生物燃料市场分析范文
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篇1
关键词:甲醇生产;生产工艺;甲醇
市场化工生产是工业建设的主要内容,化工产品在国家生产生活的各个领域中都有应用。加强对化工生产工艺的研究,能够完善化工生产结构,提高产品质量。甲醇是化工生产的重要原料,在国内外的工业化进程中有重要作用。
1甲醇生产工艺分析
甲醇的生产工艺分很多种,但截至到目前,合成气制甲醇仍是全球甲醇生产商采用的最主要生产方法,按合成气来源区分,国内主要以煤基甲醇为主,国外则以天然气基甲醇为主,而目前煤基甲醇、天然气基甲醇均面临着巨大的环保压力和能源危机。因此,符合绿色化工、环境友好、以可再生资源为原料的甲醇制备技术,如:二氧化碳加氢、甲烷直接氧化、生物质合成甲醇等工艺具有很大的发展潜力,下面简要分析以上几种工艺主要的生产技术,研究进展以及发展前景。
1.1二氧化碳加氢制甲醇技术进展
以二氧化碳和氢气为原料来制取甲醇的历史比较悠久,至今已经有七十年的历史,该制甲醇的技术在二十世纪末得到高度重视。这类甲醇生产工艺的温度和压力都比较低,相对来说安全性比较高,所用的溶剂一般为非极性溶剂或者弱极性溶剂。由于在整个生产加工过程中没有过渡金属当催化剂,因此产品的杂质少,基本没有副产物生成,这就是二氧化碳加氢制取甲醇生产工艺的最大优点。反应的过程主要分为两个部分,第一步是路易斯酸(B(C6F5)3)和路易斯碱(吡啶)组成的路易斯对使氢发生异裂,第二步是二氧化碳直接加氢制甲醇。关于该生产工艺所用的催化剂的研究取得了良好的成果,我国研究表明,在催化积淀选择上要应用片状的氧化锌晶型,因为片状氧化锌晶体的面与铜的协同作用比较好。这样就能够大幅度提高甲醇的选择性。所以,在这种生产工艺中,要注意氧化锌的形状,从而保证催化剂的作用发挥到最好。
1.2甲烷直接氧化制甲醇技术进展
以甲烷作为原料来制备甲醇可以分为两种方式,一是直接转化,二是间接转化。在实际的生产中,应用甲烷间接转化成甲醇的工艺比较多。具体的生产工艺主要分为两步,第一步是通过蒸汽裂解来得到所需要的碳氢化合物,第二步经由合成技术来制成甲醇。这种生产工艺的优点是生产技术纯熟,缺点是反应条件不容易达到且整个工艺的耗能比较大。因此,在甲烷氧化制取甲醇的研究领域中,国内外专家的目标集中在直接氧化法上。当下研究核心的难题是反应系统的研发,研究的要点是发掘适用于直接合成工艺的催化剂。现阶段,各个研究机构取得了进展。DOW开发的甲烷直接氧化制备甲醇工艺突破了传统气相工艺与液相工艺的局限,能在温和条件下进行。大连工业大学在离子液体中研究了负载型金属催化剂催化甲烷直接氧化制甲醇的反应。浙江大学研究了等离子体反应器中铜基催化剂催化甲烷直接氧化制甲醇的反应。虽然在甲烷氧化制取甲醇的工艺上取得了不同的进展,但是在大规模生产上依旧有很大的优化空间。
2甲醇国内外市场分析
2.1国外市场需求分析
甲醇作为重要的化工原料应用于各种化工生产当中,但是随着大众环保理念的加强,国外市场对甲醇的需求量发生了不同程度的变化。从全球范围来看,甲醛仍是对甲醇需求量最大的品种,占全球甲醇消费总量的35%左右;甲基叔丁基醚(MT⁃BE)对甲醇的需求也达到25%左右,其他的甲醇用于生产醋酸、二甲醚、甲基丙烯酸甲酯、甲胺、烯烃、清洁燃料、溶剂和防冻剂等。鉴于对地下水域环境的保护和关注,美国已经抵制MTBE的使用,随着全球MTBE使用量的减少,将会对对甲醇业形成巨大的打击,全球甲醇消费结构将会发生巨大改变。另外,甲醇也是燃料电池中常用的化工燃料,国外在这个行业对甲醇的需求量一直比较稳定。
2.2国内市场分析
我国甲醇产业链下游目前主要由甲醛、醋酸、甲醇制烯烃、二甲醚、甲醇燃料组成。随着甲醇传统下游产业的持续萎缩,甲醛、二甲醚、MTBE、DMF的开工率逐渐下滑;而甲醇制烯烃产业则保持着高速发展的势头,截至2016年底,甲醇制烯烃的烯烃产能已经突破1000万吨,年需求甲醇突破3000万吨,稳居国内甲醇需求第一的位置,而其中80%的是煤基甲醇。位居甲醇需求第二位的是甲醇燃料,其中甲醇船舶燃料具有较强的经济竞争力。此外,国内已开发成功的煤制油工艺,目前受油价低迷影响,煤制油项目盈利能力不足,随着工艺的后续发展和能源价格的变化,煤制油对甲醇的需求在将来也会迈上一个新台阶。综合国内外甲醇市场的需求可知,随着能源价格的提高,甲醇的生产成本随之提高,因此提高甲醇衍生物的环境友好型性能,拓宽甲醇的应用领域,开发节能降耗,环境友好的生产工艺,有助于甲醇应对国内外市场对其需求的波动,有利于甲醇在化工生产领域中的长足稳定发展。
3结语
甲醇的生产工艺随着生产原料的不同而不同,在众多生产工艺中,生物质制甲醇技术是研究重点。生物质制甲醇工艺的使用,是化工生产与环境保护和谐发展的工艺,既能够保证工业生产,又能够处理污染环境的废弃生物质。国内外甲醇市场对甲醇的需求随着全球经济的变化而出现波动,但整体上市场对甲醇的需求量是上升趋势。因此,相关的甲醇生产技术人员要加强对工艺的研究。
参考文献:
篇2
关键词:新型能源汽车 汽车工业 计划 发展的前景 预测
中图分类号:U46 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)01(b)-0251-02
在世界能源面临枯竭、节能意识的这个大环境下,我国的新能源汽车研究项目不得不被列入国家‘十五’期间的“863重大科技课题”,并且将汽油车纳为改革的起点,以氢能源动力汽车作为发展对象。“国家节能与新能源汽车大规模推广应用”工程在2009年来启动,在科技部牵头下我国新能源汽车的产品不断全面推向市场。紧接着各种新能源汽车在我国的各大城市不断现身,而且成批出现。然而希望能占据这个大市场的各大汽车企业,面对广阔的汽车市场都想占据市场主导地位。从2008年北京奥运会到2010年在上海举办的世博会,还有2013年倡导的‘中国梦’等等这些给新能源汽车发展营造了美好的前景。
1 各类新能源汽车的分类和特点
像燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等,这些新能源汽车除了使用汽油、柴油发动机、采用新型车载动力装置及新型能源,从我国车辆的动力装置和驱动方面来看,我国目前正在开发创新的新型能源汽车概括的来说有以下六大类:气动汽车、纯电动汽车、二甲醚汽车、氢汽汽车、燃气汽车、醇类汽车以及以拿生物质能作为燃料的车类等[1]。氢燃烧热值高,且燃烧产物是无污染的水,这不仅有利于燃料开发。然而推广氢能汽车就必须解决廉价氢气问题、氢气的研制高效性、便宜氢气供给发动机等问题。
2 中国新能源汽车的发展阶段
2001年,我国科技部在‘863’计划中设立电动汽车重大专项,同时把燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种整车技术提倡为“三纵”,多能源动力总成系统、驱动电机和动力电池3种关键技术为“三横”的研局,提出发展新能源燃料电池。[2]
发展节能环保、可持续发展的汽车技术要求是在2004年5月,国家发改委《机动车产业发展政策》上有所提及。
2006年2月,在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006―2020年)》中提出,研发和设计对象是混合动力汽车、替代燃料汽车和燃料电池。
在次年六月在《国务院关于节能减排综合性工作方案的通知》中,明确鼓励‘研发生产发动机和燃气汽车;开发生产混合动力汽车的电池、发动机……’。
相继同年国家发改委颁布执行《新能源汽车生产准入管理规则》和《产业结构调整指导目录》,前者对新能源汽车做出概念界定,而且统一要求各类新能源汽车生产的标准。
然而在经历短短两年后,财政部、科技部发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》决定新能源汽车工作示范地放在北京、上海等13个城市,且倡导率先在城市公交、出租、公务、环卫和邮政公共领域使用拓广。
在同年3月和6月《汽车产业调整和振兴规划》和《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》两个文件,分别提出加快汽车产业调整,以新能源汽车为突破口。[6]
《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》是我国财政部、科技部、工信部、国家发展改革委联合下在2010年6月凡试点城市私人购买插电式混合动力车、登记注册和使用的插电式混合动力不但不惩罚还对乘用车纯电动乘用车给予经济补贴,可达6万元。
2011年可是我国“十二五”规划的开局之年,也是新能源汽车产业化的起步之年,我国新能源汽车产业借助产业发展规划和相关优惠政策的刺激下,必将掀起一轮新的投资热潮。这一轮新能源汽车的投资热潮将有别于前期的概念炒作,主要应集中在有核心技术突破、有产品实现产业化、有良好发展前景、有业绩增长潜力的相关上市公司。新能源汽车再也不是一个仅仅只有概念而无实质内容虚无缥缈的行业。
然而2012的我国新能源汽车产业不得不面对这样的现实:一方面,在新能源汽车产业技术环节不但缺乏大量资金投入而且所研发的新能源产品迟迟不能成实物,这不仅影响新能源汽车车型的上市效益,还间接留予私人消费市场;另一方面,大批投资者看到产品未很好的上市,便朝向新能源汽车产业中低端市场,不但导致产业部分环节生产量过高。新能源汽车投资已有明显变化。
在我国汽车工业协会的一项数据是这样显示的,年初前三个月生产的新能源汽车数达8626辆,新能源汽车销售数达10202辆,而全国同时期的汽车产销数将近480万辆。在国外对电动汽车的政策是这样说的。美国面对新能源汽车采取减税的同时对符合补贴新能源混合汽车企业达到6万销量作为界线。对累计销量达3万辆车消费者接收50%的减税优惠政策,累计达到4.5万辆车消费者享有政策是减税25%。而对销量超过6万辆车政府补贴不是很明显。但是销量不足3万辆的企业均没有享受减税的优惠政策。换句话说,新能源汽车销量达不到消费线就不够享受政府补贴条件。
3 对新能源汽车的发展展望
专家们预测可能到2020年,我国的插电式混合动力车、纯电动车和其他新能源车用于乘用车辆可达到10%~20%。因此纯电动汽车、插电式混合动力车和其他新能源车的发展趋势是不可估量的。[3]
我国一汽集团不仅担任国家“863”计划中的“解放牌混合动力城市客车研究开发”以及“红旗牌混合动力轿车研究开发”项目,其中汽车新产品公告的车名以混合动力开发电动客车居首位,而且也已投入中心城市示范应运。一汽集团开发的奔腾B50插电式混合动力轿车是我国的新一代节能环保车,奔腾B50的混合动力系统技术以及整车制造都是一汽集团在创新技术上的一些亮点,车速可达到每小时183 km惊人的速度,而且油耗每100 km耗油大约5 L,排放达到国Ⅳ标准。
上汽集团在新能源车方面,起步相对晚了一点。荣威750是2009年上汽集团亮相的第一代自主研发的混合动力轿车,紧接着有研发了上海牌纯电动汽车,这边诞生了新一代“上海牌”燃料电池轿车。
油电混合动力以及纯电动车是比亚迪公司研发的新型能源汽车。DM双模式混合动力系统不言而喻就应用到F3DM和6DM双模式混合动力车了,纯电动和混合动力之间具备的优点就是用户可以通过按键自由切换。其开发的e6纯电动汽车和同平台生产的F6,电池充电在15 min左右可达电池容量80%,当其车e6和F6续驶里程都在60 km等速的时候达到400 km,e6可谓是世界上目前续驶里程最长的纯电动轿车。比亚迪e6纯电动出租车在2010年3月已被在我国深圳进行试运行。e6比亚迪自主研发的铁电池,是全球首款采用铁电池为动力的纯电动汽车。动力能源转化率高达90%,远高于传统燃油车。动力强劲,最大功率为90 kW,最大扭矩为450 N.m。百公里能耗仅19.5度电,费用仅为燃油车1/4。铁电池使用寿命长,循环充电4000次后,仍有80%容量。
汽车的混合度和动力系统结构是近年来国外混合动车技术展现出的一大亮点。电池的研发技术不断成熟,混合力已经不断的向着电气化转变。前期是混合动力为主,发动机和电机集成,后期偏向纯电力动力,传动系和电机集成为主。最终向纯电动化转型。
A5BSG车型在2005年被奇瑞公司首次推出,这是中国自主品牌首次批量投入生产的混合动力唯一的车型,在2007年正式投放芜湖出租车市场使用,面对混合动力轿车产业化、市场化A5BSG车型是我国自主混合动力知识产权首次亮相。
同时期我国长安、江淮、长城等诸多企业也相继研发属于自己的自主知识产权的新能源汽车。
国家的发展不言而喻来自丰厚的物资资源、节能减排对能源环境的保护不仅是国际组织责任也是整个汽车行业的大家庭面临的一个不可逃避的问题。我们面对大量能源消耗和大气污染问题,汽车行业不得不把节能减排工作列为重点对象。目前,从研发向规模产业化过渡是中国的新能源汽车发展的重要阶段,新能源汽车的研发以及推广将是中国大企业的重点工作,最终实现从一个汽车制造业大国向一个产业强国的转型。[4]
我国的新能源汽车导入的市场与发达国家相比将近迟10年,新能源车的标准制定被国外大企业抢先占领,中国市场呼唤尽快占领新标准和汽车企业自己的知识产权,我国政府也及时推出促进新能源汽车一系列市场化的政策,这些优惠政策中有财政补贴,减免税收以及政府采购等方面。
在《2013-2017年中国新能源产业发展分析及投资前景预测报告》中的市场分析出指出立足世界新能源行业整体发展,对中国的新能源行业的发展,像对太阳能、风能、生物质能、地热能、核能、氢能、海洋能、可燃冰、新能源汽车等开发要加大投资力度。[5]
从目前发展形势来看,未来新能源汽车的车种将以纯电动、油-电混合动力以及燃料电池为主。纯电动汽车的电池成本高、电池所容纳的电量续驶里程短,并且需要廉价的配套设备充电,不适合产业化大批量生产。因此,混合动力汽车技术的研发规避了不足。但是清洁能源汽车还是非燃料电池汽车莫属。
当前节能与新能源汽车的技术平台我国基本建立成型,独立自主的知识产权是未来新能源发展的趋势,所生产的零部件要完整配套,应该把小批量整车生产向大规模产业化生产作为目标。
4 结语
(1)从目前发展看,未来新能源汽车的车种将以纯电动、油-电混合动力以及燃料电池为主。
(2)燃料电池汽车被认为是清洁能源汽车的终极发展结果,油-电、油-气混合动力是目前规避风险的最佳选择。
(3)随着汽车工业发展和技术逐渐成熟,电动汽车是走进家用轿车的首选基本交通工具。
参考文献
[1] 边耀璋.汽车新能源技术[M].北京:人民交通出版社,2003.
篇3
关键词:吉林省;玉米;市场分析
中图分类号:S513文献标识码:A文章编号:1674-0432(2012)-02-0039-2
1 玉米生产表现良好
总体来看,去年早春气温偏低,影响了种子发芽和出苗进度,但6月份起积温大大高于常年,使苗情迅速转好,下半年也同样风调雨顺,玉米整体长势良好。主要表现:一是玉米播种面积增加。在政策和市场的双重拉动下,农民种粮积极性较高。玉米播种面积为5429.2万亩,占粮食作物的70.54%,比上年增加308.2万亩。二是种植成本大幅增加。去年农户种植成本整体增幅为15%-20%。春耕生产资金实际投入150.1亿元,比去年增加了21.1亿元。投入底化肥比去年增加了20万标吨。从各项成本占比分析,2011年玉米种子整体价格较上年上涨20%-25%,即种子每亩成本大约上涨10元左右。化肥成本上涨幅度同样明显,一方面化肥价格涨幅在10%-20%左右,另一方面,2010年玉米收益较好,去年农户为保证玉米收成,化肥用量较去年增多。玉米收益转好同样使包地成本上涨约25%。人工成本也出现较大涨幅,以打药为例,人工打药成本较去年上涨约50%。三是重大增产增效技术推广面积增加。测土配方施肥、生物防治玉米螟、农田灭鼠、等离子种子处理、地膜覆盖玉米等五项重大技术推广面积1.2亿亩次,增加了4120万亩次。四是气候因素有利于玉米长势。从出苗率上看,去年产区为8-9成苗,持平于正常年景。据气象部门统计,5月1日至8月30日,全省平均降水量373.6毫米,虽然比常年略少,但时空分布较为理想,没有发生大范围干旱;全省平均积温2419.3度,比常年同期多45度;全省平均日照时数860.2小时,比常年同期少17小时,虽然日照时数略少,但降水和积温条件较好,雨热同步,匹配理想。6、7、8月份关键时期气温均高于去年同期,较好的热量条件对玉米抽雄开花吐丝比较有利。7月下旬,玉米大部分步入抽雄期,陆续向开花期――抽丝期过渡;8月上旬基本完成扬花――授粉工作。我省没有发生大范围自然灾害,只有零星风雹灾害发生,灾害发生面积和危害程度大大低于去年和常年,粮食作物整体长势非常好。
2 玉米产量再创历史新高
2011年,我省玉米总产量为2339万吨,同比增长16.72%;单产为6365.5公斤/公顷。1980年至2011年吉林省玉米产量走势如图1所示,由图1可以看出2011年吉林省玉米产量再创历史最高水平。
3 玉米出口在全国占有相当大的比重
2007年至2010年吉林省玉米出口呈下降趋势,2011年吉林省玉米出口量5年来首次恢复上涨。据海关统计,2011年吉林省玉米累计出口12.39万吨,占全国的91.27%,同比增长53.45%。全年玉米出口主要集中在5月和10月,其中10月出口量最大,超过4万吨。
4 玉米市场价格较去年同期大幅提高
本年度我省玉米市场虽有波动,但农民出售玉米的价格和加工企业的玉米收购价格较去年同期均有大幅提高。
全省农民出售玉米的年平均价为0.92元/市斤。1月份农民出售玉米的平均价格为0.79元/市斤,同比增长19.70%;2月份由于春节和加工企业停收等原因,农民出售玉米的平均价格稍有回落为0.77元/市斤;春节过后玉米价格一路上扬,9月农民出售玉米的平均价已达1.07元/市斤,比去年同期高0.23元/市斤,同比增长26.74%;10、11、12月份新玉米入市,由于新玉米水分较大和供给充足,玉米价格出现季节性回落,但同比增长仍高于5%。
加工企业的玉米收购价也维持较高水平,去年3月份以来,收购价格基本上都维持在2000元/吨以上。2011/2012年度新玉米开秤价格长春大成、公主岭中粮及黄龙、吉林燃料乙醇为2150元/吨,松原嘉吉生化为2200元/吨,中粮榆树为2130元/吨,均较去年大幅提高。11月新玉米收购价格高开低走,各加工企业玉米收购价格较去年同期仍大幅上扬,上升幅度在40-80元/吨。
玉米市场价格较去年同期大幅提高的原因主要是去年国内产销区淀粉、酒精价格均出现大幅上涨;玉米库存不断消耗、加工企业面临补库需求;收购主体多元化,加工企业、饲料行业、贸易商与国储等收购主体形成竞争,各种因素推动玉米市场价格高于去年同期。
篇4
【关键词】农产品价格 供求 农产品贸易 经常账户收支
过去两年以来,国家农产品市场价格已上涨约60%,世界农产品总存用比达到了1970年粮食危机以来的最低点,已降至15%以下。最近《OECD成员国粮食自给率》报告对29个OECD成员国的粮食自给率进行了比较,韩国和日本最低,仅22.4%,日本的小麦几乎全部依靠进口。在美国次贷风波席卷全球和高油价冲击个人消费与企业盈利的不利背景下,粮价的再度疯涨加大了世界经济的不确定性。
一、国际农产品市场分析
1、国际农产品市场供求现状及存量。国际农产品市场的供给不断趋紧,谷物、油作物的年生产增长率减缓(见表1)。生产增长率缓慢的原因可归结为一些长期因素:第一,过去十年来,每年均有部分农耕地被转为非农耕地;第二,为农业生产而获取更多水源的能力下降,灌溉系统的发展变得困难且成本很高;第三,气候变化的影响力加大。同时,人口不断增长直接导致了对粮食需求的增长,这种情况在发展中国家尤其严重。1970年后,世界人口依然以每年7000万的速度、每年1.1%的速率在增长。这些影响国际农产品市场供需的长期性因素带来了供给的低增长和需求的高增长。另外,由于近20多年粮食价格总体较稳定且低廉,一些国家政府及私人部门又出现了一些新的激励因素降低粮食管理成本、削减粮食存量,加快了粮食存量的下降速度。
2、农产品价格上涨原因分析。影响农产品价格尤其是基本用粮价格的因素较多,长期因素主要是生产低增长和需求高增长,因此1999年以来国际农产品尤其是谷物和油作物的存量迅速下降。一些短期因素又加剧了国际农产品市场的供应紧张,主要包括:对生物燃料原料的全球性需求不断增长,而2006年、2007年主要谷物及油作物生产国的气候反常;新近的美元疲软、能源价格高涨、农业生产成本增加、主要农产品进口国外汇储备增加以及一些农产品进出口国的保护政策,也通过对供给的限制及需求的增加对农产品价格的上涨施加了更大压力。
二、美国农产品贸易及经常账户收支情况分析
1、美国农产品贸易状况。从历史来看,美国农产品出口相当不稳定,而进口则相对稳定。由于出口增长速度下滑和进口的高增长,1996―2007年美国农业贸易盈余由273亿美元下降到50亿美元。
(1)收入、经济增长及人口是粮食进口国对美国农产品需求增加的主要因素。其一,新兴市场人均收入增加及这些地区的消费者更多地将增加的收入用于购买粮食,带来了全球农产品贸易在过去五年近50%的增长,并且新兴市场在世界贸易中的份额不断提高。其二,广大发展中国家及地区经济增长迅速,这些国家在发展过程中对粮食需求持续增长,且发展中国家存在很高比例的年轻人群,其成长过程需要大量的粮食消费。最后,美元疲软也进一步加大了粮食进口国对于美国农产品的需求,有利于扩大美国农产品出口。尤其是2002年以后美元汇率走低,使得2002―2006年美国农业出口增长将近137亿美元,增长率达26%。
(2)过去十年美国农产品的进口保持高增长。研究表明,美国农产品出口与美元汇率关系较强,而美国农产品进口与美元汇率相关性较弱。2007年美国农产品进口增长率较前四年略有减缓,从59%降至10%以下,其原因主要有三点。第一,NAFTA带来的区域一体化和自由贸易及消费者的偏好越来越倾向于品种繁多的进口农产品。第二,宏观经济条件良好,过去十年美国宏观经济环境加速了居民消费。第三,尽管美元相对于欧元等其他货币疲软,但美国对进口品的价格缺乏价格弹性,同时汇率对美国农产品进出口的影响冲击依赖于汇率变化对进出口方购买行为的影响及汇率在多大程度上影响购买行为。
2、美国经常账户收支分析。出口的波动增长及进口的快速增长带来了美国经常账户赤字不断扩大。2006年末美国经常账户赤字达到了8800亿美元,占当年GDP的6.3%;而1996年的经常账户赤字仅有1000亿美元。由图2可见,美国农业贸易盈余及美国经常账户赤字占GDP的比重走势基本相同。2002―2006年间,美国经常账户赤字不断增加,农产品贸易盈余不断减少,但近两年来变化趋势有所改变,原因可以归纳为以下两点。第一,近几年外国投资者越来越偏好于安全系数较高、收益相对低的资产,降低了对美国资产的持有比率。对美元需求的减少,进一步导致了美元汇率走低、美国消费增长降低及经常账户赤字减缓,这也将有利于扩大美国农产品的净出口。第二,美元疲软的情况下,美国控制了农产品总产量,需求的仍然高涨导致农产品价格高企,由此带来美国农业贸易盈余的增长和经常账户赤字的减少。
3、美国经常账户收支与国际农产品价格的关系分析。近两年供需不平衡、美元疲软等因素导致国际农产品价格高企,对美国经济的影响主要包括两方面。
(1)一定程度上改善了美国农产品贸易收支情况。美国作为全球第一产粮大国、农产品最主要出口国,国际农产品价格上涨必然带来其农产品出口收益的增加,从而减少过高的经常账户赤字,在美元贬值的情况下缓解疲软经济。
(2)以美元结算的国际农产品价格的不断提升创造对美元的有效需求,从而缓解美元的弱势状态。从2007年美国爆发次贷危机以来,美元贬值程度进一步加深,高油价使得石油输出国累积了规模庞大的资金力量并逐渐对国际经济和金融格局产生影响。同时,在OPEC内部分化使得石油交易的“去美元化”开始萌发的背景下,美国通过生物能源将农产品与石油挂钩,通过将全球重要的生存及发展资源与美元的绑定来维持美元稳定。
三、国际农产品价格上涨的应对政策
一些国家开始采取保护政策手段以控制国际农产品价格上涨对本国农产品消费的影响。其政策主要包括农产品出口国的出口保护政策及农产品进口国的进口补贴政策两方面。出口保护政策有取消农产品出口补贴、征收农作物出口税收、出口数量限制以及出口禁令。中国先后取消了出口谷物及谷物产品的增值税回扣,对一些谷物产品出口征收出口税。进口补助政策主要有削减进口关税、消费者补贴,目的在于使消费者能以较低的价格获得高成本进口的粮食。然而农产品出口国的出口保护政策却使得对其他国家的粮食供给减少了,世界农产品市场的供给减少但需求增加,在全球农产品存用比达到1970年粮食危机后的最低点时进一步推高了2008年4月的国际农产品价格,恶化了农产品的供求格局。
四、中国粮食市场现状及政策建议
1、中国粮食价格及供求变动现状。国内粮价经过2003年下半年到2004年间的大幅上涨后,2006年价格平稳,而2007年整个粮食市场价格又迅速上涨。近期由于国家宏观调控力度加强,2008年上半年粮食价格有所回落。我国的粮食供求关系在去年发生了较大变化,由过去的供求总量基本平衡向供求总量偏紧、结构矛盾日益突出转变,存在产需缺口,尤其是以大豆为代表的油作物是中国目前进口依存度较高、国内库存偏少的品种。随着2008年以来的自然灾害及产量大省的气候条件恶劣,尽管我国不断扩大粮食播种面积,粮食供给依然偏紧。另外,农资持续上涨、农产品生产成本增加有可能抵消粮价上涨以及惠农政策的好处,影响农民种粮的积极性,不利于稳定粮食生产。在粮食需求方面,由于生物能源原料等新增需求,粮食需求依然稳中有升,供求趋紧的局面给国内粮食价格带来上涨压力。由于国际粮食市场上的不确定因素,诸如美国、巴西等国家发展粮食生物能源导致对食糖、玉米、大豆等生物能源原料的需求继续增加,国际粮价继续上涨的压力巨大,存在带动国内粮价上涨的风险。
2、国内现行粮食政策分析及政策建议。由于国内目前农产品供求状况、国际农产品价格不断上涨给国内市场带来的巨大压力,国内在政策上还有许多调整的空间。
(1)继续提高粮价才能刺激农民种粮意愿,过多地限制粮价将导致供给缩减;同时,政府不应过多地限制粮食出口,因为限制出口会带来对国内粮价的限制。由于生产成本、劳动力成本上升,我国的粮价上涨已经成为必然,而我国农产品价格与国际市场上农产品价格还有一定差距。相对于国际粮价两三倍的高价,我国政府给予的种粮激励对于农民来说远远不够,这可能成为抑制粮食生产的最主要因素。政府所担心的粮价上涨对城乡贫困人群生活的影响,可以用粮食补贴进行弥补,这需要财政的努力而不必扭曲粮价、限制贸易。
(2)在扩大农资综合直补、粮食直补两项补贴资金的同时,加强对补贴资金的监管。同时,应将粮食直补与产量挂钩以更直接地促进粮食生产。
(3)谨防国际农产品市场的投机活动,重视建立保障农业安全的金融支持体系,防止外资进入国内农产品市场。随着国际粮价飙升,虽然国内政府不断出台控制粮价的政策,但是加大的价差带来了投机的空间,投资粮食的获利性越来越明显。由于目前滞留在国内的热钱规模巨大,一旦热钱进入粮食市场,对价格的推高作用将会变得不可控制。由于中国人口众多,是世界上最大的粮食消费市场,热钱对中国农业的投资兴趣浓厚。由此可见,如果缺乏监管,国内粮食市场对热钱的聚集能力将会不断提升,必将威胁国内粮食安全。
【参考文献】
[1] Erik Dohlman and Mark Gehlhar,U.S.trade growth:a new beginning or a repeat of the past?[J].amber waves/USDA,September 2007.
篇5
在能源领域,未来最成功的企业不是把钱扔进这些无底洞的企业――“清洁煤”、上千公里的管线、核电站、钻井平台,或者生产和消耗的能源一样多的玉米乙醇。胜利者将是那些找到方法从对现有的煤炭、石油、天然气资源的每一美元支出中获得更多服务的企业,以及更好地利用风能和太阳能发电的企业。我们已经提出了这一战略,并有公司利用这些战略获得巨大收益。但是这些收益怎么才能转化成对大多数企业有用的建议?
回答这个问题的一种方法是,更加仔细地审视到目前为止,那些在这些战略方面领先的人们的思想。来看Cokenergy工厂的例子,这座铁锈地带的工厂几年前开始将炼焦厂产生的废热转化为每年90兆瓦的清洁电力,供邻近的米塔尔钢铁公司的工厂使用。这种出色的安排并不会因为是一种前沿技术就自然发生,它还需要有远见的经理的意愿,质疑主流商业文化中一些从未受到挑战的规则,并承担预期的风险。Cokenergy是一位名叫汤姆 ・ 卡斯滕的电力工程师的发明,他认识到如果全世界存在着被浪费掉的巨大热能,那么也存在着巨大的机遇来提供有利可图的能源服务。卡斯滕建立了第一能源有限公司,为米塔尔钢铁公司提供了一个大量节约燃料成本和减少碳排放的机会。第一能源公司今天仍然在经营这项业务。我们前面提到过,2005年,同一条路上美国钢铁公司的一家工厂有一处类似的创新型火炬气循环利用设施,印第安纳州的这两家工厂的清洁能源产出加在一起,超过了美国当年太阳能光伏发电的总量。到2009年,仅在钢铁行业,第一能源公司就通过化石燃料废物的循环利用生产了900兆瓦电力。
2006年,卡斯滕成为一家新的能源循环利用公司,循环能源发展公司的CEO,现在他和儿子肖恩一起经营这家公司。在他的帮助下起步的这个行业发展迅速。卡斯滕深深知道他们销售的不是能源,而是能源服务。让他们的服务更加有利可图,不仅依赖于销售更多的化石燃料,而且依赖于使用更少的燃料来做既定量的有用功。现在全球能源经济中流行的激励(销售更多的煤炭、石油、汽车和电力)需要被逆转。卡斯滕的服务不具体到销售任何燃料,因为他们的工厂使用的所有燃料都已经被购买和燃烧过了。将这种方法带来的收益与该公司的客户公司的管理战略整合在一起,使这些公司可以在更高的生产率水平上运行。
对于那些希望在越来越富有挑战性的环境中获得成功的企业经理和投资者,我们有三个建议。
将能源管理提到战略计划的最高层次
未来最成功的经理将认识到在内部运营中提高能源生产率的重要性,而不仅仅是劳动生产率。这意味着在管理事项中,给予能源生产率跟人力资源和财务管理同等的最高位置。这意味着将能源服务作为核心业务的支柱,跟劳动和资本一样。本质上,印第安纳的钢铁巨头们就是这样做的。
美国节能联盟的一项研究发现许多经理把节能计划当成“技术”问题,而不是企业战略的重要组成部分,最好留给工程师去做。经理们通常认为:“能源不是我们的核心业务。”与这种过时的假设相一致,能源作为一种次要功能,只得到边缘的关注和相应的预算资源,它不被当成产品的可控成本和可以弥补的收入来源。陶氏化学公司公司尝试对“这不是我们的事”的假设发起挑战,肯 "尼尔森和他的中层工程师们连续12年向我们展示了,一家工厂是如何通过密切关注能源管理实现显著的生产率改进的。
遗憾的是,在大公司,改变坚定的管理假设比在圆桌旁加一把椅子困难得多。困难在于行业和公司有根深蒂固的文化和意识形态,一贯与它们的核心业务有着强烈的认同感。在陶氏公司,核心业务是生产塑料,花了超过12年的时间才使高层管理者认识到优先级是变化的(部分原因可能是那些年里能源非常便宜)。路易斯安那州的卡博特公司考虑建设一处能源循环利用设施,但是由于电力公用事业垄断和公用事业委员会的反对而失败了。卡博特公司的核心业务是生产和销售炭黑,公司本来有意愿将项目进行到底,但最终放弃了。通用汽车公司的核心业务是生产和销售轿车和卡车,不是提供高能源效率的交通服务。在公司衰落的十年里,能源管理从来不是其战略的重要部分。大公司很难改变它们的核心业务。
美国汽车行业2009年的崩溃说明了这一点。起初,公众知道的是“三巨头”极度缺钱,它们的CEO飞到华盛顿请求援助。然后,随着故事的展开,事实证明它们的就业也无法维持:通用汽车关乎100万人的福利,但公司只能雇用其中的不到十分之一。政府尝试提供一次临时救援,但是两党的国会成员怀疑第一笔贷款之后还需要第二笔、第三笔,看不到尽头。没有迹象表明通用汽车能够及时地生产和销售能源效率更高的汽车来维持生存。正如我们现在看到的,怀疑被证实了。美国汽车行业经济增长的一个基本要素缺失了――能源服务的低成本,包括制造汽车和在未来驾驶这些汽车的预期成本。
所以,核心业务的概念是专业化的企业文化的基础,没有企业能离开支撑它的双腿奔跑。打个比方说,美国橄榄球大联盟的一支球队的经理可能认为,他的明星四分卫是球队公众形象和比赛胜利的核心。明星四分卫有时被当成“特权”球员,享受极高的经济地位。但是当比赛开始,这个四分卫仍然需要其他球员密集阵型的保护。在企业里,资本、劳动和能源效率这三个生产率要素就是密集阵型。即使它们不是吸引股票市场分析师的核心输出,但无论如何,它们对那个输出也是不可或缺的。
将这个比喻进一步延伸,在球队经理看来,默默无闻的拦截和防守的“核心业务”让四分卫能够传球。换句话说,在工业世界里,如果资本、劳动和能源的生产率没有动员起来,核心是不可能运作的。在许多行业,劳动生产率得到了全部的关注,即使资源越来越稀缺、价格越来越高,结果是外包和工作岗位的出口。能源生产率被普遍忽视了,部分原因是能源成本一直非常低,还有部分原因是各种各样的制度障碍阻碍了创新,我们在前几章已经谈到。例如,如果一家公司希望通过能源循环利用获利,它可以雇用像第一能源公司那样的能源服务公司(能源服务是后者的核心业务),来提供其缺失的生产率的第三支柱。但是能源节约的机会仍然依赖与在发电和配电中享有合法垄断地位的本地电力公用事业达成交易。这种情况就像是裁判一直对犯规视而不见。
在战略计划中,将对能源管理的认识和考虑提升到与劳动和资本同样的层次,有可能抵消公用事业的说客和其他旧体制的维护者们在政治上的横行霸道。首先是那些能够迅速把握重新定义“核心”业务运作方式的重要性的企业,然后是整个能源经济。简言之,真正的进步将使企业在一个真正公平的环境中竞争,规则允许真正的竞争,能够降低能源服务的成本,提高生产率和利润,同时减少碳排放和赢得更广泛的公众信任。
认识伴随自然资源价格提高的商业机会和风险
未来成功的商业计划的一个关键就是,认识到后石油峰值造成动荡、化石燃料技术过时和气候变化加剧的完美风暴即将到来,即使我们已经开始跨越能源过渡桥梁。一个主要影响是自然资源价格的上升,从石油和天然气开始。的确,这制造了金融风险(以及风险以新形势扩散的可能),但也为新技术提供了充分的机会。能源过渡战略不需要依赖马上能够实施的新技术,公司个体也不需要依赖新技术在短期内为能源投资带来回报。但是这丝毫不意味着应该放弃创造性思维、研究和发展,这些都将巩固过渡桥梁,缩短我们需要跨越的鸿沟。
在这里,有必要澄清能源和能源服务之间的区别,因为许多企业将很快看到这两个价格开始分化,这关系到企业的成败。未来的复苏和发展最有可能发生在设法降低能源服务成本的企业和部门,即使化石燃料的价格在全世界范围内不规律但不可阻挡地上涨。
过去,在第二次世界大战后的繁荣时期,制造业公司等待创新技术的发明者或者“先行者”去承担最大的风险、解决最大的技术和制造问题、在市场中寻找立足点是合理的,然后它们再带着更多的资源进入,实现规模经济,获取更大的利润。半导体行业、计算机行业和生物技术行业的发展都遵循这个模式。
但是现在全世界的风向已经发生了划时代的变化,大公司――特别是美国的大公司――没有准备好成为先行者,即使后进入可能也已经太晚了。近期插电式混合动力汽车可能迅速发展,然后在未来几十年里(在城市中)被电动汽车替代,许多汽车将不再由私人拥有。汽车共享软件、电动汽车基础设施、电动自行车、电池制造、快速公交,以及欧洲和日本式的高速铁路将提供丰富的创业和投资机会。在零能耗或低能耗建筑、建筑业、微发电和城市应对气候变化的准备方面,住宅和城市设计部门的创新机会更多。显然――有些不那么显然――可再生能源的机会已经出现,如风力涡轮机和地源热泵的规划和市场化。
当然,所有这些潜在的创新都需要资本。逻辑上,创新的资本来源是经济的“现金牛”:石油和天然气公司,以及电力公用事业。这些公司必须认识到,为它们带来巨额利润的高价格会对总体的经济需求和就业产生副作用。理论上,这个事实应该激励它们降低价格(通过投资于可再生能源),从而增加需求。实践中,石油公司经理们太容易被还有足够的“自喷井”等着被发现,短期内未来还会跟过去一样的梦幻诱惑了。科学和通信在这里的作用非常重要。美国政府和公众必须努力劝导这些攫取超额利润的公司,从埃克森美孚、壳牌和BP开始,将它们的一部分利润用于在宏观经济层面上提高资源生产率和能源效率。
我们认识到私人部门的创新型企业已经为我们的社会创造了许多财富――这个事实经常激起反对一般意义上的政府投资的争论:“不要试图选择胜利者――让市场来决定。”但是仔细回顾历史,显然有些基础设施投资对于私人部门来说过于庞大,回报也太慢。大型水电项目(博尔德水坝、大古力水坝、田纳西河谷管理局)、农村电气化、州际高速公路、核电站、喷气式发动机和电脑都是首先由大规模政府投资发起的技术进步的例子。互联网一开始是美国国防部高级研究计划署的一个项目,旨在让主要大学的计算机能够交换数据。政府资助了大部分学校的研究。核聚变、太阳能火箭和利用月球太阳能发电都是有巨大投资回报潜力的项目,但是它们远远超过了私人市场的能力范围。
经济危机背后的一线希望是,它提醒公众在一场两极分化的斗争中,企业、政府和社会不是各自独立的王国,而是高度相互依赖的,而且越来越相互依赖。在前面的章节里,我们介绍了纽约州能源研究和开发署、欧洲被动式节能屋项目和国际分布式能源联盟的公共―私人合作项目。在本书末尾的注释和我们的网站上,我们还列举了更多例子。全球危机使得这样的联盟数量不断增长,也增加了它们创造的技术支持和融资方面的机会。世界可持续发展工商理事会和其他进步的企业集团已经开始突破反对政府干预的极端态度造成的停滞。而且,私人企业和非营利组织的联盟也在增加,为什么是企业和整个社会的环境可持续性提供了指南。
这又使我们想起汤姆和肖恩 ・ 卡斯滕的主张,他们是经济学家心目中的“美国天才”,或者全球层面上的“技术进步”在企业家中的代表。他们证明了我们向企业经理推荐的两个首要原则:他们敏锐地意识到了能源生产率和其中充足的商业机会的重要性。他们的企业可以从政府刺激中获益,但是随着对新能源范式的公众意识的成长,他们还能得到私人投资的强大支持。2007年11月,卡斯滕的能源循环利用公司宣布将从波士顿的私募基金德纳姆资本管理公司获得高达15亿美元的私人投资,主要投资者包括哈佛大学和比尔 ・ 盖茨。
循环能源发展公司(RED)的声明不是例外。随着大气中二氧化碳的浓度继续增加,以及公众对全球能源困境的认识不断深入,对能源过渡桥梁主梁的私人投资将从犹豫转向坚定。我们已经说明,关键在于这种投资通常能够带来公司和社会福利的双重红利,有时候还是“负成本”的。“(这一发现)将允许我们以前所未见的更大规模进行资本配置。”密歇根州布莱顿的清洁技术集团有限公司的执行合伙人约翰 ・ 巴尔巴克在看到RED声明时说:“最让人兴奋的是这能让减少美国工业的碳足迹变得有利可图。”
无论在哪里都要做好准备
篇6
关键词:污泥;合理利用;无害处理
中图分类号:[TU992.3]文献标识码: A
一、城市污泥资源化利用主要途径及存在问题
1、土地利用
按照国家相关标准,根据污泥的性质分析及用途要求,对污泥经过选择浓缩、稳定、脱水、灭菌、干化、堆肥等工艺的组合处理后,用于农田、林地和园林绿化,土地的复垦以及沙化或荒漠化土地的改良等。
污泥堆肥是土地资源化利用的主要方法。堆肥与化学肥料相比,氮、磷、钾含量较低但有机物含量高,肥效慢但持续时间长。污泥可以作为土壤调节剂,改善土壤的通气性,提高对酸碱的缓冲能力,提供养分交换,可以有效地改善植物的生长状况。在污泥性质稳定的前提下确定合理的工艺条件,原理上堆肥几乎可以杀死所有病原菌,大量细菌被降解成可以利用的有机质,重金属元素也得到较好的稳定处理,肥效增加,挥发分减少,显著降低对土壤和农作物的不利影响。但是实际应用中,堆肥自动化程度低、周期长、效果不稳定,造成堆肥过程中散发臭味、蚊蝇产生等,污染周围环境。我国城市污泥本身显示具有重金属含量高且种类繁多并含有各种致畸致癌的有机化合物的特性。处理后的部分有害物质残留会通过食物链在人体内富集。基于对污泥成分复杂性和不确定性以及相关农产品对人体健康带来的隐患考虑,农业堆肥利用还有许多研究工作要做。
由于我国尚没有系统、科学的管理办法和农用控制标准,污泥在土地利用时无害化处理不到位,使不少土地被污染。污泥土地利用的安全性受到质疑。在国际上,对于污泥土地利用存在着争论。争论的焦点是按当今的无害化处理后,污泥中仍然稳定存在的内分泌干扰物、多溴化灭火剂的分解产物等等将会带来何种环保后果。但是,基于当前科学研究对污泥无害化处理的认知,综合比较其他污泥处置利用技术、经济及效果等方面,土地利用具备优势。60%以上的欧盟成员国污泥处理处置方式中土地利用占到了50%以上,其中爱尔兰、芬兰达到近80%。美国在20世纪90年代以前,其污泥处理处置方式中土地利用仅占30%,而到2005年这个比例已经增长到66%。可以预见,我国在相当长时间内,土地利用将是污泥资源化利用的最主要方式。
2、建材利用
污泥建材利用是污泥资源化利用的重要途径。污泥中含有20~45%的无机物,含有重金属离子,如Cu,Pb,Cd,Zn,Cr,Ag和Ni等有害有毒重金属;经过处理的污泥能够用于烧制建筑材料,在不同的建材生产中参入不同比例的污泥而得到资源化利用;在燃烧过程中,有毒重金属被固溶封存在产品中,有害细菌及微生物被全部杀死而达到无害化;污泥中的有机物也参与燃烧而减少能源的消耗。污泥建材利用主要有污泥制沥青、砖、陶粒、混凝土、生态水泥、生化纤维板等。从综合需求看,污泥合理处置是环境保护的迫切要求,城市发展需要大量的建材,污泥作为建材原料无疑是一种可持续发展的资源化利用方式。
当前,日本在污泥建材利用方面比较成功,不少工厂运行多年并产生良好的经济效益,这也佐证了污泥建材若被利用在恰当的工艺就能够满足环保要求,该处置方法能够达到可持续发展目的。我国以及许多西方发达国家在污泥建材利用发展方面大多还处于研究及尝试阶段,还存在标准制定不完善,技术、工艺不成熟以及推广应用等方面问题,还有很长的一段路要走。如果在政策上、资金上给予大力支持,加强该领域现有技术的应用和科学研究,那么可以肯定污泥建材资源化将会成为污泥处置的主要手段之一。
3、能源利用
污泥能源化利用是在获取其中热质的同时,对其干化和焚烧,实现稳定化、无害化、减量化。能源利用主要有污泥厌氧消化产生沼气发电和污泥燃料燃烧发电。
厌氧消化产生沼气发电是通过污泥厌氧发酵,产生的沼气在燃气内燃机的气缸内燃烧做功,把化学能转换成机械能,最终产生电能和热能。这种方法无需对污泥进行脱水处理,经厌氧罐发酵后,能消化一定比例的污泥,剩余的沼渣经脱水稳定化无害化处理后,可制成有机肥;污泥消化可以抑制病菌,改善污泥的卫生状况;脱水后的消化污泥还可作为发电厂或水泥厂的辅助燃料。沼气发电以其低排放、低污染、节约能源、废物资源化等优点而倍受关注。青岛麦岛污水处理厂充分利用污泥消化产生的沼气发电,显著减少污水处理厂市场电能消耗,消化后的污泥体积能减少30%,北京高碑店污水厂沼气发电可满足厂内20%的用电需求。但是也存在基础投资和运行成本较高,污泥经厌氧消化后只能减量不到一半,大量剩余污泥残渣需要通过其他技术进行处理。产生的消化液COD浓度相当高,需建立配套的污水处理设施或返回到污水处理厂处理等等问题。
污泥燃料燃烧所释放出的热能通过热回收系统和发电系统实现能量转化。污泥焚烧技术可将污泥中水分和有机质完全去除,并杀灭病原体,只得到少量污泥灰烬,而且可以利用热能发电,是最具发展潜力的污泥处置技术。污泥焚烧发电既实现了无害化又实现了资源化。污泥协同焚烧是污泥热处理的发展趋势之一,但存在污泥焚烧过程二次污染,苯酚类有毒有机物在金属氧化物的催化作用下就会形成二f英。焚烧还会带来悬浮的未燃烧或部分燃烧的粉尘与重金属污染,以及臭气。污泥焚烧发电时产生的腐蚀性会对发电站设备产生影响,焚烧污泥的能源利用率不高。
二、污泥无害化处置方式探讨
污泥处置是处理后污泥的最终消纳方式,主要包括卫生填埋、土地及农田利用、焚烧和综合利用四个方面。目前,75%的污泥采用土地填埋,其次为土地利用,而最有发展潜力的焚烧仅占3%。
填埋操作简单,经济可行,是我国采用最多的污泥处置方式,因不能满足资源化利用要求,在国外填埋污泥比例逐年下降。污泥可单独填满,也可与生活垃圾混合后填埋,考虑到占用土地及对环境污染等因素,已逐渐被淘汰。
污泥中含有丰富的氮、磷等营养物质及各种微量元素,可改善土壤特性,进行稳定无害化处理并满足《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》标准要求后,依据当地土壤特性及植物习性,确定试用范围、施用量及期限后方可被用于土地及农田。在利用过程中应严格控制重金属含量,防止重金属通过食物链影响身体健康。
焚烧是污泥处置技术中对污泥稳定化、无害化、减量化处理最为彻底的方式。在高温、有氧条件下,通过蒸发、挥发、分解、烧结、熔融以及氧化还原反应,将污泥中的有机成分分解为CO2、H2O、N2等气相成分。该方法可杀死一切病原体,彻底解决污泥恶臭问题。污泥可独立焚烧,也可与生活垃圾、水泥原料、煤以及生物质掺混燃烧。屈会格等研究煤与污泥掺混燃烧特性时发现,掺混燃烧使煤的着火与燃尽时间提前,综合燃烧特性降低。尹龙晓等发现,秸秆中挥发分的大量析出及燃烧提高了掺混燃烧的稳定性及燃尽能力,当秸秆掺混比例为20%时可满足热值指标要求。
污泥的综合利用主要包括制砖、生产水泥、制陶粒和制熔融材料等。污泥制砖可采用干化污泥和污泥灰渣两种原料,其中灰渣成分与黏土砖更为接近,在制造过程中仅需添加适量黏土与硅砂即可。污泥作为粘结剂可将无烟粉煤加工为型煤,不仅改善了常规型煤的内部孔结构,而且还提高了型煤的气化反应性。
结束语
随着人口的增长和经济的发展,污泥产量逐年增加,污泥处理问题提上日程。如何合理有效地对污泥进行资源化利用,在消除二次污染问题的同时,减少一次能源的消耗,成为各国关注的焦点。作为高速发展的发展中国家,应寻求适合当下国情的污泥处理办法,并不断探索污泥处理新工艺。
参考文献
[1]唐鸣放,王白雪,郑怀礼.城市污泥处理与绿化利用[J].土木建
筑与环境工程,2009.
篇7
[关键词]农业技术;工业化;农业发展;技术进步
自20世纪30年代起,大型农业机械的出现导致农业耕作大规模机械化;化学工业的飞速发展为农业提供了大量的化学肥料、农药、饲料添加剂等化学产品;农业新技术尤其是杂交技术使农业劳动生产力大大提高,农畜产品大幅度增加。工业的突飞猛进以及工业化所带来的令人兴奋的经济效益,使农业技术不断地走向工业化的道路,“本来是主要的人类传统的职业的农业,从欧洲较富足的国家开始,正在迅速变为一种越来越带科学特征的工业”[1],农业技术工业化似乎成为农业发展的必由之路。然而在以工业化的模式谋划农业发展的同时,出现了种种意想不到的困境。
一、农业技术工业化的内涵及特点
工业化是指以现代工业部门的发展为核心,用以机器体系为特征的先进物质技术基础取代以手工劳动为特征的落后的物质技术基础,以社会化大生产的生产方式取代个体生产的方式,从而使社会劳动生产率和社会生产能力不断提高,非农产业部门逐渐取代农业部门在国民经济中的主导地位的国民经济结构发生根本性变化的过程。本文更多地把工业化理解为为了追求经济目的,发生在农业生产技术中的工具、方式、观念、结构等方面的变革,从而引起的农业本身及其与人、社会、环境关系的改变。
工业化社会具有标准化、专业化、同步化、集中化、集权化的特点[2],工业化一方面大力发展工业,使工业成为国民经济的主导产业,一方面将大工业的思想和理念融入社会的方方面面,在快速发展工业的同时,对农业和服务业的生产模式实行脱胎换骨的改造,使农业和服务业的劳动生产率得到迅速提高。
以工业化模式谋划农业的发展,其中心内容是农业技术工业化,即工业化技术在农业中的运用、工业产业模式在农业产业中的应用、工业经营方式在农业中的应用等等。从实质上看,农业技术工业化主要包括以下内涵:
第一,农业技术工业化主要体现在一些与工业相关的技术发展上,从传统技术中的手工工具、畜力过渡到使用自动化的、功率庞大的大机器,完成了农业机械化,实行联合作业和自动控制,劳动生产率、土地利用率不断提高。
第二,工业化是一个工业发展和农业改革的过程,工业化过程中的农业技术在“生态上以逐渐简化的种群来取代相当复杂的生物群落系统,在技术上以化石能(主要是石油能)驱动的理化技术系统取代人、畜力驱动的手工工具与传统农艺,在经济上或是以附属于工业资本的日趋商品化的市场经济的农业取代附属于传统农业社会的自然经济”[3]。机械、能源、科学技术的密集投放,资本的有机构成提高,使农业由粗放到集约,农业不再是劳力集约,而成为资本、技术、知识集约的产业。因此,农业技术工业化是一个极为复杂、庞大的变革过程。
第三,在认识上从以经验为主的认识模式转化为建立在实验科学之上的农业科学理论。认识、预测、改造自然的能力增强了,农业发展越来越依靠科学技术的进步。
第四,工业化的高效率、最大化导致了对农产品的大量需求,促进了农业的大规模化,不可避免地造成了化肥、农药、利用矿物能源的机械的大量投入,依赖石化能和化学产品,造成了特定农业生物的专业化、单作化、连片化和多头(羽)化。
第五,工业化的农业技术是以追求经济效益为主要目的的,因此追求农业外部投入与农业产出比的最大化,导致化学肥料的大量使用,使原来以有机循环为主的有机农业变为依靠无机投放的无机农业,动力系统、土地的营养平衡、病虫害防治都靠无机的方法来维持。
由此看来,农业技术工业化表现在动力强大、突破了客观自然的限制、扩大了农业生产的规模、人与自然的关系由依赖变为征服,工业化农业技术的知识体系运用科学的方法对不同来源、不同层次、不同结构、不同内容的知识进行综合和集成,实施再建构,使单一知识、零散知识、经验型知识结成统一整体进而形成新的知识体系,是复杂的知识整合体系。
二、农业技术工业化的困境
工业化带来的巨大的效益已经使工业技术至上主义根深蒂固。人们相信工业是先进部门,农业是落后部门,农业迟早要工业化,农业技术迟早要工业技术化。于是天然肥料被化肥取代、木材被钢铁和塑料取代,人们恨不能用工业合成物来代替食品。然而工业技术理论体系忽视了生物有机体的有机联系,无法完全代替生物理论。农业技术工业化过分单纯地接受了工业技术理论,大量使用农业机械、大量使用农药和化肥,过多地采取了这些生物成长自然过程以外的技术措施,使农业生产力的提高面临着停滞或者倒退的危险。工业化不仅仅在技术本身,而且在制度、政策、人的观念等方面不顾农业的特殊性,产生了严重的发展困境。
1、工业技术理论体系的缺陷
工业技术理论从根本上拒绝生物性和整体性[4],表现为:
第一,工业技术的原理及模式是建立在物理学、化学基础之上的,忽视了生态学这一基础。农业技术与生物有机体打交道,农业生物本身、土壤、自然环境等是具有生命的活的有机系统,应当保持动态平衡状态才能健康。
第二.工业技术的建造机理是通过分裂、分化、分解、分割的方式将复杂的自然事物变为单纯物,然后又将这些单纯物重组为符合人的需要的复合物。这种技术方式只利用了自然规律的某一方面,而忽视了其他方面;违反了自然过程的流动性、循环性、分散性、网络性,割裂了技术活动与自然生命的统一,干扰了自然过程的多种节律,破坏了生物圈整体的有机联系。一些新技术虽然在提高农业产量方面具有令人满意的效果,但它们也要求应用能耗更大的耕作方法,其中包括大量使用高成本的化肥和农药[5]。
第三,工业技术的组织原则是线性的和非循环的。传统物质生产的目标是单个过程的最优化以及更快更好地取得经济效益,而线性的、非循环的工艺是最简单、最节约的,因而在生产工艺上形成“原料一产品一废料”的运行模式。
第四,工业技术以狭隘的价值观作为指导思想,建立在这样一种信念之上:对于自然的认识意味着对自然加以统治。
2、农业技术工业化政策的偏差
工业化的现代农业政策支持并刺激了工业化农业技术的应用,如化肥、农药、排水系统、过度开垦和销毁森林、减少轮作和休耕、不可再生能源的使用,造成了严重的生物多样性减少、水资源污染、家畜和人的健康受到威胁、加速了野生动物栖息地和农业景观破坏[6]。工业化农业技术还造成了人与自然联系的中断,“农业重新与自然(而不是人工)生长因素相互联系。要求技术重新本地化。……因此,农业的可持续性将再次要求‘技艺的本地化’;也就是说,重新发明和评价‘农耕的技艺’”[7]。不同的地域有不同的自然状况、不同的劳动技巧、不同的劳动过程和不同的农业产品,工业化农业技术政策鼓励割裂农业的这些地域特征,形成了一种地域知识的新形式,这种形式在不同的情况中不仅关注普遍规则的应用、生产过程和人工制品,也必然伴随着在应用过程中出现的特殊问题的解决方法的具体回应。
3、资本主义生产方式下的工业化经济理论和消费理论的偏差
工业化经济对能源和资源的过分依赖表现为它是资本密集型而不是劳动密集型。资本代表工作的潜力,是从过去对自然资源的利用中获取的。一旦这些资源减少,资本本身就成为一种极为稀缺的资源,经济中存在着一种用资本代替劳动的强烈趋势。资本和劳动都可生产出财富,但是资本密集型的经济同时也是资源和能源密集型的经济。当然,资本并不都是罪恶,它同时具有伟大的文明作用,但是它所产生的通货膨胀影响到经济的许多方面。工业化农业生产是靠能源密集型机器和灌溉系统来进行的,并且使用大剂量的从石油中提炼出的杀虫剂和化肥。这些方法不仅破坏了土壤的有机平衡,并在我们的食物中产生出有毒的化学物质。然后食品工业又把农产品变成过度加工、过度包装、过度作广告的食品,然后再长途运输到全国各地的大型超级市场去出售,所有这一切都要过多地消耗能源,因此引起燃料价格飞涨。动物养殖也是同样的情况,它受着石油化学工业的大力推动,因为生产单位动物蛋白比生产单位植物蛋白所需要的化石燃料能源要高出十倍以上。“现代农业也是一种工业,它的生存直接或间接地依赖于能源、技术、有熟练技能的劳动者、原材料及其它许多因素。因此,正如核战争所造成的气候异常会使农业遭受破坏一样,经济生产活动的紊乱也同样会使农业生产蒙受损失。农业生产手段越精细,其遭毁坏的危险就越大”[8]。美国生产的大部分粮食都不是供人消费而是喂养了供人吃的家禽,结果导致大多数美国人的饮食结构不平衡,进而导致肥胖和不健康,从而又引起了保健费用的上涨。
4、工业化大型化、高效化观念的偏差
工业化更多地强调大型化,机械化系统的最伟大之处是通过规模化获得的。更大的力量意味着更大的输出,输出越大越好,但这并不符合生物系统的有机特点,因为在生态系统中规模服从于功能[9]。机械化和大型化不一定是提高农业生产效率的制胜法宝,而且由于工业化的特点,“对自然界的统治的规模。在工业中比在农业中大很多,直到今天,农业不但不能控制气候。还不得不受气候的控制”[10]。工业化农业技术所产生的效益,也并非是最合算、最合理的,“自从普遍采用昂贵的机器以来,人被强行消耗的力量远远超出人的平均力量”[11]。
三、农业技术工业化困境的解径
1、纠正技术理性的偏差
技术理性是指围绕着技术实践所形成的有目的的、合理的行为方式,在这种方式下,形成了一整套的基本文化价值观念,如人类征服自然、自然的定量化、有效性思维、社会组织生活的理性化、人类物质需求的先决性[12]。
正是由于技术理性,我们才会有今天的文明和历史的进步,也正是由于技术理性的如此成就,才被社会广泛接受,成为统治社会的权威,进一步形成了技术至上的思想。技术理性主义以对自然的支配为前提的思维方式,造成了对自然的破坏。技术理性无力解决人的个体性、自由意志、道德情感、本能欲求等非理性问题,而这种非理性世界是内在于个体的,它构成了人的生命活动的真正价值。理性主义的极度发展,必然造成非理性世界的严重危机,使人类迷失自我,丧失了内在的灵性。技术虽然延伸了人类某些方面的能力,同人的某些方面的生理机能相适应,但人的很多生理机能却遭到了可怕的压抑。在技术理性的思维方式中,每一种事物都是可替代的、可化约的、可按照人的意愿随意改变的,人自己也成了市场上一个可计量的市场价值物,成了整个社会机器中一个可以随意更换的部件。技术理性追求效率,在这种思维方式盛行的情况下,人们所注重的将是效率与计划性,而不是人的需要或价值。人类从蒙昧中解放出来,却又被理性自身的创造物——机器、商品和官僚制所奴役。
对于技术理性,“不应该成为霸权主义理性,陷入绝对的理性主义和工具主义”[13],也不应成为禁锢人类发展、离析人与自然和谐关系的力量,而要将工具理性和价值理性相统一,指导农业技术向合社会目的的方向发展。
2、健全相关社会制度
首先,加快技术发展和技术预测。要清醒地认识技术可能带来的问题,在技术设计时消除或减少技术给人类带来的不利,选择合社会目的的农业技术。为了消除化学化农法或工业化农法,摆脱现代农业的困境,削弱现代农业技术的异化,就要选择生态化的、绿色化的、适用的技术,摆脱对工业技术的崇拜而不回避技术的发展。人类具有主观能动性,可以认识问题。解决问题,而绝不能回避问题。西方先进工业国家都在积极寻找所谓“替代农业”,如生态农业、生物农业、持续农业、有机农业、自然农业等等,我国也在积极尝试以生态农业技术和绿色农业技术为基础的高新农业技术园区的试验。其共同信念是,在农业生产中强调人与自然的和谐相处,反对与自然相对抗;农业生态体系为一个有机整体;重视土壤的培肥;重视病虫害的生物防治;合理利用农业资源;保持持久的农业生产力。
其次,以科学发展观作为社会发展的指导思想。要克服异化带来的弊端,除了寻找现代农业技术自身存在的问题,避免现代技术对生物有机体及其生活环境的过度伤害之外,更关键是超越传统自然观,破除工业技术万能的幻想,在人与自然之间寻找协调和均衡的机制,利用人类的知识、智慧和意志去自觉地实现一种“均衡”的发展,实施农业技术的可持续发展。现代农业技术创新应该尽量遵循自然流动、循环的规律,减少对农业生物体生长方式的改变,减少化学物质等人造物的投入,尽量保持农业生物品种的多样性。只有这样,才能逐步协调人与自然的关系,形成和谐的、均衡的天人合一的世界。因为人类的知识不断丰富,技术不断进步,人类对技术的预测也越来越明确,解决危机的可能性不断增加。随着社会的发展,人类的发展观发生了根本性的演变,发展观将会更加全面,更加科学化。另外,在新的发展观指导下,人与自然的关系不断协调,必将形成人与自然和谐统一的关系。现代农业技术达到这种“均衡”,异化的削弱甚至消解完全可能的。
第三,完善新技术研发的技术评价和社会公众评价机制。技术评价是对技术进行可行性研究,要做市场分析,投资——效益分析,评价可能采用的技术,还要分析其使用后对环境可能带来的污染等,通过研究分析决定是否选用该项技术或技术体系。农业技术的评价是测定农业技术的功能属性,对研究、发展、引进和推广的农业技术进行经济、社会、生态效益分析和可行性论证,从而为农业生产管理者进行农业技术选择提供科学的决策依据。社会公众评价是将农业技术的新发明向社会公众进行告知,以征得社会公众的认可,确保社会公众的知情权的行使,减少社会公众对新技术的恐慌和排斥。对于新技术的研究和开发,尤其是新技术的使用。必须通过较为完善的技术评价和社会公众评价。前面分析过农业技术的功能,农业产品是与社会每一个成员的切身利益、健康密切相关的,新技术的社会后果不仅要通过专业研究评价机构的评价,还要通过社会公众的评价和认可;不仅要通过经济效益评价,还要通过社会、生态、人文伦理的评价;不仅要进行短期的评价还要进行中长期评价;不仅要进行积极效益的评价还要进行负效应和风险性评价。通过技术和社会公众的评价,尽可能地减少技术的负效应,降低技术的风险性,保证技术的推广和发展。
第四,加强技术研发和管理的立法。新技术研发给农业生产带来巨大的变化,一方面为新的农业时代开创了无限的可能与机会,另一方面也夹带着无限的未知与危险。新技术可能使未来社会的知识财富和物质财富更加集中,拥有高技术、接受新科技的族群与信息匮乏者、未接受新科技的族群之间的差距拉得更大,知识产权、商业秘密权、个人隐私权等权利体系更易受到破坏,人们的落伍感、代沟感、贫乏感、差距感会加强,挑战频繁而至,新问题将层出不穷。现有的法律、法规将不足以应付新时代的需要,起码是瞬时的混乱局面将难以避免。新技术的应用和研发要通过法律法规进行约束、引导和规范,防止滥用、误用技术。如农业生态环境保护法、农药使用规范、生物制品使用法规、转基因农产品标签法等。
3、“适度技术”的应用
从技术主体的角度来看,农业技术异化的重要原因是对技术的过度使用带来的技术负效应,如前面谈到的化肥技术负效应。选择适度技术避免了单纯追求高、大、快。如合理密植是增加农作物产量的重要的技术措施,但是在密植技术中,种植密度越大,作物的茎杆越细,越易倒伏。密植与倒伏是密植技术中的一对矛盾。解决这个矛盾要靠培养矮株品种抗倒伏,而植株过矮又会导致作物产量下降。这些问题的解决要依靠适度技术的应用,既要考虑合理密植,又要考虑到合理的植株高度。
适度技术的应用首先要遵循自然规律,在保证农作物和畜禽原有自然生物性状稳定的基础上,按照人类的需要进行适当的改变。如巨型猪、巨型蔬菜和含有肉味的蔬菜等就改变了生物体原有的生物性状,不仅带来一定的风险性,而且对公众心理造成压力。其次要遵循综合性原则,适度技术不是单项技术的使用,而是整个技术体系的应用,农业技术体系既包括种养技术,又包括机械技术、生物技术、化学技术和管理技术等,适度技术也要在各个单项技术之间寻求一种综合的、相互融合协调的合自然规律和社会规律的技术形态。
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[10]马克思恩格斯全集(第20卷)[M].北京:人民出版社,1972.p191.
[11]转引自马克思恩格斯全集(第47卷)[M].北京:人民出版社.1972.p595.
篇8
关键词:污泥处理;填埋;焚烧;土地利用;干馏
中图分类号:S141文献标识码: A
根据《中国污泥处理处置市场分析报告,2013版》,截止2013 年三季度末,全国城镇污水处理量达到1.47 亿m3/d。预计到2015 年末,污水处理厂湿污泥(含水率80%)全年产生量将达到3359 万t,即日产污泥9.2 万t。鉴于污泥中含有大量的有害成分如有机污染物、重金属、病原菌、寄生虫等,如此巨量的城市污泥,如果得不到妥善处置,将会对土地资源、水环境和城市卫生环境等带来巨大的威胁。科学地处理处置污泥已成为一个亟待解决的环境问题。根据调查分析,我国污泥处理处置的主要方法中,土地利用占44.8%、填埋占31%、其他处置占10.5%、还有13.7%的污泥没有得到任何处置[1]。传统的污泥处理与处置方法各有利弊,需要权衡使用。安全可靠、经济合理的污泥处置方式是污泥产业必然的发展方向,具有重大的环境意义。
一、 填埋的现状及优缺点
污泥的卫生填埋始于20 世纪60 年代,是一项比较成熟的污泥处置技术。填埋的优点是处理容量大、见效快。但它也存在一些突出的问题。一是占用大量的土地资源,不少城市已经很难找到合适的场地建设新的填埋场;二是填埋污泥可能造成填埋场渗滤系统的堵塞,大大缩短了填埋场的寿命;三是填埋污泥产生大量的渗滤液,有害成分的渗漏可能对附近的土地和地下水造成污染;四是对填埋气进行资源化利用的填埋场较少,填埋气体不但污染大气而且对附近居民的健康造成隐患;五是由于污泥的流动性和不稳定性,容易发生坍塌事故。调查还表明,建设完全规范的无害化污泥单独填埋场,投资远不如想象的节省。一个日填埋量1000t 的污泥单独填埋场(20 年的使用期),需投资0.5~2 亿元。每吨污泥的处理成本(含投资成本)达15~30 元,而且对污泥填埋的后续环境管理与处理成本还未考虑在内。填埋法处置污泥过去在发达国家采用的较多,但目前可供填埋的场地越来越少,因此其所占比例
也越来越小。但是在发展中国家,由于监管要求松、技术门槛低、初期投资少,这种方式目前仍然是主要的处置方式。
二、土地施用的现状及优缺点
目前我国的污泥农用比例约44.8%,是主要的处理方式之一。我国污泥农用起于1961 年北京高碑店污水处理厂的污泥农用项目。在国外污泥处置方式中,农用的比例也在逐年攀升。污泥农用可以改善土壤结构,提供植物需要的氮、磷、钾等营养成分。但在我国污泥农用仍然存在着隐患和风险。一是我国关于污泥农用风险的研究体系尚不健全,对于污泥处置的风险研究可用数据不充分,而且这些数据通常是基于短期(1~3a)的实验获得,长期(10a 以上)的田间实验数据较为缺乏。多数研究表明,污泥的有害成分进入土壤后,其不利影响一般不会立刻表现出来,但若长期大量使用,其负面效应就会明显地表现出来[4];二是许多发达国家已对污泥的处置制定了详细的法律法规,对污泥的标准、施用地点的选择、水源的保护、病原菌的控制、重金属的允许施入量、运输等都作了相应规定,而我国相关规定远不及国外的细致周全。目前比较有指导意义的标准仅有一个2008 年制定的《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》;三是污泥土地利用,涉及到农业、园林、市政、卫生等多个部门资源分配、利益分配和管理权限分配,使得本来复杂的问题更加复杂,实施后问题也比较多。
三、焚烧的现状及优缺点
污泥焚烧可以达到95%左右的减量率,是一种一劳永逸的方法。而其它的处理方法如土地利用、填埋、建材利用等后续问题比较多,如果在监管和污染控制方面存在漏洞,将会造成更加严重的二次污染[5]。虽然在价格上污泥焚烧成本是其他工艺的2~4 倍,但如果综合计算所有成本,将后续监测与管理等其它隐性费用计算在内,污泥焚烧的费用就不一定是
最高的了。但是初期投资成本过高成为制约污泥焚烧的一个重要因素。虽然焚烧法具有比较突出的优点,但是也要注意几个问题。一是焚烧废气的控制。焚烧可能产生二f英、氮氧化物、硫氢化物、稠环碳氢化合物等污染物。可以通过控制焚烧炉温、利用烟气净化系统等方法做到焚烧废气达标排放[6]。二是焚烧飞灰和底渣的管理。污泥焚烧的飞灰属于危险废物,需要按照危险废物进行处置。焚烧底渣需要按照相关规定进行鉴别,如果属于危险废物,按照危险废物的标准进行处理。不属于危险废物的,可按一般固体废物处置或者综合利用。
四、水泥窑协同处置
污泥的再利用技术中比较成熟的是利用污泥制造水泥。利用水泥回转窑处理城市污泥,不仅能实现污泥的减容和减量,而且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分,不需要对焚烧灰进行处理,是一种两全其美的水泥生产途径。但是作为建材,污泥添加量过大会造成水泥品质的降低,形成新的资源浪费。因此这种方法能够处理污泥的量是有限的,很难满足工业化污水处理规模需求的处理量,不能作为一种主要的处理方法。
五、污泥处置的新技术
污泥处置的其他方法如制造纤维板、生产陶粒、涡流熔炉处理污泥等均有一定的研究,但是商业化应用还未成熟。目前商业化应用比较成熟的一项污泥处置新技术是干馏法处理污泥。干馏是在密封、无氧、非燃烧、高温状态下进行的化学反应过程。将燃料的燃烧与污泥的干馏分别在两个独立的空间进行。通过气体燃烧室的阶段性升温,将污泥中的水分蒸发,使有机物转化可利用的冷凝水、可燃气体和生物碳,同时来自污泥的重金属被钝化并固定在灰分中。干馏法具有突出的优点:一是干馏处理污泥的过程是碳的还原过程,将有机碳元素转变为无机碳元素,干馏法处理污泥产生的副产品即生物碳具有很高的附加值,其化学性能稳定,能够长期保存,通常作为土壤改良剂用于园林、花卉、草原、农业等;二是干馏处理污泥全过程是在密封、无氧、非燃烧、高温状态下进行,避免了产生二f英、氮氧化物和硫氧化物等有害物质;三是干馏处理污泥过程中产生的混合气(水蒸汽、不凝可燃气)经过净化、分离处理后可以再利用;四是污泥在污水处理厂只要新建一个污泥干馏处理车间就能处理自身产生的污泥,摆脱了污水处理厂在进行污泥处理时,所受到的外部条件制约;五是干馏法将污水处理厂产生的污泥直接输送到干馏机组内进行处理,避免了污泥在存放过程产生臭气,污染大气环境的问题。综上所述,干馏法处置污泥投资相对节省、占地少、污染小、能实现资源的回收利用,具有传统处置方法不可比拟的优势。随着技术的进一步成熟,必将得到更广泛的应用。
六、 展望
中国的污泥产量大、成分杂乱,不是任何单一技能就可以处理的。从久远的视点来看,污泥的处理技能应当与污水处理的工业化、规模化过程相匹配。把污水―――污泥处置作为一条流水线上的两个环节,污泥到达终端处置耗费的时刻应当大体与污水处理速度适当。不然,水处理的高效率会形成污泥处置的迟滞,带来一系列的二次污染问题。污泥是个社会问题,涉及到环保部分、建设部分、农业部分、疆土部分以及发改委等多个部分,一个部分无法单独处理问题,各个部分要和谐管理。从完善的政策法规到科学有用的监管,形成全体的管理链,污泥处理处置才能得到疾速的开展。
结语
综上所述,我国对于污泥的处理处置的技术在不断的完善和发展。其中最重要的两种方式是对系统产生的污泥进行相应的尾部处理,另一种是对其原位进行减量的处理。促使污泥的量减少,使其没有公害,具有一定的资源化以及稳定化。所以,将这两种的污泥处理方法结合在一起,就会减少污泥的产生,进而徐进我国污泥处理处置技术的发展。
参考文献
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篇9
关键词:丁基橡胶;卤化丁基橡胶;性能用途及研发
中图分类号:F767.5 文献标识码:A
引言:丁基橡胶和卤化丁基橡胶在当今世界科学技术应用中发挥着重要的作用,其生产工艺、生产方法和生产技术在应用中也同时承载着不断提高的重任,丁基橡胶因其自身优良的性能一直是合成橡胶的研究热点,但在我国应用较多而生产较少,目前需要投入大量的人力、物力来满足丁基橡胶这种匮乏的局面。
丁基橡胶的定义
丁基橡胶具有优良的气密性和良好的耐热、耐老化等性能,使其在内胎、胎侧、电线电缆、防水建材、药用瓶塞、橡胶水坝、防毒面具、粘合剂、内胎气门芯、防腐蚀制品以及耐热运输带等方面具有广泛的应用。
丁基橡胶的特性及用途
1、结构及特性
丁基橡胶是以异丁烯为主体和少量异戊二烯首尾结合的线形高分子。由于聚合物中只含有少量异戊二烯,所以丁基橡胶的不饱和度较低,为0.5%~3.3%,约是天然橡胶的1/50。丁基橡胶的性质是由异丁烯决定的,因其甲基侧链多,故弹性比天然橡胶差。丁基橡胶的化学不饱和度极低,分子链绝大部分是惰性异丁烯链段,因而具有优良的耐氧、耐臭氧、耐化学介质和耐热老化性能;异丁烯单元的甲基围绕主链呈螺旋形排列,排列密集,空间位阻大,限制了分子热运动,能有效地阻止气体分子透过,使其气密性极佳;另外还具有良好的吸能特性、电绝缘性。随着高分子阻尼材料在军事领域和民用产品上的广泛应用,丁基橡胶的高阻尼性能也越来越受到重视。丁基橡胶具有结构对称的良好的结晶配位,使分子链的热运动能力下降,从而有效地阻止了气体分子透过。虽然丁基橡胶的气体溶解度与其它烃类橡胶接近,但是它的气体扩散速度比其它橡胶低得多,使得丁基橡胶的气透性在烃类橡胶中是最低的,这是丁基橡胶最重要的基本性能之一,它决定了丁基橡胶在轮胎、气密层、医药用胶塞等方面的主要用途。
事物都具有两面性,丁基橡胶的这些结构特征同时对其加工性能也带来若干负面影响:①硫化速度慢,与天然橡胶等高不饱和橡胶相比,其硫化速度慢3倍左右,需要高温或长时间硫化;②互粘性差,须借助于增粘剂、增粘层改善与其它橡胶的粘合,且粘合力较低;③与其它橡胶相容性差,一般仅能与乙丙橡胶和聚乙烯等并用;④与补强剂之间作用弱,与不饱和橡胶相比,丁基橡胶与补强剂之间作用较弱,需要进行热处理或使用添加剂,以增加橡胶的补强作用,提高拉伸强度、定伸应力、弹性、耐磨和电绝缘性能等。丁基橡胶的以上缺点可以通过卤化而得以改善。
2、用途
2.1在汽车轮胎上的应用
丁基橡胶具有优良的耐热性能和抗撕裂性能。因此用于制造汽车内胎可使车胎保持合适气压,使外胎与地面接触面的磨损更均匀,并可以减少爆胎的危险,即使在恶劣条件下,仍能确保车胎的寿命及安全性。对于在高温状态或充气不足的恶劣条件下,丁基橡胶内胎仍能确保最大的轮胎寿命及安全性。较小的撕裂可减少破孔的尺寸,使丁基橡胶内胎的修补更简易方便。延长外胎的使用寿命,同时增加驾驶的稳定性和安全性,降低滚动阻力,继而减少燃料消耗,达到节约能源的目的。目前,丁基橡胶在轮胎工业等部门成了不可缺少的橡胶原料,是制造轮胎内胎的最好胶种。
2.2在医药用瓶塞上的应用
医药用瓶塞是直接与药品相接触的密封包装用特殊橡胶制品,其性能和质量直接影响到药品的有效性、安全性、质量稳定性及使用方便性。由于瓶塞直接与药剂接触,有可能由于瓶塞可萃取物分散浸入药剂而污染药品,或者因为瓶塞吸收药品中的某些成分而降低药品的活性。瓶塞还需要具备优良的密封性,以避免水及空气进入药剂,引起氧化或其它反应。
采用丁基橡胶可以弥补天然橡胶的这些不足。丁基橡胶不但透气率低,而且还有优良的耐氧化、耐酸碱、耐热和耐化学破坏的性能。
三、卤化丁基橡胶的特性及用途
1、结构与特性
由于卤化丁基橡胶分子的主链结构与丁基橡胶相同,因而卤化丁基橡胶一方面具有丁基橡胶分子主链所固有的一切特性,如耐热,耐臭氧,耐化学腐蚀介质,滞后性高,屈挠疲劳强度高和透气性低等。另一方面,在卤化丁基橡胶分子结构中,由于有取代卤原子存在,使烯丙基位的双键被活化,通过该烯丙基卤可以进行多种交联反应;卤原子存在也提高了卤化丁基橡胶的极性,改善了其与其它通用橡胶和补强剂的相容性。也就是说,卤化丁基橡胶除与丁基橡胶材料具有相同的性能外,还可以通过卤原子用氧化锌、胺类或酚类进行硫化。在卤化丁基橡胶分子中的每100个聚合单元内,约含有1~2个具有这种反应基的卤代异戊二烯单元,并且是随机分布的。
2、硫化特性
卤化丁基橡胶存在多种硫化体系,其中最有特色的是采用氧化锌或氧化锌/卤化锌体系的硫化。其过程和机理为:卤化丁基橡胶添加氧化锌后脱卤,氧化锌与所产生的少量卤化氢反应生成卤化锌,卤化锌可以引发卤化丁基橡胶分子链中的不饱和双键进行阳离子聚合反应,在卤化丁基橡胶分子链间形成稳定的碳-碳交联键。卤化锌同时也具有催化卤化丁基橡胶脱卤化氢的作用,卤化丁基橡胶脱卤化氢后形成共轭二烯烃结构,使发生聚合反应的几率增大。卤化锌和共轭二烯烃结构是交联结构产生的前提。
应用
3.1在汽车轮胎和瓶塞上的应用
随着轮胎技术的发展更新,采用丁基橡胶制造的内胎轮胎将逐渐被由卤化丁基橡胶制造的子午胎轮胎所取代。目前80%以上的卤化丁基橡胶用于生产子午胎气密层,其作用是防止胎内的空气和湿气与轮胎的钢转接触,并保持轮胎适宜稳定的气压,以达到子午胎最佳性能。
在瓶塞上的应用,由于卤化丁基橡胶与丁基橡胶相比,胶料硫化速度较快,可采用低硫或无硫硫化体系,交联后结构稳定,成品表现为耐热稳定,最高处理温度比丁基橡胶高10℃。另外,丁基橡胶经过卤化改性后,引入了极性较大的卤原子,使分子间吸引力增大,分子链之间的空隙减小,这对进一步提高橡胶瓶塞的气密性和防止药物向瓶塞内扩散渗透是有益处的。
3.2在其他方面的应用
利用其耐化学性和抗阻燃性,制造用于特殊场所的防核辐射、耐化学、耐生物和防火阻燃的防护服以及防毒手套和防毒面具等。
丁基与卤化丁基橡胶的研发
4.1反应器的改进和开发
ExxonMobil对其轴流列管循环式反应器进行改进,提高了反应器的传热和传质效率。国内研究人员首次使用新型超重力旋转填充床反应器成功实现合成丁基橡胶的聚合反应。
4.2工艺技术及过程控制的改进
工艺技术和过程控制的改进有:①改进反应体系的稀释剂②氯甲烷回收技术③聚合反应过程的控制④新引发体系研究⑤控制阳离子聚合⑥淤浆稳定化技术。
4.3新品种和新工艺的开发
丁基与卤化丁基橡胶在应用中不断遇到新的挑战,这就需要对新工艺的探究和新品种的开发,新工艺的开发基本上现在应用的有三种:①连续淤浆工艺技术②新型溶液法生产工艺③气相法生产技术。新品种的开发现在通过对丁基进行不同方法的改性,也不断的开发出其他品种:①改变分子结构的星形支化丁基和其经溴化处理的星形支化溴化丁基橡胶②通过聚合法和降解法生产的液体丁基。
结语:丁基橡胶和卤化丁基橡胶是具有独特特性的一类橡胶材料,丁基橡胶和卤化丁基橡胶具有优异的气密性能,一直是轮胎工业不可缺少的原料。丁基聚合反应速度极快,聚合必须在极低温度下进行,工业生产为半连续操作,工艺复杂,生产成本高。未来丁基橡胶技术改进或研发重点将是开发聚合新工艺、研制“高温”引发剂、实现控制/活性阳离子聚合等。可以预见,丁基、卤化丁基橡胶以及新品种的研制开发取得突破,未来将会得到长足发展。
参考文献
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