利用率低我國(guó)能源轉(zhuǎn)換效率、單位GDP能耗、單位能源效率、主要耗能設(shè)備能源效率等幾個(gè)指標(biāo)與世界水平相差甚遠(yuǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)資源的消耗材料與化學(xué)化工學(xué)院14材料概論MaterialsConspectus資源綜合利用水平低我國(guó)礦產(chǎn)資源總回收率為30%，比國(guó)外先進(jìn)水平低20個(gè)百分點(diǎn)。共生、伴生礦的資源綜合利用率為35％左右。我國(guó)銅、鉛、鋅伴生金屬冶煉回收率為50％左右，而發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平在80％以上。再生資源回收利用率低再生銅產(chǎn)量約占銅產(chǎn)量的22％，而世界平均水平為37％；再生鋁產(chǎn)量占鋁產(chǎn)量的21％，而世界平均水平為40％。材料概論資源綜合利用水平低15材料概論MaterialsConspectus我國(guó)資源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾水資源—我國(guó)淡水資源人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/4土地資源—我國(guó)土地資源人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/3森林資源—我國(guó)森林蓄積量?jī)H為世界人均蓄積量的1/8礦產(chǎn)資源—鐵礦石、銅礦、鋁土礦人均儲(chǔ)量分別為世界人均水平的9%、5%、2%。45種重要礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量對(duì)消費(fèi)需求的保證程度十分嚴(yán)峻2010年可保證消費(fèi)需求的礦產(chǎn)21種，其它24種礦產(chǎn)難以保證；2020年可保證需求的礦產(chǎn)僅為9種，其他36種礦產(chǎn)難以保證。材料概論我國(guó)資源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾16材料概論MaterialsConspectus二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗

主要材料產(chǎn)品的能耗占全國(guó)工業(yè)總能耗的40%，全國(guó)工業(yè)部門中黑色冶金、化學(xué)原料工業(yè)及建材工業(yè)位居綜合能源消耗前三位。

我國(guó)材料工業(yè)能耗大大高于國(guó)外先進(jìn)水平。

我國(guó)水泥噸熟料平均燒成熱耗比國(guó)外約高45%左右。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗材料與化學(xué)化工學(xué)院17材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗2005年主要材料能源消耗材料種類能源消耗/萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤占工業(yè)總能耗比例/%礦品采選業(yè)13251.58.38化學(xué)原料及制品制造業(yè)22494.0714.23化學(xué)纖維制造業(yè)1342.00.85非金屬礦物制造業(yè)18849.9411.93黑色金屬冶煉及加工業(yè)35988.2322.77有色金屬冶煉及加工業(yè)7188.694.55金屬制品業(yè)2220.381.40合計(jì)103861.065.71工業(yè)總能耗158058.37材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗18材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗我國(guó)單位產(chǎn)品能耗高?？傮w上主要耗能產(chǎn)品的能耗水平比國(guó)際先進(jìn)水平高出20～40%；我國(guó)發(fā)電廠供電煤耗比世界先進(jìn)水平高20%左右，每噸鋼可比能耗比國(guó)際先進(jìn)水平高47.3％，每噸水泥熟料燃料比國(guó)際先進(jìn)水平高58.1%。我國(guó)能源系統(tǒng)的總效率與上世紀(jì)90年代發(fā)達(dá)國(guó)家相比低10-20個(gè)百分點(diǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗材料與化學(xué)化工學(xué)院19材料概論MaterialsConspectus我國(guó)能源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾中國(guó)的能源資源居世界第三位，但已探明的煤炭?jī)?chǔ)量?jī)H占世界探明總量的11%，原油占3%，天然氣占1%，能源總量不到全世界的10%。石油和天然氣人均儲(chǔ)量分別占世界人均水平的1.8%和0.2%；據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2010年中國(guó)石油對(duì)外依存度高達(dá)45%~49%；到2020年，形勢(shì)更為嚴(yán)峻，對(duì)外依存度將上升到60%~66%。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)能源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾材料與化學(xué)化工學(xué)院20材料概論MaterialsConspectus三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問題材料工業(yè)的廢氣排放量占全國(guó)排放總量的77.2%，固體廢棄物占93.1%，工業(yè)廢水占58.6%。鋼鐵工業(yè)位于污染排放第2位，全國(guó)水泥工業(yè)產(chǎn)生的粉塵造成城鎮(zhèn)嚴(yán)重污染，有色金屬生產(chǎn)中造成的尾礦和廢渣為主的工業(yè)固體廢棄物每年超過6000萬噸，生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳、氟化氫、砷等廢氣，是有毒氣體的主要源頭之一。材料工業(yè)的生產(chǎn)對(duì)我國(guó)城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成了很大的威脅。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問題材料與化學(xué)化工學(xué)院21材料概論MaterialsConspectus我國(guó)的SO2、NOx排放量超過3000萬t/a，30%以上的國(guó)土面積遭受酸雨污染，全國(guó)酸雨造成的損失超過1000億元/a；中國(guó)工業(yè)廢渣累計(jì)堆存量已超過70億噸，占地5.5萬公頃（其中占用農(nóng)田3700公頃）。這樣不僅占用了寶貴的土地資源，而且對(duì)空氣、地表水和地下水造成嚴(yán)重污染。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)的SO2、NOx排放量超過3000萬t/a22材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響材料種類工業(yè)廢水/萬噸工業(yè)廢氣/億立米固體廢物產(chǎn)生量/萬噸礦品采選業(yè)116741572548714化學(xué)原料及制品制造業(yè)339052158879233化學(xué)纖維制造業(yè)485162886342非金屬礦物制造業(yè)48248498603237黑色金屬冶煉及加工業(yè)1699345619023506有色金屬冶煉及加工業(yè)33734131834779金屬制品業(yè)21057846121合計(jì)78568814571790067占工業(yè)排放總量百分?jǐn)?shù)/%32.3354.1766.99材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響23材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響2005年材料制造業(yè)污染物排放情況材料種類二氧化硫/萬噸煙塵/萬噸粉塵/萬噸礦品采選業(yè)41.123.640.3化學(xué)原料及制品制造業(yè)116.853.617.5化學(xué)纖維制造業(yè)11.54.60.1非金屬礦物制造業(yè)178.4133.9565.7黑色金屬冶煉及加工業(yè)142.269.3125.7有色金屬冶煉及加工業(yè)70.719.218.7金屬制品業(yè)2.61.71.0合計(jì)569.0308.5769.0占工業(yè)排放總量百分?jǐn)?shù)/%26.2532.5184.41材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響24材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響我國(guó)每單位GDP產(chǎn)生的NOx是日本的27.7倍、德國(guó)的16.6倍、美國(guó)的6.1倍、印度的2.8倍；所產(chǎn)生的SO2是德國(guó)的26.4倍、美國(guó)的60倍；已有約1/3的國(guó)土受到酸雨污染材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響材料與化學(xué)化工學(xué)院25材料概論MaterialsConspectus2007年排放量(萬噸)SO22468.1NOx2200煙塵986.6粉塵698.7材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論2007年排放量(萬噸26材料概論MaterialsConspectus全國(guó)近年廢氣中主要污染物排放量單位:萬噸年度SO2煙塵合計(jì)工業(yè)生活合計(jì)工業(yè)生活20021926.61562.0364.61012.7804.2208.520032158.71791.4367.31048.7846.2202.520042254.9891.4363.51095.0886.5208.520052549.32168.4380.91182.5948.9233.620062588.81078.4854.81223.6807.520072468.12140328.1986.6771.1215.5材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論全國(guó)近年廢氣中主要污染物排放量單位:萬噸材料與化學(xué)化27材料概論MaterialsConspectus國(guó)環(huán)境承載能力與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展存在矛盾05年，28個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖（庫(kù)）Ⅱ類水質(zhì)的湖，占7％；Ⅲ類水質(zhì)的湖（庫(kù)）占21％；Ⅳ水質(zhì)的湖（庫(kù)）占11％；Ⅴ類水質(zhì)的湖（庫(kù)）占18％；劣Ⅴ類水質(zhì)湖（庫(kù)）占43％。太湖、滇池和巢湖水質(zhì)均為劣Ⅴ類。主要污染指標(biāo)為總氮和總磷。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論國(guó)環(huán)境承載能力與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展存在矛盾材料與化學(xué)化工學(xué)28材料概論MaterialsConspectus我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生產(chǎn)成本的75％左右，若降低1％就能取得100多億元的效益。我國(guó)能源利用率若能達(dá)到世界先進(jìn)水平，每年可減少3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗。我國(guó)固體廢棄物綜合利用率若提高1％，每年就可減少約1000萬噸廢棄物的排放。

材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生29材料概論MaterialsConspectus國(guó)家十一五規(guī)劃工業(yè)固體廢物綜合利用率，從2005年的55.8%增加到2010年的60%。耕地保有量，2005年為1.22億公頃，2010年不得少于1.2億公頃。主要污染物排放總量五年累計(jì)減少10%。2007年，全國(guó)工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為17.6億噸，比上年增加15.9%；工業(yè)固體廢物綜合利用率為62.1%，比上年提高1.9個(gè)百分點(diǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論國(guó)家十一五規(guī)劃材料與化學(xué)化工學(xué)院30材料概論MaterialsConspectus材料工業(yè)污染產(chǎn)生的主要原因工藝技術(shù)裝備落后，成為環(huán)境污染大戶。礦山資源的亂采濫挖，造成大片森林被砍伐，綠草毀掉，尾礦隨意丟放，污水任意流淌，也是造成環(huán)境破壞和污染的原因。冶煉生產(chǎn)效率低，CO2、SO2、NOx不處理，直接排放，對(duì)環(huán)境造成極大影響。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論材料工業(yè)污染產(chǎn)生的主要原因材料與化學(xué)化工學(xué)院31材料概論MaterialsConspectus四、材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策堅(jiān)持“3R”原則減量化原則Reduce:從源頭節(jié)約資源使用和減少污染排放再利用原則Reuse:產(chǎn)品多次使用或修復(fù)、翻新或再制造后繼續(xù)使用再循環(huán)原則Recycle:廢棄物轉(zhuǎn)化為資源，實(shí)現(xiàn)再循環(huán)利用核心：資源的有效保證、資源的合理應(yīng)用、與環(huán)境的相容材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論四、材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策材料與化學(xué)化工學(xué)院32材料概論MaterialsConspectus材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策1.解決礦產(chǎn)資源問題2.提高礦產(chǎn)資源開發(fā)的技術(shù)水平3.強(qiáng)化資源保護(hù)管理4.重視具有優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)資源的開發(fā)5.提高材料性能和生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)，減少消耗6.提高材料工業(yè)技術(shù)水平，降低能耗，減少污染7.搞好“三廢”治理，提高資源綜合利用水平8.科技進(jìn)步與環(huán)境治理有機(jī)結(jié)合材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策材料與化學(xué)化工學(xué)院33材料概論MaterialsConspectus堅(jiān)持“3R”原則建材行業(yè)水泥工業(yè)實(shí)施窯外分解技術(shù)，可將燒成熱耗從落后窯型的5862kJ/kg熟料的熱耗降低到2931kJ/kg；將實(shí)心磚改成空心率為50％的空心磚，可實(shí)現(xiàn)成倍的節(jié)省資源和能源，建筑物的功能和居住節(jié)能也將大為改善；大力發(fā)展廢型墻體材料：大量消納和利用工業(yè)廢渣和農(nóng)業(yè)廢棄物，如利用粉煤灰、煤矸石、礦渣、稻草、秸稈，來替代天然資源制造環(huán)保利廢型墻體材料，實(shí)現(xiàn)廢物再利用。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論堅(jiān)持“3R”原則材料與化學(xué)化工學(xué)院34材料概論MaterialsConspectus我國(guó)新型干法生產(chǎn)水泥綜合指標(biāo)項(xiàng)目國(guó)際一般水平國(guó)際先進(jìn)水平我國(guó)新型干法平均水平熱耗(KJ/kg)297028003135水泥綜合電耗(kWh/kg)95-10085＜100窯系統(tǒng)年運(yùn)轉(zhuǎn)效率(%)85-90＞95＞85勞動(dòng)生產(chǎn)率(t/人年）8000-10000150004000粉塵排放量(mg/Nm3)＜5015-30＜100NOx排放量(mg/Nm3)＜500＜300800SO2排放量(mg/Nm3)＜400＜300400我國(guó)新型干法生產(chǎn)水泥已占總產(chǎn)量的1/3以上，在節(jié)省資源、能源和減排方面取得很大進(jìn)步，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，仍存在一定差距。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)新型干法生產(chǎn)水泥綜合指標(biāo)材料與化學(xué)化工學(xué)院35材料概論MaterialsConspectus目標(biāo)：1.推行生態(tài)工業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)循環(huán)型社會(huì)2.材料工業(yè)的生態(tài)化材料工業(yè)生態(tài)化是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的唯一途徑材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論目標(biāo)：材料與化學(xué)化工學(xué)院36材料概論MaterialsConspectus五、環(huán)境材料20世紀(jì)90年代初,日本學(xué)者山本良一提出了環(huán)境材料（ecomaterials)的概念,是指那些具有良好的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。良好的環(huán)境協(xié)調(diào)性是指資源、能源消耗少，環(huán)境污染小，再生循環(huán)利用率高。是充分考慮人類、社會(huì)、自然三者相互關(guān)系的前提下提出的新概念，它符合人與自然和諧發(fā)展的基本要求，是材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。環(huán)境材料應(yīng)具有三個(gè)明顯的特征:1、良好的使用性能2、具有較高的資源利用率3、對(duì)生態(tài)環(huán)境無副作用或?qū)Νh(huán)境影響甚小。材料概論五、環(huán)境材料37材料概論MaterialsConspectus環(huán)境材料理論研究的主要內(nèi)容

材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論環(huán)境材料理論研究的主要內(nèi)容材料與化學(xué)化工學(xué)院38演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！39材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論第七章40第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展主要內(nèi)容一、我國(guó)的資源狀況二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問題四、材料產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策五、環(huán)境材料材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus第七章材料、環(huán)境資源與可持續(xù)發(fā)展材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概41我國(guó)鋼鐵、常用有色金屬、水泥、平板玻璃、陶瓷、合成纖維等產(chǎn)量均居世界前列。有力地支撐了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。產(chǎn)品名稱2006年產(chǎn)量(萬噸)占世界產(chǎn)量%鋼鐵4187834.4水泥12400047建筑陶瓷50塑料樹脂2800世界第二材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus我國(guó)鋼鐵、常用有色金屬、水泥、平板玻璃、陶瓷、合42一、我國(guó)的資源狀況1、水資源狀況：水資源總量位居世界第6位。但人均淡水資源量只是世界人均占有量的1/4。目前有16個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的人均水資源擁有量低于國(guó)際公認(rèn)的1700M3用水緊張線。10個(gè)低于500M3嚴(yán)重缺水線。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus一、我國(guó)的資源狀況材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論432、耕地資源狀況：耕地資源總量18.51億畝,居世界第4位。但人均耕地面積不到世界平均水平的40%。在2000多個(gè)縣（市）中，目前有600多個(gè)縣（市）人均耕地面積在世界公認(rèn)的人均耕地警戒線0.8畝以下。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus2、耕地資源狀況：材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論44材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus3、主要礦產(chǎn)資源狀況：已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn)資源,總量約占世界的12%，僅次于美國(guó)和俄羅斯，居世界第三位。但人均占有量?jī)H為世界平均水平的58%居世界第53位。其中：鐵礦石＜9%銅礦＜5%鋁土礦＜2%材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論3、主要礦產(chǎn)資源狀況：45材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus4、能源資源狀況：能源資源探明儲(chǔ)量中，90%以上是煤炭。人均儲(chǔ)量為世界平均水平，煤炭79％石油11%天然氣4.5%材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論4、能源資源狀況：46材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus中國(guó)化石能源及比例煤炭石油天然氣總量（已查證資源）（最終探明儲(chǔ)量）（預(yù)計(jì)資源總量）6770億t543億t380千億m3－4834億tce825億tce513億tce6172億tce78.3%13.4%8.3%100.0%材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論中國(guó)化石能源及比例47材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus每百萬美元GNP的能耗國(guó)別能耗（TOE）相對(duì)比例日本1501美國(guó)3912.6歐洲2871.9前蘇聯(lián)5633.8中國(guó)1,76311.7材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論每百萬美元GNP的能耗48材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus5、我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)

人均礦產(chǎn)資源占有量低，主要有色金屬儲(chǔ)量人均占有量不到世界平均水平的1/2。礦產(chǎn)資源質(zhì)量差別懸殊、低質(zhì)資源比重大。呆滯的礦產(chǎn)資源多、開發(fā)難度大。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論5、我國(guó)礦產(chǎn)資源的特點(diǎn)49材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論MaterialsConspectus6、我國(guó)礦產(chǎn)資源的利用狀況（1）礦產(chǎn)資源消耗大。水泥、陶瓷、鋼鐵產(chǎn)量均為世界第一。（2）礦產(chǎn)資源綜合利用率低，如有色金屬綜合利用率只有30-35%，國(guó)外先進(jìn)水平為70%。（3）二次資源開發(fā)利用技術(shù)落后，如再生鉛的比例僅為國(guó)外的50%。礦產(chǎn)資源總回收率為30－50％，比世界平均水平低10－20％；（4）礦產(chǎn)資源浪費(fèi)嚴(yán)重。（5）礦產(chǎn)資源不能保證經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。基本特征－人均資源少、資源消耗大、利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論6、我國(guó)礦產(chǎn)資源的利用狀況50材料概論MaterialsConspectus對(duì)我國(guó)材料工業(yè)產(chǎn)生重大影響的礦產(chǎn)資源供需狀況分析石油：1993年已成為石油凈進(jìn)口國(guó)。鐵：富鐵礦石供不應(yīng)求，鐵礦進(jìn)口量逐年攀升。銅：供需矛盾十分尖銳。地處偏遠(yuǎn)或品位低，開發(fā)難度大，短期內(nèi)難以滿足國(guó)內(nèi)需求。鉀鹽：長(zhǎng)期依靠進(jìn)口。錳礦：絕大部分是低品位難選的碳酸錳鐵礦。鉻鐵礦：資源嚴(yán)重不足，主要依靠進(jìn)口煤：資源充足，但統(tǒng)計(jì)中有不少非經(jīng)濟(jì)可開采。材料概論對(duì)我國(guó)材料工業(yè)產(chǎn)生重大影響的礦產(chǎn)資源供需狀況分析51材料概論MaterialsConspectus7、存在的主要問題與中國(guó)人口數(shù)量、科技水平、財(cái)力狀況等社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件相聯(lián)系，中國(guó)的資源情況不容樂觀。我國(guó)自然資源的地區(qū)分布不平衡，影響了資源利用與生產(chǎn)力的匹配。礦產(chǎn)資源的相對(duì)不足和高強(qiáng)度消耗，將嚴(yán)重制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康發(fā)展。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論7、存在的主要問題材料與化學(xué)化工學(xué)院52材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)資源的消耗資源產(chǎn)出率低我國(guó)GDP約占世界的4％，但重要資源消耗占世界的比重卻很高。消耗每噸標(biāo)準(zhǔn)煤實(shí)現(xiàn)的GDP為世界平均水平的30％。

資源利用率低我國(guó)能源轉(zhuǎn)換效率、單位GDP能耗、單位能源效率、主要耗能設(shè)備能源效率等幾個(gè)指標(biāo)與世界水平相差甚遠(yuǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)資源的消耗材料與化學(xué)化工學(xué)院53材料概論MaterialsConspectus資源綜合利用水平低我國(guó)礦產(chǎn)資源總回收率為30%，比國(guó)外先進(jìn)水平低20個(gè)百分點(diǎn)。共生、伴生礦的資源綜合利用率為35％左右。我國(guó)銅、鉛、鋅伴生金屬冶煉回收率為50％左右，而發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平在80％以上。再生資源回收利用率低再生銅產(chǎn)量約占銅產(chǎn)量的22％，而世界平均水平為37％；再生鋁產(chǎn)量占鋁產(chǎn)量的21％，而世界平均水平為40％。材料概論資源綜合利用水平低54材料概論MaterialsConspectus我國(guó)資源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾水資源—我國(guó)淡水資源人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/4土地資源—我國(guó)土地資源人均占有量?jī)H為世界人均水平的1/3森林資源—我國(guó)森林蓄積量?jī)H為世界人均蓄積量的1/8礦產(chǎn)資源—鐵礦石、銅礦、鋁土礦人均儲(chǔ)量分別為世界人均水平的9%、5%、2%。45種重要礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量對(duì)消費(fèi)需求的保證程度十分嚴(yán)峻2010年可保證消費(fèi)需求的礦產(chǎn)21種，其它24種礦產(chǎn)難以保證；2020年可保證需求的礦產(chǎn)僅為9種，其他36種礦產(chǎn)難以保證。材料概論我國(guó)資源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾55材料概論MaterialsConspectus二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗

主要材料產(chǎn)品的能耗占全國(guó)工業(yè)總能耗的40%，全國(guó)工業(yè)部門中黑色冶金、化學(xué)原料工業(yè)及建材工業(yè)位居綜合能源消耗前三位。

我國(guó)材料工業(yè)能耗大大高于國(guó)外先進(jìn)水平。

我國(guó)水泥噸熟料平均燒成熱耗比國(guó)外約高45%左右。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論二、我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的能源消耗材料與化學(xué)化工學(xué)院56材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗2005年主要材料能源消耗材料種類能源消耗/萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤占工業(yè)總能耗比例/%礦品采選業(yè)13251.58.38化學(xué)原料及制品制造業(yè)22494.0714.23化學(xué)纖維制造業(yè)1342.00.85非金屬礦物制造業(yè)18849.9411.93黑色金屬冶煉及加工業(yè)35988.2322.77有色金屬冶煉及加工業(yè)7188.694.55金屬制品業(yè)2220.381.40合計(jì)103861.065.71工業(yè)總能耗158058.37材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗57材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗我國(guó)單位產(chǎn)品能耗高?？傮w上主要耗能產(chǎn)品的能耗水平比國(guó)際先進(jìn)水平高出20～40%；我國(guó)發(fā)電廠供電煤耗比世界先進(jìn)水平高20%左右，每噸鋼可比能耗比國(guó)際先進(jìn)水平高47.3％，每噸水泥熟料燃料比國(guó)際先進(jìn)水平高58.1%。我國(guó)能源系統(tǒng)的總效率與上世紀(jì)90年代發(fā)達(dá)國(guó)家相比低10-20個(gè)百分點(diǎn)。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)能源的消耗材料與化學(xué)化工學(xué)院58材料概論MaterialsConspectus我國(guó)能源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾中國(guó)的能源資源居世界第三位，但已探明的煤炭?jī)?chǔ)量?jī)H占世界探明總量的11%，原油占3%，天然氣占1%，能源總量不到全世界的10%。石油和天然氣人均儲(chǔ)量分別占世界人均水平的1.8%和0.2%；據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2010年中國(guó)石油對(duì)外依存度高達(dá)45%~49%；到2020年，形勢(shì)更為嚴(yán)峻，對(duì)外依存度將上升到60%~66%。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)能源儲(chǔ)量與實(shí)際需求存在矛盾材料與化學(xué)化工學(xué)院59材料概論MaterialsConspectus三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問題材料工業(yè)的廢氣排放量占全國(guó)排放總量的77.2%，固體廢棄物占93.1%，工業(yè)廢水占58.6%。鋼鐵工業(yè)位于污染排放第2位，全國(guó)水泥工業(yè)產(chǎn)生的粉塵造成城鎮(zhèn)嚴(yán)重污染，有色金屬生產(chǎn)中造成的尾礦和廢渣為主的工業(yè)固體廢棄物每年超過6000萬噸，生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳、氟化氫、砷等廢氣，是有毒氣體的主要源頭之一。材料工業(yè)的生產(chǎn)對(duì)我國(guó)城鄉(xiāng)環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成了很大的威脅。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論三、我國(guó)材料工業(yè)面臨的環(huán)境問題材料與化學(xué)化工學(xué)院60材料概論MaterialsConspectus我國(guó)的SO2、NOx排放量超過3000萬t/a，30%以上的國(guó)土面積遭受酸雨污染，全國(guó)酸雨造成的損失超過1000億元/a；中國(guó)工業(yè)廢渣累計(jì)堆存量已超過70億噸，占地5.5萬公頃（其中占用農(nóng)田3700公頃）。這樣不僅占用了寶貴的土地資源，而且對(duì)空氣、地表水和地下水造成嚴(yán)重污染。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)的SO2、NOx排放量超過3000萬t/a61材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響材料種類工業(yè)廢水/萬噸工業(yè)廢氣/億立米固體廢物產(chǎn)生量/萬噸礦品采選業(yè)116741572548714化學(xué)原料及制品制造業(yè)339052158879233化學(xué)纖維制造業(yè)485162886342非金屬礦物制造業(yè)48248498603237黑色金屬冶煉及加工業(yè)1699345619023506有色金屬冶煉及加工業(yè)33734131834779金屬制品業(yè)21057846121合計(jì)78568814571790067占工業(yè)排放總量百分?jǐn)?shù)/%32.3354.1766.99材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響62材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響2005年材料制造業(yè)污染物排放情況材料種類二氧化硫/萬噸煙塵/萬噸粉塵/萬噸礦品采選業(yè)41.123.640.3化學(xué)原料及制品制造業(yè)116.853.617.5化學(xué)纖維制造業(yè)11.54.60.1非金屬礦物制造業(yè)178.4133.9565.7黑色金屬冶煉及加工業(yè)142.269.3125.7有色金屬冶煉及加工業(yè)70.719.218.7金屬制品業(yè)2.61.71.0合計(jì)569.0308.5769.0占工業(yè)排放總量百分?jǐn)?shù)/%26.2532.5184.41材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響63材料概論MaterialsConspectus我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響我國(guó)每單位GDP產(chǎn)生的NOx是日本的27.7倍、德國(guó)的16.6倍、美國(guó)的6.1倍、印度的2.8倍；所產(chǎn)生的SO2是德國(guó)的26.4倍、美國(guó)的60倍；已有約1/3的國(guó)土受到酸雨污染材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響材料與化學(xué)化工學(xué)院64材料概論MaterialsConspectus2007年排放量(萬噸)SO22468.1NOx2200煙塵986.6粉塵698.7材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論2007年排放量(萬噸65材料概論MaterialsConspectus全國(guó)近年廢氣中主要污染物排放量單位:萬噸年度SO2煙塵合計(jì)工業(yè)生活合計(jì)工業(yè)生活20021926.61562.0364.61012.7804.2208.520032158.71791.4367.31048.7846.2202.520042254.9891.4363.51095.0886.5208.520052549.32168.4380.91182.5948.9233.620062588.81078.4854.81223.6807.520072468.12140328.1986.6771.1215.5材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論全國(guó)近年廢氣中主要污染物排放量單位:萬噸材料與化學(xué)化66材料概論MaterialsConspectus國(guó)環(huán)境承載能力與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展存在矛盾05年，28個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖（庫(kù)）Ⅱ類水質(zhì)的湖，占7％；Ⅲ類水質(zhì)的湖（庫(kù)）占21％；Ⅳ水質(zhì)的湖（庫(kù)）占11％；Ⅴ類水質(zhì)的湖（庫(kù)）占18％；劣Ⅴ類水質(zhì)湖（庫(kù)）占43％。太湖、滇池和巢湖水質(zhì)均為劣Ⅴ類。主要污染指標(biāo)為總氮和總磷。材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論國(guó)環(huán)境承載能力與經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展存在矛盾材料與化學(xué)化工學(xué)67材料概論MaterialsConspectus我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生產(chǎn)成本的75％左右，若降低1％就能取得100多億元的效益。我國(guó)能源利用率若能達(dá)到世界先進(jìn)水平，每年可減少3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗。我國(guó)固體廢棄物綜合利用率若提高1％，每年就可減少約1000萬噸廢棄物的排放。

材料與化學(xué)化工學(xué)院材料概論我國(guó)工業(yè)產(chǎn)品能源、原材料的消耗占企業(yè)生68材料概論Materials