低碳時代綠色化學與社會經濟可持續發展

摘要:隨著綠色化學作為學科前沿方向的逐步形成，用更高層次的環境友好化學過程減少或消除那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑、試劑、產物、副產物等的使用和產生變得可能。從可持續發展的角度探討了低碳時代綠色化學研究內容及發展前景。

關鍵詞:低碳經濟;綠色化學;精細化工;可持續發展

中圖分類號:F120.3 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)12-0178-02

“低碳經濟”提出的大背景，是全球氣候變暖對人類生存和發展的嚴峻挑戰。在此背景下，許多國家通過推出一系列“綠色新政”催生新技術和新產業，以期帶動整個經濟進入新的繁榮。綠色化學作為一種新興的策略方針早已引起各方矚目，隨著低碳經濟潮流興起，正成為各國政府關注的重要問題和業界的努力方向，由政府直接參與以及產學研密切合作成為低碳時代綠色化學研究和開發的顯著特點。

一、低碳時代化學工業與化學品面臨大考

低碳經濟是低碳發展、低碳產業等一類經濟形態的總稱，其核心在于提高能源效率，改善能源結構，優化經濟結構，推動社會轉型;其本質在于要求低碳技術創新和經濟社會發展的激勵制度的創新，在于提升能源的高效利用、推行區域的清潔發展、促進產品的低碳開發和維持全球的生態平衡。

發展低碳經濟實質上是對現代經濟運行與發展進行一場深刻的能源經濟革命，轉變經濟發展方式、提高能效、發展低碳能源技術已成為國際社會的共識，提高碳生產率正在成為新一輪國際經濟的增長點和競爭焦點。由于全球性環境污染影響因子的80%是化學性污染，低碳時代的到來使得化學工業不得不面對更嚴格的環境控制和不斷飚升的成本費用，亟須進一步增強環境憂患意識和做好環保工作的法制意識、責任意識。

發達國家對于化工產品“綠色化”的要求，以及發展中國家受到“綠色壁壘”的限制，使得化工產品設計的綠色化成為必然趨勢。在綠色化工產品設計時，要遵循全生命周期設計、再循環和再使用設計、降低原料和能量消耗設計以及利用計算機技術進行綠色化工產品的設計等原則。

低碳時代化學工業的發展目標應該是實現高選擇性、高效的化學反應，極少的副產物，實現“零排放”，繼而達到高“原子經濟性”的綠色化學。從環保、經濟和社會的要求看，化學工業不能再承擔使用和產生有毒、有害物質的費用，需要大力研究與開發具有社會責任感、可信賴的資源節約型、環境友好型產業。

隨著中國污染防治戰略逐步從末端治理向源頭和全過程控制轉變，應認真吸取國內外發展的經驗教訓，在環境容量允許的條件下發展，主動調整和控制自身的行為，從簡單的企業治理向調整產業結構、清潔生產和發展循環經濟轉變，在現今科技手段和條件下尋求建立能降低對人類健康和環境有負面影響的各個方面和各種類型的化學過程，包括許多化學領域，如合成、催化、工藝、分離和分析監測等。

二、綠色化學現狀和發展趨勢

綠色化學自1991 年首次提出綠色化學概念以來，迄今已取得了不少重要的成果，特別是近幾年來以此為基礎發展起來的環境友好技術和潔凈技術成為化學學科最引人矚目的焦點。在化學合成或生產工藝中去研究新的技術和方法，探索新的反應條件，盡量減少和消除使用有毒有害物質，已成為世界各國科學家的共識。有關綠色化學主題的學術會議和研究論文不斷增多，反映了科學界以及公眾對綠色化學日益增進的關注度，也說明綠色化學合成和設計從理論研究進入了實際應用。

綠色化學與技術主要解決與化學供應鏈相關的創造、合成、優化、分析、設計、控制以及環境影響評價等多元復雜問題，以建立環境友好的、可持續發展的化工過程或以產品生產為最終目標。綠色化學的研究內容不僅涉及原料、工藝和終端產品的綠色化，而且還涉及到成本、能耗和安全等方面的問題，從目前來看，其研究內容主要包括原子經濟性反應和零排放、原料的綠色化、綠色溶劑、綠色催化、助劑的綠色化、新的合成路線的選擇、綠色化學工藝、綠色過程系統集成等，而且其內涵仍在不斷完善發展中。

綠色化學一出現就帶有強烈的應用技術與工程性，成為綜合運用環境與資源、材料、能源、生化工程與計算信息學等多學科知識，研究物質轉化過程綠色化的綜合性科學與工程。綠色化工過程系統集成涉及的化學供應鏈問題，涵蓋了從分子→聚集體→顆粒→界面→單元→過程→工廠→工業園的全過程，并將環境、健康和安全對過程或產品的影響作為約束條件或目標函數嵌入模型中，以多目標、多變量、非線性為重要特征，以全系統的經濟、環境和資源的協調最優為最終目標。

盡管綠色化學已得到學術界和工業界的認同，但如何使其走向工業化仍是亟待解決的問題。綠色過程系統合成和設計要求綜合考慮多個因素(如經濟、環境、安全、健康等)，這些因素使工業過程的綠色化設計成為一個非常復雜的大規模、多目標的高度非線性問題，其求解有待更系統的理論和方法。

近年綠色化學的研究大多集中在最小化環境影響負荷，采用低毒性原料，或節約能源，隨著整個社會對環境友好、可持續發展的日益關注，有關綠色化學的研究已開始產生巨大的經濟效益和社會效益，但如何解決現行用于綠色化的工藝、技術及產品中存在的不綠或綠色程度不夠等因素將是今后一個重要的研究領域和方向。

中國發展的速度和規模，加上低廉的生產成本與未來二十年中新型基礎設施和研發領域的龐大資金的流入，為低碳時代綠色化學和技術的大量采用提供了前所未有的契機。由于化學工業存在的環境、安全等問題的復雜性和不確定性，中國化學工業必須盡力設計研究能充分利用的無毒害材料，最大限度地節約能源，在整個生產過程中都對環境沒有或盡可能小的負作用的化學工藝，推進以低能耗、低污染、低排放為基礎的低碳經濟發展方式，著力提高全過程的資源利用率，從戰略上謀求走可持續發展之路。

三、中國化學工業面臨的機遇和挑戰

化學工業的綠色化提升為多學科綜合交叉和工程學的新發展開辟了廣闊的空間，由于各國的社會經濟背景不同，向低碳轉型的起點和條件不同，追求的目標也有所差異。作為最大的發展中國家，中國探索化學工業的低碳發展之路不僅符合世界能源低碳化的發展趨勢，而且也與中國轉變增長方式、調整產業結構、落實節能減排目標和實現可持續發展具有一致性，另一方面，發展綠色化學、走低碳發展道路需要相當的額外成本和大規模采用低碳相關技術，這將有可能延緩化學工業的現代化進程。

中國化學工業在解決環境污染和應對氣候變化等方面所面臨的形勢仍然十分嚴峻，必須以多種政策來引導能源消費和產業結構的調整。低碳經濟的內涵既包含了低碳生產，也包含了低碳消費。化學工業作為能源消費和碳排放的主體，需要結合中國建設資源節約型、環境友好型社會和節能減排的需求，開展化學工業發展的碳排放強度評價，充分利用節能減排與低碳經濟發展之間的政策協同關系，建立適合中國國情的支持低碳經濟的綠色化學和清潔生產技術體系。

綠色化學和技術創新是實現低碳經濟所倡導的節能減排目標的關鍵因素。中國化學工業和化學品環境管理政策和制度框架應建立高度關注的優先化學品的篩選標準，切實把推行綠色化學提升到實現低碳經濟模式中長期發展戰略層面上加以思考，認真并、轉一批高耗能、高排放、高污染企業，并積極引導這部分企業向服務業、低耗能、低排放產業和高技術產業轉移。

低碳技術具有廣泛的應用前景和發展空間，其技術轉讓、設備制造、產品生產和相關服務業都將成為未來新的經濟增長點。能否利用后發優勢在工業化進程中增強自主創新能力，大力開發低碳技術和低碳產品，促進低碳經濟發展，很大程度上取決于創新、超前發展的意識。我們必須高度重視節能、低碳技術的研發和推廣工作，重點著眼于中長期戰略技術儲備，融合市場現有的節能、低碳技術，并迅速加以推廣和應用。

四、結語

低碳經濟時代正向我們走來，發展低碳經濟是一種科學發展模式的選擇，它意味著能源結構的調整、產業結構的調整以及技術的革新，是走可持續發展道路的重要途徑。這是環境戰略重點的一次創新性轉移，是一種新技術對傳統技術的挑戰，也是人們對環境問題由被動反應轉化為主動行為的一次認識飛躍。

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