
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(guó)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)清潔和綠色化,以減少環(huán)境污染,并受到國(guó)家高度重視。
國(guó)內(nèi)清潔生產(chǎn)政策從90年代至今,經(jīng)歷了從無(wú)到有從簡(jiǎn)單到完善的蛻變,未來(lái)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?yàn)榈吞辑h(huán)保貢獻(xiàn)力量。1992 年,國(guó)家有關(guān)部委第一次在《環(huán)境與發(fā)展十大對(duì)策》中提出了“清潔生產(chǎn)”這個(gè)概念。隨后,清潔生產(chǎn)在國(guó)家立法、試點(diǎn)以及相關(guān)審核制度制定的推動(dòng)下,不斷發(fā)展。直至 2002 年,清潔生產(chǎn)隨著《中華人民共和國(guó)清潔生產(chǎn)促進(jìn)法》的通過(guò),正式被納入法制體系,有法可依。緊接著在實(shí)操層面,各行各業(yè)加緊落實(shí)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(lái),國(guó)家先后發(fā)布了清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)新規(guī)涵蓋 58 個(gè)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(jí)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(tái)后,正式啟動(dòng)。截至 2016 年底,已有超過(guò) 1 萬(wàn)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(lèi)管理名錄》(環(huán)辦函〔2008〕373 號(hào))歸類(lèi),包括 18 個(gè)污染程度重的行業(yè)、19 個(gè)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?!笆濉币?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(diǎn)行業(yè)的清潔生產(chǎn)開(kāi)展次數(shù)不得少于一次。《“十四五”全國(guó)清潔生產(chǎn)推行方案》的頒布,更是對(duì)企業(yè)進(jìn)行了積極引導(dǎo)和支持,鼓勵(lì)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(bào)告明確地提出:要著力解決突出的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題、推動(dòng)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(cè)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(dòng)綠色發(fā)展是全社會(huì)的普遍訴求。

中國(guó)清潔生產(chǎn)政策變遷
對(duì)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(wèn)題,政府需要建立健全的規(guī)制政策,并合理協(xié)調(diào)市場(chǎng)和政府關(guān)系,鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行綠色創(chuàng)新以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)失靈。政策層面清潔生產(chǎn)審核對(duì)企業(yè)綠色創(chuàng)新具有積極影響,且市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是推動(dòng)環(huán)境規(guī)制對(duì)綠色技術(shù)創(chuàng)新的路徑。因此,持續(xù)推進(jìn)和深入實(shí)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(dòng)力,推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,實(shí)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(diǎn)
——清潔能源與雙碳并進(jìn)
復(fù)材行業(yè)作為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展體系的重要組成部分,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)和國(guó)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(diǎn),復(fù)材行業(yè)對(duì)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(guó)家已認(rèn)識(shí)到復(fù)材產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境破壞的問(wèn)題,但目前節(jié)能減排技術(shù)相對(duì)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(mén)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(chēng)為光伏發(fā)電技術(shù),是一種利用太陽(yáng)能將光能轉(zhuǎn)化為電能的可再生能源技術(shù)。它基于太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換原理,通過(guò)將太陽(yáng)光輻射轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用。該技術(shù)主要涉及太陽(yáng)能電池的研發(fā)與制造,以及光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、構(gòu)建和維護(hù)。太陽(yáng)能電池通常采用硅基或薄膜材料,通過(guò)光電效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)化為電能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(wú)噪音、低維護(hù)等優(yōu)勢(shì),對(duì)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(guò)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(dòng)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(shí)現(xiàn)起量。 復(fù)合邊框?qū)︿X邊框替代空間大,帶動(dòng)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(chǎng)規(guī)模可達(dá)到72 億元,對(duì)應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約45/12 萬(wàn)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(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)到145億元,對(duì)應(yīng)玻璃纖維/聚氨酯需求約90/23萬(wàn)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(chǎng),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(shí),玻璃纖維、聚氨酯等生產(chǎn)企業(yè)也開(kāi)始布局這一領(lǐng)域。前已有約15家企業(yè)在生產(chǎn)或開(kāi)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(kāi)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(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)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(guò)風(fēng)輪時(shí),它會(huì)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生電能。風(fēng)電技術(shù)還包括風(fēng)電場(chǎng)的選址和規(guī)劃、風(fēng)力資源評(píng)估、電力輸送和并網(wǎng)等。風(fēng)電技術(shù)具有無(wú)污染、可再生、資源豐富等特點(diǎn)。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(shí)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(chǎng)選址的限制、電力輸送和儲(chǔ)存等方面的問(wèn)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(chǔ)能系統(tǒng)是進(jìn)一步推動(dòng)風(fēng)電技術(shù)發(fā)展以實(shí)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(jì)其在全球能源領(lǐng)域中的地位將不斷增強(qiáng)。據(jù)國(guó)家發(fā)改委能源研究所發(fā)布的《中國(guó)風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》報(bào)告顯示,我國(guó)近海水深5~50m范圍內(nèi),風(fēng)能資源技術(shù)開(kāi)發(fā)量為5億千瓦,深遠(yuǎn)海風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)量是近海的3~4倍。我國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量連續(xù)十三年穩(wěn)居世界第一,近兩年,我國(guó)海上風(fēng)電累計(jì)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(guó)家號(hào)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(jì)劃以及相應(yīng)的扶持方案。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前出臺(tái)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(jì)至2030年海上風(fēng)電并網(wǎng)容量累計(jì)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(gè)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(jí)別高模玻纖主梁相比,采用碳纖維可實(shí)現(xiàn)減重20-30%。以122m長(zhǎng)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(bào)告指出,氫能技術(shù)價(jià)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(lái)10年,氫能技術(shù)處于技術(shù)提升和市場(chǎng)培育期。但考慮到氫能成為電力系統(tǒng)中高效低成本的長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能技術(shù)以及在工業(yè)、交通領(lǐng)域應(yīng)用的潛力,在長(zhǎng)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(kāi)采 板塊與油品銷(xiāo)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(duì)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?,有望為煉化行業(yè)帶來(lái)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(chē)行業(yè)帶來(lái)巨大減排壓力,其中四分之一的人為二氧化碳排放由汽車(chē)尾氣排放發(fā)來(lái)。隨著困境變得更加嚴(yán)峻,關(guān)注點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向?qū)剂弦蕾?lài)較少的替代技術(shù),電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)革命應(yīng)運(yùn)而至,電池電動(dòng)汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)在客戶中的吸引力越來(lái)越大。在其整個(gè)生命周期內(nèi),燃料電池電動(dòng)汽車(chē)能夠減少30%的二氧化碳排放量。相比傳統(tǒng)的汽油車(chē),因?yàn)樗麄儾恍枰茉春唾Y源密集型的大型電池生產(chǎn)。在燃料儲(chǔ)存方面,燃料電池電動(dòng)汽車(chē)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(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量為700萬(wàn)輛,其中燃料電池電動(dòng)汽車(chē)占比<1%。市場(chǎng)調(diào)研估計(jì)表明,從2021年起,市場(chǎng)可能會(huì)加快步伐,最終在2026年突破30億美元這一史無(wú)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(lái)未來(lái)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(guó)內(nèi)首推的先進(jìn)制造領(lǐng)域,對(duì)于行業(yè)綠色清潔生產(chǎn)的開(kāi)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(lái)看,機(jī)器人應(yīng)用強(qiáng)調(diào)使用自動(dòng)化技術(shù)設(shè)備來(lái)取代人工重復(fù)性工作,以實(shí)現(xiàn)制造業(yè)的節(jié)能減排。通過(guò)智能化和綠色化的生產(chǎn)指揮平臺(tái),企業(yè)可以通過(guò)非物質(zhì)化生產(chǎn)來(lái)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(jì),滿足消費(fèi)者的綠色偏好和社會(huì)的ESG訴求。機(jī)器人應(yīng)用還通過(guò)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(guò)程。盡管機(jī)器人應(yīng)用會(huì)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(guò)能源消耗效應(yīng)。因此,機(jī)器人應(yīng)用可以通過(guò)優(yōu)化路線和調(diào)度系統(tǒng)升級(jí),在企業(yè)運(yùn)作的每個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)更高效和低耗的能源利用,助力企業(yè)減排。

同時(shí)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(lái)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(jì)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(dòng)態(tài)特性及其獨(dú)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(dòng)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(chǎng)需求的增長(zhǎng)和成本壓力的挑戰(zhàn)。