對產業生態系統規模經濟特征的研究

摘要 由于廢物和副產品成為主要生產原料，產業生態系統在規模經濟性方面表現出了與傳統產業系統的不同。本文分析了影響產業生態系統規模經濟性的5大因素：廢料作為原材料的主要來源；以可更新能源替代化石能源；經濟活動主體之間大量的物質交流；與周圍環境在物質輸入輸出上保持平衡；信息不對稱明顯阻礙廢物和回收市場的運作。這些因素導致了產業生態系統與傳統產業系統在邊際成本上的差異，即邊際成本并不是隨著規模的增加而降低的。論文指出，產業生態系統具有適度規模經濟特征，在生產聚集和生活聚居上表現出小規模化的趨勢，表現為相對較小的空間分布和相對局限的生產規模。這樣的規模對于處理分散的、高熵值的資源和能源與集約化生產和消費模式之間的矛盾有相當的靈活性。論文最后對進一步開展研究的方向和內容提出了建議。

關鍵詞 產業生態系統；規模經濟；適度規模

中圖分類號 F205;F062.2 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2008）04-0148-05

生態學認為，生物與其所處的環境相互作用組成的系統為生態系統。在這個意義上，城市和其他的人類聚居區以及產業開發活動區域都可以被視為生態系統。產業生態系統是物質封閉循環的系統（closed loop systems），其目的是將廢物和副產品重新加入到工業生產和服務提供中，從而減少廢物產生，提高資源效率［1，2］。產業生態系統是產業生態學研究的主要對象，是循環經濟的核心組分，它在組成、結構和功能上都區別于傳統的產業系統，因而具有了不同的特征［3，4］。在傳統的經濟學中我們經常可以看到規模經濟及規模不經濟等類似的說法，同樣地這樣的界定也適用于產業生態系統。本文試圖從規模經濟性特征的角度來分析產業生態系統的特征。

新古典經濟學所談論的規模經濟概念，指的是單個企業內部的規模經濟。經濟規模主要是生產規模，核心內容是技術設備的經濟規模［5］。最核心的涵義是指在投入增加的同時，產出增加的比例超出投入增加的比例，單位產品的平均成本隨產量的增加而降低，即規模收益(或規模報酬)遞增；反之，產出增加的比例小于投入增加的比例，單位產品的平均成本隨產量的增加而上升，即規模收益(或規模報酬)遞減［6］。判斷一個系統是否具有規模經濟或者規模不經濟很大程度上取決于固定投資、邊際成本走向、外部效應等。在產業生態系統中，這些因素也被同樣重視。另外，由于產業生態系統更注重物質及資源的循環，生產、交易、儲藏和運輸成本及能源利用因素在其中顯得尤其重要。因此，關于規模經濟的假定在產業生態系統中不能同樣適用［6］。

1 產業生態系統中影響規模經濟性的因素

規模經濟可以由以下幾方面的因素產生［7］：第一是固定成本的不可分割性和分攤；其次是分工和專業化生產；第三是存貨的因素；第四是生產的物理特性，由于原材料品質的均一，生產工藝固定，因此生產的規?？梢院唵螐椭?；最后是營銷和購買的經濟性，指大規模的采購和銷售可以減少成本。

但是在產業生態中卻很難滿足上述的關于規模經濟產生的要求，有五個因素使得產業生態系統對規模的要求不同于傳統經濟系統。

1.1 以廢物作為原材料的主要來源

在現有的生產技術水平和管理水平下，廢物作為生產的副產品的屬性還不會改變。因此廢物的組分和形態不會是生產時考慮的因素。這就導致廢物在組分和形態上具有時間上的不穩定和性質上的不均一的特點。不穩定性使得需要多花費成本來維持其功能，而不均一性則需要增添專門的工藝來使其均勻化從而降低對工藝的沖擊。同時，由于消費和生產在空間上的分離（而且往往是長距離的分離），使得產品在用過之后的廢棄形態也變得很分散。當前的經濟運行方式將價值高的，分布相對集中的物質通過生產、消費和廢棄過程變成低質的，分布非常分散的物質，并且往往使物質變得化學形態上十分復雜。在這方面十分典型的是礦物質，包括金屬和非金屬礦物質。如鐵礦在全球的分布并不是均勻的，在有限的區域分布著數量比較豐富的礦藏。但經過開采、加工、生產，成為汽車、電器、玩具、家具以及基礎設施等物品，鐵幾乎是均勻地分布在凡是有人類活動的地方。而且從冶煉開始，每經后續的一個階段，它的分散程度增加(見圖1)。

最后，由產品轉變而來的廢物還具有化學結構上的復雜性特點。廢物的這些特點，與傳統的從環境中直接開采的新鮮原材料是有著很大區別的，這些區別將會對產業生態系統的規模經濟特性產生重大影響。

1.2 以可更新能源替代化石能源

使用可更新能源是構建可持續的產業生態系統的必然要求?？筛履茉粗饕刑柲?、風能、地熱能、水能、生物質能等。這些能源與化石能源相比，都有能量強度低、分布分散等特點。如太陽能和風能，幾乎隨處可得，但單位面積或單位質量上的能值較化石能源低。能源的利用形式對規模具有決定性影響。

1.3 企業或經濟活動主體之間大量的物質交流

廢物和副產品將取代新鮮原材料成為產業生態系統中的物質循環的主體，這意味 著企業之間的物質交流將顯著增加，帶來運輸強度的增加。在傳統經濟中變得微不足道的距離，就成了產業生態系統中應重點考慮的成本了。

1.4 與周圍環境在物質輸入輸出上要保持平衡

產業生態系統的規模要與所處自然環境的承載能力相協調。除非能夠做到物質在生產過程中的封閉循環，否則必須考慮到自然環境的生物物理基礎，因為過大的物質流規模和速率將損害形成這個基礎的生態過程。

1.5 信息不對稱明顯阻礙廢物和回收市場的運作

廢物分解企業與生產者企業間的信息不對稱，是由于企業對利益的考慮，生產者的單位通常對其廢料成分保密，將廢物的特征信息“隱藏”起來，以免泄漏其專有工藝。而分解者企業的生產原料就是生產者企業生產過程中產生的廢棄物，但這些企業在獲取廢物信息的質量、及時性、全面性上屬于劣勢，不能對其他單位的廢物具有完全的信息，即不能完全獲得廢物的特征、真實價值及來源等信息，只能根據對整個市場的估計決定其支持價格，這樣循環型企業獲得“原料”的成本將會增加，其經濟收益也會減少，從而影響了企業加強“綠色合作”的積極性［8］。

2 產業生態系統中企業的邊際成本分析

傳統的運輸成本模型見圖2。運輸成本由兩部分構成，固定成本和可變成本， 固定成本是裝卸費用（終端成本）；一旦材料裝好了，卸載的成本也確定了，單位距離的成本可隨著距離的增加邊際遞減。因而距離相對于其他成本如勞動力成本來講顯得可以忽略的了。

但對于以廢物為主的原材料來講卻不是如此。由于廢物具有前面所分析的不均一、易變、分散等特點，運輸成本與距離的關系就變成圖3。

因而對于產業生態系統來講，受運輸成本的約束，經濟的規模就小于傳統經濟(見圖4)。

因此，通過以上討論可以知道，產業生態系統的效率越高，那么它們就越傾向于在空間上聚集。如果再生材料因為加工規模的原因而價值較低的話，一般會隨著距離增加而在價格上不利。價值越低的再生材料，距離就越是具有不利的因素。另一方面，如果像 廢熱、冷氣等能夠被返回到生產過程中并能帶來利潤，很顯然越靠近來源就越容易獲利，因為隨著距離的增加，邊際運輸成本會增加。

除運輸成本表現出邊際成本增加而帶來的距離規模不經濟性外，生產能力的局限也是很明顯的。從原材料到生產需要經采集、均一化或拆解和分解，還要考慮對品質易變的原材料的維護，這些都限制了生產的規模經濟性。

3 產業生態系統的適度規模性

規模經濟同蔓延型的城市增長一樣，作為全球工業化的主要方式，在產生環境問題和社會問題方面很早就遭到了質疑。

英國經濟學家舒馬赫提出了“小規模、分散化、自力更生和相對簡單化的技術、經營、生活方式”［9］。

按照他的說法，“適用技術”就是人性化的技術。它包括使用太陽能、風能、地熱能和生物燃料；充分利用氣候條件和絕緣措施保護能源和熱量；能循環使用的全部循環使用；通過堆肥增強土壤肥力；采用病蟲害防治和間作等農業措施；建立自行車、公共交通、跨大陸鐵路和電氣化汽車等的更高效的交通系統［10］。

而生態學馬克思主義的觀點則認為，要想改變資本主義的異化勞動和異化消費，必須降低工業生產率，必須把大規模和高度集中的生產形式改造成小型的和分散化的生產經營形式。在社會制度上，是由小規模、民主地控制和非官僚化。唯有如此，才能實現人與自然之間的和諧，人與社會之間的相融、平等和民主［11］。

由于經濟子系統的增長對生態系統的物理需求已經到了遠不是無足輕重的地步，規模問題已經成為相當重要的問題，新古典主義的觀點就是經濟系統包含生態系統，而穩態觀是生態系統包含經濟系統，生態系統根據一些可持續生產的原則而不是個人支付的意愿為經濟系統提供生產所需的物質和能量［12］。

從物理的角度看，經濟活動就是把低熵的自然資源轉化成了高熵的廢物的過程。因此，生態經濟學家基于自然環境的生物物理基礎的有限性提出了穩態經濟的概念［12］，認為人類的經濟規模以及社會發展規模應該限定在一定的閾值之內。穩態經濟指的是財富和人口的穩態，而財富和人口的穩態并不代表世界就停滯不前了，精神文化、道德和社會進步都是可以豐富人類社會的內容。穩態經濟意味著恒定的物質財富（資本系統）和恒定的人（人口）的系統。穩態經濟是穆勒認為的人類的發展目標［12］。

穩態經濟所隱含的意義是：生產和消費的物質流必須最小化，而不是最大化，必須服從于理想的人口數量和生活標準［13］。因為在一個有限的世界，持續增長是不可能的。生命數量的最大化要求資源消耗速率的最小化?！魏伟奄Y源用于滿足無關緊要的需求都意味著將來生命數量的減少。如果我們很好地理解了這個問題，最佳地利用我們的鐵資源應是按所需來生產犁或者錘子，而不是生產勞斯萊斯汽車，甚至也不是生產拖拉機［14］。

產業生態系統中的企業，相對于傳統的線性的企業來講，需要解決物料和物料轉換的成本。因為從廢物的銷售中的收益普遍偏低，加上有些再生材料的運輸和加工的邊際成本增加，產業生態系統只有在工廠和車間距離較近時才有可行性［15］。

觀察生態系統可以發現，大多數時候，生產者、消費者、分解者在空間上是近距離的。比如在森林生態系統中，落葉一般可直接由樹下分布的分解者所降解。這種距離上的接近，首先是省去了物質輸送的能源消耗。其實在經濟系統中，效益的獲得很多時候是來源于消耗的節省。

因此，產業生態系統在規模經濟上表現出適度規模的特點。適度規模表現在：相對較小的空間分布和相對局限的生產規模。這樣的規模對于處理分散的、高熵值的資源和能源與集約化生產和消費模式之間的矛盾，有相當的靈活性，其原因在于運輸和管理的成本節約、溝通方便、相互信任，容易建立共同的利益基礎。

相對較小的區域基礎上形成的小系統，其內部結構和功能的優化容易實現，特別是在面對外界干擾的情況下，能更容易選擇合適的策略，實現應變。

如現行的大規模發電、輸送系統，其能源利用率只有38%；小規模、分散型、就地型能源系統可以達到相同的效果。分布式能源微電網系統是能源利用技術上的“二次革命”，在與傳統的集中式能源系統相比，分布式能源微電網接近負荷，不需要建設大電網進行遠距離高 壓輸電，可以大大減少線損，節省輸配電建設投資和運行費用；由于兼具發電、供熱、制冷等多種服務功能，分布式能源可以有效地實現能源的梯級利用，達到更高的能源綜合利用效率，同時可提高電網的安全性［16］。國外也對分散化的能源供應技術（Decentralized renewable energy technologies）給予了充分的重視［17，18］。

另外，在小規模系統中，貨幣的和非貨幣的交易容易實現，而且各種交易的交易面較小，交易的管理成本低。有些不能全部被市場所貨幣化的——比如環境的改進，在這種情況下，這些不可交易的內容可以通過其他載體來實現其價值。因為集體觀念所帶來的道德約束、共同愿景等就保證了這些不可貨幣化的價值的體現。

應該說，在現有的技術水平下，高熵低質分散的資源和集約的居住和生產方式之間是無解的。分散而不是高度集約化的居住和生產模式即可以充分利用這些資源。如隨處可得的太陽能。太陽每年輻射出的能量中有5 300 Q（一個Q 相當于1 018 BTU）會被截留在地球大氣層中，其中大約一半又反射回太空。目前全世界每年消耗的能量也不超過0.2 Q。從到達地面的太陽能中，光合作用僅僅吸收了1.2 Q。但經過能流瀑布，也就是食物鏈，我們最多獲得了0.08 Q，而現在我們只利用了這個潛能的1/10［19］。但是如果聚居方式轉變的話，這種利用率是會上升的。

追求小型化意味著力圖將生產組織與單位返回到適合人類的規模。小的單位可以使用少量資源，當大量的資源變得稀少且不易獲得時，這點就顯得很重要。小的單位可以用來分散生產，使人口的分布更加勻稱，將空間利用得更好，避免擁塞與龐大的交通。最重要的是，數目眾多的小單位比起數目很少的大單位，可以使更多的人“各顯其能”。

這樣一種模式要求聯合并協調經濟體系各部門的運作。企業之間，特別是相鄰的企業之間的關系將會變得密切，社會各部門之間的關系也會變得密切，特別重要的是建設溝通和協調各部門的“神經系統”。這對社會運行管理機制提出了新要求。勞動力市場供應、規劃者、NGOs發起者、管理者等等越是積極參與，區域就越網絡化，也就越是可持續的［13］。

基于上面的特性，容易發現產業生態系統是一種本土化的經濟系統。其含義是與本地社會文化緊密結合，具有鮮明的地域特色。究其根源在于廣泛的公眾和團體的參與性。經濟模式的轉變決不是單獨在經濟領域內部就可以發生的。Graedel and Allenby指出，“光有技術是不夠實現我們預想的轉換的，必須是社會內部起作用才能逼近目標”。他們也強調“基本的要點是，實施產業生態學及轉向可持續發展將要求文化、宗教、政治和社會轉變”［20］。特別顯著的是，Ehrenfeld 認為所有重要的社會制度內部的文化變革不僅是重要，更是必須的。

4 進一步研究的展望

本文主要對產業生態系統規模經濟性的特征做了理論上的初步分析，應通過進一步的實證研究進行驗證。此外，還應對產業生態系統中單個企業和企業聚集的規模經濟性區分開來進行研究。

（編輯：王興杰）

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