甘蔗糖业  2011 Issue (1): 53-56   PDF    
实现甘蔗制糖产业科学发展的生态工业模式
梁洪    
贵港国家生态工业(制糖)示范园区项目领导小组办公室, 广西贵港 537100
摘要:甘蔗制糖产业是高污染的传统产业,环境保护与产业发展的矛盾日益突出,环境问题已成为制约传统产业发展的重要因素。我们运用循环经济理念以及工业生态学的原理对甘蔗制糖产业进行生态化改造,推动产业升级,拓展产业链,全面提高工业污染防治技术水平,实现由"资源—产品—污染物排放"传统经济的发展方式,向"资源—产品—再生资源"的循环经济发展方式转变,促进甘蔗制糖产业科学发展。本文主要介绍贵港生态工业模式的主要做法及其绩效。
关键词工业污染     产业生态化     循环经济    
Cane Sugar Industry to Achieve Scientific Development of Eco-industrial Model
LIANG Hong    
Group Office of Guigang National Eco-industrial(Sugar) Demonstration Project.Guigang, Guangxi 537100
Abstract: The cane sugar Industry is a highly polluting traditional industry. Contradictions between environmental protection and industrial development have become increasingly prominent. Environmental issues have become an important restricting factor in the development of traditional industries. Therefore, it is necessary to use the concept of circular economy and industrial ecology principles, to make ecological transformation of cane sugar industry, to promote industrial upgrading, to expand industrial chain, and to comprehensively improve the level of industrial pollution control technology. So that, the economical development can be changed from the traditional mode of "Resources-Products-Emissions" to the circular pattern of "Resources-Products-Renewable Resources", and scientific development of the cane sugar industry can be promoted. This paper mainly introduces the measures and achievements of Eco-industrial Model in Guigang.
Key words: Industrial pollution     Transformation of industrial ecology     Circular economy    

广西贵港市是一个经济欠发达地区,全市主要 的工业以制糖、造纸、酒精、水泥、淀粉、化工等 高污染的传统产业为主,工业装备落后,技术水平 低,工业基础薄弱,治理工业污染的历史欠账多, 结构性污染和区域性污染已成为制约贵港市社会经 济发展的主要因素。贵港市有 100 多万人从事与甘 蔗制糖产业及其辐射带动产业相关的活动,50 多年 来甘蔗制糖产业一直是贵港市的特色经济和支柱产 业, 对贵港市社会经济的发展有着举足轻重的作用。

我国加入 WTO 以后,在高度市场化的冲击下, 如何保持甘蔗制糖产业的健康发展是贵港市需要解 决的一大课题。因此,贵港市对甘蔗制糖产业进行 研究分析,总结得出制约该产业生存和发展的 5 大 主要因素:①制糖技术装备相对落后,劳动生产率 低;②原料甘蔗生产集约化程度低,甘蔗单产及蔗 糖分低;③结构性和区域性污染严重;④产品深加 工不足;⑤甘蔗种植业隐藏着巨大风险。为此,贵 港市对甘蔗制糖产业原有规模和产业结构进行调 整、改造和优化重组,运用循环经济理念和工业生 态学原理,模拟自然生态系统建立甘蔗制糖产业系 统中的“生产者—消费者—分解者”生态产业链,实现物质闭环流动和能源的梯级利用,为我国甘蔗 制糖产业的科学发展探索出解决结构性和区域性污 染的生态工业模式——“贵港模式” 。

1 贵港生态工业模式的主要做法
1.1 开展生态工业园区规划设计

生态工业是依据循环经济理念和工业生态学原 理而设计的一种新型工业组织形式,我们以中国环 境科学研究院为技术依托,对贵港市甘蔗制糖产业 进行生态工业规划设计,在广西贵糖集团原有甘蔗 制糖—废糖蜜制酒精—酒精废液制有机复混肥和甘 蔗制糖—蔗渣造纸—制浆黑液碱回收 2 条主线工业 生态链的基础上重新规划设计为 6 个系统。

1.1.1 蔗田系统

建设现代化甘蔗园,通过推广良种良法和蔗田 水利设施建设,向园区提供高产、高糖、安全、稳 定的甘蔗原料,保障生态工业园区制造系统有充足 的原料供应。

1.1.2 制糖系统

通过制糖新工艺技术改造、低聚果糖生物工程 等补链项目的建设,生产出高品质的精制糖以及高 附加值的有机糖、低聚果糖等产品。

1.1.3 酒精系统

以甘蔗制糖副产品废糖蜜为原料,通过能源酒 精、酵母精生物工程的建设,提高传统产品的科技 含量及产品效益。

1.1.4 造纸系统

以甘蔗制糖过程产生的固体废物蔗渣为原料, 通过绿色制浆工程,羧甲基纤维素钠工程等项目的 建设,进一步扩大制浆造纸的生产规模,生产出高 品质的生活用纸、高级文化用纸以及高附加值的羧 甲基纤维素钠等产品。

1.1.5 热电联产系统

通过利用甘蔗制糖过程产生的固体废物——蔗 髓替代部分化石燃料进行热电联产,减少原煤的消 耗,削减 SO2排放。同时通过热电联供向制糖系统、 酒精系统、造纸系统以及其它辅助系统提供生产所 必需的电力和热力,为园区生产系统提供低成本的 能源。

1.1.6 环境综合处理系统

通过废水处理、中水回用、锅炉除尘脱硫以及 其他综合利用项目的配套建设,为园区制造系统提 供环境服务。

1.2 建设重点支撑项目促进园区经济发展

通过建设重点支撑项目,进一步丰富、延伸、 拓展贵港市现有的甘蔗制糖产业链的网状结构,实 现产品结构的多样性,提高产品的科技含量和附加 值,增强贵港市制糖产业的市场竞争力以及抵御市 场风险能力。通过建设现代化甘蔗园工程、生活用 纸扩建工程、低聚果糖生物工程、能源酒精技改工 程、绿色制浆工程、热电联产技改工程、有机糖技 改工程、清污分流清水回用节水工程、制糖新工艺 改造工程、酵母精生物工程、羧甲基纤维素钠工程, 充分高效地利用上游生产过程产生的副产品和废弃 物进行系统集成,实现甘蔗制糖、蔗渣造纸、废糖 蜜制酒精的传统产品向高附加值的精制糖、低聚果 糖、有机糖、羧甲基纤维素钠、酵母精等产品的转 变,推动产品升级换代,提高产品的经济效益,促 进园区经济又好又快发展。

1.3 制定出台发展甘蔗生产扶持政策

现代化甘蔗园作为贵港国家生态工业(制糖) 示范园区 2 条主线生态工业链的始发端,关系到整 个生态工业示范园区建设的成败。因此,贵港市把 现代化甘蔗园建设作为调整农业产业结构、增加农 民收入的一项重要措施来抓,制定出台了“关于发 展蔗糖生产若干问题的决定” , 引导农民种植原料甘 蔗,鼓励制糖企业在机耕、蔗种、化肥、地膜等方 面给种甘蔗农民一定的扶持,大力发展甘蔗生产, 为生态工业园区制造系统提供原料保障。

1.4 用清洁生产技术改造传统产业

造纸产业是导致贵港市结构性和区域性污染的 第一大污染源,园区通过对该产业开展清洁生产审 计, 确定需要采用清洁生产技术改造的工艺及设备, 实施清洁生产技术改造,从生产工艺源头削减工业 污染。例如:引进国外先进的压力除节机、压力筛 设备提高纸浆筛选效率, 减少 30%纸浆筛选用水量; 采用外流式压力筛工艺改造原有的 CX 筛工艺,降 低物耗,减少物料流失造成的污染;采用无氯少氯 的纸浆漂白工艺替代传统的纸浆 CEH 三段漂白工 艺,大幅度地削减有机卤化物的产生量,实行绿色 制浆造纸,彻底解决有机卤化物的污染问题,实现 工业污染防治由末端治理向生产过程控制的转变。

1.5 盘活闲置资产提高产品质量

贵港市辖区内有 5 家甘蔗制糖厂,其中 2 家糖 厂政策性破产,通过盘活这 2 家破产糖厂的闲置资产, 由园区核心企业贵糖集团收购这 2 家破产糖厂, 将其中一家改造为田间糖厂,田间糖厂生产出粗糖 后,由精炼糖厂加工成精制糖,提高制糖产品质量, 开创我国二步法制糖工艺的成功先例。

1.6 通过调整制糖产品结构变污染负效益为产品正效益

贵港市在盘活破产糖厂资产的基础上,通过调 整产品结构,实行制糖副产品的集中处理和综合利 用。 通过 “田间糖厂+精炼糖厂” 的二步法制糖模式, 采用“亚硫酸法+碳酸法”制糖工艺,增加产品附加 值,在提高产品经济效益的同时,大幅度地减少一 步法制糖滤泥的产生量。亚硫酸法制糖工艺产生的 滤泥富含农作物生长所需要的氮磷钾营养元素,有 机质含量高达 40%以上,将滤泥转变成为优质有机 肥产品,变滤泥污染负效益为有机肥产品正效益。

2 贵港生态工业模式产生的绩效
2.1 社会效应

贵港国家生态工业示范园区是全国第一个批准 创建的循环经济园区,园区自 2001 年批准成立以 来,据不完全统计,全国各省市自治区的人大、政 府、政协、发改委、环保局、经济技术开发区、高 新技术开发区、科研机构以及大专院校等 100 多个 单位到贵港市参观考察学习,贵港生态工业模式已 成为全国落实科学发展观,转变经济增长方式,走 新型工业化道路,建设资源节约型和环境友好型社 会、建设生态文明的亮点,吸引了联合国环境规划 署、欧盟、东盟以及美国、法国的官员、专家学者 到贵港市参观访问,国外的一些知名大学如美国耶 鲁大学、法国特鲁瓦工程技术大学、加拿大达尔胡 西大学等把贵港生态工业模式列入教学内容。贵港 生态工业模式引起了国内外广泛关注,并产生了巨 大的社会反响。

2.2 节能减排绩效

贵港国家生态工业(制糖)示范园区成立以来, 已完成年产 3 万 t 生活用纸扩建工程、日产 180 t 浆 绿色制浆工程、蔗髓热电联产技改工程、清污分流 清水回用节水工程、制糖新工艺改造工程、蔗渣喷 淋废水厌氧生物处理工程、工业综合废水好氧生物 处理工程、工业锅炉烟气脱硫减排工程、冷却水循 环利用工程、沼气替代天然气用于造纸生产技改工 程等 10 多个主要补链项目的建设, 累计投入资金约 5.869 亿元,这些补链项目的建成投产,丰富、延伸 和拓展园区的生态工业链网,进一步治理园区的结 构性污染,为解决贵港区域性污染搭建有效平台, 促进了园区的节能减排工作,使生态工业园区在取 得良好的经济效益和社会效益的同时,也取得了显 著的环境效益。园区利用制糖系统产生的蔗髓替代 燃煤进行热电联产,利用环境综合处理系统产生的 生物能源沼气替代燃煤和天然气进行轻质碳酸钙和 造纸生产,年节省标准煤 3.9 万 t,每年削减主要污 染物排放:COD 2.71 万 t,SO2 1.21 万 t,CO2 9.36 万 t,SS 2.8 万 t,固体废弃物处置量 35.87 万 t,工 业重复用水量 6514 万 t,园区的节能减排减碳工作 取得显著绩效。

3 贵港生态工业模式的成功实践与启示

(1)贵港生态工业模式设计的 6 个系统,构成 了贵港市甘蔗制糖产业系统中的生产者——蔗田系 统、消费者——制糖系统和分解者——酒精系统、 造纸系统、热电联产系统、环境综合处理系统的工 业共生体系,各系统分别有产品产出,各系统之间 通过中间产品和废弃物的交换而互相衔接,将废弃 物消除或削减于生产工艺过程中,从而形成一个比 较完善和闭合的生态工业链网,使园区内资源得到 最佳配置,废弃物得到资源化利用,达到经济效益 的最大化和工业污染的最小化的目的,有效地解决 制糖产业结构性和区域性污染问题。

(2)在全球经济一体化,尤其是在国际金融危 机的影响下,我国的制糖产业曾经受到前所未有的 巨大冲击,食糖价格由 2007 年的 4150 元/t,一路下 跌至 2008 年的 2650 元/t,制糖企业普遍出现亏损。 在当时这样的大环境下,贵港生态工业园区仍然一 枝独秀,工业总产值同比增长 6.3 %,工业增加值同 比增长 14.28%,利税同比增长 3.48 %,实现经济效 益、社会效益和环境效益多赢。

贵港生态工业模式在国际金融危机的影响下, 之所以能够有效地化解市场风险,其主要原因在于 园区产业链不断得到丰富、延伸和拓展,实现了产 品结构的多样性,提高了产品质量和产品附加值, 甘蔗制糖工业产值与综合利用产值的比例由过去的 6:4 调整为 3:7,园区综合利用产值及其产生的经济 效益大大地超过了制糖主产业,从而提升产品的市 场竞争力,增强园区抵御市场风险能力。

(3)通过发挥“小循环、中循环和大循环”的 作用,开展园区企业内部废物综合利用的小循环,园区成员企业间废物交换的中循环以及废物资源在 贵港区域的资源化利用的大循环,促进企业间的协 调发展,有效地整合区域资源,促使区域资源增值, 变废弃物污染负效益为资源正效益,不但实现资源 利用效率的最大化,而且提高资源生产率。

(4) 贵港生态工业模式通过内部废弃物的合理 流动和外部废弃物的有效交换,进一步拓展延伸园 区原有的主线生态工业链网,在甘蔗制糖—废糖蜜 制酒精—酒精废液制有机复混肥、甘蔗制糖—蔗渣 造纸—制浆黑液碱回收 2 条主线生态工业链的基础 上,经过多年的努力,分别建成造纸中段废水—回 收纤维—中水—锅炉除尘脱硫冲灰用水、造纸白水 —回收纤维—中水—制浆用水、碱回收白泥—电厂 烟气脱硫—脱硫石膏—水泥厂原料、酒精发酵—二 氧化碳—轻质碳酸钙、湿法堆垛蔗渣喷淋废水—厌 氧生物处理—沼气—轻质碳酸钙、生活用纸替代能 源、综合废水—好氧生物处理—中水回用、煮糖抽 真空喷淋水—石灰窑和造纸用水、发电冷却水—造 纸用水、酒精蒸馏冷却水—造纸纸用水等副线生态 工业链。这些生态工业链网的建成,不仅促进不同 产业的横向耦合,推动相关产业的协调发展,而且 向社会提供更多的就业岗位。

例如:园区核心企业贵糖集团,如果只是单一 的制糖生产,日榨甘蔗 10000 t 规模的糖厂,只需 800 人就能够满足生产的用工要求。然而贵糖通过 产业耦合进行造纸、酒精、轻质碳酸钙、有机复混 肥生产, 按照目前的生产规模计算, 就需要增加 3000 人才能够满足生产的用工需求,贵糖通过产业耦合 的方式,向社会提供的就业岗位增加了 3.75 倍。由 此可见, 生态工业形成的产业耦合是增加就业岗位, 解决民生问题的有效途径。

(5) 贵港生态工业模式通过利用甘蔗制糖过程 产生的固体废物——蔗髓替代部分化石能源进行热 电联产,减少原煤的消耗,削减 CO2、SO2排放, 同时通过热电联供向制糖系统、酒精系统、造纸系 统以及其他辅助系统提供生产所必需的电力和热 力,为园区生产系统提供低碳能源。园区利用湿法 堆垛蔗渣喷淋废水厌氧生物处理系统产生的生物能 源——沼气替代燃煤、天然气进行轻质碳酸钙和造 纸生产,实现化石能源生产方式向再生能源生产方 式转变。实践证明贵港生态工业模式是实现甘蔗制 糖产业科学发展的必然选择,是转变经济发展方式 的有效平台,是推动贵港市高碳经济增长方式向低 碳经济增长方式转变的重要载体。

(6)贵港生态工业模式通过废物利用技术、能 源梯级利用技术以及低碳技术的开发应用,促进了 园区内部废弃物的合理流动和外部废弃物的有效交 换,进一步拓展延伸园区主线工业生态链,构建贵 港市产业生态链网,实现甘蔗→制糖→蔗渣造纸→ 制浆黑液碱回收→碱回收白泥→电厂烟气脱硫→脱 硫石膏→水泥厂原料的循环经济发展方式转变,对 促进贵港市制糖、造纸、电力、建材等产业的可持 续发展,对建设资源节约型、环境友好型和低碳社 会具有重要的现实意义。

4 贵港生态工业模式下一步工作设想

下一步工作设想是以贵港国家生态工业园区建 设为切入点,通过利用生态工业链接技术、清洁生 产技术、信息技术、废物再生和废物利用技术、能 源梯级利用技术对贵港市的主要工业产业进行物质 集成、能量集成、水系统集成和信息集成,推动贵 港市的钢铁、汽车、热电、建材、制药、纺织、化 工等产业进行生态化改造,构建贵港市生态产业链 网,促进产业转型升级,实现区域资源共享和循环 利用,逐步形成以生态工业为核心的紧密型的循环 经济产业格局,创建复合实体共生与自主实体共生 相结合的开放式的生态工业园区。

(本篇责任编校:朱涤荃)