3.3 清潔生產

工業化生產帶來的環境污染問題僅靠末端治理(End?of?pipe treatment,EPT)的局限性日漸明顯。末端治理脫離了污染物產生的根源環節即生產系統,不考慮生產過程產生的廢物的回收和再循環利用,僅僅針對污染物排放口通過物理沉降、化學反應、生物降解等方法實現污染物排放量的削減和排放方式的介質轉移,如廢氣污染物遷移轉化到廢水中,廢水污染物遷移轉化到固體廢物中,固體廢物通過焚燒等再次轉移到大氣中等,去除一次污染物的同時還伴隨產生二次污染物,同時造成資源能源的極大浪費。

與此同時,受技術可達性和經濟可達性影響,并非所有的污染治理技術可實現污染物的全部徹底消除,如部分有機物污染物質很難通過物理化學反應甚至生物反應實現轉化,只能通過生產系統改進和優化設計和生產方案才能從根源上解決,末端治理技術的技術局限性明顯。

生態環境系統作為一個完整的系統,各種介質之間息息相關,相互影響。末端治理措施僅僅是“問題導向”,針對具體局部問題入手,對于交叉系統性環境問題則顯得力不從心,如在環境屬地管理制度下末端治理措施對區域性和全球性環境問題的解決則效果甚微甚至是治理盲區,如全球變暖、臭氧層破壞、重金屬的遷移轉化等領域可見一斑。因此,受末端治理技術適用范圍、適用對象、技術可達性以及經濟可達性等多方面因素的影響,單純依靠末端治理技術已經無法滿足日益復雜的環境污染問題,更無法支撐環境質量持續改善的戰略需求(見表3.2)。

如何有效解決生態系統自我清潔和修復機理,在消耗資源能源同時實現工業系統與生態系統的有機融合,最大限度地降低工業生產系統對生態環境系統影響的負效應,已經成為自第二次工業革命之后工業發展的新方向,即工業生態學的提出。工業生態學研究領域亟待解決的幾個關鍵科學問題:首先,工業生產系統可通過向自然降解自凈和恢復的生態系統借鑒哪些?其次,工業生產系統可借鑒哪些來自自然生態系統的廢物分解和再利用方式?最后,工業生產系統如何構建類似自然生態系統的生產系統與分解系統有機協作模式?清潔生產(Cleaner Production,CP)無疑成為實現上述目標的根本途徑和方法。

清潔生產理念的提出最早可追溯到1975年美國3M公司提出的污染預防計劃,提出通過技術和管理實現企業污染物排放量的削減和企業成本的降低,該計劃首次將環境目標和經濟成本與工業生產過程相結合,是對污染防控由傳統末端治理向源頭和過程防控的偉大嘗試,但并未形成推廣復制的理念和模式。1976年歐共體在巴黎舉行的“無廢工藝和無廢生產的國際研討會”,本次會議首次提出資源環境因素與生產過程相結合推廣模式,通過無廢工藝倡導提出生產過程在消除廢物的同時重點應識別和發現污染根本原因,從根源上消除和減少廢物的產生。1979年,歐共體通過了《關于少廢無廢工藝和廢料利用的宣言》,自此以正式文件的形式明確了清潔生產對協同優化資源能源消耗和污染防控的定位和作用。隨著清潔生產理念和實踐的不斷拓展和深化,1984年美國國會頒布實施了《資源保護和回收法——固體及有害廢物修正案》,系統提出了廢物最小化的污染防控體系。1987年,為了推進“我們共同的未來”,國際社會提出了可持續發展的概念。從理論上講,可持續發展就是在不危及滿足下代人需求的基礎上滿足當代人的需求。可持續發展真正的挑戰是如何把理論推向實踐。清潔生產提供了一種把可持續發展從理論框架推向實際行動的可操作的途徑。它不是針對全球污染問題的一種頭痛醫頭式的被動的措施,而更多的是一種預防的戰略。1989年,聯合國環境規劃署提出了“清潔生產”戰略和推廣計劃,自此世界各國紛紛就“廢物最小化”“污染預防”“無廢工藝”“源削減”“清潔技術”等不同角度開展清潔生產宣傳和實踐工作(見圖3.2)。

綜上所述,清潔生產是環境保護的重大戰略,重點解決的如下幾個方面的問題:首先,如何提高生產過程資源能源利用效率,從根源上減少和避免廢物的產生;其次,哪些方式是實現生產過程產生的廢物的再利用和再循環的最佳模式;最后,如果通過優化生產工藝過程與末端治理過程組合模式,實現工業生產系統資源能源利用效率的最大化和環境影響最小化的雙贏目標。

為了從法律層面深入和拓展清潔生產理念和實踐范圍,1990年美國頒布實施的《污染預防法》明確指出,“源削減與廢物管理和污染末端控制有著原則區別,且更盡人意”,以法律的形式確定了污染預防的法律地位,將污染預防替代以往的廢物最小化要求;同時為了全面推進污染預防理念,該法將污染預防從有害廢物拓展到各類廢物產生環節,自此美國創建了以預防為核心的環境戰略框架,實現了對基于末端治理的環境污染控制戰略和政策法律體系的重大調整。同年,為了更好地推進清潔生產,歐洲實施了污染預防活動示范項目的PRISMA計劃,并且發布實施了《PREPARE防止廢物和排放物手冊》。1992年,在巴西里約熱內盧首腦會議上,清潔生產作為推進可持續發展的重要戰略被正式提出來。《21世紀議程》把清潔生產作為重要的條款加以引用,并事實上成為了實施清潔生產的框架性指南。它同時指出了在考慮多方利益相關者和多方合作伙伴利益的基礎上,采納清潔生產的方向和重點領域。

聯合國環境署給出清潔生產的概念:清潔生產是一種新的創造性的思想,該思想將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中,以增加生態效率和減少人類及環境的風險。該定義給出了清潔生產涉及的3個領域范圍:

① 生產過程,即要求節約原材料和能源,淘汰有毒原材料,減少降低所有廢棄物的數量和毒性。

② 產品:要求減少從原材料提煉到產品最終處置的全生命周期的不利影響。

③ 服務:要求將環境因素納入設計和所提供的服務中。

2002年和2012年中國頒布并修訂了《中華人民共和國清潔生產促進法》,兩版的法律中也明確給出了清潔生產定義,該法中指出“清潔生產是指不斷采取改進設計、使用清潔的能源和原料、采用先進的工藝技術與設備、改善管理、綜合利用等措施,從源頭削減污染,提高資源利用效率,減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放,以減輕或者消除對人類健康和環境的危害”(見圖3.3)。

清潔生產遵循系統學、熱力學物質守恒和生態學基本原理,通過對原輔材料、生產工藝、技術裝備、資源能源利用方式和強度、污染物的產生、廢物循環利用、綠色產品以及清潔生產全過程管理8個方面,開展污染“低毒低害”以及減量化的源頭預防,通過廢物的循環利用實現污染過程削減,在節約資源能源消耗的同時實現生產過程污染負荷最小化以及產品綠色化生產。其根本宗旨是實現“節能、降耗、減污、增效”,作為社會生產方式的重要優化工具,清潔生產的提出,實現了環境污染監管模式由“末端治理”到“源頭和過程防控”的戰略轉移和提升,也是構建綠色產業發展模式的重要途徑和抓手(見圖3.4)。