水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的奉獻(xiàn)

高長明 · 2006-08-27 00:00 留言

一、推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重大戰(zhàn)略意義
    循環(huán)經(jīng)濟(jì)是運(yùn)用生態(tài)學(xué)規(guī)律來指導(dǎo)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng),以資源和能源的最低消耗、最高效利用和最多的循環(huán)使用為核心,遵循其“減量化、再利用、再循環(huán)”原則,旨在實(shí)現(xiàn)以盡可能少的資源能源消耗和盡可能小的環(huán)境代價(jià)獲得盡可能大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是要克服傳統(tǒng)的線性經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,在獲得經(jīng)濟(jì)不斷增長的同時(shí),始終保持人類和自然之間的生態(tài)平衡與和諧發(fā)展。
    2006年6月,國家發(fā)改委正會(huì)同國家科技、財(cái)政、資源、金融、環(huán)保、建設(shè)、貿(mào)易、稅收質(zhì)檢等部門將研究起草《循環(huán)經(jīng)濟(jì)法》,著重于完善政策機(jī)制,推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整,進(jìn)一步強(qiáng)化循環(huán)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。這表明了政府對(duì)推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的高度重視和堅(jiān)定決策,要制定一部具有指導(dǎo)性和可操作性的法律文件,強(qiáng)力推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展,為把我國建設(shè)成一個(gè)節(jié)約、節(jié)能、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人與自然,可持續(xù)地和諧發(fā)展的社會(huì)而努力。
    歷史和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是深刻甚至慘痛的,我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)上取得迅猛發(fā)展的同時(shí)必須吸取這些教訓(xùn),引以為戒。我們一定要清醒地認(rèn)識(shí)到,只有發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),才是從根本上減輕環(huán)境污染,修復(fù)生態(tài)平衡的有效途徑;才是充分利用資源能源,緩解其緊缺的重要舉措;才是開發(fā)利用再生資源能源的根本出路;才是真正提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)效的正確抉擇。此外,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也是我國應(yīng)對(duì)某些新貿(mào)易保護(hù)主義或“綠色壁壘”的迫切需要。歸根到底,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是以人為本,以自然為源,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)訴求。
    總之,推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略意義凸顯于其五大特征,即全局性、前瞻性、發(fā)展性、長期性和謀略性,對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,具有提綱挈領(lǐng)之功,力拔千鈞之勢,影響深遠(yuǎn),我們必須抓住機(jī)遇,強(qiáng)力推行之。

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二、水泥工業(yè)在推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和作用
    現(xiàn)代水泥工業(yè)是近代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物,也是社會(huì)物質(zhì)文明和經(jīng)濟(jì)增長的支撐之一。根據(jù)現(xiàn)今科技發(fā)展成果及其應(yīng)用趨勢來判斷,水泥在今后相當(dāng)長期內(nèi)(50~100年)仍是一種難以被替代的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大宗建筑材料[1]。
    本文將針對(duì)我國PC窯水泥進(jìn)行探討,所有論述僅適用于PC窯水泥,與其他各種落后生產(chǎn)方式的水泥無關(guān),特此聲明。
    水泥工業(yè)作為現(xiàn)代重化工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)中的一員,因其生產(chǎn)工藝的固有特點(diǎn),使其在推動(dòng)全社會(huì)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有較顯著的“鏈接”作用,處于較重要的促進(jìn)地位。因?yàn)?,在先進(jìn)科技成果的工業(yè)實(shí)踐中,國際上業(yè)已證實(shí):
    首先,現(xiàn)代水泥工業(yè)本身已經(jīng)率先在重化工領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn),在水泥的整個(gè)生命周期內(nèi)不會(huì)有廢料、廢渣的產(chǎn)生,沒有污水排放,廢氣中的粉塵以及各種有害物的含量均能符合當(dāng)今世界上最苛刻的排放極限(德國TA-Luft和17.Blmsch V標(biāo)準(zhǔn))。2002年德國科技部、環(huán)保局和工業(yè)部已向世界通報(bào),該國的水泥工業(yè)已率先步入了綠色工業(yè)和環(huán)境友好型工業(yè)的行列[2]。
    其次,現(xiàn)代水泥工業(yè)在節(jié)約資源和能源方面不僅成效顯著——近10年單位能耗降低了20%以上,而且仍有很大潛力,前景看好。
    第三,現(xiàn)代水泥工業(yè)具有獨(dú)特的利廢功能,可以協(xié)助全社會(huì)利用和消納各種廢料、廢渣和生活垃圾等,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。其一是水泥工業(yè)可以消納的廢物種類很多,適應(yīng)范圍廣。其二是其消納量頗大。其三是在消納廢物過程中對(duì)環(huán)境安全有充分保障,不會(huì)造成二次污染,一步到位,沒有隱患。其四是可以充分利用水泥生產(chǎn)工藝中的既有裝備(水泥窯、分解爐、燃燒器、磨機(jī)、收塵器等),僅須添置少量的有關(guān)廢物的處置設(shè)施,就可以發(fā)揮既生產(chǎn)水泥又妥善利用和消納廢物的雙重功能;比新建廢物焚燒廠更經(jīng)濟(jì)更安全[3]。
    經(jīng)歷了近20年的工業(yè)實(shí)踐,現(xiàn)代水泥工業(yè)固有的特點(diǎn)及其獨(dú)特的功能現(xiàn)今已獲得國際上的一致公認(rèn)。有關(guān)的理念也正在我國廣為流傳,開始贏得了政府主管部門和企業(yè)界的認(rèn)同和支持。
    對(duì)現(xiàn)代水泥工業(yè)的正確認(rèn)識(shí)及有關(guān)理念的創(chuàng)新與認(rèn)同,進(jìn)一步明確了水泥工業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)范疇中的定位及其作用。那就是:水泥企業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的自身“小循環(huán)”中已實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)與環(huán)境友好。而且在與其他重化工行業(yè)鏈接,和多個(gè)產(chǎn)業(yè)之間也實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)、互用、互利等“中循環(huán)”,適用面廣,適應(yīng)性強(qiáng)。最終在全社會(huì)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的“大循環(huán)”中也做出了相應(yīng)的更大貢獻(xiàn)。我們應(yīng)該科學(xué)客觀地評(píng)估水泥工業(yè)在全社會(huì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的地位和作用,夸大或無視水泥工業(yè)對(duì)我國推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)時(shí)可能作出貢獻(xiàn)的程度都應(yīng)注意克服。客觀地說,與其他重化工業(yè)相比,水泥工業(yè)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)應(yīng)該是效益較明顯,地位較重要的。但是把水泥工業(yè)說成是什么“萬能”的“利廢之王”顯然是缺乏科學(xué)根據(jù)的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)必須依靠全社會(huì)各行各業(yè)、政府、企業(yè)與大眾共同的協(xié)作努力才能付諸實(shí)現(xiàn)。

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三、水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的戰(zhàn)略目標(biāo)及其實(shí)踐
    水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)是筆者在20世紀(jì)90年代初期,實(shí)地調(diào)研分析了水泥工業(yè)先進(jìn)國家的可持續(xù)發(fā)展理念及其戰(zhàn)略策略方針,結(jié)合國際水泥工業(yè)科技發(fā)展和應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),綜合歸納后于1996年提出的一個(gè)大膽的假想和奮斗目標(biāo)。其具體內(nèi)容如下[4]:
    ①水泥工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧共存,水泥企業(yè)對(duì)其周圍生態(tài)環(huán)境完全實(shí)現(xiàn)零污染;
    ②創(chuàng)新水泥工藝和余熱回收技術(shù),降低單位水泥電耗,提高單位熟料余熱發(fā)電量,實(shí)現(xiàn)水泥企業(yè)對(duì)外界電能的零消耗;
    ③水泥企業(yè)完全實(shí)現(xiàn)廢料、廢渣、廢水的零排放;
    ④降低單位熟料熱耗,開發(fā)利用各種替代燃料,實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對(duì)天然礦物燃料(煤、油、天然氣)的零消耗;
    ⑤節(jié)約資源,擴(kuò)大利廢功能,消納各種廢物,減輕環(huán)境負(fù)荷,為全社會(huì)廢渣、廢料的負(fù)增長作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
    實(shí)際上,1995前后在一些發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水泥企業(yè)中,“四零一負(fù)”技術(shù)發(fā)展和工業(yè)實(shí)踐已顯端倪,取得了不同程度的成效。只不過其所實(shí)踐的“四零一負(fù)”的內(nèi)容是分別地分散在各個(gè)不同的水泥企業(yè)中,而且離真正達(dá)到零消耗還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?996年筆者把這些零散的現(xiàn)象和苗頭匯總概括在一起,系統(tǒng)地提升到“四零一負(fù)”的高度,當(dāng)初真有點(diǎn)使許多國際專家、學(xué)者一驚。但是很快他們就認(rèn)同了這種提法,而且下意識(shí)地不斷付諸實(shí)踐與完善之中。
    水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出至今已有10年,在這10年內(nèi)國際和我國水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的工業(yè)實(shí)踐進(jìn)展如何,取得那些成果,離其最終目標(biāo)還有多少差距,茲將其有關(guān)情況與數(shù)據(jù)匯列于表1中,供參照。
    從表1可以明顯地看出,水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念是完全吻合一致的;其內(nèi)涵就是先把水泥工業(yè)自身做好,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),最大限度地達(dá)到節(jié)約資源能源,不污染環(huán)境;之后充分地發(fā)揮水泥工業(yè)獨(dú)特的比較優(yōu)勢,盡可能多地綜合利用各種廢料、廢渣、垃圾等作為水泥生產(chǎn)的替代性原料、燃料、材料;為經(jīng)濟(jì)安全地利用消納全社會(huì)的廢棄物作出最大可能的貢獻(xiàn),為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)揮更顯著的作用[5]。

    以下將對(duì)表1中“四零一負(fù)”的進(jìn)展作一些必要的補(bǔ)充說明。

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表1    國際及我國水泥工業(yè)推行“四零一負(fù)”的進(jìn)展和預(yù)測

年份
                差  距

 
 
“四零一負(fù)”
國際平均先進(jìn)水平
我國PC窯水泥*
1995
2006現(xiàn)今
2015(預(yù))
1995
2006
1. 對(duì)周圍環(huán)境的零污染
接近實(shí)現(xiàn)
已實(shí)現(xiàn)
完全實(shí)現(xiàn)
大半實(shí)現(xiàn)
基本實(shí)現(xiàn)
 
德, 日,  美
德,日,美
 
 
 
粉塵排放(mg/Nm3
10-50,50,40-70
10-50,50,40-70
≤20
150
50
NOX排放
200-800      未
      560    定
200-400,
560
≤200
未定
800
SO2排放
50-400       未
     780    定
50-400,
780
≤100
未定
400
2. 對(duì)外界電能的零消耗
實(shí)現(xiàn)近半
實(shí)現(xiàn)了大半
基本實(shí)現(xiàn)
只有補(bǔ)燃發(fā)電
實(shí)現(xiàn)了一半
熟料單位電耗(kwh/t)
64-68
52-56
45-50
65-70
55-58
水泥綜合電耗
105-115
85-95
75-85
105-115
90-100
噸熟料發(fā)電量
32-35
38-40
>50
 
32-36
可回收熟料電耗(%)
50
72
100-110
 
60
可回收水泥電耗
30
43
60-70
 
34
3. 對(duì)廢料廢渣廢水的零排放
已實(shí)現(xiàn)
完全實(shí)現(xiàn)
完全實(shí)現(xiàn)
基本實(shí)現(xiàn)
已實(shí)現(xiàn)
4. 對(duì)天然礦物燃料的零消耗
開始推行
實(shí)現(xiàn)了一半多
接近全實(shí)現(xiàn)
尚未推行
試點(diǎn)推行
 
德,日,美
德,日,美
 
 
 
二次燃料替代率(%)
15,0,5
55-60,4,16
85-95
0
接近0
5. 對(duì)全社會(huì)廢棄物的負(fù)增長
開始推行
利廢較顯著
利廢效益好
混合材利
廢量大
混合材利
廢量大
資源利用及利廢功能
德,日,美
德,日,美
 
   資源產(chǎn)出利用率(%)
100,100,100
100,100,100
100
80
90
  礦山復(fù)墾環(huán)境修復(fù)率(%)
30,30,25
60,60,50
80
5
15
二次原料利用量
    (kg/t水泥)
120,200,50
180,280,70
500
60
75
二次燃料利用量
(kg/t水泥)
11,0,7
45,7,21
70
0
0.07
   廢料(混合材)摻入量
150,90,60
170,100,70
250
275
280
噸水泥廢料利用量
(kg/t水泥)
281,290,117
395,387,161
820
335
355
   噸水泥綜合利廢率(%)
12-30
16-40
60-70
23
30
6. 單位水泥總CO2排放(kg/t)
1050-1100
860-920
650-750
950-1050△
800-900△

注:* 2000t/d以上的PC窯平均先進(jìn)值;△因我國水泥中混合材摻入量多,故該值已相應(yīng)減少了。

    實(shí)際上,水泥企業(yè)對(duì)其周圍生態(tài)環(huán)境達(dá)到零污染的第一項(xiàng)目標(biāo),德國在20世紀(jì)七十年代已經(jīng)開始了這項(xiàng)研究工作,經(jīng)歷了30年的對(duì)比監(jiān)測,得出了具有充分說服力的科學(xué)結(jié)論。2002年德國正式向世界宣布了該國水泥工業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)其周圍生態(tài)環(huán)境的零污染。這在水泥工業(yè)發(fā)展史上是一項(xiàng)劃時(shí)代的成果。
    我國PC窯水泥在達(dá)到零污染方面與國際先進(jìn)水平尚有一些差距,但差距并不大。
    最近開始新建的美國Lee lsland 12000t/d水泥生產(chǎn)線對(duì)環(huán)保的承諾是,在政府批給該廠的4000英畝(1620公頃)原生態(tài)土地范圍內(nèi),以及水泥廠的整個(gè)生命周期內(nèi)都不得發(fā)生任何有損環(huán)境或生態(tài)平衡的顯發(fā)事件和隱性跡象;此外,必需有2200英畝(890公頃)以上的整片土地始終保持其原生狀態(tài),無論是地面上還是地下均不得動(dòng)用。廢氣的排放限值為:粉塵<20mg/Nm3,NOx<200mg/Nm3,SO2<50mg/Nm3。這一案例是第一次將水泥廠零污染的范圍給出了明確界限。這可能是美國新建水泥廠有關(guān)環(huán)保承諾的一種動(dòng)向,顯然其保證零污染范圍更明確更擴(kuò)大了很多很多。(我國一條萬噸級(jí)生產(chǎn)線的廠區(qū)占地約35公頃。)不過這種動(dòng)向即使在美國其普遍性如何尚有待觀察。
    水泥廠對(duì)廢料、廢渣、廢水的零排放,國際上在上世紀(jì)90年代早已實(shí)現(xiàn)。記得1996年筆者在德國的Lagerdorf水泥廠考察時(shí),其化驗(yàn)室水管中放出的處理后循環(huán)水已達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn),遠(yuǎn)高于廢水零排放的要求。我國現(xiàn)今2500t/d以上的PC窯水泥廠多數(shù)能達(dá)到廢水零排放的目標(biāo)。
    水泥廠對(duì)外界電能的零消耗,過去10年左右國際上也有較大進(jìn)展,噸熟料純低溫余熱的回收電能,從彌補(bǔ)熟料電耗的近50%上升到約72%,或從彌補(bǔ)水泥電耗的30%上升到約43%。預(yù)計(jì)到2015年前后,即10年以后,熟料生產(chǎn)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)外界電能的零消耗了。
    在這方面,我國PC窯水泥廠正處于快速發(fā)展之勢,純低溫余熱發(fā)電技術(shù)與裝備,今后5年中將會(huì)在250臺(tái)PC窯上推廣應(yīng)用,如此大量的工業(yè)實(shí)踐,必然導(dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。筆者相信到2015年在電能的零消耗方面,我國PC窯水泥將與國際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū),雙雙實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對(duì)外界電能的零消耗。
    過去10年水泥工業(yè)對(duì)天然礦物燃料的零消耗方面,國際上的進(jìn)展很大,采用各種可燃廢料用作二次燃料的全國按熟料熱耗計(jì)的替代率大致由10%上升到50%;預(yù)計(jì)10年后(2015年)將達(dá)85-90%。這將是一項(xiàng)巨大的進(jìn)步。
    而我國PC窯水泥在這方面的差距卻很大,二次燃料的替代率幾乎為零。因?yàn)樗鄰S燒廢料或垃圾,確實(shí)是一項(xiàng)復(fù)雜的全社會(huì)性的系統(tǒng)工程。多年來少數(shù)水泥企業(yè)和設(shè)計(jì)院雖然做了不少工作,事實(shí)證明,單靠水泥工業(yè)本身,的確力不從心難以突破,可能最關(guān)鍵的還是需要中央與地方政府的政策引導(dǎo)和必要的財(cái)政投入,支持試點(diǎn)水泥企業(yè)切實(shí)地推進(jìn)這項(xiàng)工作。
    在資源綜合利用與消納社會(huì)廢物方面,過去10年國際上一直做得較好,現(xiàn)在只是進(jìn)一步完善了,尤其是礦山復(fù)墾環(huán)境修復(fù)工程效果甚佳;而我國對(duì)此似乎尚未引起普遍認(rèn)知,需注意改進(jìn)。
    應(yīng)該指出,在利廢方面我國水泥中的混合材摻入量特多。這種現(xiàn)象是“先進(jìn)”還是“弊端”,因具體情況之不同而異,難以一概而論。好在我國正在修改水泥標(biāo)準(zhǔn),力求完善之。但是,我國應(yīng)向德國學(xué)習(xí),多用二次燃料;向日本學(xué)習(xí),多用二次原料,這是肯定無疑的。

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    四、結(jié)語
    如果說10多年前筆者提出水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的假想時(shí)還只是一個(gè)輪廓性理念的話,經(jīng)過不懈的工業(yè)實(shí)踐的進(jìn)展與改進(jìn),現(xiàn)今這一理念已經(jīng)變得相當(dāng)成熟清晰。國際上業(yè)已獲得的成果是,水泥工業(yè)對(duì)其周圍環(huán)境的零污染已實(shí)現(xiàn);對(duì)外界電能的零消耗實(shí)現(xiàn)了大半;對(duì)廢料廢渣廢水的零排放已完全實(shí)現(xiàn);對(duì)天然礦物的燃料的零消耗已實(shí)現(xiàn)一多半;噸水泥的利廢量已近400Kg,綜合利廢率達(dá)30%以上;單位水泥CO2排放900kg/t。筆者可以有把握的預(yù)測,10年以后(2015年前后),國際水泥工業(yè)將基本實(shí)現(xiàn)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo);即達(dá)到對(duì)環(huán)境的零污染;對(duì)廢料、廢渣、廢水的零排放;生產(chǎn)熟料時(shí)對(duì)外界電能的零消耗,生產(chǎn)水泥時(shí)的綜合電耗降到25kwh/t以下;熟料燒成對(duì)天然礦物燃料的零消耗或?qū)嶋H標(biāo)煤耗不會(huì)超過15kg/t;制造水泥所需的原料有近50%、所需的燃料有80%以上、所需的摻入料(混合材)有近100%均為社會(huì)的各種廢棄物,噸水泥的利廢量達(dá)800kg,綜合利廢率達(dá)70%;單位水泥CO2排放約700kg/t。
    屆時(shí)我國PC窯水泥除天然燃料零消耗這一目標(biāo)尚有一定差距外,其它各項(xiàng)都將與國際先進(jìn)水平處于同一條起跑線上。2020年我國水泥工業(yè)將全面達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)。
    近年來,循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念在我國許多大型水泥集團(tuán)公司進(jìn)行了成功的實(shí)踐,例如金隅、萬安、亞泰、蒙西、海螺、三獅、山水等,成效卓越,效益顯著,對(duì)廣大水泥企業(yè)積極投入發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的行列發(fā)揮了重要的示范和促進(jìn)作用。今后在進(jìn)一步的推進(jìn)中必須結(jié)合我國的具體情況自主創(chuàng)新,走我國水泥工業(yè)自己的“四零一負(fù)”道路。當(dāng)然可以借鑒國際先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn),但是不必受其拘泥。因?yàn)閲椴煌?,難以照搬。此外更重要的是,我國水泥工業(yè)無論在技術(shù)裝備和經(jīng)濟(jì)實(shí)力等方面現(xiàn)在已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)哪芰?,完全可以針?duì)國情開發(fā)出最適宜的技術(shù)與裝備。至于燒廢料等課題,其是否能有效地形成相應(yīng)的工業(yè)規(guī)模,若干非技術(shù)性關(guān)鍵障礙的突破則較大程度上有賴于政府的全面策劃和引導(dǎo),亟待政府出臺(tái)配套的舉措。

參考文獻(xiàn)
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