李建心

（濰坊學院，山東 濰坊 261061）

經濟發(fā)展過分依賴化石能源資源的消耗，導致碳排放總量不斷增加、環(huán)境污染日益加重等問題，已經嚴重影響到經濟增長的質量效益和發(fā)展的可持續(xù)性。低碳經濟作為一種以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式，在全球共同應對氣候變化的背景下應運而生，并被專家認為是一場涉及生產方式、生活方式和價值觀念的全球性革命。具體來講，低碳經濟是指可持續(xù)發(fā)展理念指導下，通過理念創(chuàng)新、技術創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產業(yè)結構創(chuàng)新、經營創(chuàng)新、新能源開發(fā)利用等多種手段，提高能源生產和使用的效率以及增加低碳或非碳燃料的生產和利用的比例，盡可能地減少對于煤炭石油等高碳能源的消耗，控制溫室氣體排放，最終達到經濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏局面的一種經濟發(fā)展模式。

一、我國發(fā)展低碳制造業(yè)的必然性

我國是一個發(fā)展中大國，能源需求正在急劇增長，發(fā)展低碳經濟的起點和任務與發(fā)達國家截然不同，我國不僅要節(jié)能減排，還要加快發(fā)展，必須在加快實現工業(yè)化、城市化和現代化的進程中走出一條發(fā)展低碳經濟的新路。發(fā)展低碳綠色產業(yè)是中國經濟和產業(yè)結構升級、轉型的必然走向，低碳、綠色正在成為“中國制造”的主流方向。

制造業(yè)是國民經濟的重要組成部分，是推動經濟增長的主要動力。制造業(yè)發(fā)展水平是衡量國家現代化程度和綜合國力的重要標志。對于制造業(yè)而言，“低碳”是指產品在設計生產過程中對每個環(huán)節(jié)的控制和把握，使之達到材料利用率的最大化、同等時間的各項資源消耗下的產出效率最大化，同時還要達到垃圾污染及有害排放的最小化。提高工業(yè)設計技術手段，運用先進科學的生產方法，才是解決“低碳”之道。

為了推進機械制造業(yè)的低碳制造，首先要營造有利于企業(yè)研發(fā)產品的環(huán)境，鼓勵發(fā)展節(jié)能減排機械產品的企業(yè)，以經濟手段推進高新技術產品的推廣應用。其次，要推進技術進步，促進機械產品升級，建立節(jié)能減排機械產品的自主研發(fā)條件，增強自主創(chuàng)新能力。這包括：抓緊有關標準制定；改進產品設計，提高產品壽命，從而降低機械產品材料消耗，提高工作效率和產品可靠性，達到節(jié)能減排的目的；推廣近凈成形等新工藝，節(jié)約原材料損失和加工中的能源消耗；積極開展廢舊機械產品的再制造和利用；應用電子信息等新技術改進提高傳統(tǒng)機械產品的性能（如電子燃油噴射技術等）。最后，調整相關政策，加強組織協(xié)調，相關部門協(xié)同推進，加快發(fā)展節(jié)能機電產品所急需的原材料（如優(yōu)質冷軋取向矽鋼片），擴大其生產和供應能力。

二、實現機械制造業(yè)的綠色化

（一）綠色設計 綠色設計(Green Design)是20世紀80年代末出現的一股國際設計潮流。綠色設計是指在產品及其壽命周期全過程的設計中，要充分考慮對資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產品的功能、質量、開發(fā)周期和成本的同時，更要優(yōu)化各種相關因素，使產品及其制造過程中對環(huán)境的總體負影響減到最小，使產品的各項指標符合綠色環(huán)保的要求。對工業(yè)設計而言，綠色設計的核心是“3R”，即Reduce、Recycle、Reuse，不僅要減少物質和能源的消耗，減少有害物質的排放，而且要使產品及零部件能夠方便的分類回收并再生循環(huán)或重新利用。綠色設計的主要內容包括：綠色產品設計的材料選擇與管理；產品的可拆卸性設計；產品的可回收性設計。

（二）綠色能源 綠色能源也稱清潔能源，是指可再生能源，如水能、生物能、太陽能、風能、地熱能和海洋能等。由于它來自自然，在使用過程中又很少對環(huán)境造成二次污染，因此被稱之為綠色能源，也稱之為可再生能源。在綠色能源中，太陽能資源取之不盡、清潔安全，是最理想的可再生能源。據測算，中國擁有可開發(fā)太陽能達1700億噸標準煤。風能是地球“與生俱來”的豐富資源，加快開發(fā)利用風能已成為全球能源界的共識。我國風力資源十分豐富，國家氣象局提供資料顯示，我國陸地上10米高度可供利用的風能資源為2.53億千瓦，陸上50米高度可利用的風力資源為5億多千瓦，我國海上風力資源也超過5億千瓦。風能的利用主要是發(fā)電，風電設備制造技術已形成了批量生產能力。我國生物質能發(fā)電裝機容量200多萬千瓦，主要以蔗渣、稻殼等農業(yè)、林業(yè)廢物和沼氣、垃圾等發(fā)電。

（三）綠色材料 1992年國際學術界將綠色材料定義為：綠色材料是指在原料采取、產品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中，對地球環(huán)境負荷為最小和有利于人類健康的材料。綠色材料包括循環(huán)材料、凈化材料以及綠色高分子材料、綠色生物材料、綠色納米材料等。綠色制造所選擇的材料既要有良好地適用性能，又要滿足制造工藝特性以及與環(huán)境有較好地協(xié)調性：優(yōu)先選用可再生材料，盡量選用回收材料，提高資源利用率；選用原料豐富，低成本，少污染的材料代替價格昂貴，污染大的材料；盡量選擇環(huán)境兼容性好的材料，避免選用有毒、有害和有輻射性的材料。這樣有利于提高產品的回收率，節(jié)約資源，減少產品廢棄物，保護生態(tài)環(huán)境。

（四）綠色制造 先進制造技術的應用改變了傳統(tǒng)的機械制造理念，機械加工工藝技術正在向著“高效、高速、智能復合、綠色環(huán)保”的方向發(fā)展，合理利用資源及原材料、降低零件制造成本，最大限度地減少對環(huán)境的污染程度。

1.綠色切削技術 綠色切削包括干式切削、低溫切削、綠色濕式切削等幾個方面。干式切削就是在切削加工過程不使用任何切削液的工藝方法，對傳統(tǒng)切削方式的一種技術創(chuàng)新。采用陶瓷和CBN刀具，在高速和大進給量加工時，使熱量很快聚集到刀具前端，使其呈紅熱狀態(tài)，當工件被加熱到一定溫度時，其屈服強度減小，可獲得較高的金屬切除率。

2.先進刀具加工技術 先進刀具有三大技術基礎：材料、涂層和結構創(chuàng)新。涂層技術已經成為快速提高刀具性能的有效途徑，應用涂層刀具對提高企業(yè)的切削加工效率可產生立竿見影的效果，新開發(fā)的涂層有適應高速切削、干切削、硬切削的耐磨、耐熱涂層，有適應斷續(xù)切削的韌性涂層，還有適用于干切削及需要降低摩擦因數的潤滑涂層。

3.近凈成形技術 近凈成形技術是指零件成形后，僅需少量加工或不再加工，就可用作機械構件的成形技術。近凈成形制造技術包括鑄造、焊接、塑性加工等，目前它正從接近零件形狀向直接制成工件，這些工件有些可以直接或者稍加處理即可用于組成產品，這樣就可以大大減少原材料和能源的消耗。

4.綠色集成制造技術 綠色制造是涉及產品全生命周期的復雜系統(tǒng)工程，從系統(tǒng)工程觀點來看，綠色制造具有很強的綠色集成制造系統(tǒng)的特征。綠色制造系統(tǒng)的集成過程就是企業(yè)內的生產要素集成以及企業(yè)之間的綠色供應鏈集成的統(tǒng)一，是信息集成、過程集成(物質集成、能量集成)、企業(yè)集成等三個階段的集成優(yōu)化和演進，最終形成綠色集成制造系統(tǒng)。綠色集成制造技術和綠色集成制造系統(tǒng)將可能成為今后綠色制造研究的熱點。

結束語

面對全球性的挑戰(zhàn)，綠色低碳發(fā)展已成為國際的社會共識。制造業(yè)將改變傳統(tǒng)制造模式，推行綠色制造技術，發(fā)展相關的綠色材料、綠色能源和綠色設計等基礎技術，生產出保護環(huán)境、提高資源效率的綠色產品，如綠色汽車、綠色動力、綠色家電等。我國已經成為名副其實的全球制造大國，要大力推進科技創(chuàng)新，提高核心競爭力，走低碳節(jié)能的發(fā)展路線，努力實現從制造大國走向創(chuàng)造強國的轉變。

[1]路甬祥.從制造大國走向創(chuàng)造強國—未來20年中國機械工程自主創(chuàng)新之路[J].機械研究與應用，2009，（1）:1-3.

[2]鄭季良,陳衛(wèi)萍,傅紅.綠色集成制造系統(tǒng)：概念與結構模型—基于生態(tài)產業(yè)鏈的視角[J].科技管理研究，2008，28(10):31-33.