物质流分析与能流分析
第三章 物质流分析与能流分析
——数据来源 国家及地方政府统计年鉴 林业统计和核算账户 农业统计 工业/产品统计（化石燃料、原矿、工业及建筑矿物开采等） 对外贸易的统计（进口、出口） 供应-使用表 输入-输出表 估算（如基于化石燃料燃烧的空气输入的估计） 对极少数难以获取的缺失数据可采用数学插值估算得到
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MFA|分析方法
三、物质输出的数据来源和方法
物质输出主要包括排放到空气、水、土地填埋场的废物、产 品的耗费及耗散性损失、未使用的区域内开采及出口等。 物质输出的数据来源包括：政府统计年鉴、环境统计年鉴、 能源统计年鉴、经济貌似统计年鉴等，部分需要估算获得。 一般来说，各单元的物质总输出总和并不等于总体的物质总 输出。
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MFA|分析方法
一、物质输入-输出核算原则
——部分物质重量换算系数
物质名称 平板玻璃 圆木（针叶） 圆木（阔叶） 纸浆木 体积 重量箱 1m3 1m3 1m3 0.05t 0.65t 0.975t 0.5t 质量 玻璃论坛 备注
胶合板 天然气
1m3 1Nm3
0.65t 0.7174kg 状态0º C，101.325kPa
3
研究碳的流动 ——它与全球 变暖有关
4
研究能源物质 、塑料、木材 、生物质以及 金属等流动 ——它们会产 生一定的环境 影响
重金属
营养物质
碳
其它
5
6
7
物质流分析与能流分析|物质流分析 MFA：主要研究 特定经济部门或区域的物质流数量和结构是否可持续。
如对建筑业的物质或原料流动的研究； 对城市、区域甚至国家层次经济系统中部分物质流以及物质需求总量等的 研究
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MFA|物质流分析的主要指标
物质生产力代表了一个国家或地区的资源利用效率的高低。
城市代谢与相关概念的辨析及其应用
城市代谢与相关概念的辨析及其应用刘晔【摘要】城市是应对全球气候变化与资源耗竭等环境问题的重要突破口,城市代谢可以从技术层面和政策管理出发对解决城市环境问题提供科学指导.城市代谢、工业代谢、社会代谢三个概念在定义和方法论等理论研究领域具有内在一致性,在环境管理和城市规划等应用领域则存在差别.本文对三个概念进行了理论辨析及内涵解读,总结了当前城市代谢在实践上的三个主要应用方向,建议未来城市代谢研究应注重发展满足城市可持续发展需求的城市代谢研究框架,加强国家间城市代谢的比较研究和知识共享,建立适应城市发展规律的不同类型典型城市代谢模型.【期刊名称】《北京城市学院学报》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】6页(P1-5,17)【关键词】城市代谢;工业代谢;社会代谢;交叉研究【作者】刘晔【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TU984.11+5城市是人口稠密的地区，城市越大越富裕，城市中的人均消费水平越高，资源的消耗越大和废弃物的排放量越多。
据联合国环境署预测，到2050年中国的城市化率为73.2%，接近发达国家的86%，生活水平将达到中等发达国家水平。
城市的高消费、高物耗的生活方式正影响着中国社会生产生活的方方面面。
已有研究表明，城市中的工业、建筑业、商住和交通能耗产生的碳排放占全球碳排放总量的78%；全球80%以上可利用的矿产资源用于城市中的生产和生活。
前者已成为全球变暖和气候异常的重要来源，后者的开采和加工则是资源耗竭和环境破坏的重要原因。
一般认为，城市是应对全球气候变化与资源耗竭等环境问题的重要突破口。
城市环境问题的产生有一定的规律可循，从过程上分析可以认为是城市代谢异常的结果。
Kennedy将城市代谢定义为“城市中发生的全部技术和社会经济过程的总和，它可以带来城市化、能源生产和废弃物的排放”。
这反映出城市与生物体在运行过程上的类似性，它们同样都是消耗周围的资源并向其排放废物。
物质流分析、生态足迹分析及其应用
物质ห้องสมุดไป่ตู้分析
物质流分析是一种用于理解和描述国家或地区范围内物质流动状况的方法。 该方法通过追踪物质从原材料的提取、生产、使用到最终处置的过程，帮助人们 更好地理解自然资源和能源的流动、消耗和排放。物质流分析的应用领域广泛， 包括国家宏观决策、部门管理决策以及可持续发展研究等。
在国家宏观决策方面，物质流分析可以用于评估一个国家的资源依赖程度和 环境负担。例如，可以通过分析一个国家的钢产量、能源消耗量等指标，来评估 其对自然资源的依赖程度。此外，通过物质流分析也可以识别出哪些流程或行业 对环境的影响最大，从而制定出更有效的环境政策。
在部门管理决策方面，物质流分析可以帮助企业或政府部门优化资源配置， 提高资源利用效率。例如，通过对企业的生产流程进行物质流分析，可以找出资 源消耗最大的环节，从而优化生产流程或改进产品设计。
在可持续发展研究方面，物质流分析是一种重要的研究工具。通过分析一个 国家或地区的物质流动状况，可以评估其资源利用效率和环境负荷，从而为其可 持续发展提供参考。
结论
物质流分析和生态足迹分析是环境科学领域两种重要的研究工具，对于理解 和解决环境问题具有重要意义。这两种方法的应用领域广泛，包括国家宏观决策、 部门管理决策以及可持续发展研究等。虽然这两种方法在实践中的应用取得了一 定的成效，但也存在一些问题和不足之处。
物质流分析在实践应用中存在的主要问题是，不同国家和地区的数据收集和 处理难度较大，导致该方法的推广和应用受到一定限制。未来可以加强数据收集 和处理方面的工作，提高物质流分析的精度和广度。另外，还可以将物质流分析 与其他环境研究方法相结合，例如生命周期评价、环境影响评价等，从而更好地 评估人类活动对环境的影响。
案例二：生态足迹分析在城市规划中的应用。在这个案例中，研究人员对某 城市的生态足迹进行了计算和分析。他们发现，该城市的生态足迹远超出了其生 态承载力。针对这一问题，他们在城市规划中提出了多项建议，例如增加绿地覆 盖率、推广节能环保生活方式等。这些措施的实施，有效降低了该城市的生态足 迹，提高了其可持续发展水平。
第三章物质流分析与能流分析
第三章物质流分析与能流分析
物质流分析（Material Flow Analysis，简称MFA）和能流分析（Energy Flow Analysis，简称EFA）是两种常用的分析工具，用于揭示物质和能量在社会经济系统中的流动和转换情况，帮助人们了解和评估资源利用的效率和环境影响。
能流分析是指对能量在系统中的流动和转换进行研究。
能源是人类生活和经济运行的基础，而能源的合理利用对于可持续发展至关重要。
能流分析的研究对象包括能源的产生、供给、转换和消耗。
通过追踪能源的流动和转化过程，人们可以评估能源的利用效率，寻找能源的替代品和节能措施，减少能源的消耗和对环境的影响。
例如，对于交通运输领域的能流分析可以帮助人们找到节能减排的途径，推动可持续交通的发展。
物质流分析和能流分析在工业生产、城市规划、环境管理等领域有着广泛的应用。
它们不仅可以用来评估现有系统的性能，还可以用来优化系统的设计和运营。
例如，在工业生产中，可以通过物质流分析找到资源浪费和环境负荷最大的环节，并采取相应的管理措施，提高资源的利用率和生产效率。
在城市规划中，可以通过能流分析评估城市能源的供需关系和环境影响，制定可持续发展的规划和政策。
总之，物质流分析和能流分析是两个重要的分析工具，可以帮助人们了解和评估资源利用的效率和环境影响。
通过综合运用这两种分析方法，可以为实现可持续发展提供科学依据和技术支持。
能流分析的名词解释
能流分析的名词解释能流分析，也称为能源流分析或物质流分析，是一种用于研究和评估能源和物质在社会经济系统中的流动和转换过程的方法。
它通过追踪和量化能源和物质的来源、转化和去向，揭示了能源和物质在人类活动中的消耗和排放，并为制定可持续发展策略提供了决策依据。
能流分析的基础是物质和能量守恒定律，即能量和物质在系统中的总输入等于总输出。
通过对能源和物质的流动进行追踪，能流分析能够识别和量化能源和物质的浪费、损失以及环境影响，从而为资源的合理利用和环境的保护提供了依据。
一、能流分析的基本概念能流分析关注的是能源和物质在系统内外的流动和转化。
在能流分析中，能量和物质是以“输入”和“输出”的形式进行考虑的。
输入是指系统从外界获取的能量和物质，输出是指系统向外界释放的能量和物质。
通过对输入和输出进行量化和追踪，能流分析可以获得系统内部的能量和物质转化情况，同时也能够了解系统对环境产生的影响。
能流分析通常包括能源流和物质流两个方面。
能源流分析主要研究能源在社会经济系统中的流动和转换过程，包括化石燃料、电力、热能等能源形式的使用和转化。
物质流分析则关注物质的流动和转换，包括原材料、产品、废弃物等物质在生产和消费过程中的循环利用和排放。
二、能流分析的应用领域1. 能源政策制定：能流分析可以为能源政策制定提供决策支持，评估各种能源形式的消耗量、转化效率以及对环境的影响，在制定能源结构调整和转型发展战略时具有重要意义。
2. 环境保护与资源管理：能流分析可以揭示能源和物质的浪费和损失情况，为资源的合理利用和循环经济发展提供科学依据。
通过分析能源和物质的去向，可以评估和改进生产和消费的环境影响，减少排放和废弃物的数量。
3. 产业和企业评估：能流分析可以帮助企业评估能源和物质的使用效率，减少资源消耗和成本，提高企业的竞争力。
通过对整个产业链的能流分析，还可以识别和改进复杂供应链中的环境风险和瓶颈。
4. 城市规划和建筑设计：能流分析可以为城市规划和建筑设计提供决策支持，评估城市能源和物质的需求、供应和效率，促进可持续城市和绿色建筑的发展。
物质流分析的两种方法及应用
Ｎ ＯＮ－ Ｅ ＯＵＳ ＭＥ Ａ ＳＲＥ ＹＣ Ｉ ＧＡ Ｔ ＬＺ ＴＩ ２ ０ — Ｆ ＲＲ Ｔ Ｌ Ｃ ＬＮ ＮＤ Ｕ Ｉ ＩＡ ＯＮ， ６ ２ ０
“ 物流 分析 ”代替 “ 物质 流 分析 ” 成 分 、物理 性质等都 在 不断 变化。 净 增 值 。 ， 除非有特 殊说 明 。
二 、物流 的 研究 方法 物 料 的流 动 与 流 体 的流 动 有 察 ，才是 可行的 ：④ 通常都是进行 数 量 的该种 产品 ，作 为观察 对象 。 相 同 的基 本特征 一一 流动 。 因此 ， 比较 宏 观 的 物流 分析 ，物流 量 较 然 后 ，沿 着 这 些产 品生 命 周 期 的 回 顾 关 于 流 体 流 动 的研 究 方法 ， 大 。所 以选定 的 观察 对 象 的 总量 轨迹 ，对它进行观察 。生命周期中 各阶段 流入 和流 出 的有关 物质量 ， 对理 解 物 料流 动 的研 究 方 法 ，会 也 较 大。
第 二种 ，为 了研究某种 产品生 所 以 ，只 有 针对 其 中的某 一 种 物 质 （元素 或稳 定 化 舍 物 ） 行 观 命 周 期 中 的 物流 状 况 ，选 定 一 定 进
有所裨 益 。
选定一个空 间点 ，作观察 点 ，观察 命 周 期 中 的物流 状 况 ，选 定 物流 对选 定 的那 些 物 料 对 象 ，进行 跟 各 瞬 间流 过 这 个 空 间点 流 体 的 物 中的一个区间 ，作 为观察 区 ，观察 踪观察。跟踪 的行程 ，至少要从某
物质流分析简介及其应用研究PPT课件
时间边界：选择范围是九五和十五规划期间
（1995~2004） 2.7.2数据来源
资源投入及中间消耗的数据来源于天津市统计
年鉴。污染物排放数据来源于天津市历年环境质
量报告。农作物进出口数据取自中国农业年鉴。 土石方数据取自中国水利年鉴。
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2、SFA基本方法体系
2.1基本组成要素：
（1）物质：特定的化学元素或化合物、特定物质 或材料
（2）过程：指物质在系统中的转化、输送或储存 （3）流：系统内的每一个过程都有一个输入流端
和输出流端，用流量和流速来表征物质流的强度 和速度，但在一般的SFA研究中，关注的是特定 时期内的“流量”，而不涉及流速。
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2.7.4物质输出 物质输出主要包括排放到环境中的大气污染物、
水污染物、固体废弃物和耗散性物质（农药化肥、 农家肥）
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2.7.5总物质消耗
总物质消耗可以用来衡量区域内生产和消费活动 所需的总物质量。
总物质消耗=物质需求总量-出口-出口物质的隐藏 流
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影响的物质流。这类物质虽然未进入经济系统， 没有体现在GDP中，但其产生的数量巨大且环境 负面影响显著。
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天津市物质需求增长缓慢，平均年增长0.263亿吨。
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天津经济的发展较大的依赖了进口资源，从近
几年的数据看，进口物质与直接物质输入的比例 在逐渐下降，说明了天津市在发展经济的同时， 加大了对本地资源的开发利用。
物质流分析（SFA）及其应用研究
物质流分析简介及其应用研究-课件【PPT讲稿】16页PPT
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
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审
容
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。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
物质流、能量流和信息流分析应用于养殖种植一体化系统的探讨
利用 和回收形成 的能量 流（ ｎｒ ｏ ，Ｆ ， Ｅ ｅ ｙ ｗ Ｅ ）而信息 ｇＦ ｌ
环 境 管 理 ・ Ｎ Ｒ．ＭＡ Ａ ＭＥ Ｔ Ｅ ＶＩ Ｎ ＧＥ Ｎ
利用 的沼液 、 沼渣等水肥资源 ， 沼气 可作为系统 内动
力输入 ， 沼液 和 沼渣 可作 为 肥料 有 机能 输 入 到种 植 子 系统 ， 类 群 体 在 系统 中 比重 很 小 ， 人 主要 通 过 人 力输 出实 现 对 系统 的管 理 ， 同时 人粪 尿 亦 可输 入废 弃 物 处 理 子 系统 。 于 种养 一体 化 系统 ， 殖子 系统 是核 心 ， 对 养 其对 于整 个 系统 的功 能 主 要 为种 植 业 子 系 统 提 供 有 机 肥 料 能源 和提 供 畜产 品 能量输 出 ， 弃 物处 理 子 系 废 统 是纽 带 ，种 植 子 系 统 为废 弃 物 物 质 和 能量 转 化 基 础， 后两 者 的规 模 、 发展 、 行 和取 舍都 基 于 养殖 子 系 运 统 的需要 来 确定 ， 而确 定 整个 系统 的环境 容量 Ｕ 进 ｊ 。
环 境 管 理 ・ Ｎ Ｉ ＭＡ ＡＧＥ Ｎ Ｅ ＶＲ． Ｎ ＭＥ Ｔ
物质 流 、 能量 流 和信 息 流 分 析 应 用 于
养殖种植 一体 化 系统 的探讨
郝 利 ， 治平 高尚宾 周连 第 张克强 钟春艳 黄 ， ， ， ，
（． １ 北京市农林科 学院农业综合发展研究所 ， 北京 １ ０９ ； ． ０ ０ ７ ２农业部环境保护科研监测所 ， 天津 ３ ０ ９ ） ０ １ １
摘
要 ： 物质流 、 从 能量流和信息流分析的角度对种养一体化系统进行 了探讨 ， 为定量化研究 种养一体化系统 的生产及
对指导能量 、 物质投入 ， 调整系统产业结构 ， 合理利用废弃物资源 ， 提高系统生产力 提供参考 。
第五章 农业生态系统的物质循环分析
氮循环 硫循环
H 2O
一、碳循环
1、基本概况
碳是构成生命有机体的主要元素之一，又是能量的 源泉。
碳主要贮藏在大气、生物体、土壤、水圈和岩石
圈几个库中。
地球上的碳绝大部分以碳酸盐和非碳酸盐沉积物
的形式储存在岩石圈中，其次是储存在海洋中，大 气圈、生物圈和土壤中的碳量较少。
C的来源是CO2 。 只有CO2形态的碳才能被植物吸收和利用，才能
虽然CO2浓度增高有利于植物光合作用的增强，但
CO2的“温室效应”将导致全球温度升高和降水分布 的改变。
过去100年中(1860-1960)大气中CO2浓度由290ppm 升高到314ppm。 最近20年中，大气CO2浓度平均每年增加1ppm（由 314ppm升高到336ppm）。
400 大 气 （ 中 p C p O m ） 2 浓 度 350 300 250 200 150 100 50 0 1860 1960 1980 2000
二、氮循环
1、基本概况
氮是生命物质的关键组分，是生物体中氨基酸、
叶绿素、DNA、RNA等不可缺少的元素。 地球上的氮素很多，但94%的在岩石圈中，不参 与氮循环，其余6%大部分存在于大气中。 氮的主要库存是大气-----主要是气态循环。以N2 的单质形式存在。大气中氮的含量为79%，总量约 38×1016亿t，
第五章 农业生态系统的物质循环
主要内容： 生态系统物流的一般特点 几种主要物质的循环 农业生态系统中的养分循环 物质循环中的环境问题
物质循环与能量流动一样，也是生态系统
的功能之一。有机体和生态系统为了生存与 发展，除了不断输入能量外，还必须不断输 入物质，因此，物质既是生命活动的物质基 础，又是能量的载体，起着双重作用。
能流分析
4、经济指标/净能量产出率
净能量产出率指系统产出能量与经济反馈 （输入）能量之比。反馈能量来自人类社会经 济，包括燃料和各种生产资料及人类劳务。 计算公式： 净能量产出率＝反馈能量/产出能量 净能量产出率
4、环指标/环境负载率
环境负载率是指系统中不可更新能源投 入总量与可更新能源投入总量之比 环境 入总量与可更新能源投入总量之比。环境 负载率越高，说明经济活动对环境的扰动 相对也越大。 相对也越大 计算 计算公式： 环境负载率＝不可更新能源投入量/可更新 环境负载率 能源投入量
能源自给率指某一国家/区域的本地能源输 入与国外或外地输入能源之比。 入与国外或外地输入能源之比 计算公式： 能源自给率＝本地能源产生量/能源消耗总量 能源自给率 ×100%
4、经济指标/能流密度
能流密度指某一国家或区域能流总消费量与 该国家或区域的面积之比，单位是sej/(m2.a)。 计算公式： 能流密度＝能源消耗量/区域土地面积 能流密度
4、环境指标/污染物贡献率
污染物贡献率是指使用化石能源等产生的 污染物与区域该污染物排放总量之间的比值。 污染物与区域该污染物排放总量之间的比值 计算公式： 污染物贡献率＝能源污染物/区域污染物总量 污染物贡献率
4、强度效率指标/能源转换效率
能源转换效率指一定时期内能源经过加工、 转换后 产出的各种能源产品的数量与同期 转换后，产出的各种能源产品的数量与同期 内投入加工转换的各种能源数量的比率。 计算公式： 能源转换效率＝能源加工 转换产出量/能源 能源转换效率＝能源加工、转换产出量/能源 能源转换效率 加工、转换投入量×100%
4、强度效率指标/能源消耗强度
能源消耗强度是指一个国家或地区的人均 能源使 量 是评价 能源使用量，是评价人民生活水平的指标。 生活水平 指标 计算公式： 能源消耗强度＝能源消耗量/人口数 能源消耗强度
第三章 物质流分析与能流分析
产业生态学大连理工大学环境学院2013年02月主要内容课程介绍——导论产业生态学基础—概念、理论产业生态学技术与方法——LCA技术与方法—物质流分析、为环境而设计产业生态学实践—绿色化学产业生态学实践—清洁生产、生态产业园产业生态学管理与政策第三章物质流分析与能流分析1.物质流分析及其理论基础2.基于通量的物质流分析（MFA）3.基于单一物质的物质流分析（SFA）4.能流分析1、概述：人们逐渐认识到经济活动中物质流动与自然环境有着紧密的关联，物质流分析主要研究物质的流动规律及其对环境产生的影响。
有很多种不同的研究方法，但最终目的都是为了维持产业代谢的可持续性。
自然生态系统能量物质经济系统分析类型Ⅰ-基于通量的Ⅱ-基于单一物质的（元素）基本策略毒性降低和污染减少物质减量化和生态重组主要研究对象在一定企业、部门或在某一个国家内，与单位物质或原料流动相关的特定环境问题（物质如Cd 、Cl 、CO 2、CFCs 等，原料如木材、煤、生物质等）与物质或原料流动的数量和结构相关的环境不可持续性问题基于环境可持续性的物质流分析类型MFASFASFA：主要研究物质向环境排放的主要途径以及与之相关的过程，研究产业系统内部的物质存储、流动以及这些物质在环境中的最终浓度等。
1研究重金属等有害物质的流动——可能导致重大环境问题（如食物链累积）3研究碳的流动——它与全球变暖有关2研究营养物质的流动——它们是造成水体富营养化的主要物质4研究能源物质、塑料、木材、生物质以及金属等流动——它们会产生一定的环境影响重金属营养物质碳其它MFA：主要研究特定经济部门或区域的物质流数量和结构是否可持续。
如对建筑业的物质或原料流动的研究；对城市、区域甚至国家层次经济系统中部分物质流以及物质需求总量等的研究通过这些研究可以得到一些环境压力指标，并以此来描述区域代谢的结构特征图：城市区域总体物质流分析和平衡无数水流和其它物质流或者以循环的方式被利用，或者离开城市，亦即被排放掉海水资源流动模型理论基础物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础经济系统的物质流分析来源于对社会经济系统中物质和能量的输入和输出进行分析质量平衡定律：物质输入量=物质输出量+物质储存量：消费——“效用”生命周期评价（LCA）：基于LCA的物质流分析主要适用于对生物质或非生物质原材料以及初加工产品的研究。
Hysys物质流与能量流
Hysys物质流与能量流1.1 物质流特性物质流用于模拟物质进出模拟边界和通过操作单元。
用户必须定义物质流的属性与组成，这样hysys才能求解物质流。
物质流特性视图包括三个按键，在相关的页面中允许用户定义参数、查看属性、明确动态信息。
这三个按键分别是： Worksheet Attachments Dynamics物质流图标为：下图为一个模拟实例中的物质流如果你想从流程图现有物质流中拷贝特性与组分，则点击Define from Other Stream按钮。
将会出现Spec Stream As视图，其中允许用户选择所要拷贝的流特性或者组分。
下图为物质流worksheet图标中的上下游操作图标：其中向左的绿箭头是观察上游操作的图标。
向右的绿箭头是观察下游操作的图标。
如果对象物质流上下游是有操作的，点击左右箭头图标物质流上下游最近的操作的特性视图。
如果物质流上下游没有连接操作，点击箭头图标则会打开Feeder Block视图（左向箭头）或Product Block视图（右向箭头）。
1.1.1 worksheet按键Worksheet按钮共有七页，显示了与物质流特性有关的信息： 条件 特性 组分 K值 电解（此项只在物质流属于电解系统时才会出现） 用户变量 注释下面分别介绍worksheet按键下的七个页面条件页面条件页面显示了所有预设的物质流信息，这些信息同时也在Workbook视图中Material Streams页面上有所显示。
Workbook视图就是菜单栏上的图标，Material Streams页面如下图所示：Hysys在此显示如下参数的名称与当前值： 物质流名称 气向分数 温度 压力 莫尔流量 质量流量 理想状态下标准液体莫尔流量 莫尔焓 莫尔熵 热流量 标准条件下液体体积流量 求解所使用的流体包Hysys会使用自由度结合内置算法自动进行蒸发计算，为了能使物质流计算顺利完成，用户必须确定如下信息（这些信息由用户确定或者来自其他流程计算的结果）： 物质流组分如下特性中的两个也必须被确定，至少一个确定值应该为温度或者压力： 温度 气相份数 熵 焓如果用户确定了气相份数为0或者1，则物质流被认为处于泡点或者说是处于露点。
《产业生态学》课程笔记
《产业生态学》课程笔记第一章产业生态学概述一、产业生态学的产生背景随着工业化和城市化的快速发展，人类对自然资源的开发和利用达到了前所未有的规模。
然而，传统的生产方式往往以牺牲环境为代价，导致资源枯竭、环境污染和生态破坏。
为了解决这一矛盾，产业生态学应运而生。
产业生态学起源于20世纪80年代，当时科学家们开始关注经济活动对环境的影响，并寻求一种能够实现经济与环境兼容发展的新模式。
产业生态学的核心理念是将人类社会视为一个生态系统，通过模拟自然生态系统的物质循环和能量流动，实现资源的循环利用和能量的高效利用，从而实现可持续发展。
二、产业生态学的概念产业生态学是一门研究经济和环境相互作用的学科，旨在通过资源循环和能源高效利用实现经济与环境的兼容和可持续发展。
它要求转变传统的环境保护观念，将环境因素全面系统地纳入产品和服务的设计开发过程中。
产业生态学的基本思想是循环经济，即通过减少资源消耗、提高资源利用效率和延长资源使用寿命，实现资源的最大化利用。
循环经济的三原则是减量化、再利用和资源化。
三、产业生态学的发展历程产业生态学的发展可以分为三个阶段：1. 起源阶段（20世纪80年代）：产业生态学的概念首次被提出，科学家们开始关注经济活动对环境的影响，并寻求一种能够实现经济与环境兼容发展的新模式。
2. 形成阶段（20世纪90年代）：产业生态学逐渐形成独立的研究领域，相关理论和方法得到进一步发展和完善。
在这一阶段，产业生态学开始应用于实践，如生态工业园的建设和清洁生产技术的推广。
3. 成熟阶段（21世纪初至今）：产业生态学得到广泛关注和深入研究，相关理论和方法不断完善。
同时，产业生态学开始在各个领域得到广泛应用，成为可持续发展的重要理论基础和实践指南。
四、产业生态学的研究意义产业生态学的研究具有重要的理论和实践意义：1. 理论意义：产业生态学为研究经济与环境相互作用提供了新的理论框架和方法论，有助于深化对可持续发展规律的认识。
钢铁企业物质流、能量流及其相互关系
结合先进的能源管理和环保技术，制定更加科学合理的生产流程和管理制度，实现 钢铁企业的绿色可持续发展。
通过深入研究钢铁企业物质流、能量流及其相互关系，为其他工业领域提供可借鉴 的经验和启示。
THANKS FOR WATCHING
案例二
总结词
某钢铁企业应用能源回收与再利用技术，实现了能源 的有效利用和生产成本的降低。
详细描述
该钢铁企业针对生产过程中产生的大量废弃能源，采 用了先进的能源回收技术。通过余热回收、余压发电 等技术，将废弃的能源转化为可再利用的能源，并重 新用于生产过程。这不仅减少了能源的浪费，还降低 了企业的生产成本。同时，该企业还采用了能源管理 信息系统，实时监测和管理能源的利用和回收，提高 了能源利用效率。
新的物质实体加入到生产过程中。
钢铁企业的物质流具有系统性。各个生产环节之 间相互关联、相互影响，形成一个完整的生产系
统。
钢铁企业物质流分类
根据物质流在生产过程中的作用和地位，可以将 其分为直接物质流和辅助物质流。
直接物质流是指直接参与产品生产的原材料和半 成品等，如铁矿石、煤炭、焦炭、钢坯等。
辅助物质流是指为生产提供辅助作用的材料和能 源等，如水、电、燃气、氧气等。
钢铁企业物质流、能 量流及其相互关系
2023-11-09
目录
• 钢铁企业物质流概述 • 钢铁企业能量流概述 • 钢铁企业物质流与能量流的相互关系 • 钢铁企业物质流与能量流的案例分析 • 结论与展望
CHAPTER 01
钢铁企业物质流概述
钢铁企业物质流定义
钢铁企业的物质流指的是在生产过程中，从原材料的采购、 运输、储存，到生产加工、产品制成，直至产品运输、销售 过程中，一系列物质实体的流动过程。
第二部分-能源有效利用的分析方法
2.1 热平衡分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
热平衡（能量平衡）
热平衡计算法（黑箱法） 1、确定热平衡分析的范围； 2、根据热力学第一定律对所 选定范围进行热平衡测试； 3、不能有漏计、重计和错计； 4、热平衡测试结果用表格或 热流图反映，以便于分析； 5、分析的重点是各种损失能 量的去向、比重，以便采取 措施，减小损失。
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
火用的含义及其表达式
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
火用平衡
任何不可逆过程都必定会引起火用损失，只有可逆过程 才没有火用损失 一个实际的系统或过程，各项火用的变化是不满足平衡 关系的，需要附加一项火用损失，才能给一个实际系统或 过程建立火用平衡方程式 能源利用中有如下目的： 获取功---热能转换成机械能（内燃机、蒸汽轮机、燃气 轮机等）； 增加工质的火用---机械能变成焓（水泵、空气压缩机 等）； 改变工质的物态，以增加工质的火用---化学能转变为热 能（锅炉等）。
能源网络图
是一种能源应用图。按照绘制的规定，将企业的能源 系统分为购入储存、加工转换、输送分配、终端利用 四个环节。有关能源网络图的绘制细节可参看相关的 国家标准。
2.1 热平衡分析 第 二 篇
能 源 有 效 利 用 与 分 析
第 二 篇
能 源 有 效 利 用 与 分 析
2.2 火用分析
第 二 篇 能 源 有 效 利 用 与 分 析
热平衡（能量平衡）
能量平衡法，是按照能量守恒的法则，采用所谓“黑 箱方法”，在指定时期内，对能量利用系统输入能量 和输出能量在数量上的平衡关系进行考察，以定量分 析用能的情况，为提高能量利用水平提供依据； 能量平衡既包括一次能源和二次能源所提供的能量， 也包括工质和物料所携带的能量，以及在工艺过程、 发电、动力、照明、物质输送等能源转换和传输过程 的各种能量的输入和输出；
什么是物质流？生态农业系统中物质流是怎样计
什么是物质流？生态农业系统中物质流是怎样计
生命的维持除了需要能量以外，也还需要物质。
能量和物质是作为有机物质一起流过生态系统的，二者不能分开，但是生态系统中的物质和能量不同，它们以或多或少循环的途径在系统中进行运动。
就是说，在生态系统中，在进行能量流动的同时，生物维持生命所需要的元素，如碳、氧，氧、氮、磷等，也参加流动，不过流动的途径是循环的。
在生态系统中，生物从环境获得营养物质，再被其它生物重复利用，最后又复归于环境，这就是生态系统中的物质循环。
它和能量的单向流动是完全不同的，始终处于一种周而复始的循环之中。
例如，绿色植物不断地从周围环境中吸取各种化学营养元素，将简单的无机分子转化成复杂的有机分子，用以建造自身。
当草食动物采食绿色植物时，植物体内的营养物质就转入到草食动物体内。
同样，当肉食动物捕食草食动物时，草食动物体内的营养物质又转入到肉食动物的体内。
当植物，动物死亡以后，它们的残体和尸体又被微生物所分解，并将复杂的有机分子转化成简单的无机分子复归于环境，以供绿色植物再吸收，进行再循环。
生态农业系统中动、植物生长发育不可缺少的物质养分，是从土壤斗植物÷动物一再回到土壤的。
养分元素在系统中的这种流动，循环运动就是物质流。
生态系统中物质流的计算分析是十分复杂的，为了描述某一元素的流动和循环有时需要建造十分复杂的数学模型。
当然大多数情况下不是
1。
05物质流分析 (2)
物质流分析-SFA
经济子系统
输入
环境子系统
物质流分析-SFA
SFA尤其侧重有害物质的研究，该方法需要首 先了解不同物质流之间的相互关系，某种有害物质 的各种问题转移机制，以及经济系统中的物质积累 可能造成的环境影响。SFA有助于制定预防性的、 主动的环境政策，调整这些有害物质在整个生命周 期中的流动情况，尽可能减少其潜在环境影响。 一般情况下，SFA要对进出经济实体（区域、 国家甚至全球）的某种物质流绘制流动图，建立分 析模型，并进行结果解释。这个流动图包括物质的 进口、开采、生产、出口、消费以及最终环境排放 等过程。
重金属镉铬研究涉及的经济活动重金属镉铬研究涉及的经济活动物质经济活动锌工业钢铁工业镉生产和加工业镉合金和电镀业电力产业磷工业种植业食品业饲料生产业畜牧业铜工业铅工业水泥业运输业石油化工业家政服务废物处理废物焚烧废水处理废料回收印染业钢铁业木材保护行业电力产业磷工业种植业食品业饲料生产业畜牧业玻璃制造业皮革业水泥业运输业石油化工业家政服务废物处理废物焚烧废水处理废料回收纺织业电镀业tio相关产业堆肥sfasfa输入污染物流入经济过程输出物质储存电池塑料汽车锌制品建筑物污染物流出环境过程物质储存废电池土壤地表水沉积物地下水提取排放镉在环境子系统和经济子系统中的流动框图镉在环境子系统和经济子系统中的流动框图经济子系统经济子系统环境子系统环境子系统sfasfasfasfa22建立数据清单和分析模型建立数据清单和分析模型将总体物质储存和流动进行量化的方法有两种一种将总体物质储存和流动进行量化的方法有两种一种是构建帐户构建帐户另外一种是另外一种是静态模拟静态模拟
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SFA物质流动图
二、基本程序 22
SFA|SFA基本方法体系
SFA分析框架
二、SFA基本程序
1、目标和系统界定：明确问
题，根据问题确定研究目标。系统 界定主要包括三方面：物质、时间 和空间。
2、建立数据清单和分析模型：
数据获取和计算
3、SFA结果的解释
根据研究目的不同，每个具体过程 又包含不同的具体内容。 SFA研究就是对进出某一经济实体或 者地理范围内的某种物质的迁移路径 绘制流程图，建立分析模型，并进行 结果解释的过程。
分析宏观水平上的物质流有一个更为简便的方法，即投入产 出分析。
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物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础
➢投入产出分析（IOA）：投入产出分析方法作为一种经济核算 方法，其思想在18世纪由法国经济学家首先提出。
20世纪70年代初，西方国家的一些经济学家将经济范畴的投 入产出表扩展到环境-经济系统中， 构成了环境-经济投入产出 表。 投入产出分析法有助于寻求经济系统中所有直接流和间接 流，并能确定一套相应指标。
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物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础
➢生命周期评价（LCA）：评价产品从摇篮到坟墓的整个生命周期过程
中对环境产生的影响的系统方法。它首先辨识和量化整个生命周期和
能量的消耗及环境释放，然后评价这种消耗和释放对环境的影响，最
后辨识减少这些影响的机会。目前生命周期评价作为一种产品环境特
征分析和决策支持工具技术上已经日趋成熟，并得到较广泛的应用。
——狭义MFA的研究对象为既定系统内的综合流，这与SFA研究既 定系统内某一特定物质流不同。
——SFA的演变大致分为四个阶段：孕育期、形成期、发展期、
应用与拓展期。
19
SFA|SFA基本方法体系
一、概念的基本要素
1、物质（substance）：特定化学元素或化合物，也可以是特定物质或材料。 涉及物质的不同形态——如研究铜的代谢：铜矿、纯铜、铜合金、各类含铜 制品等。 2、过程（process）：物质在系统中的转化、输送或储存，也可以称之为整 个研究系统内的子系统. 生产过程、消费过程和在自然系统中均存在转化； 输送是指物质形式并未转化而位置发生改变，包括物质流动和废物排放过程；
经济系统中的物质与能量流动与生态系统中的物质和能量流动 相类似，但具有以下特性：
1. 经济系统与生态系统之间的物质交换量大而迅速
；
2. 经济子系统内部物质流动迅速；
3. 经济子系统内物质利用率低。
2
物质流分析与能流分析|物质流分析
简单说来，物质流分析主要是对社会经济或环境系统中的物质 输入和输出进行量化，建立物质流账户，以便进行以物质流为基础 的优化管理。 它具体是通过物理单位（如质量）对物质从开采、 生产、消费、循环使用直到最终处置进行结算，其分析的物质可以 是元素、原材料、产品、制成品，也可以是废弃物以及向空气、水 的排放物等等。
基本平衡关系式： 中间产品+最终产品=总产品（实物） 资源利用的投入产出分析有两种途径：
■货币投入产出表 ■实物投入产出表（更适用于计算间接资源需求，但不容易获得数据）
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物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础
经济系统的物质流分析来源于对社会经济系统中物质和能量的输 入和输出进行分析 ➢质量平衡定律：质量平衡定律适用于一切层次上的物质流分析， 任何物质流无论其形态如何变化，其总的质量是守恒的。
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SFA|SFA的定义及演变过程
——SFA遵循物质守恒定律，它通过量化某一物质或某一类物质 流入、流出特定系统和在该系统内部的流动和贮存状况，建立该 系统内经济与环境之间的定量关系。—基于投入产出分析
——针对特定环境影响的物质或原料的物质流分析，目的是发现 那些潜在的物质流和排放物。
其核心是依据物质平衡理论发现那些潜在的物质流和排放物。 ——material既包括物质（substance），也包括产品（goods）。 因此，广义MFA包含了SFA。
10
物质流分析与能流分析|物质流分析
海水资源流动模型
海水分析化学 - 有机物分析（总有机碳、总有机氮、总有机磷等）
理论基础
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物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础
经济系统的物质流分析来源于对社会经济系统中物质和能量的输 入和输出进行分析
➢质量平衡定律：任何物质流无论其形态如何变化，其总的质量是守恒的。 ➢生命周期评价（LCA）：基于LCA的物质流分析主要适用于对生物质或非生物 质原材料以及初加工产品的研究。——可以发现不易引起注意的隐藏流 ➢投入产出分析（IOA）：一种经济核算方法，研究经济体系中各个部分之间 投入与产出的相互依存关系的数量分析方法。
重金属
2
研究营养物质 的流动 ——它们是造 成水体富营养 化的主要物质
营养物质
3
研究碳的流动 ——它与全球 变暖有关
碳
4
研究能源物质 、塑料、木材 、生物质以及 金属等流动 ——它们会产 生一定的环境 影响
其它
7
8
9
物质流分析与能流分析|物质流分析 ➢第二种——MFA：主要研究 特定经济部门或区域的物质流数量和结构
利用生命周期评价来进行物质流分析可以发现不易引起注意的隐
藏流，它要求对产品整个生命周期中的间接物质流进行计算。它是一
个很有用的分析工具，可以评价产品整个生命周期中的物质输入，包
括所谓的“生态包袱”。生态包袱是指那些不会进入经济系统、产生
经济效益，却是产品整个生命周期中必不可少的物质，根据定义“生
态包袱”等于生命周期中总的物质输入减去产品本身质量。
SFA有助于制定主动的和预防性的环境政 策，以调整有害物质在整个生命周期中的 流动方式，尽可能减少其潜在的环境影响。
SFA要对进出经济系统的某种物质流绘制 流动图，建立分析模型，并进行分析结果 解释。
开采 生产 进口
加工 材料 产品 使用 循环
废物处理
空气污染物 水体污染物 土壤污染物 固体废物 出口
6
物质流分析与能流分析|物质流分析
➢第一种是针对那些能够引起特定环境影响的物质或原料，最典 型的就是——SFA：主要研究物质向环境排放的主要途径以及与 之相关的过程，研究产业系统内部的物质存储、流动以及这些 物质在环境中的最终浓度等。
1
研究重金属等 有害物质的流 动 ——可能导致 重大环境问题 （如食物链累 积）
续
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物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础
➢生命周期评价（LCA）：
基于生命周期评价的物质流分析方法主要适用于对生物质或 非生物质原材料以及初级加工产品的研究。
而在分析成品半成品时，由于需要大量的、每个生产阶段的 物质输入数据，所以可能会耗费大量的时间和精力，并且系统边 界的定义也相当困难。
3
物质流分析与能流分析|物质流分析
人们逐渐认识到经济活动中物质流动与自然环境有着紧密的关联， 物质流分析主要研究物质的流动规律及其对环境产生的影响。有 很多种不同的研究方法，但最终目的都是为了维持产业代谢的可 持续性。
经济系统
能量
物质
自然生态系统
基于环境可持续性的物质流分析类型
分析类型 基本策略
Ⅰ-基于通量的 毒性降低和污染减少
是否可持续。如对建筑业的物质或原料流动的研究； 对城市、区域甚至国家层次经济系统中部分物质流以及物质需求总量等的
研究
➢通过这些研究可以得到一些环境压力指标，并以此来描述区域 代谢的结构特征
图：城市区域总体 物质流分析和平衡
无数水流和其它物 质流或者以循环的 方式被利用，或者 离开城市，亦即被 排放掉
投入产出分析的一个重要应用是计算单位最终需求的物质投 入总量。通过分析，人们不仅可以得到部门生产的直接物质需求， 还可以得出由其他部门的产品供应引起的间接物质需求，从而可 确定最终需求（如私人消费、出口）所需的总物质投入。
续16
物质流分析与能流分析|物质流分析的理论基础
➢投入产出分析（IOA）：
资源利用投入产出分析有两种途径：一是货币投入产出表 （monetary input-output tables, MIOTs）； 一是实物投入产出表 （physical input-output tables, PIOTs）。理论上PIOTs更适合计算 间接资源需求，因为资源投入的种类是多种多样的， 然而PIOTs 重要的缺陷在于不容易获得数据，因此应该将两者结合使用。
与生命周期评价方法相比，投入产出分析在研究国家层次的物 质流时，只需知道总的物质投入和实物出口，然后再根据MIOTs 来确定经济系统中的直接和间接物质投入，以及所有部门的物质 生产力。
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物质流分析与能流分析
1. 物质流分析及其理论基础 2. 基于单一物质的物质流分析（SFA） 3. 经济系统物质流分析方法（MFA）—基于通量的物质流分析 4. 能流分析
环境系统内部的迁 移路径一般不考虑， 但排放往往是重点
物质流一般包括：基于产品或原料供应关系的正向流，废 弃产品流，基于废物循环利用的逆向流，最终废物的处理 流，过程损耗产生的向环境排放的流，贸易进出口流 库存：经济系统和环境系统的库存两大类。
23
SFA|SFA基本方法体系
二、SFA基本程序 以比利时弗兰德斯地区的SFA实例对框架进行介绍。
物质流分析与能流分析
1. 物质流分析及其理论基础 2. 基于单一物质的物质流分析（SFA） 3. 经济系统物质流分析方法（MFA）—基于通量的物质流分分析
1、概述：
人类社会经济系统与自然环境之间是依靠各种物质流(material flow)联系起来的， 产业代谢分析实质上是对这些物质流的研究与 分析。20世纪80年代后期，人们逐渐认识经济系统中的物质流动对 于物质的全球循环具有重大的影响；另外经济系统还影响自然生态 系统的物质和能源消耗。因此许多学者认为，人类的经济系统是自 然生态系统的子系统。