绿色化学与化工导论

2005年：世界钢产量11.3亿吨 2006年：世界钢产量12.4亿吨
国内水泥产量的发展
70000 60000 50000
万吨
40000 30000 20000 10000 0 新型干法水泥产量 2001 2002 立窑水泥产量 2003 2004 2005
国内生产总值(GDP)与粗钢产量的发展趋势
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150 100 50 0
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主要国家的铁矿石储量与钢产量
随着经济发展，GDP增长与资源消耗呈线性正比关系。这意味着今后国内 经济的发展需要大量的资源。因此，国内资源缺乏将是束缚我国经济高速 发展的重要制约因素。
千亿
200 180 160 12000 140 120 100 80 60 4000 40 20 0 2000 0 10000
GDP
人均GDP
人民币/元
16000 14000
8000 6000
19 81
19 85
Biblioteka Baidu
19 88
19 95
20 02
19 80
19 82
19 83
19 84
19 86
19 87
100万辆
0 1949 1955 1961 1967 1973 1979 1985 1991 1997 2003
0 1953 1958 1963 1968 1973 1978 1983 1988 1993 1998 2003
1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000
教材及参考书
• 1、李德华．绿色化学化工导论．北京：科学技术 出版社，2005 • 2、闵恩渍. 吴巍 编著. 绿色化学与化工.北京： 化学工业出版社,20004． • 3、仲崇立. 绿色化学导论.北京：化学工业出版社, 2000 • 4、贡长生、张克立. 绿色化学化工实用技术.北京： 化学工业出版社, 2002 • 5、沈玉龙、魏利滨、曹文华.绿色化学.北京：中 国环境科学出版社, 2004 • 6、顾国维、何澄. 绿色技术及其应用.上海：同济 大学出版社,1999 • 7、P.T.阿纳斯塔斯， J.C.沃纳.李朝军,王东.绿 色化学理论与应用. 北京：科学出版社, 2002
三、可持续发展的战略需求（世界形势）
（1）面临世界资源的挑战－地球资源７５年耗尽
• 世界自然基金会和联合国环境规划署联合发表的 《２０００年地球生态报告》显示，若按目前的 速度继续消耗地球的资源，那么我们地球的资源 会在２０７５年耗尽。 （2）地球正在失去自我清洁的能力
• ２２年来，一种能够清洁空气的关键自由基分子在世界范围 内逐渐减少，它的浓度平均下降１０％，至今尚不清楚它下 降的原因和周期，它将对地球的健康构成巨大的威胁。它是 地球的防污染剂，它的减少将使烟尘越来越浓，导致破坏保 护地球的臭氧层。
我国的能源及水资源现状
资源类型 能 源 煤 石油 天然气 水资源 淡水 中国储量占世界储 量% 中国人均占有量 / 世界人 均占有量 %
11.0 2.4 1.2 5.4
51 11 5 25
我国是一个公认的能源短缺而又贫水的国家 !!!
可持续发展面临的问题之二——
40% 国土受酸雨威胁
大气环境污染严重
2000年世界能耗构成
石油 39 29 天然气 23 3 能源种类 世界 中国
占百分比（%） 占百分比（%）
煤炭 22 65
核能 9 0.6
可再生能 源*
7 2.4
※
可再生能：太阳能、风能、水利发电、生物能
（3）全球环境处于危险的十字路口 如温室气体排放，臭氧层破坏等,过去10年里全 球水文气象灾害数量增加了一倍。 若化石燃料不加限制地消耗下去，2030年CO2浓 度可达到550 ppm,到2050年气温会上升1.5－4.5℃。 那时生态灾难又会比现在上升几倍？ 全球的生态系统正在向危险的临界值接近， 环境的恶化导致自然灾害，近十年中导致世界６ ０８０亿美元的损失，过分对矿物燃料的使用， 使气温变暖，北极冰盖已减少4２％，继续变暖 会导致水资源的极度缺乏，食品的减少，和诸如 疟疾、登革热之类致命的疾病广为扩散。
中国经济的高速发展，带动了钢铁、建筑、汽车等各行各业的加速发展。
各国工业化程度
一些工业国家的工业生产率比较
国家 挪威 美国 日本 法国 英国 德国 韩国 中国 位次 1 2 7 16 17 22 25 47 工业生产率 102.734 89.711 64.081 51.479 50.954 42.723 29.755 3.963 中国相当（％） 3.59 4.12 5.76 7.17 7.25 8.64 12.40 -
能源问题……..
• 能源供应无疑是可持续发展的头等大事。据 EIA2001公布: 预计今后50年安定人口增长50%， 而随着人均收入提高，相应人均能源会不断增加。 所以估计今后20年总能耗会增加50%。 • 如何经济地满足这种能耗需求增长，又不显著增 加环境成本就是一个挑战。多数专家认为：20— —50年内，主要还是靠化石燃料（石油，天燃气 及煤炭）。
中国内地
49176
44
35282
47
资料来源：瑞士洛桑国际管理开发研究院，《世界竞争力年鉴（1998）》，《世界竞争力年鉴（2002）》
经济形势之三：中国经济发展进入转型期
• 世界各国人均GDP达到1000-3000美元是重要的经济转型期，也是战略机遇期； • 经济转型期的重要标志是发展中国家转为发达国家，工业化社会转为信息化社会； • 转型期的主要社会矛盾是经济高速发展与资源环境的制约； • 欧、美经历这一发展阶段的时间长达12~19年；日、韩国用7~8年实现转型；而墨 西哥、巴西、菲律宾、泰国、马来西亚等国长期未能实现转型，经济陷入停滞不前。
1993～1999 6年
250
2000～2002 2年
200
50000
10000
1986～1996 10年
5221
1984～1993 9年
25000
150
1992～2000 8年
5000
1949～1986 37年 5000万吨
0
1953～1984 34年 2.5亿平方米
100
50
1953～1992 39年
第一章章、化学工业的可持续发展
一、什么叫“可持续发展” ？ -1987年《我们共同的未来》一书发表，提出了“可 持续发展”最经典的定义：“满足当前的需要但不 损及后代满足他们自己的需要”。( “代间不平等”
问题)
-美国环保总署的国家风险管理研究室NRMRL将“可持 续性”表述为：“当我们为了人类健康和环境去持 久地保持或改进物质和社会条件，在不超出支持它 们的生态承载能力的条件下所追求的目标。”
2000
我国以重工业作为经济发展的主要支柱，是造成单位GDP能耗高、污染严重的主 要原因。
一些国家能源使用率比较
单位美元GDP消费的能源数量（千焦耳） 国家和地区 能源数 中国香港 日本 德国 法国 韩国 美国 印度 俄罗斯 2646 3642 5596 5893 11945 12487 31108 32302 1998 位次 1 3 6 7 30 31 41 45 能源数 3100 4906 6295 6819 17302 9972 31625 86110 2002 位次 1 4 7 10 35 26 44 49
可持续发展面临的问题之一——
资源缺乏
250 200
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社会转型期是重要战略机遇期，也是各种矛盾凸显期，随着经济快速 增长和人口不断增加，资源约束矛盾日益突出，环境形势更加严峻。 从资源禀赋看，我国是总量上的 大国，人均上的贫国。人均淡水资源 占有量仅为世界平均水平的四分之一， 人均耕地占有量不到世界平均水平的 40%，45种矿产资源人均占有量不到 世界平均水平的一半，石油、天然气 人均占有储量为世界平均水平的7% 和4.5%，铁矿石、铜和铝土矿储量分 别为世界平均水平的1/6、1/6和1/9。
四、可持续发展的战略需求（中国形势）
经济形势之一：中国经济高速发展
近20年（1985~2005年）中国经济高速发展。2002年国内GDP总量超过10万亿元， 人均GDP超过1000美元；2005年国内GDP达到20万亿元，人均GDP超过1500美元。
25000 万吨
125000 万平方米
中国钢产量
•大气污染：一级标准城市只占６００多个城市中的不到１％ 工业污染：中国流行病的８０％是由于水污染传播。
•固体废弃物严重：以１０％速度增长，存储量已达６.４９ 亿吨，占地5.17万顷。………………………. 我国化学工业经济增长 很大程度建立在大量消耗能源及原材料的基础上，有时以 牺牲环境为代价。 我国化学工业总产值居世界第三位，但人均化工产值 仅为世界平均的1/4； 我国化学工业总能耗为美、加、墨三国之和的4.1倍，。 但产值相当三国之和的23.8%. 化工废水排放量占全国工业部门的17.5%，名列第1位； 化工废气排放量占第4位，固体废物排放占第5位，但危险 废物占60%，为第1位。 万元产值水耗为美国的3.5倍。而万元产值的污染物排 放强度是美国的近百倍。
资料来源：瑞士洛桑国际管理开发研究院，《世界竞争力年鉴（2003）》
经济形势之二：重工业是中国经济发展的主要支柱
我国经济增长的主导是重工业，1985年至2005年间，重工业产值占国内工业总 产值的比例波动在50—70%。
我国钢产量在世界上的地位 • 材料工业是国内经济发展的物质基础，如钢产量伴随 着GDP同步增长； • 2006年我国钢产量达到4.18亿吨，占世界钢产量的 33.7%；水泥产量达到12.4亿吨，占世界产量的50%； • 重工业一般是资金密集、劳动力密集的高能耗、高污 染产业。
• 通过本课程的学习，掌握绿色化学与化工的基 本概念、基本原理，了解化学、化工生产中的 资源与能源合理利用及生态环境可持续性发展 间的关系。 • 达到开阔视野，拓宽知识面，便于从整体上认 识化学学科，树立既保护环境又推动工业生产 发展的新观念。 • 同时及时了解最新最热门的科学技术成果的研 究进展以及国内外发展状况，为成为知识渊博、 研究方向明确的高素质人才打下基础。
1949-2003 20000
城镇房屋新建面积
1950-2002
1999～2002 3年
450
110217
万辆
22234
中国汽车产量
400
1953-2003
444.37
2001～2003 2年
100000
350
2002～2003 1年
15163 15000
300
75000
1996～2001 5年
10124
二、可持续发展的定义与历史沿革
联合国关于可持续发展的三次会议： 1、联合国人类环境会议（1972，瑞典，113国家参 加，发表“关于人类环境的斯德哥尔摩宣言”及 “人类环境计划”） 2、联合国环境及发展会议（1992，巴西，178国参 加，发表“关于环境与发展的里约热内炉宣言” 等5项公约等） 3、可持续发展的世界首脑会议（2002，南非，191 国家参加，发表“关于可持续发展的约翰内斯堡 宣言”及“可持续发展世界首脑会议实施兴计 划”）
19 89
19 90
19 91
19 92
19 93
19 94
19 96
19 97
19 98
19 99
20 00
20 01
20 03
20 04
我国经济发展与GDP增长趋势
为了尽快实现中国经济转型，必须坚持节能减排、建设节约型社会的基本国策， 进一步降低能源、资源消耗，改善社会环境。
20 05
中国的环境污染非常严重
绿色化学与化工导论
20世纪化学工业为衣、食、住、行、保健 和娱乐以及国防安全提供了丰富的化学物 质，也带来了不同程度的环境污染 21世纪绿色化学的进展将证明化学有能力 推动经济和社会的可持续发展，保障子孙 后代的美满幸福生活
开设本课程的目的
• 环境污染、能源枯竭等问题是当前人们 最为关心的热门话题之一,传统化学、化 工面临着人类可持续发展要求的严重体 挑战，而绿色化学化工的兴起和发展,既 可以从根本上保护环境,又可以进一步促 进化学工业生产发展,因此化学工业的出 路在于大力开发和应用基于绿色化学原 理产生和发展起来的绿色化学化工技术。