低碳经济时代的纺织印染工业
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低碳经济时代的纺织印染工业. The Textile Finishing Industry in Low-carbon Economy Era. 沈安京 副院长 教授级高工 上海市纺织科学研究院. 2009.05.14 上海市科技情报所. 提 纲. 后危机时期的全球格局 — 后危机时期的全球格局 — 五大趋势特征 — 八大技术经济展望 什么是低碳经济 什么是低碳经济 低碳经济概念 的提出 环境库兹涅茨曲线( EKC ) 什么是碳足迹 ( Carbon Footprint) — 新的纺织技术壁垒 低碳经济的纺织印染适用技术和 高科技纺织品

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低碳经济时代的纺织印染工业

The Textile Finishing Industry in Low-carbon Economy Era

沈安京副院长 教授级高工

上海市纺织科学研究院

2009.05.14 上海市科技情报所


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提 纲

  • 后危机时期的全球格局

    —后危机时期的全球格局—五大趋势特征—八大技术经济展望

  • 什么是低碳经济

    • 什么是低碳经济

    • 低碳经济概念的提出

    • 环境库兹涅茨曲线(EKC)

    • 什么是碳足迹(Carbon Footprint) —新的纺织技术壁垒

  • 低碳经济的纺织印染适用技术和高科技纺织品

    • 中国纺织工业面临低碳考验

    • 纺织低碳生产原则

    • 从供应链理念分析低碳纺织技术解决方案

  • - 26项纺织印染减少WEC(废水、能耗和化学品)技术

  • 总 结

    粗放发展模式的终结和现代纺织模式的打造


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后危机时期的全球格局

欧盟:主权债务危机暂解,经济增长乏力,减赤道路维艰。

(Global Situation of Post CriticsEra )

俄罗斯:新兴经济体

美国:经济复苏虽初见端倪,但经济前景不确定, 高失业率, 房市低迷, 巨额财赤和政策短板,使美国经济复苏举步维艰。

中国:以中国为首的新兴经济体已成为世界经济的火车头,并拉动德国等西方国家经济走向复苏。

韩国、新加坡,香港和台湾地区等:新兴经济体

后危机时期,世界经济与贸易将呈现由发达国家和以金砖四国为代表的新兴经济体共同主导的格局,且新兴经济体在全球经济增长中的作用更加突出,西方跨国公司仍主导世界投资的发展,但新兴经济体的崛起正在改变这种格局。 。

日本:经济低迷长达20年

澳洲:欧洲财政问题或致澳洲经济下行

巴西:新兴经济体

印度:新兴经济体


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后危机时期的全球格局

  • 新世纪往往在十年后才现出轮廓

    —1914年第一次世界大战引发各国革命、推翻帝制、孕育了美国这个新的世界强国之后,……

    — 21世纪的序幕在2010年才刚刚拉开

    • “500年西方统治进入最后阶段”

      —英国《金融时报》:《全球力量格局向东倾斜的10年》

    • 地缘政治争端让位于全球性问题

      — 气候变化就是最具代表性的全球性危机,谁也逃不过这一危机的挑战。这一问题要求全世界各国协调合作,牺牲自己的部分利益,以赢取全人类的共同未来。

    • 世界经济格局转型必将坎坷

      — 西方发达国消费者肆意挥霍大笔买单,发展中国家人民勤俭节约,努力赚取美元,这个曾经是推动世界经济发展的模式现在已经证明,这是一种脆弱而错误的“危险关系”。

      —发达国家需求不振,欧盟主权债务危机 ,那些家庭负债过度及银行系统崩溃的国家尤为如此(PIGS,笨猪四国)。各国政府更难增加借贷以刺激消费。

      —新兴经济大国面临着相反的问题:各国政府选择、或被迫长期实施过于宽松的金融政策,造成了资产泡沫及其他经济扭曲的危险。

      —贸易保护主义抬头


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后危机时期的五大趋势特征

第一,世界经济逐步进入复苏轨道。预测数字已经与危机前的世界经济增速相当。

第二,世界经济、金融、贸易格局发生变迁。特别是以中国为代表的新兴经济体在危机中强势崛起(2009年中国出口总额超过德国居全球第一,GDP总量距世界第二的日本仅一步之遥,2009年上海证券市场交易额居全球第三) 。

第三,世界新技术革命蓬勃兴起。应对全球气候变化,美国、德国、英国、日本、俄罗斯等均在大力发展低碳经济和绿色经济,开展新能源革命,努力抢占经济和科技制高点。新能源、节能环保、信息产业将成为引领全球新一轮产业升级的主导产业。

第四,国际能源资源价格持续大幅上涨、高位波动。石油、黄金、铜、棉花等大宗商品价格上涨趋势仍然没有停止,中国面临的输入型通胀压力将逐步加大。

第五,国际贸易保护主义再度兴起。


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后危机时期的八大技术经济展望

  • 新一波中国企业国际化浪潮兴起  

  • 追求城镇的和谐化发展

  • 低碳技术的开发、推广和应用

  • 绿色IT受到关注

  • 网络消费持续膨胀

  • 物联网起航  

  • 3G市场全面启动  

  • 云计算应用逐步走向成熟


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什么是低碳经济——温室效应


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什么是低碳经济——工业革命以来全球地表温度变化

  • 近100年来北极温度上升速度两倍于全球平均温度上升速度  

  • 北极海冰面积每10年缩小2.7%

  • 北极冻土层顶部温度上升3℃,冻土覆盖最大面积缩小7%

  • 北美、南美东部、欧洲北部、亚洲北部和中部降水增加;

  • 撒哈拉、地中海、非洲南部、亚洲南部部分地区降水减少

  • 南、北半球中纬度西风加强  

  • 热带、亚热带干旱更强更长  

  • 近50年强降水频率上升

  • 近50年极端温度大范围变化,热昼、热夜和热浪频繁

  • 近40年热带气旋强度增大,强台风从20%增加到35%


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什么是低碳经济

工业革命(1751)以来全球温室气体排放趋势


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爱珲

伊春

哈尔滨

张家口

大同

忻州

朔州

三门峡市

临汾

商洛

西安

(江油、北川)绵阳

成都

西昌

雅安

攀枝花

(巍山)大理

昆明

腾冲

中国人口分布:爱珲-腾冲线(胡焕庸线)

爱珲

爱珲

伊春

哈尔滨

张家口

我国东半部面积占全国的42.9%,而人口要占全国人口的94.4%。

大同

忻州

朔州

三门峡市

太原

临汾

商洛

我国西半部面积占全国的57.1%,而人口仅占全国人口的5.6%。

西安

(江油、北川)绵阳

中国人口分布:爱珲-腾冲线(胡焕庸线)

汉中

成都

西昌

雅安

攀枝花

(巍山)大理

昆明

腾冲

腾冲

腾冲

腾冲

腾冲

腾冲

腾冲

腾冲


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中国的酸雨分布:占我国国土面积的30%


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我国沿海遥感图


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(碳排放增量导致)地球气候变暖

  • 气候变化是21世纪人类共同面对的最大挑战和威胁

  • 目前的科学研究表明,至2050年,大气中CO2含量应低于400ppm,才有可能将地球温度上升控制在2℃内


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世界又热又挤-中国

人口爆炸性增长、无节制开发和环境污染导致生物多样性消失

我国1/3国土下酸雨,70%城市缺水


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世界又热又挤-印度


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世界又热又挤-印度


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世界又热又挤-伊朗德黑兰


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低碳经济概念的提出(1)

漫长艰难的历程:

温室气体-《联合国气候变化框架公约》-《京都协议书》 -《我们能源的未来:创建低碳经济》- 《巴厘岛路线图》- 《哥本哈根世界气候峰会》

  • 1992年的《联合国气候变化框架公约》

  • 1997年的《京都协议书》。要求各国“承担共同但有区别的责任”,设计了3个灵活机制[联合履行(JI)、排放贸易(CT)和清洁发展机制(CDMA)]

  • 2003年的英国能源白皮书第一次提出《我们能源的未来:创建低碳经济》

  • 2006年,前世界银行首席经济学家尼古拉斯•斯特恩牵头做出的《斯特恩报告》指出,全球以每年GDP1%的投入,可以避免将来每年GDP5%—20%的损失,呼吁全球向低碳经济转型。


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低碳经济概念的提出(2)

  • 2007年7月,美国参议院提出了《低碳经济法案》,表明低碳经济的发展道路有望成为美国未来的重要战略选择。

  • 2007年12月,联合国气候变化大会在印尼巴厘岛举行,提出“巴厘岛路线图” ,要求发达国家在2020年前将温室气体减排25%至40%。

  • 2008年7月,G8峰会上八国表示将寻求与《联合国气候变化框架公约》的其他签约方一道共同达成到2050年把全球温室气体排放减少50%的长期目标

  • 2008年底,英国标准协会、节碳基金和英国环境、食品与农村事务部联合发布了新标准 PAS 2050《产品与服务生命周期温室气体排放评估规范》。在公司产品上注明了“碳标识”。


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低碳经济概念的提出(3)

  • 2009年12月在丹麦-哥本哈根召开气候峰会,192国参加,90多个国家110位领导人,共有16万代表:温室气体排放的全球框架取代2012年到期的“京都议定书”(1997年)

  • 2009年11月26日中美同时宣布减排计划。

  • 中国:2020年单位GDP减排40%-45%(2005)。

  • 美国奥巴马“以个人名义”承诺10年内减少17%,

  • 此前:挪威2020比1990减少40%,欧盟20%-30%;日本、俄罗斯25%。

  • 2010年比1990年减排二氧化碳20%,2050年50%。

  • CDM项目(清洁发展机制); 人均排碳(二氧化碳)-美国20吨;欧洲、日本10-15吨;中国5吨;印度1.5吨,非洲小于1吨。

  • 主要是:中、美、印度

  • 美国:20吨/人×2.9亿=58亿吨;

  • 中国:5吨/人×12.87亿=64.35亿吨

  • 日本:15吨/人×1.27亿=19亿吨

  • 印度:1.5吨/人×10亿=15亿吨。


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低碳经济的本质是发达国家在全球资源环境约束加大,高碳产能过剩的背景下,利用自身能源基础设施更新的机遇和低碳技术领域的优势,在新一轮国际竞争中提高竞争力,以赢得政治优势。

低碳经济的核心是要建立高能效、低能耗、低排放的发展模式。

低碳经济是一把双刃剑,我国当前难以将气候变化政策主流化,应主要通过降低能源强度和提高碳生产率,以实现经济增长与碳排放逐步脱钩。

低碳经济概念的提出(4)


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环境库兹涅茨曲线

Environmental Kuznets Curve,EKC

  • 环境库兹涅兹曲线(KEC)

  • 库兹涅兹曲线最初考察的是国民经济增长与分配收入不平等之间的关系。

  • 环境的库兹涅兹曲线(EKC)考察的是环境与国民经济发展水平或者人均收入之间的关系。是由美国环境经济学家Grossman–Krueger和Shafik–Bandylpadhyay在对全球66个国家的不同地区内14种空气污染和水污染物质12年(空气污染物:1979~1990;水污染物:1977~1988)的变动情况研究后提出的概念。

  • EKC是描述污染问题与经济发展之间关系的常用模型,一般情况下,随人均收入的增长将出现一个污染比较严重的时期,之后污染再随收入增加而减少,呈倒U形。有人把库茨涅兹曲线可以作为“先污染,后治理”的依据。事实上,即使承认了环境库兹涅兹曲线的存在,也不一定意味着一定就是"先发展、后治理",关键的问题是出现转折点的区域。


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环境库兹涅兹曲线(KEC)

6个主要发达国家碳排放强度的历史演变趋势


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环境库兹涅兹曲线(KEC)

6个主要发达国家人均GDP与碳排放强度的关系


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环境库兹涅兹曲线(KEC)

1952~2005年中国碳排放强度的演变趋势


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环境库兹涅兹曲线(KEC)

技术进步与碳排放的四个阶段

碳排放三大高峰的演化态势示意

  • 在碳排放强度高峰之前阶段,碳排放增长主要由能源或碳密集型技术驱动

  • 在碳排放强度高峰到人均碳排放量高峰阶段,主要由经济增长驱动

  • 在人均碳排放量高峰到碳排放总量高峰阶段,主要由碳减排技术进步驱动

  • 进入碳排放总量稳定下降阶段以后,碳减排技术进步将占据绝对主导地位


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环境库兹涅兹曲线(KEC)

  • 碳排放的三大驱动因子:

  • 人口增长、经济增长和技术进步

  • 发达国家应以碳人均和总量减排为重点

  • 发展中国家则应以提高碳生产率或降低碳排放强度为目 标导向

我们要积极地依靠技术进步降低碳排放,决不能等着“拐点”到来。


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What Is a Carbon Footprint?(什么是碳足迹)

碳足迹(carbon footprint),它标示一个人或者一个团体的“碳耗用量”。“碳”,就是石油、煤炭、木材等由碳元素构成的自然资源。“碳”耗用得多,导致地球暖化的元凶“二氧化碳”也制造得多,“碳足迹”就大,反之“碳足迹”就小。

A carbon footprint is the total amount of CO2 and other greenhouse gases emitted over the full life cycle of a product or service. (维基百科)

A carbon footprint is “the total set of GHG (greenhouse gas) emissions caused directly and indirectly by an individual, organization, event or product” (UK Carbon Trust 2008).


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发达国家个人的碳足迹

家庭用燃气、油和煤

公共服务

家庭用电

金融服务

娱乐和休闲

个人交通

公交

家庭建筑和家具

休假航空

服饰和

私人物品

食品饮料

汽车制造和运送

The pie chart above shows the main elements which make up the total of an

typical person's carbon footprint in the developed world.


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碳足迹参考数据(单位:kgCO2)

  • 用笔记型计算机一小时 0.05625

  • 办公室冷气每个人 8

  • 家里电冰箱每个人 0.65

  • 烫衣服 0.02

  • 热水澡 0.42

  • 搭电梯一层楼 0.218

  • 开冷气机一小时 0.621

  • 看电视一小时 0.096

  • 听收音机一小时 0.006

  • 听音响一小时 0.034

  • 开省电灯泡一小时 0.011

  • 开钨丝灯泡一小时 0.041

  • 开电扇一小时 0.045

  • 用笔记型计算机一小时 0.013

  • 开车一公里 0.22

  • 骑机车一公里 0.055

  • 每用一度电 o.625

  • 每用一度水 0.194

  • 每用一度天然气 2.1

  • 搭高铁一公里 0.05

  • 搭捷运一公里 0.07

  • 搭公交车一公里 0.08

  • 烧一公斤纸钱 1.46

  • 用一公斤木炭 3.7

  • 外食一个便当 0.48

  • 丢一公斤垃圾 2.06

  • 吃一公斤牛肉 36.4

  • 用一公升汽油 2.24

  • 用一公升柴油 2.7

  • 买一件T恤 4


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B2B衬衫供应链的碳足迹


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产品生命周期的温室气体排放:原料-运输-加工生产-消费-归宿

一条涤纶裤400克重,寿命2年洗涤、烘干、熨烫 92次,熨烫一次平均2分钟,共排碳(二氧化碳)47公斤;

一条250克纯棉T恤”一生排放二氧化碳7公斤。


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服装制作的能耗和CO2排量

生产一件衬衫需要使用300 g面料,需要4 m2 的土地种植棉花。针织、机织等干处理工艺和湿加工中的能量消耗情况:

针织:1.2 kWh/kg

机织:6.2 kWh/kg

整理:17.9 kWh/kg


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传统能源与新能源加工产品的CO2排量对比


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英国Continnental服装公司的碳足迹标识


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中国纺织工业面临低碳考验

  • 1.城市化、现代化进程,使新一轮发展的中国经济的能源需求仍处在增长阶段,能耗总量很难降低。

  • 2. “富煤、少气、缺油”的中国能源结构使低碳能源资源的选择有限(水电占比20%左右, “高碳”火电占比达77%以上) 。

  • 3.现阶段太阳能发电的成本分别是煤电和水电的5和10倍,一些地区风能发电价格高于煤电水电;作为二次能源的氢能,目前离商业化目标还很远。

  • 4.中国经济的主体是第二产业,加重了中国经济的高碳特征。资料显示,1993—2005年,中国工业能源消费年均增长5.8%,工业能源消费占能源消费总量约70%。

  • 5.中国纺织整体科技水平落后,技术研发能力有限 。

  • 发达国家实施“碳关税”,将使处于纺织供应链低端的中国纺织行业受到巨大冲击。[英國BSI公布PAS 2050 (碳足迹标准)]

  • 工信部要求淘汰印染行业落后产能31.3 亿米,涉及大量前处理,染色,印花,后整理生产工艺和设备。具体要求淘汰浴比10以上的间歇式设备、74型设备和机龄20年以上的进口设备 。


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国发〔2010〕7号

国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知

纺织行业:

2011年底前,淘汰74型染整生产线、使用年限超过15年的前处理设备、浴比大于1∶10的间歇式染色设备,淘汰落后型号的印花机、热熔染色机、热风布铗拉幅机、定形机,淘汰高能耗、高水耗的落后生产工艺设备;淘汰R531型酸性老式粘胶纺丝机、年产2万吨以下粘胶生产线、湿法及DMF溶剂法氨纶生产工艺、DMF溶剂法腈纶生产工艺、涤纶长丝锭轴长900毫米以下的半自动卷绕设备、间歇法聚酯设备等落后化纤产能。

中国纺织工业面临低碳考验


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我国纺织技术在全球产业分工处于价值链低端

非常6+1=(产品设计、原料采购、订单处理、物流运输、批发经营、终端零售)+生产制造


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纺织行业如何应对?

  • 纺织行业作为国家低碳发展规划中的重要行业,企业要深刻理解发展低碳经济的重要意义。要提高领导人的决策和意识,从原材料、工艺、设施和设备、产品及其零售,直至整个产品生命周期,在整体布局上谋划长期战略。

  • 提高企业发展低碳经济的能力。除硬件设施外,主要是软技术,尤其是碳排放的评估、监测体系和相应的信息系统的建设。以及怎么用好低碳经济的市场规则开展业务的能力。

  • 加强有关发展低碳经济的培训和基础工作,特别是纺织低碳经济的有关标准和纺织产品碳足迹的计算;摸清企业节能减排的家底,提高碳交易的能力;自主研发低碳纺织品标准,赢得国际贸易的自主权和话语权。

  • 纺织低碳经济是延伸产业链和提升附加价值的重要抓手,碳标签服装产生的利润和竞争优势具有可持续性,纺织行业要抓住机遇,按照市场规律配置资源,整合供应链,并因此可以发展成一个全新的低碳的纺织服装产业。


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从供应链理念分析低碳纺织解决方案


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低碳经济时代的印染工业适用技术

Technologies for Sustainable Cotton Textile Manufacturing

在纺织印染过程中如何减少WEC (废水、能耗和化学品)大致可分为五个方面26项技术:

减排碳的30%-40%来自于节能


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一、工艺

冷轧堆前处理和染色

减少

产业应用情况


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针织物连续化生产工艺


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机织物两步法预处理


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纱线和针织物的练漂同浴


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泡沫染色、整理和涂层


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轧染烘焙法 VS 浸轧汽蒸染色法


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一次准染色(RFT)


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二、化学品和染料

无盐染色的阳离子染料

阳离子化


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低盐高固色率活性染料染色


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酶处理


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超滤法浆料回收


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预还原液体染料


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涂料轧染


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三、仪器设备

低浴比喷射染色机Low-Liquor-Ratio Jet Dyeing Machines

低浴比筒子染色机Low-Liquor-Ratio Package Dyeing

烧碱的回收和回用Caustic Recovery and Reuse

染色、烘燥和拉幅机的隔热技术 Insulation of Dyeing, Drying and Tenter Machines

太阳能热水技术Solar Heating of Water


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四、系统、控制和管理

Automatic Dye and Chemical Dispensing 染化料自动分配系统

Advanced Equipment and Process Control 设备和工艺控制技术

Various System Approaches to Reduce WEC 各种减少WEC的系统

Empowered Environmental Teams 有资质的环保团队


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五、废水处理

高科技超滤系统


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工业用水的回用


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废水污泥作为燃料


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物理、生物和活性碳系统

如果不进行减少WEC的措施,那么必须提高水质,才能排放到环境中。


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低碳经济时代传统制造行业的经营环境发生了很大变化

中等水平竞争压力 — 缓慢改变— 同质性、相对简单 — 可以预见;

高水平竞争压力 — 快速变化 —多样性、复杂性 — 难以预见 。

面对日益汹涌的竞争环境,企业管理层要把对核心竞争力聚焦如下:

开发节能减排低碳生产工艺

高附加价值的碳标签产品

客户及市场细分

信息和物流系统

想在低碳环境中成功,企业管理层必须从“被动地抵制变化”的经营理念,转向“主动地寻求变化”的企业文化。

总 结

The move from being change-resisting business cultures to change-seeking cultures.


E mail shenanjing@stri cn

谢谢大家!欢迎批评指正E-mail: [email protected]


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