以循环理念发展生态化学工业
——访*工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长金涌
近年来，由于城市化速度加快，*经济面临资源能源受到制约、环境污染严重、对外依存度过高、科技贡献率过低等一系列问题。如何改变*经济的粗放式增长模式，建立可持续发展的经济体系？*工程院院士、清华大学化工科学与技术研究院院长金涌*提出了生态工业概念。他认为，确立循环理念、发展生态工业是实现可持续发展的必由之路。记者就此话题采访了金涌先生。
发展生态工业是惠及子孙的大事业
记者：金院士，您是什么时候开始关注循环经济的？循环经济的内涵是什么？
金涌：上世纪90年代末我就开始注意到，我国的经济在经过了20多年的高速发展后，已经出现了一些亟待解决的问题，严重的环境污染和资源能源的匮乏正在制约*经济的可持续发展。于是，我产生了这样的疑问：GDP每年增长10%的速度还能持续多久？在与国际学术界交流的过程中，部分学者提出了“生态经济”的概念，并且在前教委副主任、*社会科学院副院长滕藤的倡议下，成立了*生态经济学会，研究生态与发展的关系问题。同时，*生态经济学会下面还成立了一个二级学会——生态工业经济与技术专委会，我担任该专委会的主任。传统意义上的工业与生态是水火不相容的，如何用生态理念去指导工业的健康发展是个大课题。我从清华大学化学系退休以后，就把精力全部转移到研究“生态经济”上来了。
生态经济其实与国外提出的循环经济是一回事，都是用生态的方法去指导开发工业技术。循环经济也称为资源闭环利用型经济，在保持生产扩大和经济增长的同时，通过建立“资源→生产→产品→消费→废弃物再资源化”的全生命周期清洁闭环流动模式，才能既提高人民生活质量，又避免由于无节制开发所导致的自然生态的破坏。
循环是自然界的一个重要规律。物质在自然界是循环利用的，它们既是原料又是产品，其角色不断变化而物质*生生不息，多少亿年没有出现资源匮乏问题。人类的工业社会违反了这个规律，形成一个单向的发展模式，这样的发展是不能持久的。循环经济是解决我国持续高速发展与资源、能源、环境矛盾的关键所在。我们借鉴国外的经验，建立起自己的“生态工业工程”实验室。*个试验区在鲁北无棣县，我们把它的物流、能流、信息流重新整合，使之结构更紧密，形式与丹麦科伦堡工业园区相似，但内容与之完全不同。国家环保总局把我们的实验成果报到联合国，被称为“*模式”。
建设生态化工应该遵循的原则
记者：您认为建立循环经济体系，实现可持续发展需要坚持哪些原则？
金涌：生态工业技术的开发应该遵循四个原则，分别是：进化替代原则、减量化原则、再利用原则、再资源化原则。
进化替代原则*生动的个案就是解决白色污染。早期对付白色污染的技术是在塑料制品中加入大量淀粉、纤维素，塑料制品在废弃时会分散成小颗粒。其后，采用发酵法生产乳酸、聚乳酸可降解塑料的方法问世了，而现在的*新技术是采用细胞培养法在转基因大肠杆菌内生成可代谢塑料——聚羟基丁酸酯（PHB），用来制造人造血管、骨钉、缝线。
减量化原则注重将产品灵巧化，根据消费的功能需求来优化产品结构，开发出性能更好、更加“灵巧”的产品或技术，以此减少资源和能源的消耗。如果能够开发出根据植物对氮磷钾的需求数量和时间的不同而分别释放的“灵巧化肥”，则可以大大提高化肥的利用率，从而减少化肥使用量，实现每年节约几百亿元的设想。在减量化原则中，要遵循物质转化中低物耗、低能耗工艺优先的原则，使资源的利用率达到*高。
再利用原则指的是重要元素在工业系统中的循环代谢。如通过化学加工，将副产物分解进行资源循环利用。
再资源化原则是针对废弃物的回收利用而言。纸张、轮胎、废家电、汽车的再资源化，是循环经济的重要内容之一。如每吨再生纸可节约512千瓦时电、4立方米木材、250吨水；轮胎翻新率在我国是4％，发达国家15％以上，其中载重胎达7～8次，每翻新一条轮胎节约70％橡胶资源。从产品设计开始考虑再资源化，直至回收、分拣环节。所以一个生态消费机制和“静脉产业”的建设是*重要的，“谁制造，谁分解；谁销售，谁回收；谁污染，谁治理”等理念的推进是*必要的。
发展生态化工必须依靠先进技术
记者：去年底，您成为*大学教授中*个获得美国化学工程师协会（AICE）年会大奖的学者，这无疑是对您倡导的生态理念的一个肯定。在这个理念的指引下，您做了哪些工作？
金涌：应该说这个奖不是给我个人的，而是对清华大学化学系这些年所做工作的承认。上个世纪70年代我参与了清华大学化学系绿色化学反应工程实验室建设，退休前我主要在这个实验室担任主任。这个实验室现在有60多名研究生，12个教授、副教授，博士后有七八位，研究集体总共100人左右。实验室的主要工作是做化工行业比较核心的装置——化学反应器的研究，研究化学反应器在什么条件下、什么结构下能够得到*佳的反应结果。其中一项比较难的部分，叫做“多相反应工程”，这是非常复杂的大系统，牵涉到流体力学、动力学、热力学，还有优化的问题。从数学角度讲，它是非线性的、很复杂的一个过程。
除此之外，我们还利用所掌握的知识、原理和研究成果，做了大量的工程开发工作，有效地提升了现有产业的技术水平。我们开发的反应工程技术在国内某些行业居*地位，市场占有率非常高。比如，近一两年国内建了若干个异氰酸酯生产厂，异氰酸酯的重要原料就是苯胺，现在多数的苯胺厂都是我设计的，其中一个*大的反应器直径达9米、高40米，年产5万吨至10万吨，技术在国内属于*水平。同样的厂全国共建了8家，都是用我们的技术、*、软件和图纸。比如我们推出了水性涂料醋酸乙烯项目，现在国内有十几个厂；还有丙烯腈反应器的设计，和吉化合作设计的有机硅反应器，以及推广三聚氰胺技术，已经产生了效益。我将在4月初由*化工报主办的“首届三聚氰胺技术开发与应用推进峰会”上，就该技术作进一步解读。我们开发的类似工艺大概有十几个，都在技术革新、技术进步上取得了成绩，我们这个实验室因此得到了多项国家的发明奖、科技进步奖以及各种部级奖。
我们还积极参与了有关国家政策问题的研究。比如关于能源进口问题。根据“十一五”规划的要求，去年我国万元GDP能耗指标应比上年降低4%，前半年执行情况实际上不降反升，引起较大的轰动。为什么会是这样？经过调查，我们提出了“隐性能源出口”的观点。国外有些人说：“*把能源都消费了，造成*能源紧缺。”我们的一个研究生认真研究了国内的各种年鉴后得出结论，*能源进出口实际是平衡的。原因就在于，*出口的很多产品都是高耗能产品，如焦炭、铝锭以及硅产品等，这就是我们提出“隐性能源出口”的依据。再比如，二氧化碳贸易是我们关注的一个焦点问题，应该作深入分析。二氧化碳减排是*大潮流，*终二氧化碳的排放量要趋同于*人均水平的2吨上下。于是有些排放量大的发达国家要买我们的二氧化碳指标，这样一来他排放的二氧化碳就算在你的名下了。也许现在你卖给他价格很低，可是将来你发展工业需要排放二氧化碳时就要受到限制，会影响我们的经济建设。
简介
金涌，清华大学化学工程系教授、化工科学与技术研究院院长，*工程院院士。现任*化工学会和*颗粒学会常务理事、*生态经济学会副理事长、工业生态经济与技术专业委员会主任、国务院学位委员会化工学科评议组召集人。
长期从事化学工程研究与技术创新开发工作。主要研究方向有：高速流态化的多相流体力学、传热、传质、反应动力学、数模以及反应器分析、设计和开发；清洁化工工艺，包括气－液－固、液－固循环床合成反应、移动床重整等；化工反应－反应和反应－分离过程耦合；粉体技术，包括超细粉合成、包涂改性、干燥、掺混和气力输送等；生态工业工程与工业生态园区规划。在国内外重要期刊及会议上发表论文350余篇，其中SCI收录138篇；申请*20多项，用于工业过程的改造与开发，获重大效益。