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第13章 绿色能源为新科技助力(5)

我国的研发(尤其是集成技术)创新和国外的差距有加大的趋势,支撑企业发展的成熟的产业化关键技术和在工艺上、工程上集成化的技术进展不尽人意。企业规模普遍偏小,盈利能力差,科技投入不够,人才缺乏。同时又缺乏有效的、有实质性的产学研合作。特别是缺少国家工程化平台,无法形成对行业成熟技术的支撑与服务。半导体照明跨行业、跨部门、跨学科的产业特点,以及目前国内的研发体制,导致现有人才、资金分散,设备、信息、技术不能有效共享,低水平重复现象普遍,加剧了这种竞争的不利局面。在技术研发与产品应用的配合衔接上急需加强。我国半导体照明生产企业超过3000家,其中70%集中于下游产业,且技术水平和产品质量参差不齐。国产LED外延材料、芯片以中低档为主,80%以上的功率型LED芯片、器件依赖进口。企业规模小,集中度低,产品不定型,导致国内生产成本较高,从而也就丧失了与国外厂商竞争的能力。而且目前不少地方将半导体照明节能产业作为发展的重点产业,加大支持力度,但也同时存在盲目投资、低水平建设的现象,一些地方政府不顾经济效益对道路照明进行盲目改造,过度投入景观照明,导致产业无序竞争,产品质量良莠不齐,资源浪费严重,影响消费者信心,并且最终导致产业不能健康发展。

绿色购物——杜绝一次性用品

自从塑料制品诞生以来,便充满市场,进入了我们生活乃至生产的各个领域,给我们带来方便,带来各种好处。然而废塑料却让人头痛。它扔在水里化不掉,埋在土里沤不烂。天长日久,废塑料积累多了,便成为了人类的一大公害。人们形象地称之为白色污染。为了解决这些难以降解的白色垃圾,各国的研究者都在致力于解决问题的技术。首先,想到的就是塑料的降解。材料在自然环境作用下,经过自然吸收、消化、分解,从而不产生固体废弃物的一类材料称之为环境降解材料,如某些天然的木材、植物、某些人工合成的塑料,它们都是降解材料。还有一种生物降解树脂,是指在土壤中可以被微生物分解成水和二氧化碳,比起聚乙烯等传统的合成树脂,其对环境的影响非常小,这也是生物降解树脂的特征。由于消费者的环境意识不断提高,因此以包装材料和食品容器为中心,生物降解树脂的使用正在急剧增加。但目前的研究主要集中在对塑料的降解上。

在短短的几十年里,塑料工业得以迅速发展,尤其是一次性使用塑料制品,如食品包装袋、塑料袋、农用薄膜等的广泛使用,使大量的塑料废弃物留在公共场所和海洋中,或残留在耕地的土层中,严重污染人类的生存环境,成为世界性公害。估计世界年废弃塑料量达2000多万吨。我国的情况也是令人堪忧,据1996年不完全统计,我国的塑料制品产量已达800万吨,以包装为例,年塑料包装材料约占塑料总量的25%,达200万吨,其中一次性包装材料如以三分之一计,将有约70万吨的塑料废弃物作为垃圾废弃,在铁路沿线、野外甚至城市垃圾中随地可见废弃的快餐盒、包装袋、塑料瓶、农用薄膜等,不仅影响环境美观,而且危及土壤、禽畜及野生动物,污染水源。

由于废弃塑料在自然界难以分解(普通塑料在200~400年的时间里才能完全分解掉),因而造成了大量的永久性垃圾,(约占固体垃圾的7~10%)。据日本对海域的调查,海上漂浮物中60%是废弃的发泡聚苯乙烯和乙烯基塑料。这些塑料垃圾影响市容危害环境,形成巨大的“白色污染”源,造成地下水及土壤污染,妨碍动植物生长,危及人类健康和生存。塑料垃圾造成的环境污染已成为全球性的问题。

意大利、丹麦、瑞典及美国的一些州已立法,禁止使用那些“短期使用”的非降解塑料,对使用者加以附加税。我国的一些城市也已做出规定,禁止使用非降解的一次性快餐盘。处理废弃塑料的方法很多,但归纳起来主要有以下几种:焚烧,在野外或利用专用设备焚烧处理掉;掩埋,探挖深埋;回收利用,作为热能、化学原料和原材料进行回收利用。

最初,塑料回收大量采用填埋或焚烧方法,造成巨大的资源浪费和严重的环境污染。因此,国外将废塑料用于高炉喷吹代替煤、油和焦炭,用于水泥回转窑代替煤烧制水泥,以及制成垃圾固形燃料(RDF)用于发电,效果理想。

看到这里,人们可能好奇什么是RDF技术呢?其实,RDF技术最初是由美国开发。近年来,日本鉴于垃圾填埋场不足、焚烧炉处理的含氯废塑料对锅炉腐蚀严重,而且燃烧过程中会产生二噁英污染环境,而利用废塑料发热值高的特点混配各种可燃垃圾制成发热量20933千焦/千克和粒度均匀的RDF后,既可使氯得到稀释,同时亦便于贮存、运输和供其他锅炉、工业窑炉燃用以代煤。高炉喷吹废塑料技术也是利用废塑料的高热值,将废塑料作为原料制成适宜粒度喷人高炉,来取代焦炭或煤粉的一项处理废塑料的新方法。国外高炉喷吹废塑料应用表明,废塑料的利用率达80%,排放量为焚烧量的0.1~1.0%,产生的有害气体少,处理费用较低。高炉喷吹废塑料技术为废塑料的综合利用和治理“白色污染”开辟了一条新途径,也为冶金企业节能增效提供了一种新手段。垃圾固形燃料发电最早在美国应用,并已有RDF发电站37处,占垃圾发电站的21.6%。日本已经意识到废塑料发电的巨大潜力。结合大修已将一些小垃圾焚烧站改为RDF生产站,以便集中后进行连续高效规模发电,使垃圾发电站发电效率由原来的15%提高到20~25%。

而且人们还学会用废塑料炼油,其常用的方法有以下几点。

1.热裂解法

这种方法出油率高,但温度高,液体成蜡状,有时根本不能用。

2.催化热裂解法

这种方法温度低,催化剂耗量大,但操作简单,工艺不复杂,我国大多采用这种方法。

3.热裂解-催化改质法

这种方法和以上方法相比较应该是比较好的,专家认为建厂应该优选此种方法。其产生的油品品质也较好。现我国有些地方也已采用此方法。

其他还有临界水废塑料裂解法、与煤共液化法、废塑料汽化裂解法等,这些大多是实验室的方法,在我国工业生产中尚未使用。

但是以上讲述的这几种处理塑料的方法都有缺点。焚烧时产生的气体不仅污染大气,而且容易腐蚀设备;掩埋需占用大量土地,对我们这样人多地少的国家尤其不适用,而且易造成土壤和地下水的污染;回收成本太高。因此从环境保护和经济价值方面来考虑,研究和发展绿色能够降解的塑料是塑料发展的必然趋势。

讲到绿色塑料就应该提一下绿色包装材料,从包装材料的特点出发,绿色包装材料要求材料在性能上要具有保护性、加工性、商品性、适用性、卫生性以及经济性等要求,但从环境角度考虑,它要求材料必须具有良好的环境协调性,即提倡绿色包装。

绿色包装发展于1987年联合国环境与发展委员会的《我们共同的来来》文件,它又被称为环境之友包装、生态包装。它是指对生态环境和人体健康无害、能源循环和材料再生利用,可促进持续发展的包装。简言之,绿色包装是社会效益与经济效益的统一。

那么什么才是真正的绿色包装呢?其实所谓绿色包装,一般应该具备以下几方面的功能:

1.易收回,可循环利用,资源可再生;

2.易降解,不产生环境污染;

3.生产时节约材料与能源;

4.燃烧时不产生污染大气的化合物。

这里还要注意一点,绿色包装这个概念是一个可变的概念,它的标准随科学技术的发展与生产力发展水平的发展而变化。如普通塑料需要200~400年方可降解。而纸质模塑仅有7天或是两周即可降解,后者便可称得上是绿色包装。但随着技术的发展可能会出现一些更节约能源、材料,降解期更短的一些材料,纸质模塑可能就不再是绿色包装材料了。

此外,绿色包装材料还取决于本身特点和其所在外部条件。例如欧盟禁止使用纸、金属复合材料作为包装材料,因为它难于分离、回收和利用,将其排除在绿色包装材料之外;而日本最新研制了一种技术,可以把铝箔或聚乙烯从纸上剥离下来,这样就较易达到易于回收再生利用的目的,它便可以算作为绿色包装材料生产。

目前,国际上要求包装符合4R原则:减少材料使用量(Reduce);增加容器再填充量(Refill);回收循环使用(Re-cycle);资源再生(Recover)和材料的可以降解性(Degrad-abte)。建立绿色包装体系已成为世界贸易组织的要求,它日益成为通过贸易壁垒的重要途径。

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