基于循环经济的工业园区发展研究——以武汉吴家山台资密集区为例

基于循环经济的工业园区发展研究 以武汉吴家山台资密集区为例 姚维勉 胡冬冬 摘 要：循环经济理念是工业园区发展模式转型的必经途径。本文以武汉吴家山台资密集区规划实践为例， 从循环经济概念入手，根据 5R规划原 则，构建出园区内循环模式，并进一步提出循环经济系统、新能源的利 用、水资 源循环以及固体 废弃物循 环等方面的具体规划措施，以期 为 我国快速工业化地区面向循环经济的 的工业园区建设提供参考。 关键词：循环经济；5R；循环模式；吴家山台 资密集区 1 循环经济的概念研究 循环经济是可持续发展主导理念之一，它结合生态学及经济学的思维，倡导一种与环 境和谐共存的经济发展模式，对区域发展和城市规划决策有着重要的意义。 循环经济是基于生态经济原理和系统集成战略的减物质化经济模式，是一种以资源高 效利用和循环利用为核心，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，以3R(减量化、再利用、 再生利用)为操作原则，以可持续发展为目标的经济增长，对“大量生产、大量消费、大量 废弃”的增长模式的根变变革。 循环经济园区，是依据 循环经 济理论而设计，通过模拟自 然生态系统“生产者消 费者分解者”循环途径 改造产业系统，通过建立产 业系统的“生态链” 而形成产 业共生网络，以实现园区成 员之间的副产品和废物的交 换、能量和废水的逐级利用、 基础设施和信息资源、园区 管理系统的共享，从而建立 园区经济效益和环境协调发 食 品能 量物 品 输 入 输 出石 炭石 油原 子 力 工 业 园 有 机 废 物排 出（ CO2、 N、 S）无 机 废 物线 型 物 质 代 谢 ： 高 污 染 、 高 消 费回 收食 品能 量物 品 工 业 园 有 机 废 物污 染 、 废 弃 物 被 减 低输 入 输 出回 收可 再 生 的 循 环 型 物 质 代 谢 ： 输 入 最 小 化 、 循 环 最 大 化 无 机 废 物食 品能 量物 品 输 入 输 出石 炭石 油原 子 力 工 业 园 有 机 废 物排 出（ 、 、 ）无 机 废 物线 型 物 质 代 谢 ： 高 污 染 、 高 消 费回 收食 品能 量物 品 工 业 园 有 机 废 物污 染 、 废 弃 物 被 减 低输 入 输 出回 收可 再 生 的 循 环 型 物 质 代 谢 ： 输 入 最 小 化 、 循 环 最 大 化 无 机 废 物图 1：物质代谢比较示意图（图片来源：小小地球上的城市，理查德罗杰斯） 2 展的可持续经济系统。 我国许多城市和地区所面临的水、土资源和环境承载力等方面的约束瓶颈，从某种程 度上说是粗放的经济发展模式造成的必然后果。发展循环经济可以改变目前工厂企业生产 过程中对于土地、能源、水资源等的过度依赖，最大程度地实现资源和能源的节约和高效 利用，促进社会经济的可持续发展。 2 吴家山台资密集区发展概况 吴家山台资密集区位于武汉市东西湖区，其创立于1992年，2000年升格为省级开发区， 是武汉都市圈的重要组成部分，也是“两型社会”综合配套改革试验区的试点地区。目前， 区内已经具备了完善的基础设施、便捷的交通条件以及较好的经济基础，107国道、316国 道、318国道、京珠高速、兰杭高速、武汉外环线、中环线、天河机场高速等交通要道穿越 全区；距长江武汉阳泗港外贸码头15公里，阳逻深水港20公里，区内设有汉江舵落口港； 紧邻的武汉天河国际机场，共有国际、国内航线161条，可飞达60多个大中城市；依托京广、 京九、汉渝铁路、武合和武广高速铁路，可通达全国27个省市区。供水、供电、天然气、 通讯等基础设施健全，已形成良好的服务条件。 3 循环经济在园区内的规划思路 3.1 规划原则：从 3R 到 5R 3R：减量化（Reduce） 、再利用（Reuse ） 、再循环（Recycle） 新的理解：救助物种（Rescue） 、环保选购（Re-evaluate） 3R原则是公认的框架性指导原则，涵盖了生产生活的各个方面。而新的理解认为，救 助物种（Rescue）是人类必须坚持的重要行动人类维护自然生态的同时便是在维护自 己的生存条件。环保选购（Re-evaluate） ，在于可持续发展理念的落实，可以理解为材料选 择的高效、廉价与本土化。 在循环经济理念和技术思路指引下，得到台资密集区建设的产业设置和空间布局要求： （1）符合减量化、再利用、再循环的循环经济原则，循环经济标准更高更严，技术应 用更广发，才能真正起到示范作用。 （2）产业选择和功能定位立足武汉两型社会，结合东西湖作为循环经济示范区的政策 优势，在开放系统中寻求成为武汉市大循环链条中的重要一环。 （3）有助于解决就业平衡，减少通勤。 （4）与“三城一新” 的总体发展规划相协调，有助于循环产业链的构建；台资密集区紧 邻汉江滨江绿带，区内有多条线状水系，需考虑景观环境的生态营造。 3 3.2 循环模式的构建 结合国际经验，循环经济主要体现在经济活动的三个重要层面上，分别通过运用5R原 则实现三个层面的物质循环流动，且基于三层次循环构建循环经济三大体系： 3.2.1 大循环城市、经济、 社会的统一 大循环强调城市持续发展， 整体和谐；强调城市土地的集约 使用，功能适度混合，以促进社 会融合，激发城市活力；强调城 市生态环境的维育，以形成适宜 的生活环境。具体措施如下： （1）促进园区功能的由单一 的生产功能向综合的城市功能转 变，大力发展第三产业，以构建 复合性城市新区为发展目标。 （2）构建绿色交通网络，大 力发展轻轨、BRT等大运量公共交通，形成可持续交通模式。 （3）维育园区生态环境，积极营造滨水景观，建设生态型湿地景观，构建网络化的绿 地系统。 （4）建立动态管理制度、建立评估指标体系、宣传展示环保技术。 3.2.2 中循环同类型产业集中布局形成生态共生链 在园区生产过程汇总，一个企业产生的废物或者副产品可能是另一个企业的“营养物”， 园区内外彼此靠近的工业企业或公司就可以形成一个相互依存的关系，我们称之为“工业共 生关系”。通过这种工业共生模式，相关企业可以按照顺序形成一个高效率的闭环系统，从 而既提高了经济效益又从根本上改善了生态环境。 图3：产业链示意图（自绘） 社 会 层 面 的 大 循 环 区 域 层 面 的 中 循 环 企 业 层 面 的 小 循 环企业间的物质、能量和信息集成 企业间的工业代谢和共生关系 推行清洁生产 减少物料和能源的使用量 实现污染物排放的最小量“共生城市”社会各功能适度混合 加大城市经济、社会和文化的活动强度，全面实现可持续发展 循 环 模 式资 源 综 合 利 用管 理 控 制 体 系 循 环 经 济 型产 业 体 系 生 态 建 设环 境 保 护 体 系循 环 经 济 三 大 体 系 建 设社 会 层 面 的 大 循 环 区 域 层 面 的 中 循 环 企 业 层 面 的 小 循 环企业间的物质、能量和信息集成 企业间的工业代谢和共生关系 推行清洁生产 减少物料和能源的使用量 实现污染物排放的最小量共生城市社会各功能适度混合 加大城市经济、社会和文化的活动强度，全面实现可持续发展 循 环 模 式资 源 综 合 利 用管 理 控 制 体 系 循 环 经 济 型产 业 体 系 生 态 建 设环 境 保 护 体 系循 环 经 济 三 大 体 系 建 设 原 料 供 应 链企 业 关 系 链废 物 代 谢 链 生 产 原 料 生 产 原 料 生 产 原 料 生 产 原 料 企 业 A企 业 B企 业 C 企 业 D 废 水 代 谢 工 艺中 水 自 然 水 体再 回 收 原 料 某 废 料 加 工 企 业 各 种 原 料 废 弃 物原 料 供 应 链企 业 关 系 链废 物 代 谢 链 生 产 原 料 生 产 原 料 生 产 原 料 生 产 原 料 企 业 企 业 企 业 企 业废 水 代 谢 工 艺中 水 自 然 水 体再 回 收 原 料 某 废 料 加 工 企 业 各 种 原 料 废 弃 物 图2：循环经济三大体系示意图（自绘） 4 发 电 厂 新 型 建 材 行 业机 电 制 造交 通 运 输 机 械电 子 机 械轻 工 机 械机 械 零 部 件 汽 车 零 配 件发 动 机 系 统底 盘 系 统车 身 系 统电 气 电 子 系 统通 讯 娱 乐 系 统汽 车 内 饰 系 统新 能 源 和静 脉 产 业绿 色 能 源太 阳 能 电 池 生 产再 制 造 产 业废 物 综 合 利 用低 碳 物 流原 料产 品设 备 粉 煤 灰废 渣 城 市 生 活墙 体 材 料 、保 温 材 料 、装 修 材 料服务园区服 务 园 区 废旧机械 废旧零件产 品 运 输原 料 供 应 更新利用更 新 利 用废 气 、 废 渣 吴 家 山 地 区 提 供 设 备发 电 厂 新 型 建 材 行 业机 电 制 造交 通 运 输 机 械电 子 机 械轻 工 机 械机 械 零 部 件 汽 车 零 配 件发 动 机 系 统底 盘 系 统车 身 系 统电 气 电 子 系 统通 讯 娱 乐 系 统汽 车 内 饰 系 统新 能 源 和静 脉 产 业绿 色 能 源太 阳 能 电 池 生 产再 制 造 产 业废 物 综 合 利 用低 碳 物 流原 料产 品设 备 粉 煤 灰废 渣 城 市 生 活墙 体 材 料 、保 温 材 料 、装 修 材 料服务园区服 务 园 区 废旧机械 废旧零件产 品 运 输原 料 供 应 更新利用更 新 利 用废 气 、 废 渣 吴 家 山 地 区 提 供 设 备 3.2.3 小循环加强物质的循环使用能力、可持续地利用可再生资源 推行清洁生产，减少产品和服务 中物料和能源的使用量，实现污染物 排放的最小量化。企业要做到减少产 品和服务的物料使用量、减少产品和 服务的能源使用量、减少有毒物质的 排放、加强物质的循环使用能力、最 大限度可持续地利用可再生资源、提 高产品的耐用性、提高产品与服务的 强度。 4 具体规划措施 4.1 循环经济系统的构建 4.1.1 积极引入静脉产业 在日本人们把将废弃物转换为再生资源的企业形象地归入“静脉企业”，因为这些企业 能使生活和工业垃圾变废为宝，循环利用，如同将含有较多二氧化碳的血液送回心脏的静 脉。 按照台资密集区循环经济发展的总体规划，静脉产业的发展是循环经济生态网络中不 可缺少的一环，对于消化和吸收工 业废弃物资源有重要的意义。所以， 发展静脉产业要与动脉产业协调一 致，服从于台资密集区发展循环经 济的总体规划和思路。 台资密集区工业生产将产生大 量固体废料，包括废钢铁、废金属、 计算机及通讯废品、废纸及纸制品、 塑料废物、废玻璃及玻璃制品、木 材、废旧电池等。 以此废弃物回 收、边角废料再利用及再生资源回 收网络体系为基础，开展静脉产业 深层次研究工作。 4.1.2 与低碳物流业对接 循环经济的发展必须实现与现代物流业的对接。其内容包括：构建绿色运输体系，如 选择长期合作关系的运输公司，实行绿色运输工具并选择合理的运输路线，以减少原料运 太 阳 能生 物 能风 力 发 电可 再 生 能 源源 头 分 类 ， 废物 到 能 源 的 生态 气 反 应 厂废 物 循 环 饮 用 水废 水 处 理双 轨 供 水 处 理水 循 环 太 阳 能生 物 能风 力 发 电可 再 生 能 源源 头 分 类 ， 废物 到 能 源 的 生态 气 反 应 厂废 物 循 环 饮 用 水废 水 处 理双 轨 供 水 处 理水 循 环图 4：水、废物和可再生资源循环示意（图片来源：曹妃甸生态城，瑞典 SWECO 公司） 图 5：循环经济系统示意图（自绘） 5 台资密集地区 制 热制 冷电 需 求垃 圾废 水被 压 缩 的 沼 气 地 热（ 和 /或 工 业 余 热 ）吸 收 式 制 冷 器电 力 制 冷 器垃 圾 焚 烧 发 电太 阳 能 发 电风 能 发 电资 源 管 理 中 心 水 处 理 厌 氧消 化 器温 室垃 圾 处 理台资密集地区 制 热制 冷电 需 求垃 圾废 水被 压 缩 的 沼 气 地 热（ 和 或 工 业 余 热 ）吸 收 式 制 冷 器电 力 制 冷 器垃 圾 焚 烧 发 电太 阳 能 发 电风 能 发 电资 源 管 理 中 心 水 处 理 厌 氧消 化 器温 室垃 圾 处 理送过程中的污染；建立绿色原料收购和仓储中心，建立高效率的回收体系等。4.2 新能源的利用4.2.1 太阳能、风能 园区道路安装风能、太阳能路灯，一方面利用清洁能源，同时造型优美 可作为道路景观。办公生活区安装太 阳能综合利用装置。 4.2.2 地热资源 建立通过输入少量的高位能（如 电） ，实现从浅层地能（土壤热能、 地下水中的低位热能或地表水中的低 位热能）向高位热能转移的热泵空调系统。 4.2.3 垃圾发电 生活垃圾中的有机物含量较高，低位发热值在(10001600)4.18kJ/kg 之间，可以采用 焚烧处理，具有能源回收条件和可利用价值。 4.3 水资源循环战略 4.3.1 水需求与供水 规划区用水量预计为6.73万m 3/d， 采用环状管网供水，供水主管布置在革 新路、新城十三路、新城十八路、团结 路、惠安大道、慈惠大道，逐步形成主、 次管网合理布局的环状管网系统。支管 的布置应考虑近远期结合和分期实施的 可能，尽量沿规划道路敷设，以利施工 维护。 在规划区域内由污水厂的中水及其回用管线构成中水系统，成为规划区常规的、必须 的建设。处理后的中水用于冲厕、浇洒道路、绿化景观及工厂冷却用水等方面。 4.3.2 雨水循环利用战略 规划园区内100安装屋顶雨水收集系统，同时设计草沟自然排水系统，以收集路面及 停车场的雨水，从而保障雨水的充分利用。 图 6：可再生能源供给图 （图片来源：根据曹妃甸生态城能源需求和供给图绘制） 图 6：水系统总体战略示意图（自绘） 6 降 雨 来 自 屋 顶 和 景观 的 雨 水 进水口出水口 雨 水 池暴 雨 过 程 的 溢 流用 于 景 观 的 洁 净 水净 化 ： 泥 沙 沉 降净 化 ： 生 物 过 滤净 化 ： 浅 滩 池结 晶 池 （ 水 循 环 使 用 ）太 阳 能 水 泵 地 下 储 存降 雨 来 自 屋 顶 和 景观 的 雨 水 进水口出水口 雨 水 池暴 雨 过 程 的 溢 流用 于 景 观 的 洁 净 水净 化 ： 泥 沙 沉 降净 化 ： 生 物 过 滤净 化 ： 浅 滩 池结 晶 池 （ 水 循 环 使 用 ）太 阳 能 水 泵 地 下 储 存 降 雨 来 自 屋 顶 和 景观 的 雨 水 进水口出水口 雨 水 池暴 雨 过 程 的 溢 流用 于 景 观 的 洁 净 水净 化 ： 泥 沙 沉 降净 化 ： 生 物 过 滤净 化 ： 浅 滩 池结 晶 池 （ 水 循 环 使 用 ）太 阳 能 水 泵 地 下 储 存降 雨 来 自 屋 顶 和 景观 的 雨 水 进水口出水口 雨 水 池暴 雨 过 程 的 溢 流用 于 景 观 的 洁 净 水净 化 ： 泥 沙 沉 降净 化 ： 生 物 过 滤净 化 ： 浅 滩 池结 晶 池 （ 水 循 环 使 用 ）太 阳 能 水 泵 地 下 储 存 图 7：雨水净化示意图 图 8：中水再利用/再循环流程示意图 （图片来源：曹妃甸生态城，瑞典 SWECO 公司） （图片来源：曹妃甸生态城，瑞典 SWECO 公司） 4.3.3 中水回用战略 中水主要包括工业冷却水、城市污水经深度净化处理后的水、生活中沐浴及洗菜后经 集中处理后的水、生产中杂质成分简单、浓度低的局部排水等。将满足一定水质标准的中 水回用于生产、生活、市政建设中的某些环节。一方面可以降低污水排放量和水处理成本， 减少水资源污染问题；另一方面可开辟“第二水源”，降低自来水用量，节约淡水资源和缓 解城市缺水问题。 4.4 固体废弃物循环战略 4.4.1 建议废弃物收集及分类 在厂区和公共场所建立收集设施对废弃物进行源头分离。厂区内由专业环卫人员收集 废弃物，将有利于低收入者和拾荒者获得工作。大型常规垃圾车将大件废弃物送往回收和 堆肥集中转运中心。回收和堆肥转运中心将废弃物收集、分类、堆肥或转运到项目地以外 处置。 4.4.2 构建垃圾处理产业链 0 建 筑 排 放 的 中 水1 用 于 中 水 处 理 的 湿 地 多 余 的 水 用 于 景 观 中3 湿 地 公 园人 工 湖 2 水 岸 地 带建 筑 排 放 的 中 水用 于 中