流程工業的綠色發展是當務之急
發布時間：2015-09-10 作者：殷瑞鈺 中國工程院院士
綠色發展是《中國制造2025》的重要組成部分，同時也是一種提高中國經濟硬實力的強大杠桿。作為我國實施制造強國戰略第一個十年的行動綱領，《中國制造2025》提出了九大戰略任務和重點，其中第五個就是全面推行綠色制造：加大先進節能環保技術、工藝和裝備的研發力度，加快制造業綠色改造升級；積極推行低碳化、循環化和集約化，提高制造業資源利用效率；強化產品全生命周期綠色管理，努力構建高效、清潔、低碳、循環的綠色制造體系。
對于我國工業（制造業）來說，《中國制造2025》提出的綠色制造具有重要意義。近十年來我國工業行業取得的成績舉世矚目，但是工業粗放式快速發展給生態環境造成的影響也觸目驚心。空氣質量下降、重金屬污染加劇、水源和土壤被破壞等生態環境惡化，嚴重影響大眾的健康。我國工業發展已到了從刻不容緩向“綠色發展”的重要轉型期。推進工業綠色發展，對于建設資源節約型、環境友好型社會和促進生態文明建設，具有重大意義。本文主要探討包括鋼鐵、有色、石化、化工、建材、造紙等六個流程工業行業和涉及以上流程工業的通用機械與某些高耗能的工業裝備的工業綠色發展工程科技戰略及對策。
流程制造業發展現狀
我國工業發展迅速，產品產量居世界前列。鋼鐵、有色、石化、化工、建材、造紙等行業是典型的流程制造業，這些行業的產量除石化產品外連續多年位居世界第一，在國際上具有舉足輕重的地位。2013年，我國粗鋼產量8.22億噸，約占全球52%；電解鋁產量2204.6萬噸，約占全球46%；化肥產量7153.7萬噸，約占全球35%；水泥產量24.14億噸，約占全球58%；紙和紙板產量約1.01億噸，約占全球25%。
資源需求量大，對外依存度高。六大行業對全球資源的需求量大，2013年鐵礦石超過67%、銅精礦，鋁土礦分別達到60%、52%，原油57%，鉀鹽達到50%，對外依存度很高，資源供求矛盾加劇。
積極推廣應用節能新技術，工業能效不斷提高。“十一五”期間，全國規模以上工業增加值能耗從2.59tce/萬元降低至1.92tce/萬元，以年均8.1%的能耗增長支撐了14.9%的工業增加值的增長。在“十一五”期間，六大流程制造業單位產品的能耗下降幅度分別為：鋼鐵降低12.1%、電解鋁降低36.6%、銅冶煉降低35.9%、煉油降低15.1%、氮肥降低12%、水泥降低28.6%、紙和紙板降低22%，縮小了與國外先進水平的差距。
污染物排放強度不斷下降。工業廢水排放的強度從2001年的46.5噸/萬元降至2012年的11.1噸/萬元；同期，工業廢氣中SO2排放強度降低約11.6%。在“十一五”期間，六個流程制造業的典型污染物排放強度也大幅度降低：鋼鐵行業噸鋼粉塵排放量降低36.09%、噸鋼SO2排放量降低40.78%；有色行業重金屬汞排放量降低59.6%、鉛排放量降低58.5%、砷排放量降低51.8%；建材行業萬元產值的煙粉塵排放量降低84.9%、SO2排放量降低75.8%；造紙行業的萬元產值COD排放量降低73.91%；化工行業萬元產值SO2排放量降低64%、氨氮排放量降低80.58%。
流程制造業存在的問題
產能過剩、產出過剩，能源和環境問題日益突出。我國工業在快速發展的同時，出現了重化工業產能、產出嚴重過剩，資源對外依存度不斷提高和環境負荷沉重等問題。依靠工程科技創新實現工業綠色發展很重要，它促使工業行業的單位產品能耗和污染物排放強度不斷降低。但是，如果工業結構不合理，產出總量以數倍之勢增加，規模過大，因此，工業的能源消耗總量和污染物排放總量仍處于上升趨勢，一定程度上抵消了科技進步帶來的效果。與2000年相比，2012年六個流程制造業的產量大幅度增加：粗鋼增加了4.69倍、電解鋁增加了5.78倍、水泥增加了2.68倍、紙和紙板的產量增加了3.12倍。同期，六大行業總能耗占工業（制造業）總能耗的比例由55%增至64.5%。從工業污染排放總量看，2012年全國工業廢水排放總量為2000年的1.2倍；工業廢氣排放總量為2000年的4.3倍；SO2排放量為2000年的1.3倍。
工程科技尚不能滿足發展需求，資金支持強度不足。時至今日，工業能效進一步提高和污染物治理的難度越來越大，同時，工業綠色發展的理念有待深化，工業領域重末端治理、輕源頭預防和過程控制的偏向尚待進一步解決。具體體現在：工業綠色技術開發的創新驅動力弱，源頭削減、過程控制、清潔生產等方面科技開發投入明顯低于產品、裝備的開發投入；在多種污染物協同減排、重金屬污染減量、有毒有害原料替代和主要污染物的源頭削減等領域缺乏先進有效的實用技術來滿足達到新的環保標準的要求。
環保執法不公、監管不到位，導致企業間存在不公平競爭。從制度層面看，原有的環境管理法律法規對于污染物超標的處罰處置力度不夠，導致“守法成本高、違法成本低”。從執法層面看，由于資金和資源的缺乏，我國環境監管和執法無法全面覆蓋，執法不到位，普遍存在“抓大放小”現象，對國有企業、大企業監管多、檢查相對嚴，不少地方還存在著規模以上的企業管，規模以下的企業無法管的現象，出現了不同規模和不同所有制企業之間、“入統”與“不入統”企業之間不同負擔的不公平競爭，某種程度上加大了生態環境的壓力。
工業裝備運行效率低、效果差。我國工業裝備的工藝技術水平總體有所提高，但普遍存在裝備與工藝流程不匹配、導致有些裝備運行效率低下、運行可靠性差等現象，這不利于工業綠色發展；還存在著環保裝備方面的創新跟不上行業發展和主體裝備的水平，同時由于環保設備運行維護和檢修等管理不到位，導致部分環保設備運行效率低、效果差、難以穩定達到環保要求。
重化工業產品出口導向加重國內資源、能源和環境的負擔。在高投資和出口導向的經濟發展模式下，我國重化工行業近年的進出口結構和數量高度不平衡，鋼鐵、有色、石化、化工和建材都有不同程度的出口增長。在重化工產品的出口量中，其中包括大量隱含能源的出口，并承擔了大量的溫室氣體轉移排放，同時也造成對國內的環境負荷進一步加重。
體制機制有待進一步深化改革。現有制度體系、考核機制、激勵機制等尚不適應綠色化轉型的發展，具體體現在：片面追求GDP增長，環境保護的基本國策未得到應有的重視和有效的監察、執法；領導干部的考核晉升機制與綠色化發展、生態文明建設的績效關聯尚不夠緊密；鼓勵技術創新、技術轉讓和應用的機制存在一定障礙等。
流程制造業發展的拐點和趨勢
在不同行業需求情景下，對2020年六個流程制造業能源消費總量和主要污染物排放總量的峰值進行了分析。分析前提是六大行業以內需為主的結構調整和淘汰落后產能的目標得到實現，環保執法和污染物排放總量控制落實到位，且各行業技術支撐到位，結果表明：
一是六個流程制造業的產出總量和能源消費總量的峰值的“拐點”分析：鋼鐵、建材、造紙三大行業的“拐點”大致出現在2015年左右；而有色、石化、化工三大行業的“拐點”大約出現在2025~2030年，其中某些產品的產出“拐點”也可能會出現在2020年以前。
二是主要污染物排放總量的峰值將比能源消費總量的峰值提前出現，但由于工業規模過大，主要污染物排放總量依然巨大。
鋼鐵、有色、石化、化工、建材和造紙等六個流程制造業仍將是國民經濟特別是實體經濟不可缺少的重要基礎產業，同時也是未來工業綠色發展最重要的領域。六大行業的綠色發展應以綠色、低碳、循環發展的理念為導向，拓展功能，即流程制造業應同時具有優質產品制造功能、能源高效轉換功能、廢棄物處理-消納及再資源化功能，以實現各行業的轉型升級，推進工業綠色化發展。
流程制造業應在拓展功能的基礎上，進一步打破行業隔絕，構筑產業間以及產業與社會之間的“生態鏈”，建立循環經濟園區，發展循環經濟。
流程制造業發展戰略目標和對策
一是到2020年，流程制造業的規模擴張趨勢得到有效控制，產業結構調整見成效；流程制造業的功能拓展為具有“優質產品制造、能源高效轉換、廢棄物處理-消納及再資源化功能”的三大功能。
二是流程制造業的能耗強度和污染物強度進一步明顯下降；工業總能源消耗維持在2012年的水平不增長，六大行業的總能耗占工業總能耗的比例下降到55%；污染物排放總量降低20%。
三是行業間及與社會的生態鏈接技術得以突破并形成規模，促進工業和經濟發展融入到生態文明建設中。
四是工業裝備（包括環保裝備）要從設計、制造、運行、在役再制造和再制造入手，提升技術、運行和智能化水平，實現工業裝備全壽命周期內的綠色化。
五是基本形成具有我國自主創新特色的工業綠色發展的工程科技支撐體系。
工業綠色發展的總體戰略思路是貫徹落實黨的十八大精神，“發展理念創新，產業結構調整，科技創新驅動，政策法規保證”。工業綠色發展工程科技的戰略對策為：
第一，推進源頭削減和末端治理的有機結合，開發和突破一批面向未來的各行業綠色化轉型的共性關鍵技術。
第二，推進科技創新與政策導向的有機結合，加快工業行業及企業能源、資源利用的綠色轉型。
第三，持續深化信息技術在工業過程的應用，進一步推進物質流、能量流和資金流的深度融合。
第四，重視并開發工業行業間及其與社會間的物質/能量鏈接的關鍵技術，建設和實施一批工業生態園區的示范工程。
為此，提出五大引領性重大工程以及41項示范帶動項目和各行業三類關鍵技術共173個。五大引領性重大工程為：一是節能環保系統集成優化工程；二是綠色工藝改造及產品創新工程；三是綠色產業生態鏈接工程；四是信息化、智能化提升改造工程；五是工業裝備優化提升工程。
工業綠色發展的政策建議
樹立和實施工業綠色化發展的戰略，推動工業轉型升級。啟動研究新常態下以結構調整、產業升級為主線的合理需求和總量控制問題，加快工業結構調整，優化工業布局，有效削減過剩產能，有效控制產出總量，制定全局性的“十三五”工業綠色化發展戰略規劃。
強化環保行政監督，嚴格行政問責。認真執行環保法和污染物排放標準，加強監管，強化環保問責制。切實提高環保執法力度和公平性，改變執法成本高、違法成本低的現狀，逐步建立公平的競爭平臺。
堅持以企業為主體，加快提升創新能力。堅持市場導向，協同創新，完善科技創新體系，重視并加快從研發成果到產業化、工程化的轉化速度，從機制上突破從研發成果到產業化、工程化難的瓶頸；重視標準的引領作用，在定期修訂發布環保和能耗標準的同時，要發布相應的經濟、可行的技術指南。
流程制造業（特別是重化工業）應堅持以內需為主，不能以大量出口作為化解過剩產能的出路。要嚴格限制高耗能和低附加值產品出口；鼓勵加工成高端制成品和機電產品間接出口；要鼓勵廢鋼、廢舊有色金屬和廢紙等再生資源的進口；結合“一路一帶”戰略，鼓勵以高技術項目走出去，帶動到國外建鋼廠、石化廠和化工廠等，產品就近生產、銷售。
加強依法統計、監測，健全基礎資料，強化部門責任。完善工業能源、環保監測的統計制度和方法；完善和推廣應用基于工業互聯網的裝備健康能效監測診斷體系，建立第三方機構負責工業裝備監測和評估裝備效能等級。
引導綠色消費模式。提倡與綠色、低碳、循環理念相適應的綠色消費模式，加強對各階層的宣傳，反對浪費、奢侈，提倡全社會消費觀念的綠色化轉變。
工業綠色發展的內涵
綠色發展源于環境保護領域，是培育新的經濟增長點、保護生態環境活動的總和，是資源承載能力和環境容量約束下的可持續發展。廣義的綠色發展包括存量經濟的綠色化改造和發展綠色經濟兩方面，覆蓋了國民經濟的空間布局、生產方式、產業結構和消費模式，也是“轉變發展方式、調整產業結構”重要方面。發展綠色經濟、推動經濟綠色轉型制定相應的戰略目標和框架，要從工業、農業和服務業三大產業全面推動，調整產業結構，加速經濟向勞動力密集型和技術密集型轉變。狹義的工業綠色發展包括綠色生產制造過程、產品綠色化、節能減排、清潔生產、企業綠色化等。
綠色發展、循環發展、低碳發展是相輔相成的，相互促進的，可構成一個有機整體。綠色化是發展的新要求和轉型主線，循環是提高資源效率的途徑，低碳是能源戰略調整的目標。從內涵看，綠色發展更為寬泛，涵蓋循環發展和低碳發展的核心內容，循環發展、低碳發展則是綠色發展的重要路徑和形式，因此，可以用綠色化來統一表述。
工業（制造業）的門類繁多，如果按生產方式、生產過程中物質所經歷的變化和產品特點分類，則制造業可以分為流程制造業與制品制造業兩大類。其中流程制造業的能耗約占工業能耗的64%以上，應是綠色化的重要切入口，就鋼鐵、有色、石化、化工、建材、造紙等流程制造業而言，工業綠色發展應以綠色、循環、低碳發展的理念為導向，拓展流程工業的功能——即流程制造業應該實現優質產品制造功能、能源高效轉換功能、廢棄物處理-消納及再資源化功能。實現各行業的轉型升級，同時應高度重視通過產業結構調整為抓手，推進廣義的綠色發展。