孫啟宏,白衛南,喬琦
中國環境科學研究院國家環境保護生態工業重點實驗室,北京 100012
循環經濟作為生產、流通和消費等過程中所進行的減量化、再利用和資源化活動,是生態文明建設的重要方面,具有很強的戰略性、宏觀性、長期性和復雜性,需要通過強有力的規劃措施加以推進。綜述了循環經濟規劃的發展歷程及現狀,并對今后的循環經濟規劃方法和實踐進行了展望。
(1)生態經濟:循環經濟的起源
1962年,美國經濟學家Boulding提出了“宇宙飛船理論”,將人類生活的地球比做太空中的宇宙飛船,只有循環利用資源,才能持續發展。Boulding敏銳地覺察到必須從經濟過程來思考環境問題產生的根源,于1966年出版了《一門科學——生態經濟學》,正式提出了“生態經濟學”的概念,第一次把生態經濟理念系統地輸入社會發展的各領域。循環經濟的提出啟發了20世紀60年代末開始的關于資源與環境的國際經濟研究。80年代興起了可持續發展研究,1987年世界環境與發展委員會出版的《我們共同的未來》中專門探討了通過管理來實現資源的高效利用、再生和循環,把循環經濟與生態系統聯系起來。1990年,英國經濟學家Pearce等在《自然資源和環境經濟學》中率先提出了“循環經濟”的概念[1-2]。
(2)工業生態學:循環經濟的重要理論基礎
1989年,Frosch等在《科學美國人》雜志上發表了《制造業的戰略》一文,提出了工業生態學的概念。美國科學院在20世紀90年代初對工業生態學的概念、方法和應用前景等進行了研究,形成了工業生態學的基本框架。此后10年中,工業生態學研究在美國、北歐和日本等國家和地區得到了較快的發展。1997年,美國《環境科學和技術》雜志發表了《21世紀優先研究領域專題報告》,將工業生態學列為今后20年環境研究領域需要加強關注的6個優先領域之一。工業生態學進一步豐富了循環經濟理論,并使循環經濟向實踐更加邁進了一步[3-4]。
(3)廢物經濟:德國和日本的循環經濟制度與實踐
德國的循環經濟是從垃圾處理入手的,針對垃圾處理問題,德國從20世紀90年代開始立法建立了產品責任延伸制度和雙軌制回收系統(DSD),1996年發布的《物質閉合循環與廢物管理法》(簡稱《循環經濟和廢物管理法》)在國際社會的國家法律文本中第一次使用循環經濟概念。日本為解決固廢問題,也大力推進循環型社會建設,并于2000年頒布了《循環型社會形成推進基本法》[5]。
發展循環經濟是實現可持續發展的重要途徑,也是保護環境和削減污染的根本手段[6]。20世紀90年代末,針對工業污染和城市污染問題,適應國際環境保護趨勢,原國家環境保護總局在推進企業清潔生產基礎上,率先在全國范圍內推進循環經濟的理論探索和實踐[6-7]。遼寧省是我國第一個循環經濟試點省份,該省于2002年3月編制發布了《遼寧省發展循環經濟試點方案》,其中提出了建設循環經濟型企業、建設生態工業園區、建設城市資源循環型社會和建立區域性資源再生產業基地等四大任務。根據遼寧省和其他地區的實踐和經驗,有關專家總結出了推進循環經濟發展的“3+1模式”,即在小循環、中循環、大循環以及靜脈產業4個層面全面推進循環經濟[8-9]。
“3+1”模式成為國家有關部門推進循環經濟發展的主要模式。其他一些省市結合自己的特點提出了類似的推進模式。例如,山東省提出的在“點(企業)、線(行業)、面(區域)”3個層次,加快推進小循環、中循環、大循環,建立循環型社會的模式[9]。國家《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》提出,“十二五”期間我國要在農業、工業、服務業各產業,城市、園區、企業各層面,生產、流通、消費各環節培育一批循環經濟示范典型,全面推廣循環經濟典型模式,推動循環經濟形成較大規模,更進一步拓展了循環經濟發展的內涵[10]。
循環經濟規劃可從不同的角度進行劃分[11]。從規劃范圍來看,可分為國家層面、省市層面、區縣層面(園區層面)三級體系。《循環經濟促進法》規定:國家編制全國循環經濟規劃,設區的市級以上地方人民政府編制本行政區域循環經濟發展規劃。如在國家層面,2013年1月,國務院發布了《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》。從規劃載體和功能看,可分為2類:1)專門的循環經濟規劃;2)在總體規劃、區域規劃和一些專項規劃中融入循環經濟的理念和要求,增設部分章節和內容。循環經濟規劃要與總體規劃、區域規劃和相關專項規劃相協調。
伴隨著循環經濟的發展,我國循環經濟規劃可分為3個階段:
(1)模式探索階段(20世紀90年代末—2005年)
如前所述,循環經濟最初是作為污染預防和源頭控制的重要抓手發展起來的。2003年,原國家環境保護總局在理論探索和試點基礎上,發布了《循環經濟規劃示范區編制指南》。2003年,貴陽成為我國首個完成循環經濟規劃的城市,而遼寧、江蘇、上海等省市,以及蘇州高新區、天津開發區和蘇州工業園區等工業園區率先完成了循環經濟(生態工業)規劃。截至2005年底,國家環境保護總局批準建設的全國循環經濟試點省市有8個,生態工業示范園區17個[5]。
(2)全面試點階段(2006—2012年)
2005年,國務院印發了《關于加快發展循環經濟的若干意見》,黨的十七大報告明確提出“循環經濟形成較大規模”的要求。2005年和2007年,國家發展和改革委員會會同有關部門先后啟動了2批循環經濟試點,共有重點行業、重點領域、產業園區及省市層面的178家單位參加了試點工作。2008年,國務院批準了《曹妃甸循環經濟示范區產業發展總體規劃》,2009年1月,《循環經濟促進法》正式實施,該法律明確將循環經濟規劃作為基本管理制度之一。2009—2010年,國務院先后批復甘肅省和青海省柴達木的循環經濟總體規劃。2010年,國家發展和改革委員會發布了《循環經濟發展規劃編制指南》,用以指導各試點單位的循環經濟規劃編制工作。
(3)生態文明建設新階段(2013年—)
黨的十八大報告將生態文明建設納入五位一體的總體布局,明確要求著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展;發展循環經濟,促進生產、流通、消費過程的減量化、再利用、資源化。隨著科學發展觀的深化和生態文明戰略地位的提升,我國循環經濟理論和具體內涵將進一步深化,我國循環經濟發展規劃已經進入一個新的深化發展階段[12]。
循環經濟發展規劃和其他各類規劃一樣,其內容涉及現狀及問題分析、目標和指標確定、總體設計、空間布局、重點任務和重點工程識別、投資效益分析、保障措施分析等方面。其規劃方法也遵循區域規劃、產業規劃、環境規劃等所采用的通用方法,如模型預測、空間規劃、數學規劃、情景分析、投入產出分析、系統分析等方法。這里僅根據循環經濟發展的特點和要求,對具有循環經濟特色的分析和評估方法進行綜述。
物質流分析(MFA)是一種以質量單位追蹤物質從自然界開采進入人類經濟系統,后流經經濟系統各環節,最終回到自然環境的研究方法。MFA可以分為經濟系統物質流分析(EW-MFA)和特定物質的物質流分析(SFA)。EW-MFA方法可追蹤進入國家或者區域經濟系統的全部物質流狀況,而SFA則是主要追蹤特定的某種或者特定的大宗物質流,如針對重金屬、碳等特定某種物質或者木材、能源等大宗物質。20世紀90年代初,奧地利、日本和德國首先應用MFA方法進行經濟系統的自然資源和物質流動狀況分析,此后主要發達國家先后完成了國家層面的EW-MFA。通過EW-MFA,可得到輸入指標、輸出指標、消耗指標、平衡指標、強度和效率指標、綜合指數六大類共10多個物質流分析指標,為制定區域可持續發展戰略和指標設定提供量化依據。迄今,國內多位研究者對物質流分析方法及其應用進行了綜述[13]。
鑒于循環經濟是“物質閉環流動型經濟”,MFA必然成為循環經濟規劃的重要工具。日本循環型社會指標體系的構建就是基于物質流分析。國內東北大學、清華大學、中日環境友好中心、中國環境科學研究院等單位較早利用MFA,開展國家和區域層面的循環經濟指標體系的構建研究[14-17]。此外,也有一些聚焦某行業的物質流分析,如分析鋼鐵生產流程的鐵流對鐵資源效率的影響[18]。
工業代謝是20世紀80年代中期由Ayres等提出的,它通過研究物質、元素和能量代謝關系,分析經濟運行中物流、能流和環境影響,有助于把握工業系統的整體運行機制,識別其中存在的主要問題和優先解決的目標;有助于人們采取有效措施控制和預防環境污染[19]。要針對不同的研究范圍(工業系統、區域、流域或整個國家)以及不同的研究對象(如污染物、污染元素、資源、產品等)研究工業代謝的基本原理、分析方法,以及研究如何通過有效的技術途徑和政策途徑來減少環境影響。
段寧等[20]進一步將工業代謝深化為產品代謝和廢物代謝。其中,產品代謝以產品流為主線,即上一個生產過程中形成的初級產品作為下一個生產過程的原輔材料,隨著產品鏈延伸產品的經濟價值也隨之增加。產品鏈采用生態設計方法,優化產品結構,從而提高資源效率,降低環境排放。廢物代謝以廢物流為主線,通過廢物流動,將上一個生產過程中所產生的廢物作為原材料輸入到下一個生產過程,再次形成產品和廢物。隨著廢物鏈不斷延伸,初始輸入的原材料的利用率顯著提高。循環經濟的發展,不能停留在廢物代謝階段,即在廢物產生之后才考慮再用和循環,而應主動研究和優化產品代謝過程,通過革新現有的產品鏈,補充和完善產品代謝鏈網,使廢物在產生以前就被減少或消除,或者在產生以后有利于再生利用,這也是強調產品代謝的意義所在[3]。
生命周期評價(LCA)始于20世紀70年代,源于美國開展的針對包裝品的分析和評價。1998年,我國開始全面引進LCA國際標準——ISO14040系列標準,將其等同轉化為國家標準。進入21世紀以來,由于廣大學者的推介,LCA成為國內可持續發展和循環經濟領域新的研究亮點之一,并在多個領域進行了應用[21-22],包括:1)綠色產品的評價,主要應用LCA進行產品環境性能比較和改善評價,如綠色建筑材料評估、產品節能減排績效評價、面向回收的汽車產品設計[23]等;2)工藝、技術的環境評價,應用于工藝的環境影響評價、不同工藝之間的比較、工藝優化及再循環工藝設計等;3)農業及服務業中的應用,如運用LCA方法,進行沼氣生態農業模式、酒店服務業的優化評價;4)廢物資源化技術路線評價,如對廢棄電器電子產品進行LCA,識別污染特性和判斷末端處置工藝的優劣,從源頭上消除污染[24]。
LCA所需數據種類繁多且處理量大,需要相關軟件及數據庫系統的支持。國外已形成多種較為成熟的評價軟件和數據庫。我國在引進國外軟件和數據庫的同時,也開發了自己的LCA數據庫,如四川大學、億科環境科技公司開發的CLCD,中國科學院生態環境研究中心開發的RCESS,同濟大學開發的中國汽車替代燃料生命周期數據庫,寶鋼開發的baosteel LCA等[22]。
生態足跡分析是一種計算人類的消費、衡量生態可持續性的工具,將生態足跡的現實需求與自然能夠提高的生態服務的實際供給兩方面進行定量比較,可以反映人類是否生存于自然系統的生態承載力范圍內。1992年,Rees等首次提出生態足跡概念,此后在全世界得到了廣泛關注和應用,如歐洲委員會將生態足跡概念納入區域可持續性評價的共同指標集[25]。
國內研究者開展了相關案例研究。如龍愛華等[25]對上海市的研究表明,由于城市化快速發展,上海城鄉居民生活消費的生態足跡不斷增大,生態“黑洞”越來越大。當前的城市化必須摒棄過度擴張的發展模式,杜絕奢侈消費,發展循環經濟,從而降低城市人均生態足跡和支撐區域的生態壓力。岳強[26]對遼寧省1995—2002年生態足跡的研究表明,2002年人均生態足跡和生態赤字達到最大,化石燃料用地在生態足跡構成中比例很大,生態足跡構成的分布嚴重不均,生態足跡多樣性指數較低。
根據世界可持續發展工商理事會(WBCSD)的定義,生態效率是“提供有價格競爭優勢的、滿足人類需求并保證生活質量的產品或服務,同時逐步降低對生態的影響和資源消耗強度,使之與地球的承載能力相一致”。生態效率可以表示為產品或服務的價值與環境影響之比。生態效率越高,表示能以較少的環境代價獲得較大的經濟收益,這與循環經濟的宗旨一致。
周國梅等[27]根據生態效率指標,初步提出了循環經濟評價指標體系。諸大建等認為,生態效率的概念揭示了循環經濟的減物質化本質,循環經濟的發展可以用生態效率指標來度量,最直接和科學的是2類指標:1)基于GDP與資源投入的資源效率指標,如直接物質投入生產率(GDPDMI)、能源生產率、水生產率、建設用地生產率等;2)基于國內過程輸出(DPO)的環境效率指標(GDPDPO),如固體廢物產生產出率、廢氣排放產出率、廢水排放產出率等。據案例研究,上海市雖然經濟發展水平較高,但其生態效率遠低于發達國家,大多數生態效率指標還低于國內先進水平,循環經濟發展水平總體上不高[28-29]。
系統動力學(SD)由Forrester于1956年創立,目前已成為研究復雜性科學的重要方式之一。它針對實際系統中存在的問題,從系統的整體出發,充分估計和研究其影響因素和相互關系,特別注重研究系統內部的非線性相互作用、協同以及延遲效應。循環經濟系統是涵蓋人口、經濟、環境和資源等子系統的復雜系統,特別適合使用系統動力學方法進行分析研究。
江衛[30]從煤炭行業、生態礦區、煤炭企業等3個層面分析了煤炭企業循環經濟發展的影響因素,建立了企業生態系統主要變量的反饋控制關系,構建了一個通用的煤炭行業生態系統動態仿真模型。秦鐘等[31]利用系統動力學方法,建立了廣東省循環經濟的系統動力學模型,在此基礎上,對循環經濟發展的3種不同情景進行了模擬和比較,指明了轉變現有的經濟發展模式,采取循環經濟發展模式是實現可持續發展的有效途徑。
幾種循環經濟規劃方法并不是相互排斥的,有些還可以在規劃實踐中同時使用。不同方法在分類上也有些交叉,例如,盡管LCA是一種規范化和程序化的工具,但其他各類方法均應遵循生命周期的理念;物質流分析可以看作是工業代謝分析的一種方法;生態足跡是一種廣義的物流分析;生態效率方法中的輸入、輸出的物質量,需要通過物質流分析來獲得。相關方法的對比見表1。

表1 幾種循環經濟規劃方法的比較Table 1 Comparison of methods in circular economy planning
國際上,日本的循環型社會指標體系最為完善,該指標體系乃基于MFA分析而獲得。2008年,日本制定了新的《循環型社會推進基本計劃》,新計劃中使用了2類指標:1)物質流指標,反映循環型社會建設過程中物質輸入、循環和輸出狀況,包括3個核心指標(資源生產率、循環利用率、最終處理量)和2個輔助指標(金屬礦物生產率和CO2減排),其中輔助指標為新計劃新增;2)措施指數(effort indices),包括表述定量目標的目標指數(廢物減量化、公眾的意識和行動變化、推進循環型社會商務、具體循環法律和計劃的實施)和監控近期變化的監控指數(包括出租業的市場規模和重裝商品的出貨率、制定循環基本計劃的地區數等9個指數)[32]。
在國內,不少學者基于MFA、生態效率等方法開展了循環經濟指標體系的研究。這些研究基本上反映到了政策層面,并形成了具有我國特色的循環經濟指標體系。
(1)國家循環經濟發展戰略
國家《循環經濟發展戰略及近期行動計劃》提出了我國“十二五”期間的18項指標,可分為3類,即資源產出指標(主要資源產出率、能源產出率、資源循環利用產業總產值等),資源消耗指標(主要再生有色金屬產量占有色金屬總產量比重、農業灌溉水有效利用系數),資源綜合利用指標(礦產資源總回收率、工業固體廢物綜合利用量、工業用水重復利用率等)[10]。此外,《循環經濟促進法》明確提出,循環經濟發展規劃應包括資源產出率、廢物再利用和資源化率等指標。可以看出,這些指標基本上是輸入、循環端的指標。
(2)循環經濟評價指標體系
2007年,國家發展和改革委員會等部門編制了《循環經濟評價指標體系》。該指標體系包括宏觀層面和工業園區層面兩部分,分別有22和14項指標,用于指導全社會、各地以及工業園區的循環經濟發展規劃。該指標體系包括4類指標,分別是資源產出指標、資源消耗指標、資源綜合利用指標和廢物排放指標[33]。與上述國家循環經濟發展戰略相比,明確包括了廢物排放指標,即輸出端指標。
(3)生態工業園區標準
環境保護部等三部門為推動生態工業園區示范建設,頒布了綜合類、行業類和靜脈產業類3類生態工業園區的建設標準,分別包括24、19和20項指標,這些指標分屬于經濟發展、物質減量與循環(資源循環與利用)、污染控制以及園區管理4類指標[34]。該指標體系包括了輸入、循環、輸出端指標和管理指標,突出了環保要求。
當前,我國循環經濟規劃還存在不少問題:1)指導循環經濟規劃的理論體系尚待完善,特別是在生態文明背景下,需要進一步界定循環經濟內涵,探索行之有效的發展模式。對于循環經濟的認識容易出現“泛化”現象,一些地區脫離資源和環境承載力,甚至違背經濟規律,借發展循環經濟的名義,上一些高耗能、高污染項目。2)規劃體系不完善,循環經濟規劃與國民經濟和社會發展規劃及其他專項規劃缺乏協調性,國家、區域、地方規劃銜接不夠,可操作性有待提高;規劃指標雖多,但規劃指標約束性缺失,導致規劃難以考核。3)規劃方法不健全,傳統的預測、模擬和規劃方法與循環經濟特色的規劃、評估方法脫節,規劃的定性分析多,定量分析少。4)規劃的基礎數據缺乏,缺少物質流分析的統一、規范的數據平臺。5)規劃實施的保障機制不健全,循環經濟制度建立剛剛起步,有利于循環經濟發展的市場經濟機制尚未形成。
針對現存問題,今后要進一步加強循環經濟理論和規劃方法與保障制度研究:1)加強理論創新,進一步研究“五位一體”下的循環經濟內涵和要求,探索建立融合綠色發展、循環發展、低碳發展和節能環保要求的循環經濟新模式。針對循環經濟的“泛化”趨勢,應回歸循環經濟的“3R”本質,強調資源節約和環境保護要求,核心是降低資源利用和廢物的最終排放。2)加強方法創新,進一步完善循環經濟規劃體系,促進不同規劃之間的銜接和協調,創新和完善循環經濟規劃的方法體系,實現規范化、模式化和計算機化。要進一步研究完善循環經濟指標體系,重點抓住核心和關鍵指標,增強指標的協調性和可考核性。3)加強制度創新,進一步完善循環經濟的規劃制度,研究符合循環經濟要求的資源和環境排放總量控制制度,建立循環經濟的評價和考核制度、監管制度,盡快建立符合我國國情的生產者(產品)責任延伸制度,研究建立促進循環經濟發展的財政、稅收、物價等經濟政策,保障循環經濟規劃的有效實施。
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