行業(yè)清潔生產(chǎn)政策與標(biāo)準(zhǔn)解讀
——從體系完善走向循環(huán)經(jīng)濟(jì)
在高消耗、高污染發(fā)展模式下,為了解決環(huán)境污染的負(fù)面效應(yīng),中國采取了多樣化的監(jiān)管手段,包括設(shè)立機(jī)構(gòu)、頒布法律法規(guī)和增加污染治理投資。其中,清潔生產(chǎn)作為前沿環(huán)境治理工具,要求企業(yè)在整個生產(chǎn)過程中實現(xiàn)清潔和綠色化,以減少環(huán)境污染,并受到國家高度重視。
國內(nèi)清潔生產(chǎn)政策從90年代至今,經(jīng)歷了從無到有從簡單到完善的蛻變,未來也將在結(jié)合新技術(shù)發(fā)展的前提下,繼續(xù)擴(kuò)大領(lǐng)域為低碳環(huán)保貢獻(xiàn)力量。1992 年,國家有關(guān)部委第一次在《環(huán)境與發(fā)展十大對策》中提出了“清潔生產(chǎn)”這個概念。隨后,清潔生產(chǎn)在國家立法、試點以及相關(guān)審核制度制定的推動下,不斷發(fā)展。直至 2002 年,清潔生產(chǎn)隨著《中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》的通過,正式被納入法制體系,有法可依。緊接著在實操層面,各行各業(yè)加緊落實清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)制,前端治理的環(huán)境規(guī)制策略基本形成。自2003 年以來,國家先后發(fā)布了清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)涵蓋 58 個產(chǎn)業(yè),其中 60%集中在造紙、復(fù)材等重污染產(chǎn)業(yè)。企業(yè)一級的清潔生產(chǎn),則隨著《清潔生產(chǎn)審核暫行辦法》在 2004 年出臺后,正式啟動。截至 2016 年底,已有超過 1 萬家企業(yè)被強(qiáng)制參與清潔生產(chǎn)審核,依據(jù)《上市公司環(huán)保核查行業(yè)分類管理名錄》(環(huán)辦函〔2008〕373 號)歸類,包括 18 個污染程度重的行業(yè)、19 個清潔行業(yè),其中50%以上屬于復(fù)合材料所在行業(yè),并且清潔生產(chǎn)的覆蓋面將進(jìn)一步擴(kuò)大。“十二五”規(guī)劃明確了工業(yè)清潔生產(chǎn)的主要任務(wù),包括給相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)、設(shè)立污染物的排放指標(biāo)等;“十三五”規(guī)劃明確提出,重點行業(yè)的清潔生產(chǎn)開展次數(shù)不得少于一次。《“十四五”全國清潔生產(chǎn)推行方案》的頒布,更是對企業(yè)進(jìn)行了積極引導(dǎo)和支持,鼓勵其自主研發(fā)清潔生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備,政策導(dǎo)向性十分明確。十九大報告明確地提出:要著力解決突出的生態(tài)環(huán)境問題、推動綠色發(fā)展、 強(qiáng)化生態(tài)保護(hù)、完善生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系;2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)中也明確提出:要從根 本上改善環(huán)境,有序治理環(huán)境、推動綠色發(fā)展是全社會的普遍訴求。
中國清潔生產(chǎn)政策變遷
對于復(fù)合材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展而言,綠色創(chuàng)新在平衡環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有重要意義。要解決環(huán)境問題,政府需要建立健全的規(guī)制政策,并合理協(xié)調(diào)市場和政府關(guān)系,鼓勵企業(yè)進(jìn)行綠色創(chuàng)新以應(yīng)對市場失靈。政策層面清潔生產(chǎn)審核對企業(yè)綠色創(chuàng)新具有積極影響,且市場競爭是推動環(huán)境規(guī)制對綠色技術(shù)創(chuàng)新的路徑。因此,持續(xù)推進(jìn)和深入實施清潔生產(chǎn)審核政策,能夠有效利用綠色創(chuàng)新的驅(qū)動力,推動經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。
復(fù)材行業(yè)清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)交叉熱點
——清潔能源與雙碳并進(jìn)
復(fù)材行業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系的重要組成部分,對經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)和國家安全建設(shè)至關(guān)重要。然而,由于化學(xué)產(chǎn)品的高污染特點,復(fù)材行業(yè)對人們的生產(chǎn)、生活和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。雖然國家已認(rèn)識到復(fù)材產(chǎn)業(yè)對環(huán)境破壞的問題,但目前節(jié)能減排技術(shù)相對滯后,復(fù)材行業(yè)的高耗能和高污染現(xiàn)狀仍未得到改善。廢水排放一直居高位,根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2010年復(fù)材行業(yè)的廢水、廢氣和廢物排放居工業(yè)“三廢”首位、第四位和第六位,其中廢氣中的二氧化硫和煙霧粉塵排放量居工業(yè)部門首位。因此,復(fù)材行業(yè)面臨著嚴(yán)峻的節(jié)能減排壓力。目前備受關(guān)注的行業(yè)低碳技術(shù),包括可再生能源技術(shù)(光伏和風(fēng)電)、綠氫工藝、節(jié)能技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、甲烷回收利用以及碳捕集、利用與封存(CCUS)技術(shù)等。
光伏節(jié)能技術(shù),也被稱為光伏發(fā)電技術(shù),是一種利用太陽能將光能轉(zhuǎn)化為電能的可再生能源技術(shù)。它基于太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換原理,通過將太陽光輻射轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用。該技術(shù)主要涉及太陽能電池的研發(fā)與制造,以及光伏系統(tǒng)的設(shè)計、構(gòu)建和維護(hù)。太陽能電池通常采用硅基或薄膜材料,通過光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能。在系統(tǒng)設(shè)計方面,需要考慮光伏陣列的布局與排布、逆變器的選擇和電網(wǎng)接入等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。光伏節(jié)能技術(shù)具有清潔、可再生、無噪音、低維護(hù)等優(yōu)勢,對于減少碳排放和降低能源消耗具有重要作用,并廣泛應(yīng)用于家庭用電、商業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域等。通過提高光伏電池的效率、晶體硅的利用率以及降低成本等技術(shù)創(chuàng)新,光伏節(jié)能技術(shù)的發(fā)展正在逐步推動清潔能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。
復(fù)合材料作為光伏邊框的必要組成有著不可或缺的地位,作為光伏組件的重要輔材之一,邊框材料在組件成本中占比高達(dá)9%。目前,鋁邊框市占率達(dá)到96%,但隨著新材料技術(shù)的不斷推進(jìn),復(fù)合材料組件邊框有望在2024年實現(xiàn)起量。 復(fù)合邊框?qū)︿X邊框替代空間大,帶動玻纖、聚氨酯需求。保守情形下,2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到132GW,滲透率達(dá)到19%,市場規(guī)模可達(dá)到72 億元,對應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約45/12 萬噸;積極情形下,2025年復(fù)合材料邊框需求可達(dá)到264GW,滲透率達(dá)到39%,市場規(guī)模可達(dá)到145億元,對應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約90/23萬噸。隨著復(fù)合材料光伏邊框在光伏行業(yè)中逐漸受到重視和應(yīng)用,企業(yè)紛紛入局。生產(chǎn)絕緣復(fù)合材料及建筑材料相關(guān)企業(yè)率先進(jìn)入市場,其中包括德毅隆、沃萊新材、博菲電氣等絕緣復(fù)合材料生產(chǎn)企業(yè),以及中材科技等建筑材料生產(chǎn)企業(yè)。同時,玻璃纖維、聚氨酯等生產(chǎn)企業(yè)也開始布局這一領(lǐng)域。前已有約15家企業(yè)在生產(chǎn)或開發(fā)復(fù)合材料光伏邊框,主要集中在浙江、江蘇等地,其他地區(qū)如廣東、安徽、四川、江西等也有企業(yè)開始布局。
風(fēng)能是一種可再生的、清潔的能源資源,風(fēng)電技術(shù)利用風(fēng)能將其轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)電技術(shù)主要包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)營管理。發(fā)電機(jī)組通常由風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)等部件組成。當(dāng)風(fēng)通過風(fēng)輪時,它會驅(qū)動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動,進(jìn)而產(chǎn)生電能。風(fēng)電技術(shù)還包括風(fēng)電場的選址和規(guī)劃、風(fēng)力資源評估、電力輸送和并網(wǎng)等。風(fēng)電技術(shù)具有無污染、可再生、資源豐富等特點。它在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用,成為重要的清潔能源之一。隨著技術(shù)的發(fā)展,風(fēng)電裝機(jī)容量不斷提高,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也日益成熟。從傳統(tǒng)的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組到現(xiàn)代的大型風(fēng)力渦輪機(jī)組,風(fēng)電技術(shù)實現(xiàn)了顯著的進(jìn)步和創(chuàng)新。然而,風(fēng)電技術(shù)也面臨一些挑戰(zhàn),如風(fēng)力資源的不穩(wěn)定性、風(fēng)電場選址的限制、電力輸送和儲存等方面的問題。因此,繼續(xù)改進(jìn)技術(shù)、提高風(fēng)電設(shè)備效率、優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃和儲能系統(tǒng)是進(jìn)一步推動風(fēng)電技術(shù)發(fā)展以實現(xiàn)可持續(xù)能源供應(yīng)的關(guān)鍵。隨著風(fēng)電技術(shù)的成熟和普及,預(yù)計其在全球能源領(lǐng)域中的地位將不斷增強(qiáng)。據(jù)國家發(fā)改委能源研究所發(fā)布的《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》報告顯示,我國近海水深5~50m范圍內(nèi),風(fēng)能資源技術(shù)開發(fā)量為5億千瓦,深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源可開發(fā)量是近海的3~4倍。我國風(fēng)電累計裝機(jī)容量連續(xù)十三年穩(wěn)居世界第一,近兩年,我國海上風(fēng)電累計裝機(jī)規(guī)模更是占全球一半左右。各地方政府積極響應(yīng)國家號召,整合地區(qū)資源,紛紛制定了本省的海上風(fēng)電發(fā)展計劃以及相應(yīng)的扶持方案。據(jù)統(tǒng)計,目前出臺省內(nèi)規(guī)劃方案的已有江蘇、浙江、福建、廣東、海南、山東、上海、河北、遼寧等省市,預(yù)計至2030年海上風(fēng)電并網(wǎng)容量累計達(dá)96.12GW。復(fù)合材料作為風(fēng)電領(lǐng)域的新材料亦發(fā)揮著重要作用,如風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片、輸電線路、施工及維修輔材中均能看到復(fù)合材料的身影。復(fù)合材料在整個風(fēng)電葉片中的重量一般占到90%以上。其中承力結(jié)構(gòu)由玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料組成,賦予結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的力學(xué)性能。復(fù)合材料葉片一般由根部、外殼和加強(qiáng)筋或梁三部分組成,與同級別高模玻纖主梁相比,采用碳纖維可實現(xiàn)減重20-30%。以122m長葉片為例,葉片重量的減輕可以大幅降低因自重傳遞到主機(jī)上的載荷,進(jìn)而可以減少輪轂、機(jī)艙、塔架和樁基等結(jié)構(gòu)部件15%~20%的重量,有效降低風(fēng)機(jī)10%以上的整體成本。
氫能是一種綠色清潔的二次能源,在工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?jié)摿Γ?但目前氫能技術(shù)尚未成熟。IEA報告指出,氫能技術(shù)價值鏈復(fù)雜,需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施配合, 前期入高昂。未來10年,氫能技術(shù)處于技術(shù)提升和市場培育期。但考慮到氫能成為電力系統(tǒng)中高效低成本的長時間儲能技術(shù)以及在工業(yè)、交通領(lǐng)域應(yīng)用的潛力,在長期碳中和路徑中仍是關(guān)鍵 的低碳技術(shù)。在石化產(chǎn)業(yè)中,氫能在油氣開采 板塊與油品銷售板塊的減排潛力有限;作為產(chǎn)氫和用氫大戶,煉化企業(yè)制氫裝置是主要的碳排放環(huán)節(jié),綠氫技術(shù)的發(fā)展對于該板塊減排有著更大 的貢獻(xiàn)。此外,氫在作為燃料替代、化工產(chǎn)品原料等方面也有著不小的發(fā)展?jié)摿Γ型麨闊捇袠I(yè)帶來革命性的改變。
同樣復(fù)合材料在綠氫領(lǐng)域也有著不小潛力,例如復(fù)合材料在高壓氫氣瓶、氫能電池組件等領(lǐng)域均有不俗表現(xiàn),隨著碳排放政策日益收緊落地,給交通中尤其汽車行業(yè)帶來巨大減排壓力,其中四分之一的人為二氧化碳排放由汽車尾氣排放發(fā)來。隨著困境變得更加嚴(yán)峻,關(guān)注點逐漸轉(zhuǎn)向?qū)剂弦蕾囕^少的替代技術(shù),電動汽車技術(shù)革命應(yīng)運(yùn)而至,電池電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池電動汽車在客戶中的吸引力越來越大。在其整個生命周期內(nèi),燃料電池電動汽車能夠減少30%的二氧化碳排放量。相比傳統(tǒng)的汽油車,因為他們不需要能源和資源密集型的大型電池生產(chǎn)。在燃料儲存方面,燃料電池電動汽車制造商更喜歡復(fù)合材料壓力容器,而不是金屬容器。2019年全球電動汽車產(chǎn)量為700萬輛,其中燃料電池電動汽車占比<1%。市場調(diào)研估計表明,從2021年起,市場可能會加快步伐,最終在2026年突破30億美元這一史無前例的里程碑式的數(shù)字。在這一產(chǎn)業(yè)的崛起中,復(fù)合材料也將迎來未來5年的爆發(fā)式發(fā)展。
復(fù)合材料氫瓶
復(fù)材行業(yè)數(shù)字化智能制造作為當(dāng)前國內(nèi)首推的先進(jìn)制造領(lǐng)域,對于行業(yè)綠色清潔生產(chǎn)的開展亦有著不可忽視的作用。以數(shù)字智能化領(lǐng)域中最火爆的機(jī)器人為例,從生產(chǎn)流程的角度來看,機(jī)器人應(yīng)用強(qiáng)調(diào)使用自動化技術(shù)設(shè)備來取代人工重復(fù)性工作,以實現(xiàn)制造業(yè)的節(jié)能減排。通過智能化和綠色化的生產(chǎn)指揮平臺,企業(yè)可以通過非物質(zhì)化生產(chǎn)來減少能源和原材料需求,并支持綠色生態(tài)的產(chǎn)品設(shè)計,滿足消費(fèi)者的綠色偏好和社會的ESG訴求。機(jī)器人應(yīng)用還通過系統(tǒng)集成生命周期管理和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)手段,提供更有效的解決方案,優(yōu)化清潔生產(chǎn)過程。盡管機(jī)器人應(yīng)用會消耗一定的電力或能源,但隨著企業(yè)熟練使用機(jī)器人,并在高效的生產(chǎn)組織方式下,機(jī)器人的產(chǎn)出效益將超過能源消耗效應(yīng)。因此,機(jī)器人應(yīng)用可以通過優(yōu)化路線和調(diào)度系統(tǒng)升級,在企業(yè)運(yùn)作的每個環(huán)節(jié)實現(xiàn)更高效和低耗的能源利用,助力企業(yè)減排。
同時從行業(yè)產(chǎn)能角度看,復(fù)合材料制造業(yè)正在經(jīng)歷數(shù)字化轉(zhuǎn)型,物聯(lián)網(wǎng)的興起為制造商帶來了巨大機(jī)遇。復(fù)合材料制造商正在探索如何充分利用尖端能力和計算能力,借助人工智能和數(shù)字線程解鎖工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)潛力。復(fù)合材料制造環(huán)境的動態(tài)特性及其獨特挑戰(zhàn)需要高度復(fù)雜的跟蹤、追溯和審核功能,以滿足客戶需求和嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正推動復(fù)合材料制造業(yè)向更智能化和可追溯的方向發(fā)展,以適應(yīng)市場需求的增長和成本壓力的挑戰(zhàn)。
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