（管理科学与工程专业论文）生态工业园区稳定性研究.pdf

摘要 摘要 建设生态工业园区是解决环境污染和资源短缺问题的一个重要途径，是人类 改变原来造成严重环境污染与资源短缺的线性生产方式的一种新的尝试。生态工 业园区长期稳定运行是生态工业园区建设者的终极追求，也是众多生态工业园区 理论研究者的重要研究内容。本研究首先对生态工业园区的理论研究与实践成果 进行了综述，然后引入耗散结构理论分析了生态工业园区的结构和性质，提出并 论证了保持生态工业园区稳定运行的关键在于调整好生态工业园区中的企业、政 府和社区这三个行为主体的行为的观点，并在第三、第四和第五章中对企业、政 府和社区三方面对生态工业园区稳定性的影响分别进行了探讨。在文章的第三章 中提出了生态工业园区企业合作伙伴选择的评价指标和评价方法、并使用重复博 弈理论对园区中企业合作的性质进行分析和对企业合作的契约设计提出相关建 议，最后对生态工业园区企业最重要的合作项目技术创新合作进行了分析并 描绘出园区企业技术创新的路径。在文章的第四章中利用博弈理论和环境经济学 理论对政府在保持生态工业园区稳定运行过程中的角色和行为进行分析，对经 济、法律、行政和教育这四大手段进行了详细的阐释和分析，得出经济手段中的 补贴手段是政府保持生态工业园区稳定运行的首选方法的结论。论文的第五章通 过对生态工业系统和自然生态系统的对比，并结合相关的伦理学与社会学的观点 对社区在保持生态工业园区稳定运行的过程中角色和行为进行了分析，并对社区 的行为提出一些建议。 关键词：生态工业园区；稳定性；企业：政府；社区 北京工业大学管理学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ec o n s t m c t i o no fe c o - i n d u s t r i a lp a r k 饵i p ) i sa ni m p o n a i l tw a yt os o l v et h e q u e s t i o na b o u tp o l l u t i o na i l ds h o r t a g eo fr e s o u r c e sa 1 1 dan e wa t t e m p tt oc h a n g et h e l i n e a r p r o d u c t i o nm e t h o dt h a t c a u s e st l l es e r i o u sp o l l u t i o na n dt h e s h o f t a g e o f r e s o u r c e s 1 _ l i el o n g t e n i ls t a b i l i t yo fe c o i n d u s t r i a lp a r ki sm eu l t i m a t ep u r s u eo ft h e c o n s t n l c t o ro fe c o i n d u s t r i a l p a r k a 1 1 da n i m p o n a j l t r c s e a r c hc o n t e n t0 ft h e r e s e a r c h e r t h i sr e s e a r c hf i r s th a sc a r r i e do nt h es u m m a r yt oc h ee c o - i n d u s r i a lp a r k f e s e a r c ha n dp r a c t i c ea c h i e v e m e n t ，t l l e ni n t r o d u c e dd i f f u s i o ns t r i i c t u r a lt h e o r yt o a n a i y s et h es t n l c u r ea i l dn a t u r eo fe c 0 一i n d u r ! i a lp a r k ，a t l dp r o p o s e dl h ev i e w p o i n tt h a t m ek e yo fm a i l l t a i n i n gt h es t a b i i i t yo fe c 0 一i n d u s t r 吼p a r kl i e si na d j u s t i n gt h eb e h a v i o r o “h ee c o i n d u s t f i a lp a r k sm a i nb o d y _ e n t e r p r i s e ，g ( v e m m e n ta l l dc o m m u n i t y i nt h e t h i r dc h a p t e r a u t h o rp r o p o s e dt l l ee 一i i l d u s t r i a l p a r k se n t e r p r i s ep a r t n e rc h o i c e a p p r a i s a lt a r g e ta i i dt h ea p p 蹦s a lm e t l l o d ，t h e nu s e dg 锄b l i n gt h e o r ya n 越y s i n gt h e n a t u r eo fe n t e r p r i s e sc o o p e r a t i o ni i le c 0 - i d u s t r i a lp a f k 蛆dp m p 0 s e dt l l ec 0 玎e l a t i o n s u g g e s t i o na b o u td e s i g n i n ge n t c r p r i s e sc 0 0 p e r a t i o nc o n t c a c t ，血a l i ya n a l y s e dt 王1 e e n t e r p r i s e sm o s ti r n p o n a i l t 叩e 豫t i 0 p r o j e c t 一e c h i l o l o g yi i l i l o v a t i o nc 0 0 p e r a t i 咖 a n a l y z e s 跖dd e s 嘶b e dt h ew a yo ft h ee c o i 丑d u s t r i a lp a r k se n t e r p f i s et c c i l i l 0 1 0 9 y i n n o v a t i o n i i lt h ef b u n hc h a p t e r ，a u t h o ru s e dt l l eg 锄b l i n gt h e o r ya n dt h ee c o n o l o g y t h c o r ya i l a l y s e dt h e 彦0 v e m m e n t i sr o l ea n db c h a v i o ri nm a i n t e b d i n ge c o 一抽d u s t f i a l p a r k ss t a b l i t y ，a i l de x p l 姐e d 蛐d 柚a l y s e dt l l e9 0 v c m m e n t sf 0 i l rm e 血o d s t b e o c 0 o m y ，t l l el a w ，t h ea d | n i 丑i s t r a t i o n 锄d 伯ee d u c a t i o nm c t h o d ，t 王l e no b t a i n e dt h e n c l u s i o nt h a tt l l es u b s i d ym e t h o di sm eg o v e 衄e t s 觚tc h o i c c i t h ef m h c h a p t e r ，a u t h o rc o n t r a s tt l l ee 0 0 k g y 缸d u s t r i a ls y s t e ma n dt h en a l u r 甜e c o s y s t 锄，锄d u i o nr e l a t e de t h i c sa n dt h es o c i o l o 画c a lv i 倒叩o i n tt o 卸a l y s et l l ec o m m u i l i t y sr o l e a n d b e h a v i o ri i lm a i n t c n d i n gt h es t a b 主l i c yo fe c 0 抽d u s t f i a lp a r ka n dp u tf o 删a s o m e p r o p o s a l st 0c o m m u n i t y sb c h a v i o r k e y w o i d s ：e c o i n d u s t r i a lp 缸k ；s t a b i l i t y ；e n t e f p r i s e ；g o v c 叫e n t ；咖u n i t y i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关于论文使用授权的说明 渺；j g 毽 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：上啦导师签名：三尘l 日期：圭鬯兰旁 第l 章绪论 1 1 选题背景与意义 第1 章绪论 1 1 1 选题背景 在步入2 1 世纪的今天，人类正以史无前例的速度创造着千百倍如以往的物 质与精神财富。人类从深海、荒漠中开采各种资源，并通过众多的工厂把它们变 成彩电、冰箱、电脑、汽车乃至卫星、火箭等等以供人类所需，于是人类建造了 一个崭新的、繁荣的、令人眩目的世界文明。但是在这眩目的繁荣背后隐藏着 些深刻的危机，那就是环境的污染和资源的枯竭对人类未来发展的威胁。 环境污染已经开始对世界的发展构成了很大的威胁。总部设在华盛顿的世界 观察研究所2 0 0 1 年世界情况报告称，科学数据表明全球很多生态系统由于 环境的污染正接近危险的临界状态，北极地区冰盖减少4 2 ，全球2 7 的珊瑚礁 遭到破坏，这表明地球主要生态系统正在退化，由于生态系统的退化引起的自然 灾害在过去1 0 年中对世界造成6 0 8 0 亿美元的损失，与此同时最新的气象模型显 示除非人们减缓使用矿物燃料，否则到2 1 0 0 年，地球气温将比1 9 9 0 年上升6 摄 氏度，这将会导致水资源极度缺乏、食品减少和各种疾病的扩散“1 。在我国，中 国科学院的2 0 0 2 年中国可持续发展战略报告称，在全国6 0 0 多个城市中大气 环境质量符合国家一级标准的城市不足1 ，一些城市空气中的颗粒物和s o ：浓度 已经超过世界卫生组织及国家标准的25 倍，由于工业废水的排放使得江河湖库 普遍受到污染，7 8 城市河段不适宜作为饮用水源，5 0 的城市地下水受到污染， 城市生活垃圾正以每年1 0 的速率增长，工业固体废物贮存量达到6 4 9 亿吨，占 地面积5 1 7 万公顷”1 。 人类创造辉煌文明的同时对资源的消耗也逐渐超过了自然资源的自生长能 力，资源逐步走向枯竭。全球自然保护组织世界自然基金会的报告2 0 0 4 年地球 生态报告显示，人类现在消耗自然资源的速度超出了地球能够再生资源能力的 2 0 ，在1 9 7 0 年和2 0 0 0 年问陆地和海洋物种数量下降了3 0 ，而淡水物种数量下 2 0 ，在1 9 7 0 年和2 0 0 0 年间陆地和海洋物种数量下降了3 0 ，而淡水物种数量下 北京工业大学管理学硕士学位论文 降了5 0 ，人类的自然资源消耗量( “生态足迹”，e c o l o g i c a lf o o t p r i n t ) 即 人类活动对于地球造成的影响自1 9 6 1 年以来增加了2 5 倍。2 0 0 4 年地球生 态报告指出，尽管地球所能支持的人均自然资源消耗量仅为1 8 公顷这是 将地球的1 1 3 亿公顷富有生命力的土地和海洋区域除以全球6 1 亿人口计算得出 的，而地球实际人均自然资源消耗量达到2 2 公顷。1 。在我国，资源浪费和短缺 的现象更加严重，国家发展和改革委员会主任马凯在全国循环经济工作会议上的 讲话中称，2 0 0 3 年我国g d p 约占世界的4 ，但重要资源消耗占世界的比重却很 高，石油为7 4 、原煤3 1 、钢铁2 7 、氧化铝2 5 、水泥4 0 。我国用水总量与 美国相当，但g d p 仅为美国的八分之一，但是中国人均淡水资源量仅为世界人均 占有量的四分之一，有1 6 个省( 区、市) 人均水资源拥有量低于联合国确定的 1 7 0 0 立方米用水紧张线，其中有1 0 个省( 区、市) 低于5 0 0 立方米严重缺水线。 人均耕地只有1 4 3 亩，不到世界平均水平的4 0 ，人均森林占有面积为1 9 亩， 仅为世界人均占有量的五分之一，人均森林蓄积量为9 0 4 8 立方米，仅为世晃人 均蓄积量的八分之一。4 5 种主要矿产资源入均占有量不到世界平均水平的一半， 石油、天然气、铁矿石、铜和铝土矿等重要矿产资源人均储量，分别为世界人均 水平的1 1 、4 5 、4 2 、1 8 和7 3 ，2 0 0 3 年约5 0 9 6 的铁矿石和氧化铝、6 0 的 铜资源、3 4 的原油依赖进口。 基于以上的各种事实，人类不断反恩人类社会的现代化过程中为什么会产生 如此多的污染物，资源为什么消耗如此巨大? 深究其源，主要在于两个方面：其 一，人类对环境的自我修复能力的高估。人类由于自身的整个发展过程中一直是 向环境排放废物，所以根据经验意识认为环境能够处理足够多的人类排放物。但 是实际上环境的自我处理能力是有一定限度的，超过这个限度环境就难以完成自 我修复；其二，工业生产方式的不合理。工业作为环境污染的主要制造者( 中国 环保总局估计，最高时工业污染占全国污染总量的7 0 9 6 ) 长期以来都是遵循一种 物质以资源一产品一污染排放的单向流动的线性模式的工业生产方式，其特性是 高开采、低利用、高排放的线性经济运行方式，即从自然界获取大量的物质进行 生产，一个生产过程结束后获得产品并同时向环境排放生产剩余物质。大量的生 产剩余物质直接排放到环境中，造成环境的退化同时又是资源的巨大浪费，加快 了世界环境污染和资源枯竭的步伐。 2 一 第1 章绪论 所以人类社要走出当前所面临的环境污染和资源枯竭的困境，主要基于两个 基本的途径：其一，提高环境的自我修复能力。使用现代的科学与技术和科学的 管理规划方法提高环境的自我修复能力，使得环境获得新的生机与活力，环境专 家们正致力于这项事业；其二，改变现有的工业生产组织方式。改变现有的那种 线性的工业生产组织方式，通过生产方式的创新，使线性工业生产的剩余物质在 新的生产过程中发挥作用，从而实现资源使用效率的最大化和污染排放的最小 化。 1 1 2 选题意义 针对上述第二种基本途径，人类设计了一种新的工业生产模式生态工业 园区。生态工业园区遵循循环工业体系的设计方法，彻底的改变了以往的线性工 业生产的模式，是一种全新的工业生产的组织方式，它力求模仿自然生态系统的 那种物质封闭循环的生产方式，在一块固定的地域之上建立一个企业园区，园区 中企业之间以及企业与社区之间进行良好的合作，有计划地进行材料与能源的交 换与循环利用，实现有效的共享资源( 信息、材料、水、能源和基础设施等) ， 努力使能源与原材料使用效率的最大化，废物排放的最小化，从而产生经济与环 境效益，建立可持续的经济、生态和社会关系8 1 。很显然这种新的工业生产组织 方式如果能够按照事先设计的那样运行，实现物质、能量和信息的交换和循环利 用，那么它必将大大改善人类工业社会现在所面临的工业污染严重和资源逐步枯 竭的困难处境。但是这种新型工业生产组织方式的整个设计思想是基于对自然环 境中的生态系统的物质、能量和信息的交换方式的仿效，但是自然生态系统的有 序运行是经过千百万年的调整与进化而来，而并非一时一刻之功，当我们要将这 种生产的组织形式应用到人类的生产中并在较短的时间内形成一个类似的生产 体系且使之稳定有序地运行，这对于人类来说是一个挑战。实际上，在生态工业 园区操作与运行中，也出现过一些问题，使得生态工业园区的稳定运行受到影响， 比如广东省增城市的生态工业园区建设由于受政府宏观政策的约束，园区的核心 企业热电厂不能开工建设，从而使得园区内的热交换无法进行，日本的藤泽 生态工业园区由于技术的问题重新造成污染，大大延误了工业园区的建设步伐等 等。是什么原因或者哪些主要因素阻碍了生态工业园区的稳定运行，我们如何去 发现它们并采取合适的行为消除这些不利的因素的影响，从而实现生态工业园区 3 北京工业大学管理学硕士学位论文 的稳定有序的发展与运作，已经成为生态工业园区这种新的、可持续的工业生产 方式能否得以实现的一个重要内容。 1 2 国内外生态工业园区理论研究和实践概述 1 2 1 生态工业园区理论研究概述 生态工业园区的理论基础是建立在工业生态学之上，1 9 8 9 年9 月，罗伯特幅 罗什( r o b e nf r o s c h ) 和尼古拉加劳布劳斯( n i c o l a s6 h l l o p o u l o s ) 在美国科普 月刊科学美国人出版的一期主题是“地球的管理”的专刊上发表了一篇题为 可持续工业发展战略的文章。在文章中，两位作者提出了这样的观点：即工 业可以运用新的生产方式，对环境的影响将大为减少。这个命题引导他们推出了 工业生态学这一概念。他们在文章中写道：“在传统的工业体系中，每道制造 工序都独立于其他工序，消耗原料，产出将销售的产品和将堆积起来的废料；我 们完全可以运用种更为一体化的生产方式来代替这种过于简单化的传统生产 方式，那就是工业生态系统。个工业生态系统，完全可以像一个生物生 态系统那样循环运行：植物吸取养分，合成枝叶，供食草动物享用，食草动物本 身又为食肉动物所捕食，而它们的排泄物和尸体又成为其他生物的食物。”脚这篇 文章为工业生态学的发展提供了新的动力，从而推动了工业生态学研究的广泛开 展与应用。南京航空航天大学经济与管理学院周德群教授将工业生态学的发展历 程归纳为表1 1 。 关于生态工业园的理论探讨是从生态工业园区的定义开始的，由于研究刚刚 起步还不完善，所以定义也不统一，具有代表性的主要有：( 1 ) c m e 和h a l l 提 出生态工业园区是保持自然与经济资源，减少生产、材料、能源、保险与治理费 用和负债，提高操作效率、质量、工人健康和公众形象，提供来自废料利用及其 规模的收益机会的工业系统剐；( 2 ) 功w e 等提出生态工业园区是通过管理环境和 资源利用的合作，寻求增强环境和经济效益。通过协作，寻求一种集体的利益， 这种利益大于所有单个公司利益的总和”1 ；( 3 ) 美国总统可持续发展委员会 ( p c s d ) 的专家们认为生态工业园区是企业群体，园中的企业互相合作，而且 与当地的社区合作，以实现有效的共享资源( 信息、材料、水、能源、基础设施 第l 章绪论 表1 1 工业生态学的发展历程 t a b l e l 1b d 廿ve c o l o g yd e v e l o p m t “p e r i e n c e 年份研究地区组织者主要工作 1 9 7 0 丹麦从5 0 年代起自发形成的k a l u n d b o f g 生态工业园区 在科学美国人发表文章，首次提出工业生态系统的概念，提出应对不同 1 9 8 9 f r o s c i l g a l l o p o u l o s 的工业过程进行综合研究，使废物在工业过程问流通，达到循环利用的目的 美国国家科学院a t 矗t 贝尔举办i e 研讨会对l e 从多种角度进行了解释，总结了i e 的概念、内容和方法及 1 9 9 l 实验室其应用前景 5 啦研究员进行了为期两周的暑期研讨对工业过程中的物流、能流和政府 1 9 9 2 美国全球研究计划 的污染预防政策进行了综合研究 1 9 9 2 美国国家工程院资助有关技术环境研究机构从事i e 研究 1 9 9 2h a r d j nb c 铀b s提出l e 是“产业界的环境议程” 1 9 9 2 美i n d i 舯发展研究所 首次提出生态工业园区( e i p ) 的概念 1 9 9 2 加拿大 在波思赛德启动了“生态系统与工业园区”项目 1 9 9 3a t t 基金会设立l e 研究专项基金 1 9 9 3 美国有2 0 个城市市政当局与大公司合作规划建立生态工业园区 美国总统可持续发展委员主办专题研讨会，提出e i p 概念，计划进行f a i r 丘e l d ，c a p c i l 缸l e s ， 1 9 9 4 会 b m w n g “1 1 e ，c i i a t 妇n o 瞎棚个生态园区示范项目的建设 1 9 9 5 g m e d e l ，a 1 1 b y 出版了第一本针对工科专业大学生的i e 著作 1 9 9 5【e e e 茇表持续发展与工业生态学白皮书 p a l m e 计划为s o p h i a e s i e 一等5 个工业区建立生态工业园区提供技术支持 1 9 9 5 珐国 和授范 美国有近2 0 个各具特色的生态工业园区启动，加拿大约4 0 个生态园区中有9 个被认为具有很强的生态工业性质，荷兰的鹿特丹港、英国的l 0 n d o n d e n 了 1 9 9 6 生态工业园处在规划建设阶段日本大约有6 0 个生态工业园项目在运行与 开发 1 9 9 6美国 生态工业园区示范项目c a p c l i a d 器投入运行 美国总统可持续发展委员 1 9 9 6主办了专题讨论会。提出了颇受关注的e i p 定义 会 1 9 9 7 m i tm i t 出版杜出版第一份工业生态学杂志 1 9 9 8 美国白宫环境质量委员会举办首届戈登l e 研讨会，专门讨论生态工业研发问题 1 9 9 8 美国周家自然科学基金会资助了1 8 项有关生态工业的基础研究课题，课题涉及的内容广泛 2 0 0 l中国贵港国家生态工业( 制糖) 示范圆区通过国家环保总局主持的论证会 5 北京工业大学管理学硕士学位论文 等) ，产生经济和环境质量效益，为商业企业和当地社区带来可平衡的人类资源。 另外专家们还将生态工业园区定义为一种工业系统，它有计划地进行材料与能源 的交换，寻求能源与材料使用效率的最大化，废物排放的最小化，建立可持续的 经济、生态和社会关系“。k w e 在2 0 0 1 年在亚洲开发银行项目“i t l t r o d u c i i o nt o e c 0 一i n d u s t r i a ld a r k s ”中对生态工业园区的定义进行了总结，为众多的研究者所接 受：生态工业园区是一个由制造业企业和服务业企业组成的群落，它通过在管理 能源、水和原材料这些基本要素在内的环境与资源方面的合作来实现生态环境与 经济的双重优化和协调发展，最终使该企业群落寻求一种比每个公司优化个体表 现出的个体效益的综合还要大的多的群体效益。简而言之，生态工业园区的目标 是寻求改善参与公司的经济表现的同时又最大限度地减少对环境的影响。同时 h w e 在1 9 9 7 年的一篇文章中总结了生态工业园区建设的一些基本原则：( 1 ) 通 过再使用和再循环：提高材料与能源的使用效率、减少废物的产生、将所有的废 物定义为潜在产品并为之寻找市场：( 2 ) 实现输入、输出和自然系统能力之间的 平衡：减少因向自然排放能源与材料造成的环境负担、从自然接受环境的特性和 敏感性角度来对于自然界相联系的工业进行设计、避免和减少产生和运输有毒和 有害的材料；( 3 ) 对工业使用的能源和材料进行再设计：重新设计工业生产过程 以减少能源和材料的使用、改变技术和产品设计以减少对材料的使用、用最少的 东西做更多的事：( 4 ) 工业系统的设计应该考虑到当地社区对社会经济的需求： 优化当地商业和工作岗位的机会、根据需要通过向社区工程进行投资来消除工业 发展对区域系统的影响n 1 儿“。 p c s d 在1 9 9 6 年给生态工业园区进行了分类：( 1 ) 零排放生态工业园区 ( z e r o e m i s s i o ne p ) 所有的企业都在一个地方，它们组成的的共同体向自然系 统的排放为零：( 2 ) 虚拟生态工业园区( v i r t 吼le m ) 由不同的企业构成的松散联 系，或由有关地域的公司构成的网络：( 3 ) 生态发展( e c 0 _ d e v e l o p m e n t ) 非产 业公司应用工业生态学原理进行内部的管理和彼此协调发展。现阶段我们主要研 究的是第一种形式“”。 m a t t o n ，s i i k a v i t f a 等提出了生态工业园区的两种建设方式：( 1 ) 自下而上式。 也就是一种自发的方式，逐步地形成生态工业共生网络，建立起生态工业园区； 第1 章绪论 ( 2 ) 自上而下式。在工业园区的形成之初进行全面的规划，当然这种规划大多 由政府或者大企业主导m m ”。 美国三角研究所( r f c ht r i a n 醇em s t i t u t e ，r 1 r i ) 在它的生态工业园区案例研 究中指出生态工业园区建设将面临如下一些挑战： ( 1 ) 对于生态工业园区所在地的社区组织和政府来说：加强地方支持，设 定生态工业园区的业绩目标，共享所有权与成本，共同发展，招募新的企业和减 少行政限制等； ( 2 ) 对于生态工业园区的成员来说：预计生态工业园区的成本与收益，确 定合伙人的正确组合，寻求适当的技术，减少规章制度的不确定性和责任和向消 费者推销； ( 3 ) 对于当地的州和联邦政府来说：建立合适的法律法规，推动技术的开 发、转让和培训，鼓励生态工业园区成员之间的信息交流等； ( 4 ) 对于生态工业园区的开发与设计者而言：如何选址。如何设计基础设 施以及建筑物等，使其合乎生态工业园区的要求，实现能源和材料的最大利用； ( 5 ) 对于生态工业园区的管理者来说：维护公司之间的关系，管理生态工 业园区的财富和共享支持的服务，保证生态工业园区的生存与发展“8 “”1 。 在中国大陆，现在从事生态工业园区研究的团体主要分布大学和科研机构， 同时又有若干企业的经营者参与其中，最主要的研究团队有： ( 1 ) 清华大学化工系生态工业研究中心的金涌院士、钱易院士、李有润教 授、沈静珠教授和胡山鹰博士等人，他们以山东鲁北生态工业园区、广东南海生 态工业园区和贵阳循环经济城市建设为实践依据，从理论和实践的高度对生态工 业园区的建设进行了深入的研究，做了大量的有益工作。清华大学的研究大体是 以其技术背景为依托，集中于系统的设计和集成方面，主要研究如下：多产品 共生反应路径集成方法的研究，通过多个产品共生，达到资源完全利用“；结 合工业代谢的方法，应用输入输出分析和图论的方法来研究工业系统物流网络结 构和物质利用的特征“：对生态工业园区中的信息系统集成进行了研究”； 对生态工业系统在随机和模糊不确定条件下的系统综合和优化操作进行研究“； 建立非线性数学模型来进行生态工业园区的能量与物质系统的集成研究”2 “2 “。 由上可以看出，清华大学的研究者们很注重于系统和过程的微观研究，而对于生 北京工业大学管理学硕士学位论文 态工业园区中的主体之间的关系以及它们的各自决策的过程没有进行探讨，有些 忽略管理学与经济学理论在生态工业园区建设过程中的重要作用。 ( 2 ) 大连理工大学管理学院的武春友教授、王兆华博士等的科研团队，他 们以大连开发区生态工业园区规划、天津开发区生态工业园区规划和海南省生态 省建设为实践基础，开展生态工业园区的研究。他们的研究则注重于管理学和经 济学理论在生态工业园区建设过程中的积极作用。其代表性观点有：运用交易 费用理论对生态工业园区中的交易费用进行研究，谋求揭示生态工业园区的共生 机理，但是虽然进行了成本的分析却没有进行收益的对比分析，不能根本上揭示 生态工业园区的内在动力。”；提出了生态工业园区的两种共生模式一复合实体 共生和自主实体共生，具有开创意义，但是没有对在这两种形式下企业的协调机 制进行更深入的设计和研究“”：王兆华博士在其博士学位论文中试图用自组织 和协同学理论与方法去揭示生态工业园区中企业的共生机理啪1 ；提出了生态工 业园区建设必须走柔性化的观点啪1 。 ( 3 ) 中国环境科学研究院的研究团队，他们以中国最著名的生态工业园区 广西贵糖生态工业园区的建设为载体进行理论与实践的研究，他们也更加侧 重于微观的系统设计。 1 2 2 生态工业园区实践成果概述 生态工业园区实践的肇始是丹麦的卡伦堡生态工业共生体系，卡伦堡生态工 业共生体系中主要有5 家企业，相互间的距离不超过数百米，由专门的管道体系 连接在一起：阿斯耐斯瓦尔盖火力发电厂，使用煤炭发电：斯塔朵尔炼油厂：挪 伏挪尔迪斯克公司，世界上最大的工业酶和胰岛素生产厂家之一；吉普洛克石 膏材料公司；最后是卡伦堡市政府，它使用热电厂出售的蒸汽给全市远距供暖。 液态或蒸汽态的水，是可以系统地重复利用的“废料”。水源或者来自相距1 5 公里的梯索湖或者取自卡伦堡市政供水系统。斯塔朵尔炼油厂排出的水冷却阿斯 耐斯瓦尔盖发电机组，发电厂产生的蒸汽回头又供给炼油厂，同时也供给挪伏挪 尔迪斯克工厂的发酵池，热电厂也把蒸汽出售给吉普洛克工厂和市政府( 用于市 政的分区供暖系统) ，它甚至还给一家养殖大菱鲆鱼的养殖场提供热水。1 9 9 0 年，热电厂在其一个机组上安装了脱硫装置，燃烧气体中的硫与石灰发生反应， 生成石膏( 硫酸钙) 。这样。热电厂每年多生产l o 万吨石膏，由卡车送往邻近 第1 章绪论 的吉普洛克石膏材料厂作为原材料。炼油厂生产的多余的燃气，可以作为燃料供 给发电厂和吉普洛克工厂。整个卡伦堡生态工业共生体系具体的物质与能量的交 换与循环利用可以用图1 1 表示如下”m m l ： f i g l i r e l 1m a n e ra i l d 卸e r g ye x c b a n g ei nk a l 叽d b o r ge i p 卡伦堡的巨大成功使得世界各国都争相仿效建立起自己的生态工业园区，美 国的生态工业园区建设是当今世界上最发达的国家，其生态工业园区数量众多， 涵盖各种类型，一些主要的生态工业园区用表1 2 归纳如下。 表1 2 美国生态工业园区建设概况 n b l e l - 2 t h ep 出c eo fe i pi nu s 生态工业园区 位置特征 f a i r f i e i de c o i o g i c a li n d u s t 订a lp a r kf a i 币e l db a l t i m o r e 现有下业范围的转化，共同生产，废料的再利用 m a r y l 如d b m w n s v m ee c o l o g i l i n d u s l a lp a r kb r 0 、i i s v i l l e t c x 区域或虚拟的废料交换、买卖方法 r i v e r s i d ee c o l o g i i i n d u s t r i a lp a r k b u 订i n 9 1 0 n ，v c h n o n t位于城市的农业工业园利用生物能，废物处 理 c i v a n oe n v i r o n r m n t a l1 k h n o l o g i e s c i v a n o ，t b a o n ，a r i z o n a 一种新的整体交易、居住、环境交易的发展模 p a r k 式，自然状态特色 e 器fs h o 陀e c o i n d u s 晡a lp a r k0 a l c l a n d ，c h l i f o m i a 基于资源回收的工业园，观优美，能源利用有 效 g r e e nj n s i i t u t ee c 0 一i n d u s t r i a lp a r kg r c c nl n s t i i u t e 内城区，小规模绿色交易的培育。废料的重新 m i n n c s p 0 u s ，m i n n e t a 利用 p 1 a t t s b u r g l le c 0 - i n d u s t d a lp a r k p l a t t s b u r g l l ，n e wy o r k 一个太的军事基地的重新发展，资源和废物管 理 r a y m n d g r e e ne c 0 i n d u s i r i a lp w k r a y m o n d ，w h i n g c o n 在次生森林内的新园区。固体和液体废物的循 环 s k 8 9 i lc o u n t ye n v i r o n m c n i a li n d u s t a ls k a g i tc o u n l y 具有支持系统及中心的新园区环境工业 p a r k s h a d ys i d ce c o - b u s i n e s sp a r ks h a d ys i d e ，m a r y l a n d现有设备、维护工作的革新小规模的环境和 技术交易 s t o n y 丘e l d ，i n d o n d e n ye c o i n d u s t d a ll 0 n d o n d e r r y ，n e w h a m p s h小规模，基于共同体的园区 p a r ki r e 1 h n t o nb c o 一。n d u s t a lc o m p l e x i h n l o n ，n c wj e r s e y现有工业区域的重新发展，清洁工业 f m n l 【1 ne n v i r o n m e n i a li n d u s t a lp a r k y o u n 蚪1 1 l e ，n o n h具有可更新能源和环境技术的贸易复合体 e m l i n a 北京工业大学管理学硕士学位论文 近年来生态工业园区在中国大陆也蓬勃发展，比较成功的生态工业园区实践 如表卜3 所示： 表1 - 3 中国大陆国家级生态工业园区名单 t a b l e l 3n a m el i s to fc o u n t r y1 e v e le i pi nc h i n a 生态工业园区 位置特征 贵港国家生态工业园区( 制糖) 贵港市制糖业剩余物质循环利用 南海国家生态工业园区南海市区域的废料交换、买卖方法 包头国家生态工业园区( 铝业) 包头市 炼铝及其加工的剩余物质循环利用 长沙黄* 国家生态工业园区 长沙市 虚拟的剩余物质交换 天津经济技术开发区国家生态工业园区 天津市基于资源回收利用的工业园 抚顺矿业集团国家生态工业园区抚顺市传统采矿业的生态工业化 固体废弃物综合利用、中水回用、电镀工业园、粉 大连经济技术开发区国家生态工业园区 大连市 煤灰利用等 苏州高新区国家生态工业园区苏州市高新电子业的剩余物质与污染物循环利用 鲁北国家生态工业园区烟台市 礴铵、硫酸、水泥联产；清洁发电与盐，碱联产 贵阳开阳磷煤化工国家生态工业园区贵阳市瞬煤化工 潍坊高新技术产业开发区国家生态工业园区 潍坊市晦洋化工业 包头国家生态工业园区( 钢铁)包头市钢铁业的剩余物质利用 资料来源；h t t p ：伽w 辩p a g o v 口l ，d 删2 1 7 1 0 0 3 9 6 1 9 9 9 3 6 ，2 0 0 4 1 0 ，1 6 0 4 s h t n l l 1 3 研究内容、方法以及技术路线 1 3 1 研究内容 本研究从分析生态工业园区的结构和性质入手，对生态工业园区的稳定性进 行了定义和分析，通过引入耗散结构理论发现生态工业园区建设过程中的三个关 键参与主体企业、政府和社区的行为对生态工业园区的稳定有序有着最根本 的影响，然后结合相关理论对保持生态工业园区稳定运行的三个关键参与主体的 角色与行为进行分析，并对这三个关键主体在保持生态工业园区稳定运行应该采 取的行为进行了相关建议。 1 3 2 研究方法与技术路线 本研究的出发点在子用已有的理论与方法来分析和解决怎样保持生态工业 第1 章绪论 园区的持续地稳定运行这个新问题，并且力求在这个分析与研究的过程中运用这 些已有的理论与方法建立一种新的方法以达到解决这个新问题的目的。因此本研 究将使用实证方法与规范方法相结合的思路，综合运用工业生态学、产业集群、 网络组织、制度经济学、环境经济学、博弈理论等理论与方法对生态工业园区这 样一个复杂组织的稳定运行过程中的各相关主体的行为进行研究。 本研究的技术路线如图1 2 所示： 1 4 本章小结 图1 2 技术路线图 f i g l l r e l 21 r h em 印o ft e c h n i c a lf l o w 本章通过实际数据的收集阐述了本研究的背景和意义，然后对国内外生态工 业园区的理论研究和实践情况进行了综述，最后描述了本研究的重点在于通过对 生态工业园区结构与性质的分析找到影响生态工业园区稳定运行的主要因素并 使之有利于生态工业园区稳定有序的运行，并描述了本研究所使用的研究方法和 技术路线。 北京工业大学管理学硕士学位论文 第2 章生态工业园区的性质及其稳定运行的内涵分析 2 1 生态工业园区的结构与组成 从绪论中可知关于生态工业园区的理论探讨是从生态工业园区的定义开始 的，因为首先要弄清楚生态工业园区到底是一个什么样的事物、它具有什么样的 结构和特征，才能够对生态工业园区的各个方面进行深入研究。 生态工业园区的结构类型，王兆华博士归纳为四种类型，它们分别是+ ： ( 1 ) 依托型，即园区中存在一家和几家大型核心企业，许多中小型企业分别 围绕在这些大型企业周围进行运作，中小企业为大企业提供原材料和零部件，大 企业产生大量的热能、水等剩余物质提供给中小企业循环利用，这样形成一个物 质与能量的交换和循环利用的生态工业网络，具体结构模式如图2 1 所示； 图2 1 依托型生态工业园区示意图 f i g u 咒2 - 1d 印曲d i n g e p s c h e m a n cd i l 州n g ( 2 ) 平等型，即园区中的企业大体上地位对等，大家很对等地自由进行物 质与能量的交换和循环利用，不存在依附关系，处于对等的谈判地位，其结构模 式如图2 2 所示； ( 3 ) 嵌套型，即一种介于依托型和平等型之间的结构模式，它既不同于依托 型那样有严重的依赖关系，也不同于平等型的那种松散自由的关系，在这种模式 中有多家大型企业之间形成平等型的合作关系，同时这些大型企业又吸附大量的 中小型企业，构成依托型的合作模式，这样两种模式交叉嵌套、互相渗透，构成 王兆华生态工业嗣共生网络研究【d 】大连：大连理工大学2 3 一1 2 一 第2 章生态工业园区的性质及其稳定运行的内涵分析 了一种更加复杂的网络，具体结构模式如图2 3 所示； 图2 2 平等型生态工业园区示意图 f i g u f e 2 2e q u a l i t ye i ps c b 锄a t i cd 珀w i n g 图2 3 嵌套型生态工业园区不意图 f i g u 陀2 _ 3n e s t i n ge i ps c h e m a t i cd r a w i n g ( 4 ) 虚拟型，这种生态工业园区的结构模式突破了一般传统意义上的地域 界限，通过现代技术手段实现跨地域的资源合作，完成剩余物质的交换和循环利 用。 另外其他的学者也对生态工业园区的类型和结构作了一些总结与分类。”， 但是这些结构模式的描述主要针对生态工业园区中的企业之间的关系而言，其实 对于一个生态工业园区，除了其自身必须有若干个企业合作，进行物质与能量的 交换之外，还必须和周围的环境发生各种各样的关系，特别与政府和社区这两者 之间联系紧密，于是根据生态工业园区运作过程中的各个主体之间的关系将生态 北京工业大学管理学硕士学位论文 工业园区的结构模式描绘为如图2 4 所示的结构。在这个生态工业园区的结构示 意图中，园区中的企业之间构成一个类似于生态食物链的物质与能量的循环链 条，并形成一个园区内的物质与能量的交换市场，同时园区中的企业向外界市场 输出产品并和最终消费者一一社区发生联系：社区可以作为最终消费者通过市场 对生态工业园区产生作用，同时社区又可以加入生态工业园区的物质与能量的循 环体系参与生态工业园区的物质与能量循环；政府可以通过提供基础设施、法律、 金融等服务为生态工业园区运作提供支持，也可以直接制定法规或者相关政策约 束与领导生态工业园区的运行。所以在整个生态工业园区的运行中，企业、政府 和社区是三个最主要的行为主体，他们的行为将最终决定生态工业园区的发展方 向和稳定程度。 图2 - 4 生态工业园区主体结构模式图 f i g i i r e 2 4s m l c t l l r ep a t t c mf i g u o f 嫩i nb o d yi ne 2 2 生态工业园区稳定运行的内涵 2 2 1 生态工业园区稳定运行的定义 从生态工业园区的结构分析中，我们可以看到生态工业园区是一个园区中企 业紧密合作，同时又与外界环境( 政府、社区、外部市场等) 发生各种联系的系 统。从熟力学的角度，一般系统的稳定性是指系统受到外部扰动后保持和恢复其 初始状态的能力m 1 。根据这个一般原理，再结合生态工业园区的