（环境工程专业论文）生态工业园区环境绩效管理评价.pdf

重庆大学硕士学位论文中文摘要 摘要 生态工业园理论自2 0 世纪9 0 年代以来不断在可持续发展实践中得以发展，其 以“资源产品一再生资源一再生产品”的生态工业模式，最大限度地减少了从生产 到消费全过程的资源使用和废物排放，因此生态工业园区在世界范围内迅速发展。 然而目前我国对于生态工业园的概念、相关理论和规划建设方法还都不完善，尤 其是在园区的绩效管理等方面还相当薄弱。 本文在分析生态工业园区国内外研究和实践现状的基础上，回顾评述并疏理 了生态工业园区以可持续发展理论、工业生态学理论、循环经济理论、系统工程 理论和交易费用理论为基础的管理体系。并在研究和总结国内外环境绩效评价理 论和评价方法的基础上，根据研究内容的需要，进行了问卷调查和实地调研等工 作，以可持续发展理论、循环经济理论和利益相关者理论为指导思想，提出了生 态工业园区环境绩效评价的指标体系，通过构建评价模型，提出了适合于我国生 态工业园区实际，具有可操作性的主成分综合评价方法，并从环保设施、环境污 染及耗费、环境治理和废物循环利用四个方面选取了废气、废水治理设施数量、 废水治理设施处理能力、废气治理设施处理能力、环保设施运行费用、单位工业 产值工业废水排放量、单位工业产值废气排放量、单位工业产值固体物产生量、 单位工业产值工业用水量、单位工业产值能源消耗量、工业废水排放达标率、工 业废气去除率、工业固体废物处置率、工业用水重复用水率、工业固体废物综合 利用率和三废综合利用产品产值这十五个具有代表性的指标。最后将本文所将建 立的生态工业园区环境绩效评价模型运用到实例研究中，对重庆渝北国家农业科 技园区2 0 0 6 年2 0 0 8 年的环境绩效管理进行了客观全面的评价，从而对所构建的指 标体系进行了验证，得出了有参考价值的评价结论。 关键词：生态工业园，环境绩效评价，主成分分析 重庆大学硕士学位论文一 茎茎垫墨 a b s t r a c t s i n c e19 9 0 s 。e c o i n d u s t r u a lp a r k s ( e i p s ) w e r ep r a c t i c e di nt h ew o r l d ，e s p e c i a l l yi n a d v a n c e dc o u n t r i e so ne c o i n d u s t r i a lf o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t t h ee c o i n d u s t r y m g d e l “r e s o u r c e - p r o d u c t - r e g e n e r a t e dr e s o u r c e - r e g e n e r a t e dp r o d u c t c a nc o n t r i b u t et o m em a x i m a lr e d u c t i o no fr e s o u r c ec o n s u m p t i o na n dw a s t eg e n e r a t i o nd u r i n gt h eo v e r a l l p r o c e s sf r o mp r o d u c t i o nt oc o n s u m p t i o nf o rs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t h o w e v e r ，i t sn o t p e f f e c ti nt h ec o n c e p to fe c o i n d u s t r u a lp a r k s ，t h er e l e v a n t t h e o r i e sa n dt h ep l a n n i n ga n d c o n s t r u c t i o nm e t h o d si no u rc o u n t r y ，e s p e c i a l l yi nt h ep a r k s e n v i r o n m e tp e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t t h i sp a p e rs u m m e du pan e wm a n a g e m e n ts y s t e mo fe c o i n d u s t r u a lp a r k sw h i c h i so nt h eb a s i so ft h e o r i e so fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t , i n d u s t r i a le c o l o g y , r e c y c l i n g e c o n o m i c ，s y s t e m se n g i n e e r i n ga n dt r a n s a c t i o nc o s ta c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i s o ft h e e c o i n d u s t r i a lp a r kr e s e a r c ha n dp r a c t i c ea th o m ea n da b r o a d a n da c c o r d i n gt ot h e c o n t e n to ft h er e s e a r c h ，c o n d u c t e daq u e s t i o n n a i r es u r v e ya n df i e l dr e s e a r c h ，p r o p o s e d e c o i n d u s t r i a lp a r ke n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n i n d e xs y s t e mu n d e rt h e g u i d a n c eo ft h et h e o r yo fs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ，r e c y c l i n ge c o n o m i ct h e o r ya n d s t a k e h o l d e rb a s e do nt h et h es t u d ya n ds u m m a r yo ft h ee n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c e e v a l u a t i o nt h e o r ya n de v a l u a t i o nm e t h o d sa th o m ea n da b r o a d a n dp u tf o r w a r dt h e p r i n c i p a lc o m p o n e n tm e t h o dw h i c hi sp r a c t i c a la n d w o r k a b l ef o rc h i n a se c o i n d u s t r i a l p a r k sb yb u i l d i n ge v a l u a t i o nm o d e l ，s e t15r e p r e s e n t a t i v ei n d i c a t o r si n c l u d i n g t h en u m b e r so fw a s t e g a sa n dw a s t e w a t e rt r e a t m e n tf a c i l i t i e s ，c a p a c i t yo fw a s t e g a s a n dw a s t e w a t e rt r e a t m e n to p e r a t i n gc o s t s ，i n d u s t r i a lw a s t e w a t e re m i s s i o n s ，s o l i dw a s t e s e m i s s i o n s i n d u s t r i a lw a t e r , e n e r g yc o n s u m p t i o no fu n i t i n d u s t r i a lo u t p u tv a l u e ， e m i s s i o n c o m p l i a n c e r a t eo fi n d u s t r i a lw a s t e w a t e r , r e m o v a l r a t eo fi n d u s t r i a l w a s t e g a s d i s p o s a l r a t eo fi r i d e 【s t r i a ls o l i dw a s t e w a t e sa n dv a l u eo fc o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o no fw a s t ep r o d u c t sf r o mt h ee n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nf a c i l i t i e s ，e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n a n dc o s t ，e n v i r o n m e n t a lg o v e r n a n c e a n de n v i r o n m e n t a lu s i n ga n d r e c v c l i n g v e r i f i e dt h ei n d e xs y s t e ma n do b t a i n e dc o n v i n c i n ge v a l u a t i o nf i n d i n g sb y t a k i n gc h o n g q i n gy u b e i n a t i o n a la g r i c u l t u r a la n dt e c h n o l o g yz o n ef o re x a m p l e k e yw o r d s ：e c o i n d u s t r u a lp a r k s ，e n v i r o n m e n t a lp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n ，p r i n c i p a l c o m p o n e n t m e t h o d i i 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的王猩亟士学位论文生查王些园匡巫撞缝垫笪堡证绘 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己经发表或撰写过的研究成 果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明 并表示了谢意。 学位论文作者签名：像呐 导师签名： 签字日期9 钟，2 1 r 勿 签字日期： 衅- f2 、， 学位论文使用授权书 本人完全了解重庆大学有关保留、使用学位论文的规定。本人完全同意中 国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程( 以 下简称“章程”) ，愿意将本人的王猩亟士学位论文生查王些圄匡丕缝绫效筐 堡透俭提交中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社( c n k i ) 在中国博士学位论 文全文数据库、中国优秀硕士学位论文全文数据库以及重庆大学博硕学位 论文全文数据库中全文发表。中国博士学位论文全文数据库、中国优秀硕 士学位论文全文数据库可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版，并同 意编入c n l 【i 中国知识资源总库，在中国博硕士学位论文评价数据库中使 用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益和承担相应义务。本人 授权重庆大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公开论文的全 部或部分内容。 作者签名：隘逸 导师签名： 田 备注：审核通过的涉密论文不得签署搿授权书刀，须填写以下内容： 该论文属于涉密论文，其密级是一垒珏一，涉密期限至年一月一日。 说明：本声明及授权书生逐装订在提交的学位论文最后一页。 公 节 重庆大学硕士学位论文 1 生态工业园建设理论与实践 1 生态工业园建设理论与实践 1 1 生态工业园建设的起源 1 1 1 生态工业园诞生的时代背景 工业经济文明的发展，一方面以史无前例的速度推进了人类的物质文明，提 高了人们的物质生活水平，但另一方面，工业经济文明的发展也带来了自然资源， 包括生态资源的巨大消耗和浪费，同时强烈的现代化需求，密集的人类开发活动， 大规模的基础设施建设和高物耗、高污染型的产业发展，给区域生态系统造成了 强烈的生态胁迫效应，生态危机日益加剧。 2 0 世纪9 0 年代以后，随着现代社会的高度工业化和城市化发展，人类对环境 意识的增强，在世界范围内人们都意识到经济发展与生态环境之间的矛盾日益尖 锐，环境、资源、社会和经济的协调发展己成为实践的主题和发展的主旋律。人 们逐渐认识到工业系统中传统的“线性”生产模式，即无偿的从生态系统中调入原材 料，并将大量多余副产品以废物形式排放到生态系统中已经很难继续维持，必须 寻求新的模式以满足人类社会发展的需要。 生态工业理论正是在这样的背景下孕育而生，它的核心思想是将经济活动转 变为“资源产品再生资源再生产品”的循环过程，并且最大限度的减少 从生产到消费全过程的资源使用和废物排放，从而实现可持续发展，这个循环过 程即为生态工业模式，其实践表现即为生态工业园区。 1 1 2 生态工业园概念的提出与演化 1 9 8 9 年9 月，美国科普月刊科学美国人发表了r o b e r t 和n i c o l a sg a l l o p o u l o s 的文章可持续工业发展战略，文中首次提出了“工业代谢”的概念【l 】。1 9 9 0 年美国国家科学院和贝尔实验室共同组织了首次工业生态学论坛，对工业生态学 概念、内容方法及应用前景进行了全面系统的概括总结，认为工业生态学是研究 工业和消费行为中的物质和能量流动，及其对环境、经济、政治、社会生活的影 响，同时也研究物质与能源的流动对于资源转换的影响【2 】。生态工业园是以工业生 态学为基础的生产与服务企业的社区，在环境资源管理方面加强企业间的合作， 改善环境质量，使企业社区取得比单独企业进行优化生产大得多的集体共同利益。 1 9 9 2 美国i n d i g o 发展研究所的e r n e s tl o w e 教授将生态工业园( e c o i n d u s t r i a l p a r k s ，e i f s ) 定义为：一个由制造业和服务业组成的企业生物群落，它通过在包 括能源、水、原材料这些基本要素在内的环境与资源方面的合作和管理，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 优化个体表现就会实现的个体效益之和还要大得多的群体效益【3 l 。 重庆大学硕士学位论文1 生态工业园建设理论与实践 然而，1 9 9 5 年，c o t e 和h a l l 却提出了另一种概念：生态工业园是一个工业体 系，它保存自然和经济资源，减少生产、物质、能量、保险和处理成本与债务， 提高操作效率、质量，改善工人健康状况和公众形象，并且它还为人们提供从废 物的利用和销售中获取利益的机会【4 】。 1 9 9 6 年1 0 月在美国可持续发展总统委员会主办的专题讨论会上，有两种观点 引起了人们的关注。第一种是生态工业园是一个市场共同体，彼此之间以及与地 方社区之间互相合作，高效分享资源信息、原料、水、能、基础设施和自然环境， 从而导致经济增长和环境质量改善“双赢”，并为市场共同体和地方社区更有效、公 平地配置人力资源。与会者提出的第二种观点是生态工业园是一种计划好的物质 能量交换的工业体系，它寻求原材料和能源消耗的最小化，废物产生的最小化， 并建立可持续的经济、生态和社会关系。 原中国国家环保总局( s e p a ) 【2 0 0 3 1 2 0 8 号文件( 关于印发国家生态工业示 范园区申报、名和管理规定( 试行) 等文件的通知将生态工业示范园区定义为“是 依据清洁生产要求、循环经济理念和生态工业学原理而设计建立的一种新型工业 园区。它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连接起来，形成共享资源 和互换副产品的产业共生组合，使一家工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂的 原料或能源，模拟自然系统，在产业系统中建立生产者一消费者一分解者循环途 径，寻求物质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化”。 浙江省环保局关于印发浙江省各类工业园区、生态工业园区环境保护考核指 标体系( 试行) 的通知( 浙环发 2 0 0 4 1 6 8 号文件中，将生态工业园区定义为“是依 据循环经济理论和生态工业学原理设计而成的一种新型工业组织形态，它是生态 工业的重要实践形式，同时也是工业园区的高级形式，生态工业园区遵从循环经 济的减量化、再使用、再循环原则，通过实施清洁生产和成员之间的副产物与废 物交换、能量和废水的逐级利用、基础设施的共享，来实现园区在经济效益、社 会效益和环境的协调发展”。 综上所述，对于生态工业园的定义由于研究者考察对象的不同而略有差异， 但本质上无太大区别。它是世纪新兴的工业地域组织模式，是利用工业生态学、 循环经济及系统工程学的理论和思想来规划和运行的工业园区，是生产发展、资 源利用和环境保护形成良性循环的工业园区建设模式，它不仅强调园区内各成员 内部实现清洁生产、减少废物源，同时强调成员之间的联系、合作和参与，通过 物质、能量、信息等交流形成各成员相互受益的网络，使园区对外界的废物排放 逐渐减少最终趋于零，最终实现经济、社会和环境的协调持续发展。 1 1 3 生态工业园的内涵 生态工业园与传统工业园区不同，主要表现在园区内有着各种副产物和废物 2 重庆大学硕士学位论文 1 生态工业园建设理论与实践 的交换、能量和废水的梯级利用、基础设施的共享以及完善的信息交换系统。生 态工业园区与传统的废物交换项目的区别，也在于其不满足于资源、能源相互间 一对一的简单循环，而旨在系统地使一个区域总体的资源、能源增值。由此，园 区内企业之间的关系是互动的，园区与自然环境之间是协调的，这种互动与协调 又使得企业获得丰厚的经济、环境和社会效益。 生态工业园最本质的特点是企业内部、企业之间的合作以及与周边资源的有 机结合。作为以生态循环再生为基础的工业园区，生态工业园区既包括产品和服 务的交流，更重要的是以最优的空间和时间形式组织在生产和消费过程中产生的 副产品的交换，从而使企业与社区付出最小的废物处理成本，并且通过对废物的 减量化促进资源利用效率的提高，改善环境品质。它强调的是经济、环境和社会 功能的协调和共进。因此，生态工业园有以下几个特点： 生态工业园区内的企业群不是简单的拼凑、机械地叠加而成，而是按市场 规律，依据生态学原理和循环经济理论，在技术可行的前提下，有机地结合成一 个有生命意义的企业组合体系。企业数量、规模、类型都要互相匹配，但各企业 的产品又要有相应的市场需求。 从更广阔的范围来看，“园区”的概念不仅仅是某个地理上毗邻的地区，一个 生态工业园区也可以包括附近的居住区，或者包括一个距离很远，但却是唯一能 处理在园区现场不能处理的稀有废料的企业，即区域内有前后相联系的企业所构 成的工业生态网络。 要真正实现园区的生态化，还必须有生态工业园区的特定技术作为支持。 这些技术包括：信息技术、水的重复利用技术、能源综合利用技术、回收和再循 环及替代技术、环境监测及网络运输技术等。 实质上，生态工业园是通过模拟自然系统建立工业系统中“生产者一消费者一 分解者”的循环途径，建立工业生态系统内的生产者、消费者和废料处理者的“食物 链”和“食物网”即工业生态链，实现物质闭路循环和能量多级利用，达到物质能量 的最大利用和对外废物的零排放，使一个地区的总体资源增值。这种工业生态链 的建设既可以提高资源、能源的利用效率，增加经济、社会效益，又可以保护和 建设生态环境，是实践可持续发展的重要途径之一。 1 1 4 生态工业园的结构 生态工业园是一种基于园区的产业生态开发模式，是指“园区内的生产与服务 企业为增强环境和经济成就而进行合作管理环境和利用资源包括( 能源、水和原 料等) 通过合作，园区企业获得了一种“群体利益”，它要高于单个企业实现最优化 管理所达到的“个体利益”水平。为保证废弃物能得到及时处理，生态工业园必须有 废弃物及副产品的回收、处理设施为保证废弃物与副产品能再次返回到生产领域， 重庆大学硕士学位论文1 生态工业园建设理论与实践 还必须有吸引“二次资源”的制造业部门；同时生态工业园的正常运作也需要相应的 服务与管理设施的支持。 1 2 生态工业园建设的体系 生态工业园区生态工业系统结构包括成员构成与分类、系统集成建设、非物 质化和园区生态工业链网设计等四部分。在系统集成中，以废物减量化、再循环 利用和废物资源化等循环经济理论为指导原则，通过成员内和成员间的物质集成 和废水系统、能量系统、信息系统的集成以及园区产业的非物质化方向发展，达 到园区物质和能量最大程度的利用和对环境最小影响，向生态工业方向发展。 图1 1 园区生态工业系统结构示意图 f i 9 1 1 s t r u c t u r ed i a g r a mo fi n d u s t r ys y s t e mi ne g o i n d u s t r i a lp a r k s ( 1 ) 物质集成建设 根据园区产业规划，确定成员间上下游关系，并根据物质供需方的要求，运 用过程集成技术，调整物质流动的方向、数量和质量，完成工业生态网的构建。 尽可能考虑资源包括水、油和溶剂等回收利用或梯级利用，最大限度地降低对物 质资源的消耗。 物质集成可从三个层次来体现生态工业的思想在企业内部，要实施清洁生产 4 重庆大学硕士学位论文1 生态工业园建设理论与实践 在企业之间，将废物作为潜在的原料或副产品相互利用，通过物质、能量和信息 的交换，优化园区内所有物质的使用和减少有毒物质的使用在园区之外，充分利 用物质需求信息，形成辐射区域，使园区在整个经济循环中发挥链接作用，拓展 物质和能量循环空间。 ( 2 ) 水系统集成建设 水系统集成是物质集成的特例，水系统的目标是节水，应考虑水的多用途使 用策略。生态工业示范园区中，可以将水细分成更多的等级，例如超纯水( 用于 半导体芯片制造) 、去离子水( 用于生物或制药工艺) 、饮用水( 用于厨房、餐厅、 喷水池) 、清洗水( 用于清洗车辆、建筑物和灌溉水用于草坪、灌木、树木等景观 园艺) 等。由于下一级使用的水质要求较低，因而可以采用上一级使用后的出水。 ( 3 ) 能源集成建设 能源集成不仅要求园区内各企业寻求各自的能源使用实现效率最大化，而且 园区要实现总能源的优化利用，最大限度地使用可再生资源( 包括太阳能、风能、 生物能等) 。其中一种重要途径是能源的梯级利用，根据能量品位逐级利用，提高 能源利用效率。在园区内根据不同行业、产品、工艺的用能质量需求，规划和设 计能源梯级利用流程，可使能源在产业链中得到充分利用。 ( 4 ) 技术集成建设 在园区内推行清洁生产、实现绿色管理是实现园区可持续发展的具体途径。 为此园区的规划和建设中，从产品设计开始，按照产品生命周期的原则，依据生 态设计的理念，引进和改进现有企业的生产工艺，应用高新技术、抗风险技术、 园区内废物使用和交换技术、信息技术、管理技术等以满足生态工业的要求，建 立最小化消耗资源、极少产生废物和污染物的高新技术系统。 ( 5 ) 信息共享建设 配备完善的信息交换系统，或建立信息交换中心，是保持园区活力和不断发 展的重要条件。园区内各企业之间有效的物质循环和能量集成，必须以了解彼此 供求信息为前提，同时生态工业园的建设是一个逐步发展和完善的过程，其中需 要大量的信息支持。信息交换系统的主要功能是提供园区信息管理系统，便于物 质和能量在园区、周围社区和区域内进行流动和交换通过示范、宣贯等手段，扮 演教育和营销角色，以宣传生态工业原理，帮助企业特别是中小企业理解环境问 题和环境法规，克服生态工业运行的障碍提供有关提高能源效率、节约资源、废 物最小化、清洁生产技术和应急反应等的指南和建议。 ( 6 ) 设施共享建设 设施共享是生态工业园区的特点之一。实现设施共享可减少能源和资源的消 耗，提高设备的使用效率，避免重复投资。园区内的共享设施包括基础设施、交 重庆大学硕士学位论文l 生态工业园建设理论与实践 通工具、仓储设施、闲置的其它维护设备、施工设备等。 1 3 生态工业园的管理理论 1 3 1 可持续发展理论 可持续发展理论从宏观角度提出社会经济发展与生态环境关系相协调，而工 业生产与经济社会的持续发展是可持续发展的一个重要方面，同时工业生产对生 态环境的影响也是不可持续发展的主要因素，因此可持续发展为生态工业园的建 设和管理提供了理论依据。 “可持续发展( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) ”是在近年随着生态资源危机的严重 化和环境科学的发展而逐渐形成和发展起来的，是“既满足当代人需要，又不对后 代满足其需要的能力构成危害的发展”。论文对可持续发展主要从以下三方面来理 解：1 ) 经济发展：经济发展是基础，人类发展的最终目的是改善人类的精神生活 和物质生活，经济是最基本的一个条件。因此，经济发展是可持续发展的最基本 特征。2 ) 持续性：自然界的很多资源是有限的，而人类却持续不断地在地球上生 存繁衍，可持续发展的核心就是要求人类经济和社会的发展不能超越环境与资源 的承载力，只有不损害支持地球生命的自然系统，发展才有可能持续永久。3 ) 协 调性：可持续发展实质是人与自然系统的协同演进，也就是经济支持系统、社会 发展系统、自然基础系统三大系统相互作用、协调发展。 由此可见，可持续发展谋求的是社会、经济和自然环境的协调发展，追求人 与自然、人与人之间的和谐。这与生态工业园区的目标是一致的，生态工业园是 可持续发展概念的一个可操作的内涵，是经济发展和环境保护的大势所趋。可持 续发展有关理论是生态工业园建设的重要理论基础和开展管理工作的具体指导思 想。 1 3 2 工业生态学理论 工业生态理论是从生态学的角度来指导生态工业园建设的，它将自然生态系 统中物质循环和能量利用的原理和方法借鉴到工业生产过程中，目的是改变传统 的生产方式对自然资源的利用率低、废弃物生产量大的局限，提高资源利用率， 减少废弃物排放，保护环境【5 】。 生态工业园的建设实质上是根据一定地域内的资源优势、产业优势和产业结 构，进行产业间的组合，链接和补充，使之形成互为关联和互动的工业生态链或 生态网，这必须在工业生态学的理论指导下才能实现。1 9 8 9 年9 月，r o b e r tf r o s c h 和n i c o l a sg a p l l o p o u l o s 首次提出了“工业生态学”的概念【6 】，认为可以建立模仿自然 生态系统的工业生态系统，运用一体化的生产方式取代传统的简单化生产方式， 减少或消除工业活动对环境的不利影响，发展可持续的工业和经济。 6 重庆大学硕士学位论文1 生态工业园建设理论与实践 在工业生态学的概念中，任何工业活动、不同的工业门类、各种材料和能源 相互之间是互动的，组成了一个完整的全球工业生态系统。工业生态学被认为是 人类社会活动中协调经济、社会和环境各系统之间关系的最为有效的理论工具， 而生态工业园就是这种理论工具实践应用的结果。 1 3 3 循环经济理论 循环经济是相对于传统经济而言的一种经济发展理论，是为了解决经济发展 和环境保护之间的矛盾而提出的新模式。它为工业化以来的传统经济转向可持续 发展的经济提供了战略性的理论范例。 循环经济是国际社会推进可持续发展的一种实践模式，它强调最有效利用资 源和保护环境，表现为“资源一产品一再生资源”的经济增长方式，做到生产和消费 “污染排放最小化、废物资源化和无害化”，以最小成本获得最大的经济效益和环境 效益。而循环经济的重要形态是生态工业，生态工业通过模拟自然生态系统建立 工业系统“食物链网”，即工业链网。在工业园区采用废物交换、清洁生产等手段把 一个企业产生的副产品或废物作为另一个企业的投人或原材料，实现物质闭路循 环和能量多级利用，形成相互依存、类似自然生态系统食物链的工业生态系统， 使园区内企业之间形成物质、能量、信息的共生关联，从而提高物质) 能量、信 息的利用程度和生态效率，提高园区产业关联度，形成产业间的横向藕合、纵向 闭合的共生关系，显著地改善企业的经济绩效，推动社会经济增长，真正实现经 济与环境的协调发展。 循环经济本质上是一种生态经济，它将清洁生产、资源综合利用、生态设计 和可持续消费融为一体，运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，它以物质、 量梯次和闭路循环使用为特征，在资源方面表现为资源的高效利用，在环境方面 表现为污染低排放，甚至零排放。其基本目标就是保护日益稀缺的环境资源，提 高环境资源的配置效率。 循环经济要求以“减量化、再使用、再循环”为经济活动的行为准则，称为3 r 原则。需要指出的是，循环经济强调原则，但三者的重要性是不一样的，三者的 顺序也不能随意变动。1 9 9 6 年生效的德国循环经济与废物管理法规定，对废 物的优先顺序是避免产生一循环利用一最终处置。也就是说首先要减少经济源头 的污染物的产生量；其次是对于源头不能消减又可利用的废弃物和经过消费者使 用的包装废物、旧货等要加以回收利用；最后是那些不能利用的废弃物，才允许 作最终的无害化处置。 发展循环经济是实现可持续发展的一个重要途径，同时也是保护环境和削减 污染的根本手段。 7 重庆大学硕士学位论文 l 生态工业园建设理论与实践 1 3 4 系统工程理论 系统工程理论从系统论的观点出发，对生态工业发展进行指导。系统的最基 本的特征就是系统的整体功能大于各组成要素的功能之合。传统的工业生产方式 中各企业或生产单位基本上各自为政，相互之间没有多少联系。一般的工业园区 内的企业之间也是简单的杂和在一起，没有物质、能量、信息的交换和交流，因 此不能最大限度的发挥系统的功能。 系统工程是一门综合性工程技术学科，它是为了更好地达到系统目标，而对 系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计，组织协调 系统内部各要素的活动，使各要素为实现整体目标发挥适当作用，实现系统整体 目标的最优化。 生态工业园的规划建设正是借用系统论的观点，生态工业园区的建设是一项 综合性、整体性的系统工程，涉及到极为广泛的多个层次和不同对象。它不仅需 要工艺设计、工业规划及工业管理的齐抓共管和通力合作，而且还需要政府的大 力支持，为生态工业园的建设扫清环境法规上的障碍，提供技术和资金，并给予 政策上的优惠。随着新工艺、新技术的不断涌现，工业规划理念的日益更新以及 工业管理水平的提高，再加上政府的政策指引，我国生态工业园区的建设一定会 有长足的发展。系统的物资和能量集成系统控制系统结构的完整性。 1 3 5 交易费用理论 交易费用理论从经济学的角度对生态工业园的建设提供理论依据。交易费用 理论的核心是交易成本的降低。传统工业园区内企业之间很少或者不发生交易， 他们的交易是与园区外的企业之间进行，这就无形中增加了交易过程中的运输费 用。生态工业园内各企业之间建立起共生关系，从而降低了如搜寻成本、谈判成 本、履约成本以及风险成本等，提高了企业产品的竞争力。因此交易费用理论也 成为生态工业园建设的重要理论依据。 交易费用理论是由2 0 世纪3 0 年代英国经济学家罗纳德科斯在其经典著作“企 业的性质”一文中首次提出的。科斯认为，企业与市场是不同的交易机制，市场机 制以价格机制配置资源，企业机制以行政手段配置资源。后来，o e 威廉姆逊又发 展了科斯的理论，进一步研究了交易费用的决定因素，他认为，决定交易费用的 因素有以下三个：即资产专用性、交易的不确定性和交易发生的频率。其中资产 专用性是最为重要的一个要素，专用资产是指投资形成的很难再重新配置使用的 资产，它是为特定交易或协议服务而投入的资产。专用资产一旦形成，即使能够 再作他用，也必定受到严重的经济损失。 交易费用理论核心是交易费用的节省。从交易费用的角度讲，生态工业园中 的企业集聚在一起建立共生关系，也存在交易成本，如搜寻成本、谈判成本、履 8 重庆大学硕士学位论文 1 生态工业园建设理论与实践 约成本以及风险成本等。但是，生态工业园中资产的专用性，包括地理位置的专 用性、有形资产的专用性、人力资源的专用性以及优惠政策的专用性等，使得那 些客观上具备副产品交易条件的企业就具有了形成一个经济活动中心，从而产生 建立更为密切交易关系的动力和愿望，于是他们就努力寻找交易成本最小的模式 进行合作，并据以获得最大的经济效益，建立起工业共生链。 1 4 生态工业园的实践发展 1 4 1 国外生态工业园的实践与发展 研究进展 1 9 9 0 年，美国通用汽车公司研究部副总裁r o b e r tf r o s c h 在英国工程师协会的 报告会中提出“如果工业体系模仿生物界的运行规则，人类将受益无穷“的新见解， 在这种思想的启蒙下，生态工业学这一概念在2 0 世纪9 0 年代开始盛行。 生态工业学作为一个独立的前沿的研究学科正在引起国外从政府、大学、研 究机构到大公司和市政当局的高度重视【孓7 1 。1 9 9 1 年由美国国家科学院发起第一届 关于生态工业的研讨会；1 9 9 2 年美国科罗拉多州地方大学联合会主办召开生态工 业领域的研讨会，有6 0 多所大学参加；1 9 9 8 年美国白宫环境质量委员会召开专门 会议讨论生态工业的研究和发展。美国国家科学基金会于1 9 9 8 年1 0 月资助了1 8 项有关生态工业的基础研究课题，课题涉及到的内容很广泛。2 0 0 0 年生态工业学 国际学会( i s i s ，i n t e r n a t i o n a ls o c i e t yf o ri n d u s t r i a le c o l o g y ) 成立，2 0 0 1 年1 1 月 在荷兰组织召开“生态工业的科学与文化”会议。 麻省理工学院( m i t ) 于1 9 9 7 年在全美首先开设了生态工业学的课程，成立 了跨院系的“技术、商业与环境项目”，致力于生态工业学和可持续发展的研究，并 通过组织相关领域的各种定期和不定期的会议来促进学术界、政府、公司间合作 网络的建立，使来自不同领域的相关研究成果和观点得以交流。耶鲁大学于1 9 9 7 年组织出版第一份生态工业学杂志( j o u r n a lo fi n d u s t r i a le c o l o g y ) ，由麻省理工大 学出版社出版。1 9 9 8 年9 月耶鲁大学成立了生态工业学研究中心，该中心支持下 的“工业和环境管理项”研究内容主要包括生态工业学的基础理论、生态工业化城 市、相关政策等。普林斯顿大学的能量与环境研究中心的生态工业学研究组在生 态工业学的研究中也取得较好成果，如铅在生态工业系统中的代谢分析等，1 9 9 3 年和1 9 9 7 年两次获得a t & t 基金会设立的生态工业学研究基金的资助。康奈尔大 学在2 0 0 1 年与环境创新研究中心以工业与劳工关系学院为基础，成立了美国国家 生态工业发展研究中心，主要研究内容包括生态工业园区、人类资源管理等，曾 完成b r o w n s v i l l e 生态工业园区的规划工作。 纵观国外在生态工业学方面的基础研究，其方向主要集中在以下几方面【8 】： 9 重庆大学硕士学位论文l 生态工业园建设理论与实践 1 ) 研究可减轻工业对环境影响的具体技术措施，包括绿色工艺、原料节约工 艺、废物零排放系统、物质替代、非物质化和功能经济： 2 ) 研究对整个生态工业过程进行分析、监测和评价的方法，包括物流平衡分 析、工业代谢、产品或过程的生命周期分析与评价、生态工业指标体系的建立等： 3 ) 研究工业系统集成方法，包括物质集成、能量集成、水集成、信息集成和 优化模型等： 4 ) 研究可促进生态工业实现的制度上的措施，包括如何在市场规划、财务制 度、法律法规方面做出相应的调整以使生态工业的思想可以贯穿整个生产和生活 过程。 典型生态工业园 1 ) 丹麦卡伦堡生态工业园 2 0 世纪7 0 年代初丹麦建立的卡伦堡工业园区可以说是一个典型的高效、和谐 的产业生态系统，其经过几十年不断发展，己成为生态工业园区的典范。 丹麦的卡伦堡生态工业园以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏板厂为核心工业。 通过企业间的工业共生和代谢生态群落关系，建立了“纸浆一造纸”、“肥料一水泥” 和“炼钢一肥料一水泥”等工业联合体，既降低了治理污染的费用，也取得了可观的 经济效益。据报道，该园区每年可减少石油消耗1 9 万吨，煤3 万吨，水6 0 万吨， 减少二氧化碳排放1 3 万吨，二氧化硫3 7 0 0 吨。 图1 2k a l u n d b o r g 生态工业园区结构与物流图 f i 9 1 2s t r u c t u r ea n dm a t e r i a lf l o wd i a g r a mo fk a l u n d b o r ge i p 1 0 重庆大学硕士学位论文 1 生态工业园建设理论与实践 2 ) 美国 美国是当前世界上最为积极投身于生态工业园区规划和建设的国家之一。美 国政府于1 9 9 3 年在总统可持续发展委员会中设立一个“生态工业园区特别工作 组”，负责全国生态工业园区的试点和推广工作。目前美国城市的市政当局与大型 工矿企业合作，己有2 0 个生态工业园区在规划和建设过程中。目前比较成熟的有 维吉尼亚州裔尔斯港生态工业园、马里兰州巴尔的摩的费尔非德生态工业园，得 克萨斯州布朗其维乐生态工业园，田纳西州查塔努加生态工业园等【9 1 。 3 ) 加拿大 加拿大于1 9 9 2 年就在新斯科舍省的b u r n s i d e 工业园开始了有关生态工业园区 方面的研究。从1 9 9 5 年开始，类似的项目在安大略的多伦多p o r t l a n d s 工业区进行， 这一园区汇集了多种有废物和能量交换能力的制造和服务行业，加拿大d a l h o u s i e 大学的r a y m o n dc o t e 教授直接领导参与了b u m s i d e 生态工业园的规划设计。据研 究，加拿大全国4 0 个工业园区内有9 个被认为最具有生态工业开发可能性。 4 ) 日本 在日本大约有6 0 个生态工业园项目在运行和开发中。如由日本e b a r a 公司、 联合国大学零排放研究所和日本通产省合作进行的藤泽任一生态工业园项目。它 将工业、商业、农业、居住和休闲等组成形成一个多属性的社区。该园区包括能 源保护和梯级利用、可再生能源、废物转化为能源、太阳能温室、废水的湿地处 理和回收、将灰粉和其他废物转化为水泥和陶瓷、物质再用和循环利用等。结果 能耗减少了4 0 ，水耗减少了约3 0 ，水的排放减少了约9 5 ，二氧化碳排放减 少了3 0 。 1 4 2 国内生态工业园的实践与发展 研究进展 我国自1 9 9 9 年开始启动生态工业园区建设试点工作【1 0 - ”】，建立了第一个国家 级生态工业园区) 广西贵港国家生态工业示范园区。1 9 9 9 年清华大学化工系在国家 自然科学基金重点项目“以经济和环境为优化目标的过程集成智能方法”的资助下， 在研究中开展了生态工业系统集成方法的研究与若干生态工业园区的规划和建设 工作。2 0 0 1 年4 月清华大学化工科学与研究院成立了过程工程与生态工业研究中 心，在进行理论和方法研究的同时，率先在国内开展了若干生态工业园区的规划 和研究工作，包括贵阳( 国家) 磷化工生态工业园区规划、广东南海环保产业生 态工业园区规划、长沙黄兴生态工业园区规划、山东鲁北生态工业模式研究和贵 阳循环经济型生态城市规划等。 2 0 0 1 年1 2 月中国生态经济学会成立了生态工业经济与技术委员会。2 0 0 2 年 1 2 月，在大连理工大学成立了由加拿大滑铁卢大学环境研究所、大连理工大学、 重庆大学硕士学位论文1 生态工业园建设理论与实践 南京大学和海南省国土资源厅四方合作的中国生态规划项目，该项目是由加拿大 国际开发署( c i d a ) 资助的最高级别的大学合作重大研究项目，总投资3 9 8 6 万 加元，主要帮助在中国沿海地区执行并开展综合环境政策与规划。大连市作为辽 宁省循环经济试点城市，正在建设以中水回用、生活垃圾分类回收和包装废物回 用为重点的生态工业园区。 基于中国循环经济建设的客观需要，北京化工大学环境工程技术研究中心一 直从事该领域的课题研究与实践工作【l6 1 ，在循环经济与生态工业园区规划建设中 运用可持续发展理论和生态学、生态经济学原理，对区域、行业、企业的全方位 总体集成规划，即包括宏观系统规划，也包括企业间、独立企业的管理信息系统 规划，在项目规划实施过程中实行点面结合，突出实用性及可操作性。为更好推 进循环经济与生态工业园区建设，北京化工大学环境工程技术研究中心与清华大 学国家工程技术研究中心联合进行循环经济与生态工业园区项目规划工作，主要 开展生态工业链构建，工业结构生态化设计，园区空间结构与总体设计，工业系 统生态集成平台，生态工业园微观控制系统研制，生态工业园宏观控制系统设计， 园区资源一体化规划与生态化管理及生态工业园效益分析与绿色保障制度体系等 工作。 典型生态工业园 为推进我国生态工业园区的发展，1 9 9 9 年1 0 月，原国家环境保护总局和联合 国环境规划署决定组织实施“中国工业园区的环境管理研究项目”。2 0 0 1 年底，正 式确认了“广西贵港生态工业制糖园区”和“广东南海生态工业园区”为国家生态工 业示范园区，并予以挂牌昭示。原国家环境保护总局从1 9 9 9 年开始启动生态工业 示范园区建设试点工作，并在“十五”期间准