生态工业园区的建设与构建模式及存在问题

生态工业园区的建设与构建模式及存在问题生态工业园区的建设与构建模式及存在问题 摘要：摘要：生态工业园区是依据清洁生产要求和循环经济理念及工业生态学原理设 计、建立的一种新型工业园区。文章综述生态工业园区的概念，并介绍了国内 外工业园区的发展状况，重点指出我国生态工业园区的建设及构建模式，并提 出建设中存在的问题，为我国发展循环经济和生态工业区的建设提供指导意义。 关键字：生态工业园区；建设；构建模式；问题；关键字：生态工业园区；建设；构建模式；问题； 1.前言 改革开放以来，我国经济发展取得了举世公认的伟大成就，但到目前为止 还没有完全转变“高投入、高消耗、高排放、难循环、低效率”的粗放型经济 增长方式。粗放型经济增长方式仍然属于从资源到产品再到废弃物的传统模式， 还没有形成从资源到产品再到资源的循环经济模式。在这个过程中，我国与大 多数发达国家相同，也经历了“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统经济 模式和“先污染，后治理”的环境保护理念盛行的阶段，这种发展模式的后果 是以牺牲环境为代价，换取经济的发展。这种传统粗放的发展模式在经济发展 初期已发挥到了极致，而现在已经成为制约经济发展的主要因素。这种发展方 式使得资源不断枯竭，环境不断被污染。 针对上述发展现状，在20世纪90年代，我国提出了可持续发展的战略目标。 生态工业园区正是随着我国可持续发展的战略决策的契机发展起来的。生态工 业园是继经济技术开发区、高新技术开发区之后我国的第三代产业园区。它与 前两代工业园的最大区别是: 以生态工业理论为指导，着力于园区内生态链和 生态网的建设，最大限度地提高资源利用率，从工业源头上将污染物排放量减 至最低，实现区域清洁生产1。 2生态工业园区概述 生态工业园区（EIP）是指按照循环经济理念、工业生态学原理及清洁生产 要求来规划和建设的产业园区。在生态工业园区内, 企业成员之间可以通过副 产物和废物交换, 物质、能量和水的逐级利用以及基础设施共享等手段来实现 园区整体环境效益与经济效益的双赢2。 生态工业园是实现生态工业和工业生态学的重要途径，它通过工业园内物 流和能源的正确设计，模拟自然生态系统中“生产者消费者分解者”的循 环途径，形成企业间共生网络，一个企业的废物成为另一个企业的原材料，企 业间能量及水等资源的梯级利用。 通过分析园区的物流和能流，可以模拟自然 生态系统建立产业生态系统的“食物链”和“食物网”，形成互利共生网络， 实现物流的“闭路再循环”，达到物质和能量的最大的利用，在这样的体系中， 不存在着“废物”。因为一个企业的“废物”，也是别一个企业的原料，因此 可望基本实现整个体系向体系外的零排放。由此可见，生态工业园区的企业由 一系列制造型企业和服务型企业组成的。成员企业通过协同管理资源和环境而 寻求环境经济和社会效益的增长。生态工业园的目的是，在环境影响最小化的 同时，改进成员企业的经济效益。 生态工业园中存在很多企业，企业之间存在着各种各样的复杂关系，上游 企业成为下游企业的供应商，包括原料供应商、设备供应商、服务提供商和投 资公司等。按照生物链的关系，它们可以分为生产者企业、消费者企业和分解 者企业，它们之间通过副产品交换、资金和人才的交流为纽带相互联系在一起， 在园区内实现材料、能源和水的循环流动，相互依赖、相互促进，从而形成一 个闭环系统。当园区内的企业发展到一定的数量和规模，园区内的资源将不再 是沿着单一的链条流动，各种链条之间的相互交叉和结网将会成为一种普遍现 象，一家企业可能同时处于几个链条的交点，进而在生态工业园内形成工业共 生网络。 生态工业园中最具代表性的工业共生网络运作模式主要有4 种3：依托型 工业共生网络; 平等型工业共生网络; 嵌套型工业共生网络; 虚拟型工业共生网 络。 以铜陵循环经济工业试验园为例4。试验园以冶金化工、纺织印染、铜延 伸加工为主导产业,以铜陵有色金属集团控股有限公司(含冬瓜山铜矿、有色硫酸 厂、有色球团厂等) 、铜陵方圆化纤有限公司等企业为重点企业,构建生态工业 系统,以实现资源在区域范围内的循环流动。在综合考虑政策、产业及资源状况 的基础上,规划建立4 条生态产业链：以硫精砂综合利用为起点、有色集团硫酸 厂为核心的硫化工产业链,以铁精砂综合利用为起点的冶金产业链,以粘胶短纤生 产为起点的纺织服装产业链，以回收社会废旧铜为起点的铜延伸加工产业链。 3. 国内外工业园区发展现状 3.1 国外生态工业园发展现状 目前世界已建成 100 多个生态工业园区，主要分布在一些发达国家，如丹 麦、美国、加拿大、日本等，发展中国家主要有泰国、印度尼西亚、菲律宾、 纳米比亚、南非等。20 世纪 90 年代以来，生态工业园区开始成为世界工业园 区发展领域的主题。 迄今为止，发展较为成熟的生态工业园区是丹麦的卡伦堡( Kalunborg) 生 态工业园区，也是世界上最早的生态工业园区。该园区以发电厂、炼油厂、生 物制药厂和石膏板生产厂4 家企业为核心，通过贸易的方式把其它企业的废弃 物或副产品作为本企业的生产原料，建立工业横向耦合和代谢生态链关系，最 终实现园区的污染“零排放”。其中，燃煤电厂位于这个循环经济系统的中心， 对热能进行了多级利用，对副产品和废物进行综合利用。电厂向炼油厂、制药 厂及全镇居民提供发电产生的余热蒸汽，由此关闭了镇上3500 座燃烧油渣的炉 子，并减少了大量烟尘和二氧化硫的排放；将其除尘脱硫的副产品工业石膏， 全部供应附近一家石膏板厂作原料；同时将粉煤灰出售，供生产水泥和筑路使 用。炼油厂和制药厂也实施了清洁生产改造，将炼油过程中的火焰气供石膏厂 干燥使用，在降低能源使用量的同时减少了火焰气的排空；将炼油脱硫产生的 稀硫酸供给附近一家硫酸厂，将脱硫气供电厂燃烧发电。卡伦堡生态工业园还 进行了水资源的循环利用，炼油厂的废水经生物净化处理后通过管道供电厂作 发电冷却水，每年可减少新鲜水用量70 万吨，也使园区减少了25% 的需水量 5-6。 美国目前上是世界上生态工业园区建设最好的国家之一，所建立的生态工 业园区也基本代表着世界的先进水平，为其他国家生态园区的建设提供了很多 的可借鉴之处。美国自20 世纪70 年代开始建设生态工业园区，至少有40 个社 区建立了生态工业园区项目。其根据运行模式，大体可分为三类：一是虚拟生 态工业园区，如布朗斯维尔生态工业园。它并不严格要求其成员企业在同一地 区，而是通过计算机模型、数据库交换建立起成员间的物料或能量联系。虚拟 生态工业园可以省去一般建园所需的土地及设备购置费用，避免进行大量的工 厂迁址工作，具有很大的灵活性，其缺点是需要承担较高的运输费用。二是现 有改造型，如马里兰州的费尔菲尔德生态工业园，它侧重于对存在的工业企业 进行适当的技术改造，在区域内直接进行废物和能量的交换。园内所有企业都 采用可持续性生产方式制造可持续性产品，园内建立的生物燃料发电设备完全 能向园内企业提供电力。三是全新创建型，如美国弗吉尼亚州的查尔斯角可持 续技术园区。其主要吸引“绿色制造技术”企业入园，并创建一些基础设施使 得这些企业间可以实现废水、废热等的交换，这类工业园区的投资大，对其成 员的要求较高5-6。 3.2 国内生态工业园区发展状况 我国生态工业园区建设开始于20 世纪90 年代，起步较晚，但经过多年的 发展，已经初具规模。 我国从1999 年开始循环经济和生态工业园区的实践，2001 年8 月广西贵 港正式被国家环境保护总局确认为第一个国家生态工业( 制糖) 建设示范园区， 随后又陆续批准了12 个生态工业示范园区，涉及制糖、铝业、造纸、化工、电 子信息、新材料、机械等行业。同时开展了建设循环经济生态城市的试点工作， 国家环保总局已批准辽宁省、贵阳市、日照市、义务市为循环经济生态城市试 点，目前江苏省、浙江省、黑龙江省牡丹江市、辽宁省盘锦市等都在积极推进 循环经济生态城市的申报工作。 为了推进生态工业园区的建设工作, 国家环保部门会同商务以及科技部门 于2003 年出台了国家生态工业示范园区申报、命名和管理规定( 试行) 和 规划指南, 随后, 2006 年发布了行业类、综合类和静脉产业类三类生态工业园 区的技术标准( 试行) , 2007 年又发布了国家生态工业示范园区管理办法( 试 行) , 进一步修订了建设规划和技术报告的编制指南, 制定了国家生态工业示 范园区建设考核验收的程序和绩效评估规则。同时, 生态工业园区作为发展循 环经济的重要实践形式受到了国家在法律层面上的重视, 2008 年出台了循环 经济 促进法。与此同时, 实践层面上先后两批共33 家工业园区被列入了国家级 循环经济试点单位。至2010 年4 月, 环保部门共批准了36 家单位进行国家级 生态工业建设示范园区的创建工作, 其中天津经济技术开发区和苏州工业园区 等6 家已被正式命名为“国家生态工业示范园区”7。 4. 生态工业园区的建设 4.1 生态工业园区建设的理论基础 生态工业园建设的基础理论，包括工业生态学理论、工业生态系统理论、 循环经济理论和可持续发展理论、系统工程学、景观生态学等8-9。 （1）工业生态学是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代 谢过程、组织管理体制以及生产、消费、调控行为的动力学机制、控制论方法 及其与生命支持系统相互关系的系统科学，属于应用生态学的一个分支。它是 清洁生产、生态工业和循环经济的学科基础，已被列为美国 21 世纪环境科学研 究的优先领域。 （2）工业生态系统同传统工业体系相比，是把传统的工业活动模式消 耗原料、生产和销售产品、废料堆积和处理的制造业过程转变成更加一体化的 模式，从而使工业生产活动形成与自然生态系统一样可以循环的系统。因此它 通过“废物”与“资源”的交换循环实现“无废产生”的闭合物质循环体系， 即达到污染和废弃物的“零排放” 。工业生态系统不是为改善工业活动对环境的 影响，而是要实现一种可持续发展的工业化模式。 （3）循环经济就是按照生态规律利用自然资源和环境容量，将资源开发、 清洁生产和废弃物综合利用融为一体的经济，实现经济活动的生态化转向。循 环经济一词是对物质闭环流动型（Closing Materials Cycle）经济的简称。它是 以物质、能量梯次和闭路循环使用为特征，从而从根本上消除长期以来环境与 发展之间的尖锐冲突，将经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程 中。循环经济运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，因此循环经济在本 质上是一种生态经济。发展循环经济的根本目的就是保护日益稀缺的环境资源， 提高环境资源的配置效率。循环经济是一种基于工业生态学的以物质闭环流动 为特征的经济发展模式。生态工业园则是循环经济理念在区域层面实现的一种 工业生产模式。 （4）可持续发展是在近 20 年随着生态资源危机的严重化和环境科学的发 展而形成和发展起来的。可持续发展概念最广泛的定义和核心思想是:“既满足 当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”(我们共同 的未来)。人类“应享有以与自然相和谐的方式过健康而富有生产成果的生活 的权利” ，并“公平地满足今世后代在发展和环境方面的需要，求取发展的权利 必须实现”(里约宣言)。其根本问题是资源的分配，既包括不同代之间的 时间上的分配，又包括当代不同国家、地区、人群之间的资源分配。它包含了 需要、限制、平等三个概念。生态工业园区的建设为实施可持续发展战略提供 了现实途径。生态工业园区的发展模式本身就是可持续发展理论所追求的基本 发展模式。 （5）系统工程就是寻求一般系统的开发设计、组织建立和运行管理最优化 的工作程序的一门工程技术学科。它包括运筹学、系统分析、系统研究、费用 效果分析和管理科学等中可用于工程实践的各种定量方法和定性定量集成方法。 系统工程的研究对象可以是任何一种物质系统、概念系统、或物质/概念的复合 系统。生态工业园区建设与生产过程是按照系统工程的基本原理进行规划设计 的。 （6）景观生态学是研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系统所组 成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能以及动态变化的生态学新 分支。景观生态学的研究对象和内容可概括为 3 个基本方面:一是景观结构，即 景观组成单元的类型、多样性及其空间关系；二是景观功能，即景观结构与生 态过程的相互作用，或景观结构单元之间的相互作用；三是景观动态，即景观 在结构和功能方面随时间推移发生的变化。景观生态学提供了全新的设计理念 和生态规划方法。 由此可见，从整体上分析，上述理论为生态工业园区的建设发展提供了全 方位的理论支撑，指明了其建设的基本理念、发展思路与追求的目标。同时也 为生态工业园区建设发展构建了理论框架。 4.2 生态工业园区建设的政府职能 我国生态工业园区建设起步较晚，由于体制与规则、技术、组织等方面因 素，加之对生态工业园区生态系统结构、功能及其优化调控机制认识的不足， 导致目前生态工业园区建设走入了单纯构建闭环链以实现废物循环利用的误区， 而忽略了对环保、管理制度、经济可行性等多方面因素进行综合考虑8。生态 工业园建设, 主要涉及产业链与价值链构建、共生机制建设、政策体系保障, 以 及具体的生态工业园规划、建设、管理 10等一系列问题。 王干、陈武11通过分析表明生态工业园自身的特点与中国经济环境发展现 状的耦合容易产生外部性, 使中国经济发展与保护生态环境之间的矛盾不能有 效解决, 因此仅仅靠市场机制无法实现工业园区的生态化, 在生态工业园的建设 过程中政府必须介入和调控。陈金山12等认为生态共业园的自身特点决定了政 府在实现工业园区生态化的过程中发挥着不可或缺的重要作用。政府的职能定 位主要包括：搞好制度安排，规划、推动工业共生网络建设，并调节其运行； 参与基础设施建设与公共物品供给，保证生态工业园经济体系的建立健全；履 行微观规制与宏观管理职能，保证园区经济健康运行与“生态化”发展。 5. 工业园区的循环经济发展构建模式 工业园区的构建需要根据各个地区的实际情况选择合适的构建模式。 吴松毅认为9我国不同区域的工业部门大体可以分为两种类型，一是有多 种类型工业部门混杂在一定范围的区域；另一个就是主要以某一种工业部门为 主的区域。故将我国的生态工业园区设计为三种建设模式，即网络耦合式生态 工业园区、并联共生式生态工业园区和混合式生态工业园区。网络耦合式生态 工业园区是最理想的模式，其优点是可将园区内所用工业企业和工业部门完全 连为一个有机的整体，环环相扣，实现充分的资源共享，变污染负效益为资源 正效益。这种建设模式适合于新建的某一种工业企业为主和大型企业集团的生 态工业园区，不适合利用于对现有工业园区的改造。关联共生式生态工业园区 和混合式生态工业园区适用于那些不能够将所有工业企业和工业部门完全联为 一个系统网络的工业园区。它们的优点是能够因地制宜，节约土地空间，比较 适合老的工业园区的改造。有所不足的是在循环利用、节约资源和能源等方面 不能够获取最大的综合效益。 杨洁等13认为整体构建思路可以采取“三区一园”的构建模式，园区构建 的总体框架主要包括三部分，即核心区、扩展区和辐射区。核心区是园区的核 心部分，整个园区的构建目的、发展方向都以核心区的发展为主。可以选择以 一种或几种主导产业为园区发展重点目标，主要的产业可选择支柱产业，例如 钢铁、石化、建材、装备制造、煤炭、电力等；扩展区是核心区的关联部分， 主要以核心区的产业相关联的产业为主，作为核心区产业的上游可以为核心区 产业提供所需资源，作为下游可以利用由核心区产业排出的废弃物；辐射区是 园区的外围部分，主要为核心区和扩展区提供各式服务或可以有效消耗其排出 的废弃物。 山东潍坊滨海经济开发区是国家生态工业示范区，其在生态工业园区建设 过程中, 通过项目对接, 加快了区域内生态产业聚集, 延伸了生态主导产业链条, 形成了包括溴、苦卤、盐碱、精细化工在内的四大系列产业链条, 生态工业体 系初具规模, 形成了独具特色的“ 一水六用、动脉扩张、静脉串联、动静耦联” 生态工业发展模式, 提高了园区的资源和能源利用效率14。在“一水六用”的 基础上, 围绕主导产业不断延伸产业链,形成了盐、碱、溴、精细化工四大系列 为主体的动脉产业链条。以原盐为主要原料,生产食盐、纯碱、烧碱、液氯等,并 进行多级精深加工,形成不断延伸的盐碱产业链条。在溴素生产的基础上,通过深 加工,以溴素为原料生产系列灭火剂、阻燃剂、制冷剂、医药中间体、染料中间 体等若干应用价值较高的、品种比较齐全的溴系化学品生产体系。通过对地下 卤水资源、海水的综合利用以及对产盐后苦卤的资源化利用, 形成了苦卤化工 系列产品, 减少了苦卤外排对海域的污染, 保护了海洋生物资源。 近年来，开发区每年用于生态工业的投入都在 6 亿元以上，初步形成了一 个上下游产品接续成链、关联产品复合成龙、资源封闭循环利用的生态工业体 系，基本实现了废弃物在区域内的闭路循环。依据生态工业原理对区域内海洋 资源、环境、产业进行合理布局、有序开发，使开发区经济发展和环境保护实 现了同生共赢，良好的经济、生态环境提升了开发区的形象和竞争力15。 6. 生态工业园建设与发展中存在问题16-18 （1）对创建生态工业园区意义认识不够 生态工业园区建设是一个系统工程，园区产业链的构建需要通过管理者的 协调，企业的积极参与，要形成多方的利益共存才能得以继续进行，因此，对 生态工业园区建设的意义和作用认识需要一个相当长的过程才能显现。且在我 国由于自然资源的价格偏低，而再生资源的价格较高，在短期利益驱动下，企 业仍选择大量开采自然资源，没有节约资源、利用再生资源的意识。 （2）工业园区建设的成本高 建设生态工业园需要有良好的基础设施支撑。无论是在老工业园区的基础 上改造， 还是新生态工业园区的建造，都需要大量的人力、财力、物力的投入。 与传统的工业园区相比，生态工业园除了通常所说的“七通一平”外（七通是 指上下水通、路通、电讯通、煤气通、电通、热力通，一平是指场地平整）， 还要考虑到工业经济循环需要所必须的废物利用、能量梯级利用、中水回用等 多种管道设施和线路，其投资额极其巨大，势必影响着企业的决策。 （3）生态工业园区创建缺乏有效激励机制及考核机制 各级政府是生态工业园区的创建推动者、管理者、执行者，虽然国家出台 了相关文件要求大力推进生态工业园区建设，但是缺乏强制性手段、激励机制。 生态工业园区创建与否未列入生态市考核指标中，没有成为一个强制性要求， 某种程度上影响生态工业园区推进力度。对生态工业园区排污、技术标准、产 业结构等缺乏强制政策、措施要求，很难将园区内产业系统从个体互不相联的 游离状态发展成为机构紧密的产业链。激励机制不够健全，在投融资体制、土 地利用、规划建设、排污收费等方面没有相应优惠政策，不能激发园区创建积 极性。由于资源的再利用成本较高无法盈利，而我国在投资、消费和税收等方 面向再生资源产业倾斜的力度远远不够，使得再生资源产业无利可图，许多企 业不愿意涉足再生资源产业，致使园区无法形成完善的循环经济产业体系。激 励废弃物回收、再生资源利用等循环经济活动的相关配套政策不够完善，无法 刺激市场形成逆向物流系统，在一定程度上限制了资源再生利用产业的发展。 由于缺乏政策的支持，无法建立强有力的区域再生资源回收网络，再生资源加 工利用类园区发展面临着原料难以持续供应的问题。 （4）生态工业园区系统稳定性不足 理想状态的生态工业园是能形成物质闭路循环，既不存在过多的上游原料 和废物无法利用，也不存在下游原料和废物利用能力过大而导致上游供给不足 而出现下游生产能力的过度闲置。但是一旦生态工业链上某节点企业特别是关 键节点企业由于种种客观原因停产或减产时，就可能导致整个工业生态链的断 裂， 从而使整个生态工业园区循环系统停滞。另一方面，当上游企业改变生产 方式或生产工艺，可能造成某种工业剩余物质的不足或者质量的差异，因而引 发下游企业生产的原材料问题，如果共生系统中没有其它备选的供应者，那么 购买副产品的企业（下游企业）的工艺流程往往很难承受上游企业向它们提供 的原材料在性质上或构成上的变化，共生体系将变得非常脆弱。企业间信息沟 通不畅。生态工业园区建设的目的就是使一个企业的副产品或废物用作另一个 工厂原料，达到物质能量利用最大化和废物排放最小化。由于园区信息化网络 化建设滞后，企业间信息沟通不畅，或者企业出于自身目的隐瞒相关信息，导 致无法实现生态工业园区建设目的。生态工业园区建设很大程度上依赖于产业 链的互补，但是由于很多园区高科技产业与传统产业并存，行业和产业间关联 度不强，在招商过程中关注招商的数量和资金量，忽视产业链接即补链要求， 同时有的补链项目受到规划或者用地限制不能顺利引进，不利于生态工业园区 的持续发展 （5）生态工业技术储备不足 生态工业园的重要基础之一是技术。其前提条件是要有一定的废物供应量 和经济可行的分离再生技术，这样废物才能为其它企业所利用。然而，在目前 阶段废物的利用本身就存在技术困难，比如当今还没有一项综合技术可以将放 射性的废物应用化学原理转化为有用物质。随着科技的发展，技术问题可能将 逐渐突破， 然而即使存在一些可能实现的技术，其相应的成本也是一个问题， 由于技术带来的成本提升不是每一个工业生态系统所能够承受的。国内实用化 的新技术不多，可以推广应用的更少。虽然大多数工业园区邻近一些高校或研 究机构，这些科研机构也都有相当的研究开发能力，但是由于园区与科研机构 的互动模式尚未建立，缺乏在人才培养、科研、生产等方面的合作机制和相关 的科技投入资金运行机制，这在一定程度上使园区缺乏强有力的技术支撑，制 约了循环经济的发展。 （6）生态工业园区循环经济评价指标不全面 我国的工业园区包括经济技术开发区、高新技术产业开发区、出口加工区、 旅游度假区和综合开发区等多种类型，区域内的产业形态决定了园区的特点。 不同类型的园区发展循环经济侧重点不同，发展模式也不同，因此对其循环经 济发展也应实行分类管理、评价和考核。目前我国工业园区循环经济评价指标 包括资源产出、资源消耗、资源综合利用和废物排放降低四个方面，主要着眼 于产业链方面。但是仅有这些是不够的，循环经济指标还应与环境、交通等方 面挂钩，因为循环经济园区要融入整个区域社会经济发展中，除了形成完整的 产业链外，还应表现在物流、交通、环境等方面的融合。 参考文献： 1 谢克昌 可持续性发展与循环经济型能源化工J 太原科技，