产业生态化的内在演化过程及实现路径研究

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　　产业生态化理论诞生于上世纪90年代初，是人类对日益加重的生态环境压力的一种理性回应，经过近20年的发展，已经涉及到经济学、管理学、新材料学等多学科领域，并且在服务于人类生产实践的过程中发挥着日渐重要的作用。
　　一、产业生态化的概念
　　产业生态化是以产业生态学为理论指导的新型产业发展模式，其根本目的在于解决产业发展和环境保护，以及资源持续利用之间的矛盾。产业生态化的核心是通过模仿自然生态系统，构建产业生态系统，即根据产业的基本单位—企业（群落）之间的物质流动和能量梯度之间的关系，利用现代科技和系统工程的分析方法构造一系列的企业链网，实现物质的循环使用和能量的高效利用，使产业发展对环境的污染和对资源的消耗降低到尽可能低的程度，从而促进产业系统和生态系统的协调发展。
　　目前，产业生态化的理论主要涉及三个层次：宏观上，研究围绕产业发展，如何将生态学的理论与原则融入国家法律、经济和社会发展纲要中，促进国家以及全球生态产业的发展，作为国家产业政策的重要理论依据，中观上，研究如何构建生态工业园区，模拟生态系统功能建立系统内“生产者、消费者、还原者”的工业生态链，以低消耗、低（无）污染、工业发展与生态环境协调发展形成良性循环为目标。微观上，应是企业生态能力建设的主要途径和方法，其中涉及企业的竞争力、管理水平、规划方案等，如企业的“绿色核算体系”，“生态产品规范与标准”与具体产品和工艺的生态评价与生态设计方法。
　　 二、区域产业生态化的内在演化过程
　　产业生态系统首先是由1989年Frosch等人提出的，其内涵是工业系统可以仿照生态系统从生产者（植物）流向消费者（动物），并由分解者（真菌、微生物）和清除者（秃鹭等）再循环的物质循环过程，从而在企业之间建立共生关系。本文旨在对一定的行政区域内的产业系统进行生态化设计，实现产业生态共生。
　　产业系统会在正反馈机制的促使下，按照一定的路径演化。见图2-1。第一，给定条件产业生态化作为一种正反馈机制的系统，它的产生与发展总是以一定的给定条件作为起点，可以是好的制度，也可以是好的區位条件等。在我国现实条件需要政府的强制要求，部分企业首先进入，在一定程度上，先发企业能够主导产业系统的成长和演化方向。第二，启动机制这一阶段对应于系统正反馈机制开始启动的阶段，一旦工业建立起来或经济活动开展起来，积累的力量和收益递增机制会导致系统内经济活动不断自我加强，从而强化竞争优势，形成了产业生态系统。第三，形成状态对应于系统的成熟阶段，在收益递增机制和循环累积作用下的产业生态系统形成了专业化的分工服务体系，社会网络也逐步健全，各种中介组织营运而生，系统内部协调协作、合作共享、创新活动活跃，而产业生态系统逐步走向成熟。第四，陷入锁定系统可能在收益递增机制的作用下锁定在非效率的状态而逐步走向衰亡。因为经济制度具有路径依赖性，并且在收益递增机制的作用下沿着既有的路线逐步演化，该演进路径会呈现前后连贯、相互依赖的特点。即使存在一种更好的经济制度，也很难取代原来的制度体系。这种锁定具有明显的特点，即收益递增机制会阻止它受到外部因素的干扰或被其他方案替代，由于其他方案的开发利用和动态认识被阻止，使陷入闭锁的方案并非最优。
　　（一）传统产业线性发展模式
　　单向的“资源-产品-废弃物”线性经济是一种大量开发资源--大规模生产--大量消费--大量产生废物的线性产业发展模式，使经济长期处于高投入、高消耗、高排放、不协调、难循环、低效率状态的具有明显粗放特征发展方式，此发展模式导致资源消费高、利用率低。
　　50年来我国GDP增长10多倍，而资源消耗增长40倍，单位GDP的成本、能耗和物耗都远高于国际水平，每万元GDP耗能是世界平均水平的3.4倍，是日本的9.7倍，33种主要产品单位能耗比国际水平高46%，单位国民生产总值的金属消耗量是世界平均水平的2.2-3.6倍。按要素生产率计算，在我国的GDP增加额中靠增加投入取得的增长占3/4，靠提高效益取得的增长仅占1/4，而发达国家的GDP增加额中50%以上依靠效益的提高。
　　在线性经济发展模式下经济的高速增长需要高强度地开采和消耗资源，以及高强度地破坏生态环境，国内外的历史过程警告我们，传统经济模式在一段时期内依靠对资源的掠夺性开发来保持高速增长，但长此以往难以为继甚至得不偿失，因此如何使我国经济摆脱粗放式线性经济模式，走资源综合利用、循环利用的可持续发展道路是我国实现现代化目标的一个关键问题。
　　（二）生态型产业发展模式
　　随着生态环境的持续恶化和人们对环境问题的日益关注，工业系统已经很难继续维持传统的“线性”生产模式。自上世纪90年代以来，生态工业理论和一些发达国家的实践表明，将经济活动转变为“资源—产品—再生资源—再生产品”的循环过程有利于最大限度的减少从生产到消费全过程的资源使用和废物排放，在生态工业文明转型的关键时期，“企业生态战略如何实施”，“产业生态化发展何去何从”等深层次问题困扰着企业乃至整个工业体系的持续发展。目前对生态工业理论研究和实践还主要集中在物理空间邻近的企业间建立共生关系，个别学者在大量文献资料的基础上，提出城市与副产品交换密切相关的观点，产业生态化发展面临两条突破方式：一是从传统的工业体系向生态工业园发展;二是从传统工业体系向区域副产品循环网络发展。
　　1.路径突破方式I：从传统的“线性”生产模式到生态工业园生态工业园是指物理空间邻近的若干企业之间通过物资、能量的循环利用以及基础设施的共享实现经济和环境双赢。从卡伦堡工业共生体的演变过程看，路径突破方式I的形成过程具有路径依赖特征。以卡伦堡工业共生体的演进过程为例进行详细分析。
　　卡伦堡工业共生体的演进过程分析。卡伦堡工业共生体的演进经历过漫长的过程。1975年，石膏厂获悉炼油厂拥有多余的丁烷气可作为低成本燃料，通过谈判双方达成合作协议，这是该地区当时唯一的副产品链接。此后，随着政府环保法规的日益健全和完善，新的环保技术的不断出现以及副产品合作为企业带来的经济效益，工业共生体逐渐成熟。卡伦堡工业共生体的演化及动因分析如表2-1所示。 　　路径突破方式I的关键影响因素。自然资源、文化环境、政策法规、技术应用以及企业获得的直接经济效益是从传统的工业体系向生态工业园发展的主要影响因素。第一，自然资源的限制。卡伦堡工业共生体的形成在很大程度上是由于当地水资源不足，如炼油厂、发电厂之类的高耗水企业竭力寻求本地资源的充分利用。第二，文化环境的营造。卡伦堡市是仅拥有2万人口的工业小城，管理者之间相互认识，企业合作是建立在信任基础上的，卡伦堡共生体的地缘优势是成功的关键因素。第三，政策法规的推动。1976年当地政府禁止淤泥倾入海中的规定促使生物制药厂在周边为每年110万吨的淤泥寻找出路，最终与农场达成协议。第四，先进技术的应用。发电厂通过采用烟气脱硫技术生产硫酸钙，以此与石膏板厂建立合作关系;水处理技术、能源技术、环境监测技术等先进技术的开发和应用为企业副产品合作提供了技术平台。第五，经济利益的驱动。通过副产品合作，企业获得比原材料价格低且质量好的副产品，获得出售副产品的额外收益或节约处置费用，这是推动生态工业园实施的最大动力。例如，Korhonen（1999）研究的芬兰Joensuu市Sirkkala电厂通过与其他企业的副产品交换，燃料利用率从原来的40%提高到85%。
　　2.路径突破方式II：从传统的“线性”生产模式到区域副产品循环网络区域副产品循环网络是指在区域范围内分散或聚集的不同类型产业的企业开展包括能源、水和材料等在内的环境资源的循环利用，通过建立各类副产品市场实现规模经济。在国内外案例研究的基础上可以发现，路径Ⅱ的形成同样具有路径依赖特征。区域副产品交换的国内外案例分析。首先城市范围甚至城市之间的副产品交换在西方发达国家出现较早且一直存在，Erich Schwarz（1995）在欧洲发现了一个省域范围的、涵盖企业超过50家的复杂工业循环网络——Styria
　　省副产品循环网络。其参与的企业涉及农业、食品加工、塑料、纺织、造纸业、能源业以及各种废弃物处理者等多个行业。Styria副产品循环网络的形成主要是由于企业无法就近找到其副产品的下游使用者，而且大批量的废物不能由一个行业完全利用，因而副产品交换扩充到省域范围。
　　区域副产品循环网络与生态工业园的形成路径有相同的影响因素，但这些因素的作用机理与后者有所不同，主要表现在三个方面。第一，经济利益的驱动。由于各地产业布局、市场竞争关系以及企业选址偏好等诸多因素的影响不同，企业可能选择在更大范围搜寻价格、质量、供货数量等方面符合条件的合作者，而不采取与不符合要求的周边企业合作或者搬迁至其他地区的策略。第二，区域特色。副产品交换关系的建立需要结合当地的产业结构、产业布局和自然资源等情况，如城市淡水资源不足，政府出台水资源管理办法敦促中水回用，这是促成相应危险废弃与非毗邻的规模型污水处理厂合作的前提，促成该地区与危险废弃物提供者的合作。第三，相关技术的发展。区域副产品循环网络超越地域空间的限制，大量企业和副产品信息增加了匹配难度，快速发展的信息技术、电子商务技术和数据库技术为企业之间的副产品合作提供了有力的技术支持。
　　3.两条路径突破方式的比较路径I与路径II尽管在不同的方面有着不同的优越性，但是也存在着不同的局限性，因此本文在吸收已有的优越性、摒弃其局限性的基础上，提出了区域产业生态化的路径突破。
　　 三、产业生态化的路径
　　产业生态化的核心是构造出一个合理的产业生态系统。产业生态化能否最终实现的关键在于是否建立起一个结构合理、层次多样、功能完善的、能促进物质和能量在自然——经济大系统内高效循环和流动的功能体系和物质载体。这个功能体系和物质载体就是产业生态系统。产业生态系统是把人类的产业活动纳入到包括人类社会在内的整个自然生态大系统的生产活动中，把人类的物质和能量转换过程置于自然生态系统物质能量的总交换过程中，通过对人类生产系统（产业系统）与自然生产系统结构和功能上的整合，使物质和能量能够以环境友好的方式，在社会——环境大系统内部不同层次的系统之内和系统之间，不断地被循环和高效利用
　　因此，产业生态化的路径可以从以下三个方面来考虑：第一，在产业系统内部要实现产业活动与自然生态环境的高度统一。将资源的充分有效利用、环境保护及污染治理的思想贯穿产业活动的全过程，使宏观经济活动和微观经济活动限定在自然生态系统的承载力之内。发展生态农业、生态工业等生态产业，构造出一种循环利用资源的、合理的产业生态系统。第二，在外部的制度建设方面，要有效地应用法律和经济手段，使生产的外部效应内在化，将环境成本纳入各项经济分析和决策过程中，并促使产业和企业的生产活动向减少环境负荷的方向转变。第三，在生產技术和工艺方面，要大力推广资源节约型和环境友好型的生产
　　工艺和技术，以不断降低物质消耗和污染排放，通过面向环境的技术创新来推进产业生态化。
　　（一）发展生态产业
　　产业生态系统是产业发展的高级阶段，在这个阶段中，物质在系统内实现充分地循环。这个高级阶段并不意味着从社会经济发展的角度上来看是产业体系进化的顶峰，而是从社会经济系统与自然生态系统的关系上来看，人类经济系统与自然生态系统之间的关系进入了一个可以长期维持的协调、平衡状态。当中的产业系统在自然规律和社会规律的共同作用和约束下继续演化发展，这种发展不再是物质利用上的数量扩张，而是质量和功能上的不断提高和完善。产业生态系统中的产业体系一定是环境友好性的生态型产业体系。这种友好体现在三个方面：第一，产业的运行对环境不造成不可逆性的干扰，也就是不破坏环境的生态、生产、经济功能和自然的承载力;第二，产业系统与环境的协调和衔接，主要是指实现物质在自然——经济大系统中顺畅地循环流动;第三，在保护自然生态系统的前提下，积极地利用自然环境的生产和消解功能，实现经济、社会和环境效益的统一。
　　生态产业是利用生态经济原理和产业生态理论组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型、进化型产业。生态产业通过两个或两个以上的生产体系或生产环节之间的系统耦合，使物质和能量多级利用、高效产出，使资源和环境系统开发、持续利用。生态产业实质上是生态工程特别是食物链在各产业中的应用，从而形成生态农业、生态工业、生态第三产业等生态产业体系。建立一种高效的产业生态系统就要模拟自然生态系统，建立产业物流的“供给网”，进行物流的“闭路再循环”，在产业生态系统中的个体（企业）间形成一种高效的“食物网”供给关系。值得注意的是，生态产业是一种产业类型，其理论基础是产业生态学。生态产业萌发的外在压力是资源耗竭与环境恶化，崛起的内在动力是技术升级和产业升级。 　　（二）环境成本内在化的制度设计
　　要实现产业生态化，必须解决产业发展过程中的环境外部性问题，使产业发展的外部效应和环境成本内在化，并促使产业和企业的生产活动向减少环境负荷的方向转变。有利于环境的制度设计是产业生态化的制度保障。解决产业发展过程中的环境问题主要有两种思路，即环境管制与环境经济手段。
　　1.环境管制
　　环境管制是政府设定环境质量指标，通过立法、规定等非市场途径对环境资源利用进行的直接干预。其形式多样，比如，明令禁止某些污染经营活动;要求淘汰某些污染生产工艺;规定只有非市场转让性的许可证持有者才可以生产或排污。环境管制的理论基础是市场失灵。即对于基础资源的开发和利用，市场运作具有效率，能产生足够的激励;而对于污染的排放及废弃物的处置，市场运作则失灵，几乎完全不具效率。
　　2.环境经济手段
　　环境经济手段就是从成本效益入手，引导经济当事人将环境成本内在化，最终做出有利于环境的选择。这种手段主要表现为：在污染者和公众之间出现财政支付转移，如各种税收和收费、财政补贴、服务使用收费和产品税等;产生一个新的实际市场，如许可证交易。环境经济手段是向污染者自发的和非强制的行为提供经济刺激的手段。
　　与环境管制相比，环境经济手段具有以下优点：第一，经济手段可以通过允许污染者自己决定采用最合适的方法来达到规定的标准，或使其保护环境的边际成本等于排污收费水平，从而产生显著的成本节约。第二，经济手段可以为有关当事人提供持续的刺激作用，使污染减少到所规定的标准之下。同时，通过资助研究与开发活动，经济手段还可以促进新的污染控制技术、低污染的生产工艺以及新的低污染和无污染产品的开发等。第三，经济手段可以为政府和污染者提供管理上和政策执行上的灵活性。对政府机构来说，修改和调整一种收费总是比调整一项法律或规章制度更加容易和快捷;对污染者来说，可以根据有关的收费情况来进行相应的预算，并在此基础上做出相应的行为选择。第四，经济手段可以起到为后代人保护环境和资源的目的。第五，经济手段可以为政府提供一定的财政收入，这些收入既可以直接用于有关的环境和资源保护项目，也可以纳入到政府的一般财政预算中。
　　（三）面向环境的技术创新
　　产业生态化发展离不开为环境而设计（Design for Environment，DFE）的技术创新。为环境而设计是一种产品设计，要求在产业生产的开发产品过程中考虑生态要求与经济要求之间的平衡，考虑产品生命周期所有阶段的环境方面的问题，以使该产业在整个产品生命周期内不产生或产生最小的环境影响。为环境而设计是北美地区常用的术语，在欧洲常用生态设计（Eco-design）这一术语。DFE其实是一种技术进步和技术创新，技术进步与产业发展过程中的环境问题密切相关。
　　为环境而设计的技术一般应用于产品制造业，包括家用电器、电子产品、航空设备、汽车等生产行业。在生产制造领域，将环境设计和技术研发相结合的做法越来越普遍。比如，AT&T和福物汽车公司已就开发新的清洗工艺开展了合作，这种工艺使用冷冻的二氧化碳气流來清洗电路板，以替代原先使用的含氯溶剂。一般来说，为环境而设计可以分为两类。第一类是普通环境设计，表现形式是通过环境设计来提高整体的环境效率。对于一个私人企业，普通环境设计应包括绿色成本管理体系，它将环境保护投资融入生产的成本，而不再作为额外的花费;普通环境设计也包括环保技术的选择，以使环境成本降至最低;另外，普通环境设计也要考虑一些与环境保护相关的生产技术标准如在所有生产过程中尽量选用可再生的回收材料，减少原材料的消耗等。第二类是特定环境设计，包括研究和选择特定的产品、生产过程和技术设计方式等。可以发展一种计算机化的环境设计模块，融入统一的CAD/CAM系统，这种系统可以解决一些生产过程中的环境问题。比如，通过模型设计简化生产工艺，减少材料用量。在大多数情形下，都可以得到比较理想的环境设计方案。还可以开发专门的环境设计软件，这项工作在科研院校和大型企业中都可以开展。
　　（四）产业生态集群创新
　　产业生态集群经济是指特定区位各种社会因素的集中和彼此相互作用所带来的经济收益和生态收益。产业生态集群形式中的物质生产要素的集聚不是基于传统集群经济下的线性流动方式，而是基于“产业共生”和循环流动的方式;新技术的应用和集聚不是简单地体现在提高劳动生产率上，而也应该是体现在高效率低污染上。产业生态集群经济的产生，一般来说主要是通过两种途径：
　　1.各产业、企业通过集群创新，利用新技术、新材料、新工艺，在生产过程以及产品的消费过程中有较高的资源、能源利用率，较低的废气物排放。这些是由于技术、工艺的进步带来的生态性（主要指资源、能源低消耗，低排放，环境友好）和经济性。
　　2.在产业间、企业间形成循环经济，产业共生网络，对传统技术和工艺进行改造，实现资源、能源的高效利用和废气物的低排放，从而带动自身产业或者其它产业的生态化，达到产业集群的经济性和生态外部性。
　　 四、结语
　　产业生态化理论涉及到如新材料学，新能源学等多门学科，跨越经济学，管理学等多个领域，从自然科学到社会科学跨度很广，因此对他的分析就不能仅仅局限于产业的层面，而更要分析社会因素对产业生态化实现的作用，但从前的研究往往都是从产业本身来研究产业生态化，对这些活动包含的社会内容讨论很少。产业生态化应该被看作一个社会现象而不仅仅是产业现象。产业生态化本质上是一种社会关系的综合，也并不是一个可以自发形成的过程，它的实现必然需要社会因素的积极参与，因此社会因素对产业生态化的影响问题是推进产业生态化建设过程当中必须认真面对的重大问题。（作者单位：贵阳学院）
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