编者按：近年来，随着油气、矿产等资源供应日趋紧张，气候变暖等全球性问题的日益凸现，一直为人类生
产和生活提供保障的化学工业负有不可推卸的责任，这已在世界范围达成共识。技术进步、规模化、高产高利已
不再是化学工业的惟一目标，“可持续”和“绿色化”成为一种时令口号悄然兴起，世界各国尤其是发达国家组
织制定的未来化学工业发展规划中纷纷将可持续发展作为重中之重。本刊编辑部曾就“绿色”和“可持续”的主
题邀请业内专家编译了《绿色化学的现状及其发展》（2007年第3期）、《与时俱进 不断提升对可持续发展的认识》
（2007年第28期）、《化学工业中的可持续性》（2008年第5期）、《“绿色化学”与“可持续化学”之辩》（2008
年第33期）等系列文章，从本期开始将陆续刊登来自日本、英国等国家对化学工业绿色可持续化发展的诠释，
希望能为我国化学工业的健康发展提供些许启示……
推动绿色可持续化学工业发展
——来自日本的解析和规划
中国化工信息中心教授级高级工程师 朱曾惠
美国、欧洲和日本等发达国家和地区都在实施各自的化学工业长远发展规划，并根据形势和环境的变化，不
断地对规划进行修订和补充。近年来，全球环境和生态问题日趋严重，化学工业中“绿色化”和“可持续性”呼
声高涨，因此各国化学工业发展规划中更加突出了绿色可持续化学（Green Sustainable Chemistry，简称GSC）
内容。近来，日本《化学经济》组织了GSC专集，全面地反映了日本政府、学术界和企业界对GSC的认识及未来
设想。
一、日本化学工业现状
作为世界经济大国之一，日本国民生产总值(GNP)位居全球第二位，人口1.3亿，排名世界第十，而土地面
积狭小，资源相对匮乏，食物自给率在40%，多种资源全部依赖进口，90%的原油需求由中东进口。日本人口老龄
化问题比较突出，要维持经济稳定增长，人均GDP持续增加，当务之急是快速提高产业竞争力、扩大国外市场份
额、提升技术开发能力。
当前越来越多的石油化工公司为了更好的面向用户和确保原料充足供应开始涉足海外生产，而且不断向下游
发展，并渗入到其他产业。随着化学品逐步向高性能、多功能化方向发展，必然伴随着生产工艺步骤增加，大量
废弃物的产生。日本制造业每年排出废物1.37亿t，其中钢铁业占27%，造纸及加工业占27%，化学工业12%，
食品7%，其他27%。CO2排放量约3.63亿t，其中钢铁业占53%，化学20%，造纸6%，水泥6%，电子电机5%，其
他10%。当前环境恶化、地球变暖以及资源枯竭等问题都已成不争的事实，因此，未来废弃物、溶剂和能源消耗
的减少对化学工业及相关制造业的健康发展至关重要。
从世界范围来看，环境管理面越来越宽泛，欧盟RoHS指令、REACH法规的出台和实施，对化学品的生产、流
通、应用等各个环节提出强化环境对策的要求。尤其是近来油气价格迅速上涨，地球温度显著上升，迫使化学工
业要加快绿色化和可持续化的步伐。在化学技术发展中，绿色可持续化学的技术创新的呼声日益高涨。
二、绿色可持续化学的技术体系
GSC内容主要包括从化学品的设计、原料选择、制造方法、使用方法、回收利用等全生命周期中各环节进行
技术创新，考虑环境、健康、安全要素，节省资源和能源。要构筑可持续社会，至少要达到四个要求，这就构成
GSC技术体系的四个目标。
1. 和谐环境
● 减少废弃物产生；
● 替代污染物质；
● 处理和净化有争议物质。
2. 摆脱资源制约
● 节约资源；
● 高度利用化石资源；
● 可再生资源的利用；
● 无机资源的对策；
● 水资源的循环利用；
● 废弃物回收利用。
3. 脱离能源制约
● 节约能源；
● 未被利用能源的转换和应用；
● 新能源的开发利用。
4. 提高生活质量
● 减少对生活环境的风险；
● 保护水环境；
● 改善居住环境；
● 保护健康。
根据GSC的理念进行基础性技术开发，通过工艺过程和材料的创新取得各项科技成果与技术（GSC工艺设想
提出的开发课题和关键技术见表1），从而推动四个目标的顺利实现。
表1 GSC工艺设想提出的开发课题和关键技术
开发课题 概 要 关 键 技 术
减少或禁止有害物质的生 不含有对环境危害大的有机溶剂、 水溶性催化剂，无溶剂，亲水性溶剂，相
产和开发 重金属等的工艺及材料的开发 转移催化剂，有机合成的催化利用等
废弃物和副产物生成率低 酸、碱、辅助原料和非目标产品等 新氧化法，新加氢法，新酯化，固体酸和
的工艺和产品的开发 大幅度减少的工艺和材料的开发 固体碱催化剂等利用
降低能耗的工艺和产品开 选择加热，蒸馏，联产等高效率 微波，高频利用，高压反应场，电力和原
发 GSC工艺和材料的开发 材料联产技术等
易回收实现循环利用的工 添加剂和加工技术的GSC工艺和材 回收高附加值材料和利用
艺和产品开发 料的开发
替代稀缺资源的工艺和产 替代从海外进口，依赖度高的材料 替代贵金属催化剂工艺，含氟系材料替代，
品开发 和工艺技术开发 硅系材料替
尚未被利用的低品位资源 从国际情况出发，原料转换，低品 新型催化裂解，生物质，天然气，煤气，
的利用工艺和产品开发 位化燃料替代工艺和材料 CO2等利用的技术
三、化学工业的发展方向和目标
以电子材料为例，提供最先进的功能化学品具有较高的竞争力，因此提出2020～2030年化学品的主要发展
趋势是高功能化和高附加值化，开发绿色制品。提高资源利用效率，探讨新型煤化工创新工艺，超越和改革当前
发展模式，发展目标是富裕，舒服便利，安全安心，防止地球变暖，能源和资源有安全保障，解决社会纷争，实
现“舒适的可持续性发展的社会。”
化学工业的任务就是根据上述远大目标考虑两大问题：发展什么产品？如何制造？
四、化工企业GSC计划
日本化工公司根据GSC总体目标，纷纷制定战略实施计划，在此介绍几家主要公司的计划要点，从中可以看
出企业如何根据行业总体要求，结合自身条件，提出本公司在新形势下的发展战略和实施计划。
1. 旭化成：以化学工业开发为中心
该公司实施GSC系统以工艺和材料为目标，从工艺创新出发（见图1）。
以GSC理念开发产品，将功能化学品与系统开发相结合。
膜开发：旭化成开发中空过滤膜已有30年历史，开发了各种过滤膜。现根据需求，将聚合物原液溶剂与相
分离条件进行控制。从纺丝方法、制品形态等方面掌握中空系丝束，形成过滤分离系统，可用于微生物处理膜生
物反应器（MBR）。又如超过滤膜（UF）原用于汽车电镀时排水处理，近年来在上下水处理中广泛应用。
2. 宇部兴产：根据环境需要，实现“共存同荣”
该公司推行将GSC与企业社会责任相结合，多年来坚持遵循与环境“共存同荣”的承诺。该集团旗下有11
家公司，近年通过生物质利用、原料转换、提高物流效率以及开发节能技术等措施使得废物回收利用取得显著进
展，例如2002年每吨水泥生产中回收利用废弃物334kg，2003年为352kg，2004年为379kg，2005年为385kg，
2006年达到407kg。2006年该集团CO2排放量为3340kt，预计到2010年将降至3290kt，约为1990年的88%。
推行GSC后，宇部兴产在以下4个项目上取得实效。
● 水泥制造中提高废弃物处理效率；
● 塑料制品的回收利用：通过焚烧废旧塑料，继而采用宇部兴产亚硝酸酯法制C1化学品（硝酸酯、碳酸酯、
锂电池电解液），或采用缩合聚合制造环保型聚合物；
● 光催化纤维：采用光催化净化可降低对环境的负荷，但制药中使用的细菌类污染通常需强加氧化分解，
而宇部兴产长期致力于无机长纤维的开发，并取得了一定成效，表面钛纳米结晶层使得高强度光催化纤维用于水
的净化，效果良好，已获日本GSC奖。
● 原料向天然物转换：吗啉系香料。
3. 三菱化学：目标锁定可持续性、健康、舒适
三菱化学集团根据GSC的理念，将其与责任关怀（RC）密切结合，贯彻于化学品的开发、制造、流通、使用
以及最终消费直至废弃。在化学品的全生命周期中确保其“环保、安全、健康”，并将它作为企业责任，将活动
结果进行公报，与社会进行交流。另一方面，根据GSC理念进行化学技术创新，开发新技术。例如用于高收缩性
的弹性纤维的原料——聚四氢呋喃醚(PTMG)，生产工艺中多孔载体的开发使得其产率得以提高，目前亚洲的年产
量可达10万t。原工艺中，以氟硫酸（FSO3H）作催化剂，再用Ca（OH）2去除FSO3H；而新法用ZrO2/SiO2在
醋酐中反应，后用醇分解实现PTMG连续生产，因加入醇类而使聚合速度加快，且催化剂无腐蚀性，对反应器材
质无特殊要求，且规模生产装置建设费可节省40%，排放废物量亦可减少。
该集团2025年规划中将可持续性、健康和舒适作为关键词指导企业活动，并以此为目标开展7个方面的事
业——固体照明、新一代显示材料、混合型汽车用锂电池、有机太阳能电池、生物高分子、汽车轻量化材料以及
个别化医疗、施药系统，推动具有集团特色的技术开发，并按此评价对GSC的贡献，根据其在经济方面的优势来
确定技术开发的可行性。
4. 大赛璐：开创差别化技术
如何面对地球变暖、环境和安全问题，以及如何适应REACH法规，构筑循环型社会，在产品设计上除提高附
加价值外，还要将环境协调、节省资源和能源、消除有害物质等作为检验产品和工艺的标准。
该公司认为附加价值高和品质优的产品才具有竞争力，在新形势下，按照环境协调发展的要求在技术领域内
力求做到差别化，如在纤维素衍生产品系列中，光学异性分离柱和用于净化水的膜过滤器等即是实例。各种产品
的环境调和性评价要以全生命周期为基础，例如乙胺、醋酸乙烯、乙醇法制乙醛等都采取了措施减少CO2排放。
其他新技术新工艺的创新有：
● 开发空气氧化催化剂技术，提高生产效率。如NHPI（N-羟基邻苯二甲酰亚胺）利用将RH转化成R·自由
基，与O2作用生成酮、醇和羟酸；与NO2NO作用生成RNO2，R=NOH；与SO2CO反应生成RSO2H，RCCOH等。
● 己二酸一步空气氧化工艺：原工艺因采用硝酸，产生N2O，其温室效应是CO2的310倍（1t己二酸产生
0.27t N2O，相当83.7t CO2）。目前全球己二酸年产量约260万t，产生的N2O量相当于2亿t CO2。新工艺用微
量N-hydro diimide与钴化合物的组合催化系统，使环己烷可以一步氧化生成己二酸，反应条件温和（100℃左
右），用空气氧化，效果甚佳。
此外，其他公司如住友化学、富士胶片公司等也都按GSC要求针对本企业的核心事业，提出相应的规划。
五、几点启示
通过上述情况，可以得到以下几点启示：
1、在新形势下，发展化学工业需要有一个全行业的战略性长远规划，规划制定后，还要跟踪形势发展，与
时俱进地提出修正和补充意见，使规划更切合实际，具有前瞻性，从而才有战略指导意义。
2、从国家和行业发展的高度，提出GSC要求、目标和重点，而企业则必须根据要求，结合自身核心事业和
优势，提出各自的GSC实施计划，如果只是一般响应，空喊口号，则GSC难以实施。
3、绿色化学和工程、可持续性化学都有其特定的内含，在全球范围内也有其为人们共同承认的原则，这些
应是共识，在共识的基础上结合各自实际情况提出GSC的重点。因此，负责行业管理的部门和企业的高管们应当
研究这些问题，形成自己的理念，指导工作。
4、形势的发展和环境的变化将带来更多挑战和机遇，因此，我们必须要改变发展模式，不能再将产能的增
加，规模的扩大，GDP的增长作为惟一的或首要的发展内容，应当冷静地观察和分析事态。认真地将可持续性作
为发展的前提，新形势下国际竞争能力的提升才是前进和发展的动力。