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1992年6月,在巴西召開的“聯合國環境與發展會議”上,183個國家的政府首腦簽署了五個實現和貫徹可持續發展的國際文件,其中《21世紀議程》已成為可持續發展的行動綱領。但是,《21世紀議程》并未直接對能源的使用提出明確的義務要求,而只是在交通通信部分的文本中提及需要更有效更環保地使用能源(注:《21世紀議程》第7.5段建議“在人類居住的地方促進可持續性能源和交通系統”。)。為了彌補這種缺憾,在事隔十年后的2002年9月4日,可持續發展世界峰會在南非約翰內斯堡通過了《聯合國可持續發展世界峰會實施計劃》(又稱《約翰內斯堡實施計劃》),該實施計劃規定了《21世紀議程》遺漏的能源建議,將能源政策作為可持續發展議程中的核心部分,各國同意采取聯合行動“以充分增進人們獲得可靠廉價能源服務的機會以及實現在2015年前使貧困人口減少一半的目標”。為此,各國一致贊同以下六項優先性建議:①“加強使用可靠、廉價、經濟上可行、社會上可接受且無害環境的能源服務和資源”。這就要求加速研究氫燃料電池技術,廣泛使用風能和太陽能,或在山區建設適宜的小水電設施。要達到這樣的目標,各國必須“加強地區和國家合作,包括通過能力建設、財政和技術援助支持各國的努力”。②“進一步使用現代生物技術”。此項目承認將現存的農業或林業廢料用做能源財富的機會,使生物質利用商業化,并在農村地區加以使用。③“支持轉向使用較潔凈的液態和氣態燃料,這種使用被視為更加無害環境,社會上可接受且成本效率較高”。④“為了實現第一個建議目標,制定國家能源政策和管理框架,以幫助創造能源部門所需的經濟、社會和體制條件”。⑤“加強國際和區域合作”以便實現上述目標并再次“特別注意農村和偏遠地區”。⑥“加緊協助和促使貧窮人口獲得上文所述的能源系統”(注:《約翰內斯堡實施計劃》第8(a)(b)(c)(d)(e)(f)段,參見[澳]艾德里安·J·布拉德布魯克、[美]理查德·L·奧汀格主編的《能源法與可持續發展》,曹明德、邵方、王圣禮譯,法律出版社2005年版,“原著序言Ι”第10-11頁。)。《約翰內斯堡可持續發展宣言》及《約翰內斯堡實施計劃》為世界各國的能源發展及法制建設指明了方向:應該堅持可持續發展原則,避免功利性的短期經濟目標;應該實行能源與環境、生態和經濟發展相協調的政策;應該利用經濟和技術資源使用新能源和可再生能源(如太陽能、風能、氫能等)。
1994年我國制定了《中國21世紀議程》,對社會和經濟的可持續發展以及資源的合理利用與保護確定了總的指導思想、發展模式和具體行動綱領。但是,《中國21世紀議程》只是規定對開發利用清潔能源在稅收、信貸和價格方面給予優惠(注:《中國21世紀議程》在2.16段(d)項規定:對環境污染治理、開發利用清潔能源、廢物綜合利用和自然保護等社會公益性項目,在稅收、信貸和價格等方面給以必要的優惠。),這種規定未能全面和明確地確立能源發展的戰略地位。然而,這種不明晰的狀態很快就得到了矯正,中國的能源發展必須走可持續發展之路,這主要基于中國社會的經濟發展背景和可持續發展的要義:一是中國經濟自2003年進入新一輪高速增長周期以來,再次遭遇了能源瓶頸的限制。2005年,在政府宏觀調控作用下,能源緊張的局面稍微得以緩解,但能源缺口依然存在。二是按照中國目前的發展速度,到2010年,中國石油需求量預計將達到3.5億噸,其中50%左右需要進口。到2020年,中國石油需求量預計將為5億噸,其中60%需要進口。未來中國石油對海外資源的過度依賴和國際市場極大的不可預測性,將給中國經濟安全和可持續發展帶來威脅。三是可持續發展對能源的要求。無論是經濟的發展還是社會的發展,都要以一定的自然資源和生態環境作為前提和條件。如果其發展是以消耗浪費資源和自然生態環境的破壞為代價,實際上是以犧牲他人利益和后代人的利益而求得部分人的發展,這種發展是不符合可持續發展理念的。可持續發展“既不是經濟發展或社會發展,也不是單指生態繼續,而是指以經濟—社會—自然為中心的復合系統,是使人類在不超越資源環境承載能力的條件下,促進經濟發展,保持資源永續利用和提高生活質量”[1]。能源是人類賴以生存和發展的不可缺少的物質基礎,如果能源的利用方式不合理,就會破壞環境和生態甚至威脅人類自身的生存。因而,可持續發展戰略要求建立可持續的能源支持系統和對環境友好的能源利用方式。國家“十一五”規劃明確了能源的可持續發展方向,著力提高能源效率、改善能源結構、強化能源儲備,積極推進可再生能源和新能源的開發利用,以達到為國家總體發展戰略服務的目的。“能源戰略的根本目標,就是要支持和保證中國社會經濟發展目標的順利實現。一是支持年均7.5%左右的經濟增長速度和人民群眾日益增長的能源消費需求;二是能源的生產、消費與人口資源環境相協調;三是提高能源供給的安全性。”[2]基于國家發展改革委2007年4月《能源發展“十一五”規劃》的規定:十一五期間應“貫徹落實節約優先、立足國內、多元發展、保護環境、加強國際互利合作的能源戰略,努力構筑穩定、經濟、清潔的能源體系,以能源的可持續發展支持我國經濟社會可持續發展。”可見,“十一五”期間能源將依循可持續發展理念而發展,并且與我國經濟社會的可持續發展相一致。在能源建設方面,其總體安排是:有序發展煤炭;加快開發石油天然氣;在保護環境和做好移民工作的前提下積極開發水電,優化發展火電,推進核電建設;大力發展可再生能源。此種能源建設的總體安排,必須要有法制的支撐和法律的規制。因此,與之相適應的能源法制亦應“與時俱進”。
但是,與能源相關的法律如《節能法》、《煤炭法》、《電力法》等皆是在“九五”期間制定并實施的,由于當時可持續發展所需要的體制和機制條件尚不完備,因而,在法的規范和制度上未能體現可持續發展的豐富內涵。現階段,能源法制建設應符合能源、經濟、社會和環境協調發展的目標,2005年通過的《中華人民共和國可再生能源法》盡管是在這一大背景之下制定的,體現了可持續發展理念,但是由于過于原則而不具有操作性和具體適用性。目前,國家有關部門正在加快《能源法》的研究和起草,同時在抓緊《石油天然氣法》、《國家石油儲備管理條例》研究起草的前期準備,正在修訂《煤炭法》、《電力法》、《節能法》和《節能用電管理法》等法律法規,這一系列的立法工作將有助于全面推進我國能源領域的法制建設。
二、利弊共存:能源開發利用的客觀現實
能源可按相對比較的方法來分類:①一次能源與二次能源;②可再生能源與非可再生能源;③常規能源與新能源;④燃料能源與非燃料能源;⑤清潔能源與非清潔能源[3]2-3。人們常常將新能源與可再生能源并稱,這是因為它是能源領域的新技術,“新的和可再生的”是一個完整的含義,在英文中縮寫為NRSE(即newandrenewablesourcesofenergy)[3]25。一般而言,常規能源是指技術上比較成熟且已被大規模利用的能源,而新能源通常指尚未大規模利用、正在積極研究開發的能源。因而,煤、石油、天然氣以及大中型水電被看作常規能源,而太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能以及核能、氫能等則為新能源,其中太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能為可再生能源,氫能是一種二次能源,其他則為一次能源[4]。
能源是人類社會賴以生存和社會進步的重要物質基礎,人類文明的進步實則都和能源的利用息息相關。現代社會,為了滿足人們的生活需要和經濟社會發展的要求,任何一個國家都不得不重視能源的開發利用和新能源的探尋。在今天,失去了能源的支持,社會將是無法想像的。然而,能源的開發利用盡管可以為人們帶來諸多好處,但是也會造成諸多弊端尤其是對環境的損害。事實上,任何一種能源包括新能源與可再生能源的開發利用,都會對環境帶來一定的負面影響,諸如酸雨污染、土地荒漠化、生物多樣性減少、溫室效應和全球氣候惡化等。
對化石燃料包括煤、石油、天然氣的開采、燃燒、耗用等,都會給環境帶來損害。煤的開采會污染水質,其燃燒會排出大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體。在石油的開發利用方面,采油尤其是注水采油會導致地面沉降;采煉中“放天燈”燃燒的廢氣會帶來一定的環境影響;在儲運中的燃爆與泄漏可引起嚴重的環境污染;燃燒中的二氧化碳比煤略少,氮氧化物與煤相似,主要排放物是二氧化硫。天然氣是一種清潔能源,但也排放一定的氮氧化物(NOx)(注:大氣中的NOx幾乎有一半以上是由人為污染源所產生的。NOx污染主要來源于生產、生活中所使用的煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒,是電力、化學、國防等工業以及鍋爐和內燃機等設備所排放氣體中的有毒物質之一。),還有使用與傳輸中甲烷的損失與泄漏,其中還有一些氡隨之進入室內。水力發電盡管屬于一種可再生能源,但也可能引發自然(包括地表、水文、氣候等)、生物(野生動植物)、水體的物理化學性質、社會經濟等方面的變化。在新能源與可再生能源方面,生物質燃料在較差的爐灶中燃燒容易生成一氧化碳、煙及有機化合物;風力發電是發展最快的能源來源之一,但風力發電中使用旋轉的渦輪會殺死候鳥和本地鳥類;太陽能是一種很有效的能源手段,但太陽能電池在制造中會產生一些有害物質;在地熱利用中,溫泉水中會溶有石頭中的有害物質,地熱發電目前效率不高而且僅限于一些特殊地點,其使用也會帶出地下有害物質;而核能雖然具有比較清潔、產生溫室氣體數量少以及對生物多樣性的影響比較小等優點,但卻存在核輻射的潛在風險以及對核廢料處理的擔憂。高技術能源的研究及生產會有助于氣候環境的改良,但由于技術上的局限,尚不能充分發揮它們的作用,對20億左右至今仍無法獲得可以負擔得起現代能源的人們幫助甚微,相反,可持續發展的新形式會要求一種經濟上可行、滿足需要、自力更生和無害環境的能源(注:有關能源的利弊兩面,可以參見王革華等編著的《能源與可持續發展》,化學工業出版社2005年版,第134-137頁;[澳]艾德里安·J·布拉德布魯克、[美]理查德·L·奧汀格主編的《能源法與可持續發展》,曹明德、邵方、王圣禮譯,法律出版社2005年版,第44-51頁。)。
可見,能源的開發利用,總會存在正面和負面兩個向度的影響。如何才能使能源的開發利用趨利避害,無疑是我們需要解決的重大問題。為此,一方面需要在技術層面上進行技術升級,使其盡可能最大限度地開發利用能源,并同時避免或減少不利影響的發生;另一方面需要在管理層面上強化管理質量,提高開發利用質量,并防止因能源管理不當而可能產生的危害。更為重要的是,必須借助法律的手段使能源開發利用最大限度地服務于社會、服務于經濟、服務于環境、服務于可持續發展,同時只有通過法律手段才能有效地防止因能源開發利用而可能產生的不利和損害。因此,興利除弊、趨利避害,必須要有因勢利導、健全完善的能源法制。
三、可持續發展原則的確立與興利除弊:能源法制及其完善
為適應可持續發展的要求、解決我國社會經濟發展中的能源瓶頸,就必須要建立一套具有針對性的、切合我國現實的能源法制系統。換言之,我們只有建立了先進、完備的能源法制系統,才可能促進中國經濟社會的可持續發展,解決能源發展的現實問題,促進新能源和可再生能源的合理開發利用。基于可持續發展理念和能源現實及其未來發展走向的考量,我們應將能源法制作為一項復雜系統的工程,而不能僅從立法層面來尋求問題的解決。因此,我國當前的能源法制建設,除應加強相關法律、法規的創制與修訂外,還應綜合考慮整個能源法律系統的完善以及與相關法律或政策的配套和銜接,并應考慮能源法的貫徹實施、人們的能源法制觀念以及能源法制價值導向等等。限于篇幅,本文專就與可持續發展理念相一致的能源法制原則確立、促進能源合理開發利用的法制保障兩個方面提出建議。
1.可持續發展原則的確立
能源的發展必須基于可持續發展理念。人們一般認為,可持續發展可作為能源發展的一項倫理原則或國際法上的原則。在筆者看來,可持續發展不應僅僅作為能源發展的一項倫理原則,也不應只作為能源國際合作的一項原則,而應該作為一國國內能源法的一項基本原則而得到確立。這是因為:可持續發展奠定了解釋法律、運用法律和發展法律的基調,是所有國家的關鍵性標準[5]。這一基準對于能源法制亦同樣適用,因而,有關能源的法制亦應貫徹這一基本理念,在能源法中確立其為一項基本原則。可持續發展,如果只是作為一項倫理原則或國際法原則而不能作為國內能源法的一項法律原則得到確立的話,那么,可持續發展就只能是一種“軟約束”,缺乏法律的強制力。失去了法律原則和法律觀念的支撐,可持續發展就會呈現出一種“脆弱的可持續性”,最終就會演變為不可持續發展。為保障能源的可持續發展,讓政府和相關企業一起遵循,就必須將可持續發展從倫理原則轉化為法律原則。
可持續能源的倫理原則有三個:一是生態可持續性原則(或稱種際正義原則)。人類必須以一種不危及地球生態系統完整性的方式開發利用能源。二是社會及經濟平等原則(或稱代內正義原則)。個人可以在平等基礎上按適當的標準獲取能源,并應允許其滿足能源需要。三是對后代負責的原則(或稱代際正義原則)。人們必須以一種不危及后代人滿足其能源需求能力的方式開發利用能源[5]。為避免這三項原則僅局限于一種道義或停留在紙面,就需要通過立法加以明確,通過法律的規定予以具體化,從而使可持續發展的要求具有可行性和適用性。通過這些具體化的規定,諸如:能源的開發利用應與環境保護相結合,能源的使用應友好于環境;應提高能源利用效率,節約使用能源,減少浪費;應積極提倡、大力發展新能源和可再生能源;應建立若干激勵機制;應提高公眾對能源問題的認識和參與程度;應設置能源安全和風險防范機制;能源開發利用的法律責任機制,等等,從而實現可持續發展由倫理原則向法制原則的嬗變。
2.能源法制保障架構
為保障能源的穩定安全、有序健康、合理利用和可持續發展,系統而健全的能源法制必不可少。為實現“十一五”時期我國能源建設的總體安排(有序發展煤炭;加快開發石油天然氣;在保護環境和做好移民工作的前提下積極開發水電,優化發展火電,推進核電建設;大力發展可再生能源),能源法制應在如下幾個方面建立有效的趨利避害機制:
①在能源結構方面,應實行能源多元化機制。基于中國能源儲備狀況和資源稟賦、現有產業與技術基礎,中國能源應建立能源結構調整法制,在法制的層面上落實結構調整的方向、步驟和時段,明確各種能源開采使用的數量與程度,特別是應明確水電、核電和可再生能源開發利用的助推措施,等等,從而促成能源多元格局的形成。
②在能源技術方面,應建立技術創新和保護機制。能源的發展和新能源與可再生能源的開發利用,技術是關鍵。因而,在技術法制方面,應充分支持先進技術和新技術的研究開發、推廣應用。在這方面,我國技術法制的完善還具有相當大的發展空間,諸如技術研發優先領域的確定、技術強制標準的制定、技術研發的資助與獎勵、技術成果的轉化與采購、技術成果的保護、技術開發的合作與商業化等等。
③在能源安全方面,應建立能源安全與風險防范機制。能源安全包括兩個方面:一是能源供給安全;二是能源使用安全。在能源供給安全方面,盡管是在國家戰略高度加以考慮,但尚停留在政策層面,而法制方面的建設幾乎處于空白。只有建立一種穩定的法律機制,方能克服能源供給面臨的不穩定性和消除不可預期的風險。為保障能源的安全供給,法制應倡行:第一,節能,大力發展節能產品,降低能耗;第二,儲能,實行能源儲備制度;第三,開能,即開發替代能源,加強新能源技術開發,以替代傳統化石燃料能源等。在能源使用方面,則應建立有效的風險防范機制,確立各類主體的安全義務,通過事前預防、事中控制、事后救濟等多種途徑,防范風險的發生或使風險損害降低到最小程度。
④在政府干預方面,應建立政府適當作為機制。由于能源不僅僅是一個使個人獲益的私物,它還同時涉及公眾事務,而且還與社會經濟和環境保護問題密切相關,因而,如果采取完全放任的自由主義(或稱非干預主義),就可能產生“公共地悲劇”,能源開發利用的社會成本和環境成本將外部化。但是,如果政府進行過多干預,則能源的開發利用和發展就會失去動力,就會扭曲能源市場,同樣也是行不通的。因而,必須建立一種適當干預的機制,政府應在適當的領域以適當的方式干預能源產業和市場,諸如采取行政計劃、行政許可、行政指導、政府補貼、稅收激勵、優先采購等措施。
⑤在市場調節方面,應建立公平、有序的市場機制。能源開發利用不可能完全和永久地依靠政府和行政干預,能源的可持續發展戰略主要并最終應依靠市場。在有序競爭的作用下,市場比政府能更好地配置資源。在市場機制方面,國家應通過法制,明晰能源產品的產權、確立公平的交易機制等等。但是,由于新能源與可再生能源在開發推廣的前期,其成本高昂,往往無法與常規能源站在同一起跑線上競爭,因而為了鼓勵新能源與可再生能源的開發利用,就可以在立法上采取一些促其走向市場的舉措,如實行可再生能源配額制、限制交易許可制等。
參考文獻:
[1]中國科學院可持續發展戰略研究組.2004中國可持續發展戰略報告[M].北京:科學出版社,2004:349.
[2]闕光輝.全景中國——中國能源:可持續戰略[M].北京:外文出版社,2007:16.
[3]王革華.能源與可持續發展[M].北京:化學工業出版社,2005.
[4]蘇亞欣,毛玉如,趙敬德.新能源與可再生能源概論[M].北京:化學工業出版社,2006:19.
[5]克勞斯·鮑斯曼.能源可持續發展的倫理學蘊含[J].曹明德,邵方,王圣禮,譯.比較法研究,2004(4):151-157.
關鍵詞:科技創新;低碳經濟;協調發展
我國經濟的高速發展面臨能源保障脆弱和環境狀況惡化的雙重壓力,為了應對全球氣候問題我國還必須面對碳排放與控制的挑戰,碳排放控制將成為我國經濟發展的新的制約因素。事實上,發展低碳經濟已經成為我國經濟可持續發展的必然選擇與核心內容。以發展低碳經濟為抓手,全面提升我圍的科技水平和自主創新能力,全面提升科技進步對發展經濟和節能減排的貢獻率,使低碳科技創新成為我國創新性國家建設的主要內容之一。
一、低碳經濟的本質分析
低碳經濟定義為在可持續發展理念的指導下,通過技術創新、制度創新,促進產業結構的調整及其轉型升級、促進清潔能源的規模化利用,達到減少化石燃料等高碳能源的消耗,減少二氧化碳等溫室氣體的排放目的,形成經濟社會發展與生態環境保護雙贏的~種經濟發展形態。低碳經濟的本質是能源的高效利用以及清潔能源的開發利用低碳經濟包括以下三方面內容:一是節能減排,提高能源利用率;二是發展包括可再生能源、核能與氫能在內的清潔能源,改善能源消費結構;三是實現碳排放控制,通過生態碳匯建設、碳捕獲及碳利用技術的進步,消減二氧化碳的排放及其影響。因此,發展低碳經濟需要節能減排技術創新、清潔能源技術創新以及碳捕獲與碳利用技術創新的強有力的支撐。
二、科技創新在低碳經濟中的作用
低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式,實質是提高資源利用效率,建立清潔能源結構,是技術創新、制度創新和管理創新協同作用的結果。只有加強科技創新,發揮科技創新的引領作用,才能從根本上解決資源和環境問題,提高產業競爭力。建立可持續發展能源體系,是低碳轉型和增長方式轉變的有力支撐。在體系的建立過程中,減輕單位GDP資源消耗和環境污染,提高能源利用效率問題,離不開科技創新;發展安全清潔的核能技術和先進的可再生能源技術,解決在創建新能源和可再生能源利用系統過程中的重大科學問題,離不開科技創新;研究非傳統化石等新能源技術.探索非化石能源規模化利用的可能途徑.更離不開科技創新。科技創新是我國發展低碳經濟,建成可持續能源體系的根本。加強國際合作是助推低碳經濟發展的有效途徑,科技創新是深化國際合作的重要載體和紐帶。通過氣候變化的新國際合作機制,引進吸收消化發達國家在能源技術和低碳技術方面的先進技術,參與制定行業能效與碳強度標準和標桿,使我國重點行業、重點領域的低碳技術、設備和產品達到國際先進水平。促進低碳經濟發展。
三、科技創新與低碳經濟的協調策略
(一)重視低碳技術的研發投入
雖然我國在改革開放以后,綜合國力和科學技術取得了重要發展,但是與世界先進的科學技術相比,還是存在著較大差距,特別是代表著世界科學技術發展水平的低碳技術,更是落后于西方發達國家。經驗表明,要保持經濟的可持續發展必須依靠科技創新不斷在知識、技術等方面進行不斷革新,通過科學技術這一重要力量保持經濟和環境的協調發展。所以,就我國目前在低碳經濟和技術發展過程中面臨的問題,我們國家和地方政府應該積極鼓勵企業、研發機構實施科技創新戰略,繼續加大科技資金投入,不斷提升我國的技術創新能力,不斷提高低碳技術。一方面,企業自身要通過多渠道籌集資金投入到研發中;另一方面,政府要在政策上給予支持,通過銀行等金融機構向低碳和新能源產業放款,提高研發資金的整體水平。國外發達國家在新能源和低碳方面掌握著關鍵技術,處于技術領域和占據技術的制高點。我國低碳技術相對落后,管理水平也不高,需要加強引進國外的先進技術,通過自身的研發實力,吸收和消化發達國家的先進技術,進一步趕上發達國家和掌握先進的新能源技術。
(二)科技創新和制度創新相結合
科技創新能夠提高企業產品在市場中的競爭力,但科技創新的基礎是制度創新。制度創新是通過建立激勵制度以制度創新推動科技創新。我國低碳經濟的發展首先要進行制度創新,通過建立相關的制定和機制,例如在人才培養和引進、專利技術保護等方面建立相關的激勵制度,營造一個較好的制度環境就可以發揮企業在科技創新上的主觀能動性,激發企業的研發活力,推動企業不斷進行技術研發和創新,從而提高企業在低碳產業上的技術提供,形成產業發展的基礎動力。制度的創新需要政府統籌協調,協調各部門之間的功能,共同制定新能源和低碳發展的相關制度,促進低碳經濟發展的制定創新。科技創新要以制度創新作為基礎,進而帶動企業的科技創新,以此形成低碳經濟發展的主要動力。
(三)掌握核心科學技術
新能源被業界專家普遍認為是2030年后的產業主流,而守著豐富煤層氣資源的晉城,如何使煤層氣成為今后新興支柱產業和新的經濟增長點,需要我們加大引進新技術和自主開發的力度,在掌握核心技術的基礎上,開發利用好煤層氣,使煤層氣產業為晉城的可持續發展作出貢獻。實現傳統能源的可持續發展同樣是擺在我們目前的一個重大課題,而實現煤炭產業的綠色環保發展,提高資源的利用率和經濟效益,同樣需要科技作保障。煤炭等傳統能源只有通過科技進步,才能提高效能,降低能耗,向綠色經濟方向轉型。因此,我們要加快推廣應用新技術、新產品,提高研發生產的信息化、智能化水平和安全保障能力,促進傳統產業技術改造和結構升級。
綜上所述,我國的科技創新一定要緊緊圍繞著企業現有的生產水平或者是未來一段時期的發展水平進行研發投入,只有將科技創新系統和低碳經濟發展系統進行協調發展才能使得這兩個系統間共同推進、共同發展,才能實現我國經濟的可持續發展。
參考文獻:
關鍵詞:可持續發展知識;機械工程專業;本科教學
中圖分類號:G642.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)03-0143-02
隨著人類社會和經濟的不斷發展,工業化和制造業消耗了大量的自然資源,造成資源枯竭、能源危機、環境嚴重污染等問題。為此探索一條人類經濟發展、社會發展與環境保護相結合的可持續發展的道路已經越來越受到世界各國的強烈重視;政府、企業和個人越來越意識到社會經濟發展的三重底線,即經濟、社會和環境的可持續發展。
制造業對經濟、社會和環境的可持續發展有重要的影響。制造業不僅向環境排放大量廢棄物,又是采礦、電力等高能耗工業產出產品(電能、材料等)的消費者。機械產品及機械制造過程是制造業的重要部分,機械制造業的可持續發展是今后機械工業重要的戰略方向,目前可持續機械設計制造成為機械學科研究熱點之一。
本文結合作者多年機械設計制造課程教學、可持續設計制造技術的科研積累及在國外參與可持續發展知識教學實踐,根據可持續技術發展對知識基本要求,對現有機械工程專業課程融合可持續發展知識教學內容進行探討,提出將要開展的教學模式。
一、可持續發展知識
可持續發展(Sustainable development,SD)是能滿足當代人的需要,又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展,一般歸結為經濟的可持續發展、社會的可持續發展和環境的可持續發展。
可持續發展是社會發展的宏觀戰略,同時要求社會經濟的各個微觀層面的協同。具體到機械制造業,可持續發展的要旨就是為社會提供具有競爭力的產品的同時,對環境和社會的破壞和影響最小。對環境的影響要從產品全生命周期評估,即要綜合考慮從制造產品的材料的礦石開采開始,到產品制造、產品使用、回收和處置等產品各個生命周期階段對環境的影響。可持續發展不僅是發展理念的變革,更需要一系列的使能技術,理解、掌握和應用這些技術就要具備可持續發展的知識。目前機械制造業可持續使能技術涉及機械設計和制造的各個方面,主要包括如下方面:
1.產品全生命周期評價技術。全生命周期評價(Life Cycle Assessment,LCA)是目前研究和分析產品和過程全生命周期對資源和環境影響的主要技術。它是通過識別和量化產品全生命周期(包括產品制造、使用和回收等各個生命周期階段)所用的能量、原材料以及排放來評價產品及其制造過程對環境的影響。
2.綠色設計技術。產品綠色設計是將環境考慮集成在產品和工藝設計過程中。在保證產品價格、性能和質量標準下設計與環境友好的產品和工藝。綠色設計主要涉及綠色材料設計、面向回收/拆卸的設計、節能和低碳設計、輕量化設計、基于LCA的生態設計等。
3.綠色制造工藝技術。綠色制造工藝技術是保證產品制造過程中對環境影響最小。綠色制造工藝技術主要包括兩大部分:一是新型綠色成形技術,主要有少無切削工藝、干式切削工藝等。二是改進現有制造成形技術,減少制造過程中的能源消耗和各種排放(廢氣、廢水、廢屑、噪聲等)。
4.產品生命周期末端處置技術。產品服役(使用)期結束后,進入產品生命周期末端,若不對產品實施處置,將造成資源浪費并導致環境污染。目前產品生命周期末端處置主要涉及產品拆卸、回收重用(包括直接重用、修復重用、再制造重用)、回收材料利用和廢棄處置方案。
5.綠色材料和新能源技術。綠色材料是指在原料采取,產品制造使用和再循環利用以及廢物處理等環節中與生態環境和諧共存并有利于人類健康的材料。綠色材料的選擇和使用直接關系到資源消耗和環境影響,綠色材料知識是重要的可持續發展知識之一。隨著地球資源的減少,新可再生能源(太陽能、風能等)和清潔能源(電動能源、氫能源等)技術快速發展,這些新能源技術知識對制造業的可持續發展是非常重要的。
二、融合可持續發展知識的機械工程類本科教學
1.機械工程類本科教學。機械工程作為一個大類專業,一般分為機械設計制造及其自動化、車輛工程、測控技術與儀器等多個專業。按照培養寬口徑、厚基礎、強能力、高素質的復合型、創新型精英人才的要求,目前普遍的本科培養方案采用機械大類招生,一二年級按照大類共同培養,課程設置包括通識教育課程和學科大類基礎課程;三年級起進行專業分類培養,課程設置包括專業基礎課程和專業方向模塊課程。
2.融合可持續發展知識的機械工程類本科教學。高等教育是一個知識傳授和綜合能力培養的過程。教學過程中的每一門課程都是一個專業學習的知識點,知識點具有相互依賴的關系,前一知識點是后一知識點的基礎和支撐,一個知識點可能需要多個知識點的支持。
一般來說,在現有本科培養方案中的每門課程,對于培養學生系統掌握本學科知識是非常重要的。同時,可持續發展是有特定的發展對象,可持續發展知識需要與學科專業知識融合,才能被充分理解和實際應用。為此,我們根據可持續發展知識特征和現有課程,提出如下融合可持續發展知識教學模式:
(1)在現有課程中添加可持續發展知識元。所謂課程知識元是指一門課程授課的知識中,具有不可再分割的具有完備知識表達的知識單位。一門課程傳授多個不同類的知識,例如“機械工程材料”課,要傳授金屬材料知識、非金屬材料知識及材料應用的知識等。同一課程內的知識單位,定義為課程知識元。
很多可持續發展知識與學科專業知識相關聯,如果要獨立為一門課程傳授,它包含的知識元較少,沒有必要獨立為一門課程傳授。因此,對于這類知識,可以聚類為單個的知識元,并且與同一課程中知識元關聯,就能有機地融合到現有本科培養方案的課程知識中。首先提出在如下兩門課程中添加可持續發展知識元:①機械工程材料課。“機械工程材料”課程是機械類各專業的一門重要的學科基礎課程。其任務是通過本課程的教學,學生具備對機械零件合理選材、提出熱處理技術要求及制訂冷熱加工工藝路線的能力。該課程的知識元有金屬材料的性能與成分、組織結構及加工工藝之間的關系;鋼鐵材料的熱處理基本原理及工藝;機械工程常用金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料的成分、組織、性能及用途等。產品材料是影響可持續發展的重要因素,選擇的材料不僅能滿足產品使用功能要求,而且全生命周期評估是綠色(環境友好)的。綠色材料知識元有:工程材料可持續發展特性,例如,材料的可再生性、可回收性和可制造性等特性;工程材料生產的環境影響,例如,重金屬開采、冶煉、處置對環境的影響;工程材料在不同應用場合的環境特性,例如,材料毒性、環境(空氣、水、土壤)污染等;鋼鐵材料熱處理環境特性,能耗及環境影響等;各種新型生態工程材料。上述這些知識元可以與工程材料的物理、化學和機械性能知識元融合,及與零件的工程材料選擇知識元融合。②機械設計課。“機械設計”課程為大學本科機械類必修的技術基礎課程。該課程主要知識元包括:機械設計的基本理論(強度、摩擦學等)、連接件、傳動件、轉動和支承零件等。目前的知識元主要針對具有設計能夠滿足產品功能零部件的能力,需要融合如下可持續發展知識元:面向可拆卸和重用的設計,該知識元可以與聯接緊固知識元融合;零件輕量化設計,該知識元可以與零件強度設計知識元融合;零件壽命組合設計和回收設計,該知識元需要新獨立添加;面向3D打印制造的設計,3D打印是新型的綠色材制造技術,該知識元需要新獨立添加;面向優化環境制造的設計,對設計方案需要的制造方案進行環境評估,選擇實現環境最友好的設計,該知識元需要新獨立添加;基于綠色新能源的產品設計,目前許多綠色新型能源不斷涌現,需要不同的產品設計方案,該知識元需要新獨立添加。
(2)開設新的可持續發展知識課程。可持續發展知識涉及工程、環境和社會經濟多學科,經過多年的技術發展,已經逐步形成一套獨立的知識體系,并且上述新添加知識元需要這些知識元的支持。對于這些知識元,應該獨立開設課程,插入到培養課程知識流網絡中。可持續發展技術中最有特色的是產品全生命周期評價技術,即LCA技術。評估一個產品、一項工藝或一項服務是否是綠色的(或可持續的),需要從其全生命周期對資源消耗和環境影響進行評估。國際標準ISO 14040-2006和ISO14044-2006將LCA的實施步驟分為目標和范圍定義、清單分析、影響評價和結果解釋四個部分。由此,形成一個完整的LCA評估技術和工具。在此基礎上,建立新的可持續發展基礎知識元,形成一門新課程:可持續工程基礎。“可持續工程基礎”課程包括如下知識元:工業生態學基礎,簡要介紹自然生態系統和工業系統、可持續發展觀和資源環境等;全生命周期評估,包括產品分析目標和邊界范圍定義、全生命周期清單分析、環境影響評價和解釋;常用LCA軟件工具及應用實例;材料流分析等。
關鍵詞:鄉村地區 可持續發展成本 生態旅游
一、可持續發展成本概述
可持續發展成本是指在社會經濟可持續發展過程中,因環境遭到破壞而產生的環境成本,包括人為破壞資源而付出的代價;或因環境差異而產生的差異成本,包括資源的不合理利用而產生的差異損失;或因制度、觀念差異而形成的一種特殊成本。通過對這些方面成本的研究,為社會經濟持續發展提供可靠的決策依據。筆者認為,可持續發展成本是由自然生態成本、人文生態成本等組成。
二、可持續發展成本的影響因素
影響可持續發展成本的因素是:自然環境因素、生態環境因素、人力資源因素和社會和諧因素,前兩個因素影響自然生態成本,后兩個因素影響人文生態成本。
1、自然資源因素。可持續發展要求保護人類生存和發展所必需的資源基礎,這就必須解決好資源在當代人與后代人之間的合理配置,既要保證當代人的合理需求,又要為后代人留下較好的生存與發展條件。
2、生態環境因素。據《中國生態問題報告》稱:“生態環境形勢十分嚴峻,一方治理多方破壞,點上治理面上破壞,治理趕不上破壞的問題十分嚴重。從總體上看,生態破壞的范圍在擴大,程度在加劇,危害在加重”。因此,保護生態環境構成了以自然生態成本為核心的可持續發展成本。
3、人力資源因素。人力資源在某種程度上是可再生資源(勞動力的再生產),如果充分利用、發揮它的替代作用,就能夠節約其他生產要素的投入,尤其是自然資源的投入。同時,也能減少對環境的污染。
4、社會和諧因素。地區差異的加大、收入差距的擴大必然會使社會發展的總體均衡喪失,短期內會降低經濟的效率,長期內則會影響社會穩定,阻礙社會的長遠和全面發展。
三、鄉村地區可持續發展概況
自1994年我國政府頒布中國21 世紀人口、環境與發展白皮書以來, 鄉村建設的可持續發展已取得了很大的進展。但是, 鄉村建設的可持續發展是一個廣泛的領域, 涉及面非常廣, 而且內容復雜、系統龐大。
整體而言, 我國鄉村經濟欠發達, 鄉村人口增長快, 人均耕地少, 農業自然資源短缺, 農業剩余勞動力多。雖然鄉鎮企業對鄉村經濟發展有著舉足輕重的影響作用, 但鄉鎮企業發展對環境的沖擊也越來越大。鄉村經濟發展條件和土地制度等各種因素的限制, 我國鄉村居民點布局分散, 基礎設施配套能力弱, 生活環境質量差, 農民的總體生活質量遠遠低于城鎮居民。鄉村建設的可持續發展任重而道遠。
四、降低鄉村地區可持續發展成本的改進措施
中國鄉村可持續發展涵蓋了鄉村經濟和社會的可持續發展戰略、鄉村規劃建設、能源、環境等多個領域,對于可持續發展成本應從以下幾個方面進行改進,從而降低鄉村可持續發展成本,使得鄉村又好又快的發展,提高人民生活水平:
1、土地利用與村鎮規劃建設模式
可持續發展的土地利用和村鎮規劃建設應以村鎮居民點布局的調整為契機, 強化土地的集約利用, 以適宜當地的資源和技術進行集中的鄉村居民點建設, 集中配套村鎮必需的服務設施和市政基礎設施, 提高和完善鄉村居民的生活居住環境及居住水平。同時,通過鄉村居民點土地利用的調整和置換等措施, 完善布局鄉村產業結構的布局空間。
2、新能源利用
目前, 我國鄉村越來越多地使用商品能源來替代直接燃燒生物質, 不僅污染環境, 也造成了能源的浪費。同時, 新的能源利用還由于使用成本等原因而未能得到大規模的推廣。因此, 研究如何在經濟允許的范圍內充分利用鄉村生物質資源, 并轉換為高品位的能源( 生物燃氣、生物油、沼氣和電力等) ,以滿足人民生活、生產對能源的需求,將是鄉村能源利用可持續發展的關鍵。
3、廢棄物管理和利用
鄉村廢棄物的管理, 應注重維持和改善鄉村可持續發展的環境質量, 并使鄉村的廢棄物轉化提供部分鄉村發展的資源。通過適當的技術手段的利用, 可使鄉村廢棄物在作為可再生能源和植物養分來源的同時, 以農業生態為載體實現廢棄物的循環, 既可維持鄉村可持續的環境質量, 又可減少鄉村發展對外界化石能源和化學肥料的需求, 實現鄉村發展的可持續化。
4、鄉村產業
在可持續發展理念指導下的鄉村發展和建設, 其鄉鎮工業項目的選擇和發展應遵循可循環和可逆轉的準則, 通過對其項目和產品的循環鏈的設計, 實現工業從資源―產品―再生資源的循環模式。如從產業發展鏈中上下游生產環節的整體協調角度, 合理規劃確定養牛場、屠宰場、釀酒廠、養魚場和種植業、果林業以及其它農業的規模。
5、鄉村旅游
鄉村生態旅游是一種文化性、趣味性、參與性很強的產業。鄉村旅游應著重在內容和形式上充分體現出與城市生活不同的文化特色,體現出鮮明的地域特色、民族色彩和文化內涵,并將之融合于優美和諧、平衡發展的生態環境中,最大程度地激發旅游者的需求動機,實現鄉村的可持續發展。
參考文獻:
[1]姚寧萍.試論江西鄉村旅游可持續發展[J].企業經濟,2006;
【關鍵詞】 新能源 現狀 可持續發展 策略
隨著我國改革開放政策的實施,我國的經濟得到了大力的發展,但是在經濟增長的情況下,消耗了大量的煤炭以及石油資源,每年消耗的一次能源占世界的首位,不僅使我國的一次能源儲存量大大的降低了,同時還引發了各種各樣的環境問題。而且,我國人口眾多,雖然資源儲量較多,但是平均到每個人身上就非常的少,根據調查可以發現,我國的各種一次能源的儲存量都在世界的前列,而當平均分給每個人時,就會處在中下游的位置。在這種情況下,開發出新能源來代替傳統的一次能源,將當前階段中存在的這些問題進行解決具有重要的意義,同時滿足我國可持續發展的觀念。
1 新能源的發展現狀
1.1 風能的發展現狀
我國最開始對風能進行研究是在19世紀80年代,經過了初期示范階段以及產業化建設階段,使風能的利用效率不斷的增加。到了20世紀初期,國家對風能的開發越來越重視,加大了對風力發電的支持力度,降低了小型風力發電站的審批要求,促使風能的利用得到了高速的發展,在之后的幾年當中,使用風能產生出的電力能源成倍的增長,具相關報道統計,我國2000年的風力裝機容量還不到1000MW,到了2009年,風力裝機容量達到了17650MW,而到了2015年,我的風力裝機容量達到了432420MW,在15年的時間內整整提高了400多倍,達到了世界的首位[1]。
1.2 太陽能的發展現狀
我國對太陽能的研究相對較早,在19世紀50年代末期就開始對其進行研究,在剛開始的研究中,主要是為了衛星、火箭的發射而研究的,而對太陽能進行大范圍的研究是在20世紀70年代后期,研究出了利用太陽能來進行加熱的設備―太陽能熱水器,這時的太陽能熱水器技術相對較低,生產效率不高,就沒有被廣泛的推廣,而隨著對科學技術的研究,與太陽能相關的技術不斷地發展,不僅使太陽能熱水器技術不斷地發展,同時還出現了其他各種與太陽能有關的技術,如光伏發電,在2015年,我國的太陽能發電裝機容量達到了28.05GW,年發電量為2500億kW.h,節省了2.25億噸煤炭的使用[2]。
1.3 核能的發展現狀
我國是在19世紀80年代末開始對核能進行研究的,相對與西方發達國家而言,我國的起步非常的晚,通過不斷地學習、引進國外的現今技術,在1984年就開始建設秦山核電站,并與1991年正式的投入運行,在1987年建設大亞灣核電站,并與1994年正式的投入運行,為我國對核能的研究提供了良好的依據。在我國當前階段中,共有核電站6所,現役核電機組30個,每年會產生1689.93億kW.h的電量,節約了我國14079萬噸煤炭的使用,排放污染物減少了15000余萬噸[3]。
2 新能源的發展策略
2.1 風能的發展策略
經過了30多年對風能的研究,已經發展到了相對較為完善的階段中,在這種情況下,為了能夠對風能更好的利用,就可以對海上風能進行研究。我國地處亞洲的東南部,東南方向與太平洋接觸,海岸線長達3.2萬公里,海域總面積達480萬平方公里,海洋中的風力能源非常高,是陸地風力能源的數倍,在這種情況下,我國在2010年就在上海安裝了發電機組,試運行了海上風力能源發電,為我國風能的發展提供了良好的依據。
2.2 太陽能的發展策略
在當前階段中,對太陽能的利用主要就是光伏發電系統,這一系統對天氣的要求較高,在陰雨天氣或者是夜間時,該系統就會停止運行。因此,在上世紀60年代末期,美國就提出了建造宇宙太陽能發電衛星的設想,在衛星上安裝相應的太陽能轉換設備,通過衛星將太陽能轉換設備發射到太空中,直接在宇宙中對太陽能進行處理,使其變成人們能夠使用的電能,并通過一定的方式傳回地面,提供給人們進行使用,雖然在當前階段這還是一項理論,但是隨著科學技術的發展這一理論一定會成為現實。
2.3 核能的發展策略
隨著對核能的不斷應用,我國就對核能的應用進行了規劃,在規劃中要求了到2030年,核電站總裝機量應大于60000MW,在這種情況下,為了使其滿足規劃中的要求,每年就需要使用6000噸以上的鈾燃料,而我國當前階段對鈾燃料處理中,每年只能處理100噸,而與6000噸的數量差距很明顯,因此,就要加強對鈾燃料處理技術的研究,使我國鈾燃料能夠跟上使用的步伐[3]。
3 結語
綜上所述,新能源包括了風能、核能、太陽能等,這些新能源使用將可以取代一部分傳統的一次能源的使用,有效的對環境做出了保護。但是在當前階段中,處于剛剛起步的階段中,不論是在技術上還是研究成果上,與西方發達國際相比差距非常的明顯,并且在我國當前階段的發展中,還是以能源的消耗為主,每年消耗的資源非常的多,使煤炭、石油等一次能源的使用已經不能滿足社會發展的要求。因此,就要加強對新能源進行研究,為社會的發展提供良好的幫助。
參考文獻:
[1]仝鵬,許正權,李天博.我國新能源汽車行業現狀分析與發展策略研究――基于產品保證的視角[J].價值工程,2016,02(19):48-52.
[2]張曉宇,趙海斌,周小柯.中國新能源汽車產業發展現狀及其問題分析――基于我國汽車產業可持續發展的視角[J].理論與現代化,2011,11(02):60-66.