工業園區循環經濟績效評價方法研究＊

許乃中曾維華薛鵬麗東 方周國梅

(1.水環境模擬國家重點實驗室,北京師范大學環境學院,北京 100875;2.國家環境保護部環境政策研究中心,北京 100029)

工業園區循環經濟績效評價方法研究＊

許乃中1曾維華1薛鵬麗1東 方1周國梅2

(1.水環境模擬國家重點實驗室,北京師范大學環境學院,北京 100875;2.國家環境保護部環境政策研究中心,北京 100029)

針對當前循環經濟績效內涵不明確,評價指標體系多局限于對循環經濟發展水平等循環經濟績效評價中存在的問題,在系統歸納總結該領域研究現狀基礎上,明確了循環經濟績效的概念;進一步構建了基于生態效率-物質流分析的循環經濟績效評估指標體系,利用模糊數學和灰色聚類方法分別建立了循環經濟績效評估模型;最后,以上海化工園區和南通農藥化學工業園為案例,對2個園區循環經濟績效進行評估。結果表明:從理論和方法上,構建的工業園區循環經濟績效評價指標體系是適用的;模糊綜合評價和灰色聚類評價的結果存在一定的差異,模糊評價結果更為合理,而且該模型可以直觀地表示出園區循環經濟績效的優劣勢所在。進而,以上海化工園區作為標桿,針對南通農藥化學工業園存在的資源效率偏低等問題,提出若干循環經濟績效改進措施。

循環經濟績效;生態效率;物質流分析;模糊綜合評價;灰色聚類模型;標桿管理

近年來,循環經濟逐漸成為我國學者研究的熱點與重點,常見的是對循環經濟發展水平、發展現狀的評價,一般簡稱為“循環經濟評價”。目前循環經濟評價主要從物質流分析、生態效率、可持續發展、目標-過程-條件等角度展開[1-8]。循環經濟包括國家層面、區域層面和企業層面,其中生態工業園區是區域層面循環經濟有效的實現形式。我國學者[9-11]針對工業園區循環經濟評估已經開展了一些研究,提出了生態工業園區循環經濟評價指標體系的設計原則和框架,從經濟指標、生態環境指標、生態網絡指標和管理指標等角度建立了生態工業園區的評價指標體系及其標準。此外,我國先后頒布的一系列生態工業園區規范性文件,對工業園區循環經濟的評價指標體系的構建有一定的指導和借鑒意義[12-14]。可是,由于循環經濟概念比較廣泛,對于工業園區循環經濟的評價指標體系的設計存在以下問題:評價指標的種類繁多,部分數據的可獲得性不強,而且會造成評價模型在一定程度上的復雜性;指標缺乏統一的歸類依據;指標權重過于分散。這些問題進而導致循環經濟評價的評價重點不突出,評價效果不明顯。為解決這些問題,本研究以循環經濟評價的核心目的為指導,提出循環經濟績效評價的理念。選擇能夠體現“績效”的投入、產出結果和“循環”的特征行為的指標,開展循環經濟績效評價,通過不同區域、園區或企業之間的相互比較,確定通常情況下的最優水平,即“最佳實踐”[15],建立標桿管理模式,從而推動循環經濟的優化與發展。然而,目前專門針對循環經濟績效評價而開展的指標與方法研究仍較少見。部分學者[16-18]雖已提出了循環經濟績效評價的理念,但從指標體系的構建上,依然局限于對循環經濟發展水平的評價,主要著眼于評估“3R”的發展水平,并沒有真正體現循環經濟績效的內涵。本研究整合了生態效率理論和物質流分析方法,建立基于生態效率-物質流分析的循環經濟績效評價指標體系;分別采用模糊數學綜合評價方法和灰色關聯度評價方法,通過對上海化工園區和南通農藥化學工業園的循環經濟績效做出綜合評價,對比不同評估方法在評價過程與結果上的差異,探討適合于循環經濟績效評價的方法。同時,引進標桿管理的理念,在績效評價的基礎上,為工業園區改善循環經濟績效提供建議。

1 工業園區循環經濟績效及其評價指標體系

1.1 循環經濟績效的內涵

關于“績效”,學術界目前沒有一個比較統一的定義。從中文的字面意思理解是成績和效率,英文為“performance”,包括執行、履行、表現、成績等涵義。綜合學界的不同定義[19-21]分析,“績效”關注的重點為一個結構和組織相關活動的投入、產出結果,以及能夠反映組織所具有的特定能力的效率和行為質量。據此,本文的“循環經濟績效”是指區域、園區或企業采取一定的循環經濟措施后所取得的效果,主要體現在物質循環與能量利用方面的效率、質量的提升。與循環經濟評價相對比,主要有三方面的差異(見表1)。

1.2 基于生態效率—物質流分析的工業園區循環經濟績

效評估指標體系

當前對循環經濟發展水平評價指標的研究中,利用生態效率理論或者物質流分析方法的研究較為多見。生態效率中資源效率和環境效率與循環經濟的二維屬性相符,是一種反映投入、產出比的相對指標[1,4],與循環經濟績效評價過程強調“績效”的投入、產出結果的特點相一致。但是,生態效率指標的相對屬性又決定了其不能反映循環經濟的特征行為。而通過物質流分析,可以了解有毒有害物質的投入和流向,分析物流的使用總量和使用強度,從而獲得物質循環和消耗的相關數據[8,11]。結合物質流分析方法選取循環經濟績效評價的“循環”類指標,可有效避免指標選取的隨意性,為完善以生態效率理論為基礎的循環經濟績效評價指標體系提供了依據。

1.2.1 生態效率

“生態效率”的概念最早是在1990年,由德國學者Schaltegger和Sturm提出的[22]。世界經濟合作和發展組織(OECD)[23]對生態效率的定義為:“生態效率表示生態資源用于滿足人類需要的效率。它可以認為是產出與輸入的比率,而產出是一個公司、一個部門或者經濟整體生產的產品和服務的價值,輸入是公司、部門或經濟產生的環境壓力的總和。”目前普遍接受的計算公式是[24]:

從生態效率的定義式可知,循環經濟的資源輸入端可以用生態效率中的資源效率來表示,如單位工業增加值能耗等;而廢物輸出端可以用生態效率中的環境效率來表示,如單位工業增加值COD排放量等。

1.2.2 物質流分析

物質流分析(Material Flow Analysis,MFA)是在工業代謝理論和社會代謝理論基礎上提出的,指在一定時空范圍內關于特定系統的物質流動和貯存的系統分析[11,25]。物質流分析過程中存在正向物流、逆向物流和消耗流。逆向物流則是同時伴隨的各種附帶物,如邊角料、破損物品、變質物品、退貨品、廢舊包裝物、廢品等重新被回收利用的過程。通過對物質流中的逆向流分析,可選取物質循環指標的類型并獲得物質循環的效率,從而彌補生態效率指標在衡量循環經濟績效過程中的不足。具體包括的指標有工業用水重復利用率、工業固體廢物綜合利用率、中水回用率等。

1.2.3 工業園區循環經濟績效評價指標體系

通過以上分析,按照構建循環經濟績效評估指標體系的可操作、可量化、可考核原則,從生態效率理念和物質流分析的角度,構建工業園區循環經濟績效評價指標體系框架(見表1)。

1.3 評價標準與權重的確立

1.3.1 評價標準的確立

為了使后續工作簡化,把循環經濟績效水平分為優、良、中、差4個等級。等級“良”的指標數據參考《綜合類生態工業園區標準》(HJ 274-2009)的指標數據制定,同時預計隨著園區循環經濟績效的提高,未來指標評價標準的數據將逐步上升或下降,以“良”指標標準的10%遞減或遞增作為“優”的指標等級。等級“差”的指標標準參照2005年的全國平均指標數據制定。對那些目前統計數據不十分完整,但在考核指標中又必不可少的,采用專家咨詢方法或選用類似指標的統計值替代。等級“中”取“良”和“差”的指標均值。

1.3.2 指標權重的確定

本研究綜合層次分析法和專家咨詢法(德爾菲法)確定各層次指標的權重。

2 工業園區循環經濟績效評價模型

本研究選取模糊評價模型和灰色聚類評價模型作為研究對象,探討在樣本數量較少的情況下這兩種方法在循環經濟績效評價方面的優劣勢。

表1 循環經濟評價與循環經濟績效評價Tab.1 Evaluation for circular economy and performance evaluation for circular economy

2.1 模糊評價模型

模糊綜合評價法是基于評價過程的非線性特點而提出的,利用模糊數學中的模糊運算法則,對非線性化的評價領域進行量化綜合,從而得到可比的量化評價結果。具體步驟如下[26]:

(1)確定評價因素集和評價集;

(2)計算因子權重;

(3)進行單因素評價,構造單因素評價矩陣R;

(4)模糊綜合評價;

(5)根據評價指標確定評價對象的水平。

本研究采用加權平均法,以歸一化的各個評價指標作為其對應的評價集中元素的權重,對評價元素進行加權平均。量化對應關系為:4—優;3—良;中—2;差—1。設C為指標的評價值,則C=b1c1+b2c2+b3c3+b4c4。這是一個數量化的評價結果,以數值的形式顯示C的優劣。

2.2 灰色聚類評價模型

灰色聚類是根據灰色關聯矩陣或者灰數的白化權函數將一些觀測指標或者觀測對象劃分成可定義的類別的辦法。具體評價步驟如下[10,27]:

(1)數據的標準化處理。

(2)確立白化函數和閥值。白化函數是灰色聚類的基礎,是計算聚類系數的基本依據,它可反映聚類指標對灰類的親疏關系。第i個指標的灰類1,灰類j(j=2,…,h-1)和灰類h的白化函數分別為:

(3)確定各評價指標的標定聚類權。

(4)利用聚類函數求得評價結果。第k個樣本關于第j個灰類的聚類系數為可判定該樣本所屬的評價等級。

3 實例研究

本文以上海化工園區和南通農藥化學工業園為例,進一步研究模糊數學綜合評價模型和灰色評價模型在循環經濟績效評估方面的應用。根據2個園區的實際情況,結合相關統計數據分析,選取9項指標納入該指標體系中。同時,綜合層次分析法和德爾菲法,確定不同層次的指標權重(見表2)。

根據上述評價指標體系,收集和統計2個園區的數據。同時,利用本文評價標準的確立方法,制定本實例研究的園區循環經濟績效評價標準(表3)。

表2 循環經濟績效評估指標體系Tab.2 The evaluation index systemfor the circular economy performance

表3 工業園區循環經濟績效數據及考核標準Tab.3 Circular economy performance data and evaluation criteria of industrial parks

3.1 模糊評價結果與分析

按照上述模糊數學評價模型進行計算,上海化工園區的績效值為2.81,南通化學工業園績效值為2.75。2園區的績效水平均處于等級“良”與等級“中”之間,而且已經比較接近等級“良”的指標要求。上海化工園區的循環經濟績效水平略高于南通農藥化工園。

在綜合評價的基礎上,園區可以進一步明確自身的循環經濟績效水平狀況與所處的地位。采用標桿管理的模式,通過辨識同類型的最佳的園區的績效及其實踐途徑,從而明確自身需要改進的地方。由于某一個工業園區各個指標不可能都成為一流實踐,因而需要確定一個由各個一流實踐指標匯總的標桿指標體系。然后通過收集自身的信息資源來一一對照標桿的指標,從中找出彼此的差距。同時,要研究和分析每個標桿指標主體實現其每個指標的流程及其方法,從而找到改進的方法和途徑[28]。本研究掌握的樣本信息有限,這里把績效水平較好的上海化工園區作為標桿,簡單地探討南通農藥化學工業園的改進途徑。

通過比較兩園區的評價結果可以發現(見表4),南通農藥化學工業園的資源效率指標與標桿值存在較大的差距。這主要是由于該園區內工業類型多屬傳統工業,而且農藥化工企業較多,受行業本身特點的限制,園區整體的能耗、水耗偏大,工業附加值較小。其次,從單項指標的比較而言,南通園區在萬元工業產值COD排放量、固體廢棄物綜合利用率指標上與標桿值存在一定的差距。參照上海化工園區的實踐并結合南通園區的特點,提出以下改進措施。

(1)提高園區產業層次,結合本園區發展定位和相關規劃,重點引進和發展低能耗物耗產業和高附加值產業,進一步完善和延伸區域產業鏈。另外,在形成產業鏈后,園區可考慮設立產品交易中心,建立基礎信息庫,將區內各企業的原料、產品、副產品甚至“三廢”信息進行公布,為區內企業之間的產品交易構建平臺,實現產品、副產品的綜合利用。

(2)降低水資源消耗。首先,園區應加強管理,改革廢水處理收費制度,并嚴格執行“清污分流”的排水體系,加大清水的回收再利用力度。其次,應要求區內相關企業開展清潔生產審計,從生產工藝的各個工序尋找節水環節,進一步提高水的循環利用率。最后,應大力提倡企業間廢水的梯級利用。

(3)強化企業節能工作。大力加強園區能量梯級利用建設,同時重點加強高耗能企業的管理,針對該類企業制定產品能耗限額,建立能耗指標,并聯合有關部門不定期地實行督促檢查。進一步加大專項資金、政策支持力度,鼓勵有節能潛力和資源的企業實施技術改造。

(4)促進資源回收利用。目前,南通工業園區中產生的可回收利用的廢棄物一般企業盡量自身循環使用作原料,超量的廢棄物出售給回收公司,企業間相互交換廢棄物的情況存在較少。今后應努力改變這種狀態,在各個行業之間構建產業鏈,實現廢棄物的綜合利用。

3.2 模糊綜合評價與灰色聚類法的比較

按照灰色聚類評價模型,利用循環經濟績效單項指標評價結果計算得出:2個工業園區的循環經濟績效水平均達到等級“優”的要求,上海化工園區的績效水平要優于南通農藥化工園。

2種評價方法對于2個工業園區循環經濟績效水平等級的評價結果存在一定的差異,但在2園區之間優劣的判定方面結果相似,均認為上海化工園區的循環經濟績效要優于南通農藥化工園。結合各園區的具體情況分析,模糊評價的結果比較合理。

對于模糊綜合評價方法而言,指標權重的確定往往采用的是專家打分,利用統計法或層次分析方法確定權重系數。由于專家的層次、水平不同,仍存在對專家意見的取舍問題,所得結果帶有一定的主觀性,與客觀樣本值無關。灰色聚類方法利用客觀賦權方法,在一定程度上減少了主觀因素的影響。

然而,利用模糊綜合評價方法,在單因素評價過程便可得到不同層次各指標的分值,通過橫向對比可以直觀地發現該園區循環經濟績效的優劣勢,明確園區發展的制約因素,為標桿管理模式提供了有力支撐。同時,本研究考慮了最大隸屬度原則的有效性問題,利用加權平均原則對模糊綜合評價結果向量進行分析,減少了信息的損失,評價結果相對合理。

表4 循環經濟績效單項指標評價結果與灰色聚類效果Tab.4 Evaluation of individual indicators and Gray Clustering coefficient of the circular economy performance

4 結 論

(1)從理論和方法上,構建的工業園區循環經濟評價指標體系是適用的。該指標體系有別于循環經濟評價的指標體系,它更側重于對循環經濟的績效,即對循環經濟措施、行為的結果進行評估;指標選取有一定的理論依據,避免只是通過一大堆零散的統計數據,靠主觀判斷來選取指標。

(2)模糊評價的結果顯示,2園區的循環經濟績效水平均處于等級“良”與等級“中”之間,上海化工園區的循環經濟績效水平略高于南通農藥化工園。灰色聚類分析的結果顯示,2個工業園區的循環經濟績效水平均達到等級“優”的要求。結合2園區的具體情況分析,模糊數學評價的結果相對而言比較合理。

(3)對比2種評價模型,灰色聚類評價模型信息利用率較高,而且它采用客觀賦權法,在一定程度上減少了主觀因素的影響。但是,模糊綜合評價方法可以直觀地表示出園區循環經濟績效的優劣勢所在,明確園區發展的制約因素。同時加權平均原則的應用使得評價結果相對合理。

(4)以上海化工園區作為標桿,針對南通農藥化學工業園存在的資源效率偏低,萬元工業產值COD排放量、固體廢棄物綜合利用率指標上與標桿值存在一定的差距等問題,提出若干循環經濟績效改進措施。

(編輯:李 琪)

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AbstractIn the study for the evaluation of circular economy performance,there is a ambiguous situation to the concept about the circular economy performance evaluation,and the index system is limited to the circular economy assessment.Based on the systematical induction of researches in this field,this article defined the circular economy performance,and built the evaluating index system for the circular economy performance based on the eco-efficiency and material flow analysis.Fuzzy comprehensive evaluation and gray cluster theory were used respectively to build the evaluation model.Shanghai Chemical Industrial Park and Nantong Pesticide and Chemical Industrial Park were selected as study areas.The results show that the assessment index system is useful to evaluate the circular economy performance in industrial parks.There are some differences between the results of the fuzzy evaluating model and the gray cluster model,and the result of the fuzzy evaluating model is more reasonable.Then making Shanghai Chemical Industry Park as the benchmark,the article made some measures to improve circular economy performance of Nantong Pesticide Chemical Industrial Park.

Key wordscircular economy performance;eco-efficiency;material flow analysis;fuzzy comprehensive evaluation;gray clustering model;benchmarking

Evaluation Method for Circular Economy Performance in Industrial Parks Based on the Eco-efficiency&MFA

XU Nai-zhong1ZENG Wei-hua1XUE Peng-li1DONG Fang1ZHOU Guo-mei2
(1.State KeyJoint Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control,
School of Environment Beijing Normal University,Beijing 100875,China;2.Policy Research Center for Environment and Economy,State Environmental Protection Administration,Beijing 100029,China)

F062.2

A

1002-2104(2010)03-0044-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.009

2009-11-03

許乃中,碩士生,主要研究方向為環境規劃管理。

曾維華,博士,教授,博導,主要研究方向為環境規劃管理。

＊國家科技支撐項目(2006BAC02A00),國家高技術研究發展計劃(863計劃)重點項目(2007AA06A404),國家科技支撐項目(2009BAC65B01)資助。