[摘要] 在技術層面上,循環經濟是一種新的技術范式,技術范式的轉換要求技術創新做出相應調整。本文分析了企業層面循環經濟技術范式的內涵,在此基礎上,進一步探討了企業面向循環經濟的產品創新和過程創新。
[關鍵詞] 循環經濟 技術范式 技術創新
一、循環經濟是一種新的技術范式
技術范式的概念是G·多西(1982)在研究技術創新理論時引入的。他認為,技術范式是解決所選擇的技術問題的一種模式。它不是指某一具體的單個技術,而是技術共同體共同持有的思想和技術體系的模式。每一種技術都被其技術范式支配,它規定著技術要解決的一般任務,使用的材料技術,應用的物理、化學定理,以及追求的技術尺度和經濟尺度。因此,技術的不同其根本在于技術范式的不同。從技術范式的角度來看,循環經濟是一種新的技術范式。
循環經濟是作為傳統經濟的替代物出現的。傳統經濟是一種“資源——消費——污染排放”的單項式(線性)流程,其特征是高投入、高消費、高排放,以不斷加重生態系統的負荷來實現經濟的增長。在這種經濟模式中,人們以越來越高的強度把地球上的物質和能源開發出來,在生產加工和消費過程中又把污染和廢物大量地排放到環境中去,也就是把資源持續不斷地變成廢物來實現經濟的數量型增長。它導致了自然資源的枯竭,并釀成了災難性的環境污染后果。由此,人們提出了循環經濟的發展模式。
循環經濟是物質閉環流動型(closing material cycle)經濟的簡稱。它是以物質、能量的梯次和閉路循環使用為特征,運用生態學規律來指導社會的經濟活動,其本質上是一種生態經濟。發展循環經濟就是要合理利用自然資源和環境容量,充分考慮自然界的承載能力和凈化能力,模擬自然系統中“生產者——消費者——分解者”的循環路徑和食物鏈,將經濟活動組織成為“資源——產品——消費——再生資源”的封閉式流程。循環經濟倡導一種建立在物質不斷循環利用基礎上的經濟發展模式,使得整個經濟系統以及生產和消費過程基本上不產生或者只產生很少的廢棄物。循環經濟強調“工業食物鏈”,對廢棄物進行回收利用、無害化及再生的方式,達到資源的永續利用,促進社會經濟的可持續發展,表現出低開發、高利用、低排放的特征。使所有的資源在這個不斷循環的經濟系統中得到最合理的利用,從而使人類的經濟活動對自然環境的負面影響程度降低至最小程度,長期以來環境與發展的尖銳矛盾得以消減。由上可知,循環經濟與傳統經濟相比具有截然不同的發展思想和技術體系,是一種新的技術范式。
二、循環經濟技術范式的內涵
對于循環經濟技術范式的內涵,目前國內大多數學者認為是“3R”,即減量(Reduce)、重復使用(Reuse)和資源化(Recycle)。但也有“2R”(徐嵩齡,2004)、“4R”(陳銳、牛文元,2004)和 “5R”(吳季松,2005)的不同看法。
從企業層面來看,循環經濟技術范式對應的概念是清潔生產。自20世紀70年代中后期開始,由于對廢棄物的末端控制不能遏制環境的急劇惡化,于是人們轉而在企業內從整個生產過程對資源利用和“三廢”的產生與排放進行管理。1990年9月,聯合國環境規劃署在其舉辦的 “首屆促進清潔生產高級研討會上”提出“清潔生產”的概念,并逐漸形成現在的清潔生產技術范式,具體包括減量化、資源化、再利用和無害化。
按照生產過程的順序,本文認為清潔生產的技術范式應依次為:(1)減量,即節約原材料和能源投入,提高產品的產出率,減消廢物的產出比重和數量;(2)重復使用,即延長在用生產資料的使用期,反復使用耐用品和標準品,提高設備、產品和服務的利用率;(3)無害化,即減消有害原料的使用及所有廢物的毒性,并對最終廢物進行環境無害化處置;(4)資源化,即對產出的負產品和消費廢棄物等加以回收、利用,使它們回到經濟循環中去;(5)殘留管理,對目前本企業無法無害化、資源化的負產品暫時封存,由專人料理。這里得出的清潔生產技術范式特點如下(詳見表):
值得注意的是,由于現代經濟的社會化大生產和分工特性,即使單個組織能在內部實現“減量”和“重復使用”,負產品的“無害化”、“資源化”和“殘留管理”也由于技術、資金、市場和社會因素而很難在一個企業內完成。因此,單個企業“清潔生產”的技術范式主要為“減量”和“重復使用”,而廢棄物的無害化、資源化和殘留管理則需要經濟組織之間形成共生耦合網絡,使物質和能量在企業間梯級利用、持續利用和綜合管理而實現。為此,在單個企業“清潔生產”的基礎上,專家們提出了“生態產業”的發展模式,來解決傳統的工業體系中由于生產過程相互獨立,廢棄物的無害化和資源化無法(充分)實現,而造成的嚴重污染和資源過度消耗問題,這里不再贅述。
三、面向循環經濟的企業技術創新
技術范式是技術創新的路標,它決定著技術創新的基本方向和主要內容,由此形成相應的技術軌道。而且,技術范式的這種作用具有主動性和強制性。作為一種新的技術范式,循環經濟與傳統工業經濟有著本質的不同,技術范式的轉換要求企業技術創新做出相應調整。這里主要從產品創新和過程創新兩個方面來探討:
1.面向循環經濟的產品創新
面向循環經濟的產品創新不是局限于產品的制造階段,而是從生產到消費的整個過程。Graedel 和Allenby(2004)把這一過程分為五個階段:生產前階段、生產階段、產品交付階段、消費者使用階段和翻新再循環階段。
面向循環經濟的產品創新在生產前階段就要考慮盡可能地減少原材料的消耗,選用能夠回收利用的材料,盡可能從污染環境的能源轉移到可再生利用的綠色能源上,如太陽能和風力等;在生產階段實施清潔生產;在產品交付階段要抵制過分包裝,同時使用可以回收再利用的包裝材料和容器;在消費者使用階段要使產品標準化、功能化,便于產品更新和回收利用;在翻新再循環階段把消費后的產品資源化,分類回收利用,減少對廢棄物的填埋焚燒處理量。循環型產品創新正是通過可裝配性、可拆卸性、可靠性、可維護性、可測試性、多功能性等減少了其在各個階段對環境的影響。
2.面向循環經濟的過程創新
面向循環經濟的過程創新體現在以下三個階段(Graedel 和Allenby,2004):(1)資源供應和過程實施同時發生階段;(2)主體工藝過程和輔助工藝過程同時發生階段;(3)翻新、再循環和處置工藝過程階段。
在資源供應和過程實施同時發生階段,工藝創新要考慮資源的來源,最好是再生材料,因為可以減少天然材料的開采,也減少開采過程的能耗,也較少產生廢棄物。同時,還要考慮過程使用材料的制備方法和過程活動對環境的影響。如在金屬部件的生產過程中,除考慮金屬部件的來源外,金屬板材的成型和清洗,以及部件的包裝都應該以環境友好的方式進行。
在主體工藝過程和輔助工藝過程同時發生階段,應限制有毒有害的材料的使用,減少能源消耗,避免或減少殘留物的產生并保證所產生的殘留物都能用于其他經濟活動,使每一個進入生產過程的分子都應該作為最終產品的一部分離開。由于循環經濟系統的復雜性和共生性,主體工藝過程前后的輔助工藝過程的環境特性也必須認真考慮,綜合決策,使整個工藝過程實施和運行真正滿足循環經濟的“重復使用”原則,實現少排放和零排放的目的。例如,由于置換反應和消去反應會自動產生副產品,應盡量避免,更多采用加成反應;盡量避免使用溶劑、分離劑,如果不可避免要盡量選擇無毒的;減少清洗過程的次數;減少表面噴涂等二次過程;取消重復過程、合理安排加工過程的前后順序。
在翻新、再循環和處置工藝過程階段,由于工藝過程安裝的設備投資和人工成本太高,改造和升級過程設備的成本也很高,過程設備常會長時間運行,具有很大的慣性。因此,工藝過程應該優化過程包含的模塊和材料的拆卸以及再使用性能。比如考察生產設備所使用的材料、設備裝配的方式、設備模塊化程度、設備采拆卸的難易程度;計算機使用和相應的電子設備的使用,使所有耗電元件都能在不使用時自動關閉;電機使用變頻式,可以通過實際負荷來加以控制等。
參考文獻:
[1]中關村國際環保產業促進中心.循環經濟:國際趨勢與中國實踐[M].北京:人民出版社,2005
[2]徐嵩齡:為循環經濟定位[J].產業經濟,2004,6.
[3]陳銳牛文元:循環經濟:二十一世紀的理想模式[R]. 中國環境資源信息網,http://www.cein.gov.cn
[4]唐先武:吳季松論述新循環經濟學[R].北京科普之窗網,http://www.bjkp.gov.cn
[5]趙凱陳甬軍:對循環經濟技術范式——“XR”原則的探討[J].中國工業經濟,2006,6
[6]T.E. GraedelB.R. Allenby著. 施涵譯. 產業生態學[M].北京:清華大學出版社,2002
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”