电力特色高校开设《清洁生产》课程的必要性及实践*

2020-03-07时鹏辉

广州化工 2020年6期

时鹏辉

（上海电力大学环境与化学工程学院，上海 200090）

粗放型的经济增长模式为我国带来了诸多严重的环境问题。长期以来,我国投入了大量的人力、物力、财力进行环境污染治理,然而,实践证明,这种末端治理的方式并不能从根本上解决环境问题,必须寻求更加合理的可持续发展道路[1]。清洁生产就是国际社会在总结工业污染治理经验教训的基础上提出的一种新型污染预防和控制战略。清洁生产是将环境保护从被动反应改为主动行动的模式,由末端治理模式改为从源头进行控制,它强调要在污染物产生之前就予以削减,彻底改变了末端治理的污染控制理念。清洁生产以 “节能、降耗、减污、增效”为指导方针,通过技术革新、技术升级等手段改变企业的生产方式,使企业实现 “低消耗、高效益、少污染”的可持续发展模式。实践证明,清洁生产是实现企业社会效益、经济效益和环境效益协调发展的根本途径。电力行业是环境污染大户之一,每年向环境排放大量的废水、废气和废渣,对环境造成了很大的危害。鉴于具有电力特色的高校本科生毕业后大部分进入电力行业就业,因此,对其进行清洁生产方面的教育,使学生更加深入的理解清洁生产的内涵及方法是非常有必要的。

1 电力工业清洁生产的内涵

电力工业作为我国国民经济的基础产业,为我国的经济社会发展及人民生产、生活做出了巨大贡献。然而,燃煤发电造成的大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层破坏等环境污染问题已成为制约电力工业可持续发展的一项主要因素。长期以来,传统的先污染后治理的战略不但没有解决电力工业带来的环境污染问题,还使得其对环境造成的危害越来越严重。“十二五”期间,我国电力工业在科学发展观的指导下,以加快转变电力发展方式为主线,以保障安全、优化结构、节能减排、促进和谐为重点,着力提高电力供应安全,推进电力结构优化、努力构建安全、经济、绿色、和谐的现代电力工业体系,满足社会、经济和科学发展的电力需求,努力减小我国煤、石油、天燃气等能源在一次能源消费中的比重,进而降低单位GDP二氧化碳排放量。

2014年7月1日,《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011）开始在现役燃煤电厂实施,紧跟着京津冀地区所有的燃煤电厂就开始了特别排放限值改造,并要求2014年底完成,发改委、环保部、能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年）》,要求燃煤电厂达到燃机排放水平[2]。在此背景下,很多电厂通过采取清洁生产的措施,使得燃煤机组超低排放(比特别排放限值的要求排放还少）改造后投入运行。这些电厂采取的主要清洁生产措施包括:大力挖掘已有技术和设备潜力,同时进行辅机改造和系统优化；淘汰能耗高的老旧设备,增加节能新设备；改革旧工艺,研发并采用创新性新技术；对煤质进行优化。通过清洁生产改造,很多电厂为节约标煤、减排二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物做出了贡献。

长期以来,我国电源结构以煤电为主,这种格局在未来的长时间也不会改变,必须坚持煤电的优化发展战略,同时坚持煤炭绿色发电的模式,通过在燃煤电厂开展清洁生产措施,是解决燃煤电力行业造成环境污染问题的关键。

《中华人民共和国清洁生产促进法》中对清洁生产的定义为:清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害[3]。也就是说,清洁生产是从产品设计、能源和原料的选择、工艺改革、生产过程管理和物料内部循环利用等方面,从源头进行控制,使企业生产最终产生的污染物最少。清洁生产既包括生产过程尽量做到少污染或无污染,也包括产品本身要 “绿色环保”且报废时可以回收再利用。因此,清洁生产就是对生产过程与产品采取 “全生命周期”整体预防的可持续发展环境策略,减少或者消除它们可能会对人类或环境造成的任何危害,同时又能充分满足人类的需求,使社会经济效益达到最大化[2,4]。

和传统的末端治理不同,清洁生产强调的是 “预防”,即可持续性和防止污染物转移。根据清洁生产的定义和内容,其涵义可以总结为:清洁生产主要是以减少能源使用、降低原材料消耗、减少污染物的产生量和排放量为目标,采用先进的工艺技术和企业管理方法,尽可能多地提高资源和能源的利用水平,同时改变产品体系,更新设计观念,争取废物最少排放及将环境因素纳入服务中去的基本手段,通过排污审核发现排污部位、排污原因,并筛选消除或减少污染物的措施及产品生命周期分析的方法,达到保护人类与环境,提高企业自身的经济利益的最终目标[3]。然而,清洁生产并不是一成不变的,其最大的特点就是持续不断的改进。同时,清洁生产还是一个相对的、动态的概念,要不断的开发更加清洁的工艺技术、生产过程和清洁产品,才能不断的提高企业的清洁生产水平,进而达到可持续发展的战略要求。因此,清洁生产并没有止境,各个企业要不断跟随先进生产水平和工艺的发展,不断进行改革和发展,做到持续清洁生产,这才是清洁生产的真谛。

2 具有电力特色的学校开设《清洁生产》课程的意义及必要性

目前在大部分高校,《清洁生产》课程是环境专业的一门专业必修课,通过对清洁生产内涵及实施方法的学习,为环境专业的学生在实际工作中起到了积极的作用。但众所周知,我们所遇到的环境问题,并只靠环境学科是无法解决的。环境学科包括环境工程和环境科学,它是一门新兴的交叉边缘学科,其内容涉及了理工、文学、管理、经济、政法以及农林等多个学科。而且,环境保护工作本身就存在于国民经济的各个行业,如果得不到非环境专业人才的积极参与和自觉行动,仅仅靠环保专业人员孤军奋战,环境保护、经济的可持续发展只会是步履艰难,甚至是陷入困境。同时,从清洁生产的定义也可以看出,虽然清洁生产是基于环境污染问题提出的新思路,但最初的定义却是生态产业和生态工程中一类新型的生产方式。在产品的研发、原材料的获取、产品生产过程及产品使用过程都可以应用清洁生产的思路。

众所周知,我国电力生产主要包括火电、水电、风电和太阳能等,电力企业生产是个复杂的过程,实际生产过程中涉及热能动力、电力系统、集控运行、热控自动化、电厂化学、化学工程、燃料运输、热工自动化、电气工程,电力系统及其自动化等多个专业。具有这些专业知识的人才分布在电厂的各个部门,保证电力企业正常的生产运行。在生产运行期间,每个环节都存在 “节能、环保、减污、增效”的可能,即每个环节都具有进行清洁生产的潜力。清洁生产是对产品整个生命周期的评价,因此,清洁生产的进行需要各个部门的配合,更离不开各个部门专业人才的配合。他们虽然不是环境专业,但在企业进行清洁生产过程中,起着至关重要的作用,况且,清洁生产本来就不只是企业环保部门的事情,而是涉及到企业的各个部门。如果能使这些分布在各个部门的专业人才对清洁生产有深入的认识,且具有开展清洁生产工作的技术水平；能结合清洁生产技术,在各自负责的技术岗位开展清洁生产活动,不但可以很好的配合环境专业的进行清洁生产工作,还能从更深层次找出企业可进行清洁生产的环节。化工专业的人才在电厂中起到举足轻重的作用,电厂生产过程中的设备放大,传热计算,数据模拟等都需要化工专业的人才。化工专业的人才掌握清洁生产知识是非常有必要的,比如在传热计算方面,在掌握清洁生产的前提下,以清洁生产的相关知识理念,增大传热系数,提高传热效率,使电厂生产达到 “节能、降耗、减污、增效”的清洁生产理念,这样看来,化工专业对清洁生产知识的掌握是非常有必要的。非环境专业的一线生产者,特别是技术人员能掌握清洁生产技术,将大大提高清洁生产的效率,加快清洁生产的步伐,促使企业尽快走上可持续发展的道路。因此,一些非环境专业,如电力、食品、钢铁、能源、冶金、化工、造纸等工科专业都可以根据自身专业的特点,设置与本专业相符合的《清洁生产》课程[5]。

3 我校开设《清洁生产》课程的实践

上海电力大学是中央与上海市共建、以上海市管理为主的,具有电力特色的全日制普通高等院校。以 “立足电力、立足应用、立足一线”为办学方针,以 “务实致用,明理致远”为办学理念,以 “高质量、有特色”为目标,实行多层次、多规格、多形式办学,坚持面向电力生产和现代化经济建设第一线,培养基础理论扎实,实践能力强的高等工程技术人才。

根据学校特色和《清洁生产》教学大纲的要求,我们改进了教学的学时配置,将教学过程分为基础理论教学、案例教学和实践教学三部分；基础理论教学大约占总学时数的60%,案例教学和实践教学分别占20%。

(1）基础理论教学方面

在基础理论教学方面,使学生掌握清洁生产的主要理论和基本实施过程,树立清洁生产观念,初步具有清洁生产实施、评估能力。在教学过程中,对电力企业的生产现状及工艺进行详细介绍,引导学生发掘出电力企业可能存在的污染点及污染物,从清洁生产八大方面入手,提出相应的解决方案,引导学生对清洁生产审核方法的思考与应用。采用多媒体课堂讲授,学生和老师在课前、课后及上课过程中都可以通过学习通网络课程平台随时查看,激发了学生学习的主动性。比如,在色谱的章节当中,我们收集了从最开始俄国植物学家Tsweet(提出色谱的概念）,到Martin(分配色谱法）、Van Deemter(提出速率理论）以及Huber(高效液相色谱法）的光辉事迹,并阐述了色谱法在类胡萝卜素化学、超铀元素的发现、核糖核酸化学酶结构的研究等近20项诺贝尔化学、生理学和医学奖项中起到的突出作用。