本书从研讨现代化学工程和工艺在建设资源节约与环境友好型社会中的作用入手，对制约我国经济社会发展的资源、能源、环境与社会问题进行深入的探讨，从而论述了实施可持续发展战略和建设和谐社会的重要性、急迫性及可行性。

该书填补了大学生、研究生和继续教育在这一多学科交叉领域教材的空白。

本书由中国工程院院士金涌与荷兰皇家科学院院士Jakob de Swaan Arons编著。内容以讨论世界和我国社会经济可持续发展，构建循环经济、低碳经济与和谐社会必然涉及问题为核心，从社会科学、自然科学和工程科学等多学科出发，研究能源、资源、环境和社会发展等领域的具体问题，探讨化工与其他学科合作所可能提供的解决方案。在研究方法上，关注于学科之间的非线性强交联，模糊判断能力和形成一个整体理念为主要目的，保持既与现实社会问题密切相关，又有一定的基础科学深度。在写作方面，针对多学科交叉的特点和促进多学科交流的目标，略去学科细节，仅给出必要素材和理念以供读者参与分析讨论和互动。经过数年实践，呈奉本书，以促进跨学科教育得到快速发展。

中外两位院士编著的内容，分别以中文和英文两种语言编排，既保留了该书的原汁原味，又可为我国读者提供英文阅读和写作上的参考。本书适合研究化工、环境、能源等领域的科技人员参考，也可作为大专院校相关专业的教材。

第1章 绪论001

 1.1 高速变化中的世界001

 1.2 工科高等教育的历史使命003

 1.3 高素质人才的自我养成007

 1.4 小结016

 参考文献017

第2章 社会经济可持续发展与循环经济018

 2.1 中国经济面临的挑战与机遇018

 2.2 可持续发展理念的形成与发展026

 2.3 循环经济与自然生态学033

 2.4 循环经济与哲学038

 2.5 循环经济与人文社会和政治学044

2.5.1 市场经济转型与推进循环经济044

2.5.2 政界对循环经济理念的认同046

2.5.3 生态文明与循环经济046

 2.6 循环经济理念与传统经济学049

2.6.1 经济学解决的基本问题051

2.6.2 传统经济学与循环经济学的基本原理051

2.6.3 演化经济学与循环经济理念055

2.6.4 资源的稀缺性与循环经济理念055

2.6.5 效用价值理论与循环经济理念056

 2.7 构建循环经济学的理论平台057

 2.8 构建循环经济的规章 制度、法规和法律平台077

 2.9 构建循环经济的公众参与教育道德平台080

 2.10 构建循环经济的工程实践平台080

2.10.1 循环经济的模式080

2.10.2 循环经济的工程技术理念083

2.10.3 资源循环利用的可行性和局限性084

2.10.4 循环经济与知识经济的工程基础086

2.10.5 循环经济工程实践平台的架构087

 2.11 小结088

 参考文献088

Chapter 3 The metabolic society091

 3.1 Introduction091

 3.2 Efficiency092

 3.3 Sustainability093

 3.4 Towards a metabolic society094

 3.5 Ecological economics096

 3.6 Ecological Footprint098

 3.7 Summary and conclusions100

 Note101

 References101

Chapter 4Thermodynamics：the accountant of energy and its quality102

 4.1 Introduction：a brief history of thermodynamics102

 4.2 Thermodynamics and engineering105

 4.3 Thermodynamic concepts107

 4.4 Out of equilibrium with the environment113

 4.5 Dissipative structures116

 4.6 Some relevant examples117

4.6.1 Emissions118

4.6.2 Thermodynamic analysis118

4.6.3 “Easy”gas119

4.6.4 Biomass119

 4.7 Summary and Conclusions119

 Reference120

第5章 循环经济的工程科学基础——生态工业工程121

 5.1 概述121

 5.2 生态工业工程的理论基础121

5.2.1 生态工业的科学内涵121

5.2.2 生态工业的工程科学基础122

5.2.3 生态工业遵循的生态学原则125

5.2.4 生态工业学的系统分析方法126

5.2.5 生态工业工程的实施尺度134

 5.3 生态工业系统建设的总体策略135

 5.4 生态工业研发的主要工程技术原则137

5.4.1 进化替代原则138

5.4.2 减量化原则147

5.4.3 循环再利用原则152

5.4.4 再资源化原则153

5.4.5 系统综合利用原则153

5.4.6 污染工艺路线改造成清洁工艺路线154

5.4.7 生态消费156

 5.5 生态工业园区157

5.5.1 生态工业园区发展沿革和现状157

5.5.2 生态工业园区规划内涵158

5.5.3 生态工业园区基本模式159

5.5.4 生态工业园区构建方法159

5.5.5 生态工业园区优越性与局限性分析166

5.5.6 生态工业决策方法166

5.5.7 生态工业复杂性研究167

5.5.8 生态工业园区指标体系构建原则169

5.5.9 生态工业园区评价指标体系170

 5.6 小结174

 参考文献175

Chapter 6 Sense and nonsense of green chemistry and technology176

 6.1 Introduction176

 6.2 Principles of Green Chemistry177

 6.3 How green are green plastics？182

 Case Study 6.1:Green Plastics184

 6.4 Biofuels.Reality or illusion?187

 Case Study 6.2:Bioethanol form corn187

 6.5 Sense or Nonsense? Discussion194

 6.6 Conclusions196

 References197

第7章 再生资源(垃圾)炼制198

 7.1 再生资源(垃圾)炼制在可持续发展中的重大意义198

 7.2 生态消费与垃圾回收分类200

 7.3 发展静脉产业的基本理念202

7.3.1 再生资源的定义与分类202

7.3.2 再生资源(垃圾)产业定义与构成203

 7.4 我国静脉产业发展现状与前景204

7.4.1 我国再生资源产业发展现状204

7.4.2 我国再生资源产业发展前景205

7.4.3 我国再生资源产业发展目标205

 7.5 再生资源生态工业模式206

7.5.1 再生资源工业总体构成206

7.5.2 再生资源生态工业系统规划流程211

7.5.3 环境影响识别与污染控制212

 7.6 静态产业发展的重点行业与技术213

7.6.1 废弃物的品质分类213

7.6.2 废旧汽车拆解与回收利用214

7.6.3第七类废料拆解利用216

7.6.4 废旧家电及电子产品回收利用218

7.6.5 废钢铁回收利用221

7.6.6 废旧橡胶(轮胎)回收利用221

7.6.7 废塑料回收利用222

7.6.8 废建材、废道路沥青再利用223

7.6.9 再制造产业和再生资源加工装备制造产业225

 7.7 发展静脉产业的政策法规保障225

 7.8 小结226

 参考文献227

第8章 生物炼制228

 8.1 概述228

 8.2 生物炼制发展现状230

 8.3 我国发展生物炼制可行性分析231

 8.4 现代生物工程与生物炼制234

8.4.1 微生物工程234

8.4.2 酶工程234

8.4.3 细胞工程235

8.4.4 基因工程235

 8.5 生物炼制的工程原理236

8.5.1 传统生物质加工炼制236

8.5.2 以木质纤维素为原料的生物炼制237

8.5.3 全谷物生物炼制239

8.5.4 绿色植物(自然状态)的生物炼制239

 8.6 大型生物炼制工业的近期重点领域241

8.6.1 燃料乙醇241

8.6.2 生物柴油242

8.6.3 沼气245

8.6.4 微藻能源化技术245

8.6.5 生物质可降解塑料生产工艺245

8.6.6 其他生物质化学品合成246

8.6.7 生化制药技术246

8.6.8 环境污染物的生化法治理246

 8.7 生物炼制技术上的挑战247

8.7.1 纤维素酶的改进247

8.7.2 发酵工学248

 8.8 生物炼制的科学和工程研究的重大课题249

8.8.1 细胞工厂249

8.8.2 生物炼制的工程科学研究任务249

 8.9 小结250

 参考文献250

Chapter 9 Energy flow in the biological and industrial world251

 9.1 Introduction251

 9.2 Cycles252

 9.3 The emergence of life on earth254

 9.4 Biochemical cycles256

 9.5 Lighting the way259

 9.6 Conclusions261

 References262

第10章 能源和低碳经济263

 10.1 能源是伴随文明进程的永恒主题263

 10.2 世界能源总体形势264

10.2.1 石油资源264

10.2.2 天然气266

10.2.3 煤267

10.2.4 其他形式的能源267

 10.3 石油的加工与转化270

 10.4 煤炭的加工与转化272

10.4.1 煤的气化273

10.4.2 合成甲醇275

10.4.3 二甲醚合成278

10.4.4 合成柴油工艺279

10.4.5 甲醇制低碳烯烃281

10.4.6 乙炔生产283

 10.5 天然气的加工与转化283

 10.6 战略能源储备285

 10.7 核能287

 10.8 太阳能及其利用289

 10.9 低碳经济291

10.9.1 二氧化碳排放问题的总体情况292

10.9.2 世界主要国家二氧化碳排放现状及发展趋势296

10.9.3 世界范围内工业界CO2排放现状298

10.9.4 碳循环和CO2减排的途径300

10.9.5 国内外CO2分离技术305

10.9.6 低碳经济的科技创新309

10.9.7 国际间合作机制和各国政策概述315

10.9.8 我国在减少CO2排放领域的对策321

 10.10 地球气候变化的不同解读324

10.10.1 地质尺度地球气候变化324

10.10.2 人类文明尺度地球气候变化326

10.10.3 对温室效应机制的研究327

 10.11 小结330

 参考文献330

Chapter 11 Why do things become complex?332

 11.1 Introduction332

 11.2 The Bénard experiment335

 11.3 Interpretation336

 11.4 Chemical systems338

 11.5 Thermodynamic analysis341

 11.6 Summary and conclusions345

 References345

第12章 创造力社会持续发展的火车头347

 12.1 概述347

 12.2 基本原理349

 12.3 创造者的人格特质351

12.3.1 想像力351

12.3.2 联想力352

12.3.3 变通力353

12.3.4 交叉与组合能力354

12.3.5 观察力358

12.3.6 摆脱惯性思维束缚的能力360

12.3.7 辨证的思维能力361

12.3.8 风险承受力362

12.3.9 创造发明中直觉的作用362

12.3.10 坚持力362

12.3.11 好奇心364

12.3.12 事业心364

 12.4 创造历程364

 12.5 创造的产品369

 12.6 创造的环境推动371

 12.7 小结372

 参考文献373

附录 美国总统绿色挑战奖374

Epilogue394

跋396