生態工業與工業生態效率研究進展

羅公利+張敏+石松+蔡蘇文+邊偉軍

［摘要］生態工業與工業生態效率著重研究工業系統生態化發展及其生態績效，通過重新設計工業活動，尋求把人類活動對生態系統的影響減少到能持續發展的水平，實現充分利用資源和消減環境破壞。從生態工業概念、生態工業園建設以及生態工業發展三個方面梳理生態工業的研究進展，從行業生態效率、企業生態效率和產品生態效率三個方面回顧工業生態效率的研究進展，以期為后續研究提供參考。

［關鍵詞］生態工業；生態效率；研究進展

［中圖分類號］F40［文獻標識碼］A［文章編號］1671-8372（2014）02-0043-05

On the research progress of ecological industry and industry ecological efficiency

LUO Gong-li, ZHANG Min, SHI Song, CAI Su-wen, BIAN Wei-jun

（College of Economics and Management, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China）

Abstract：Ecological industry and industry ecological efficiency focus on the ecological development of industrial system and its ecological performance, through redesigning the industrial activities to reduce the impact of human activities on the ecological system to the level of sustainable development and realizing to make full use of resources and reduce environmental damage. The article reviews the research progress of ecological industry from the concept of ecological industry, the ecological industrial park construction and the ecological industrial development. It also discusses the research progress of industrial ecological efficiency from the industry ecological efficiency, the enterprise ecological efficiency and the product ecological efficiency to provide the reference for future research.

Key words：ecological industry; ecological efficiency; research progress

一、生態工業研究進展

（一）生態工業概念研究

自20世紀80年代以來，在可持續發展思想指導下，一批針對工業系統與環境協調發展的生態工業系統初步形成（黃志斌等，2000）。目前在學術界尚無普遍接受的生態工業定義，根據聯合國工業與發展組織的界定，生態工業是指在促進工業創造社會和經濟利益的過程中不影響基本生態進程的一種工業化模式。Allenby（1995）將生態工業定義為在規劃工業生產系統時模仿自然界物質循環方式的一種工業模式。李樹（2002）提出，生態工業是一種新型工業模式，其特點包括資源利用更加合理、充分和節約，工業產品在生產和消費過程中對生態環境的負面影響最小，廢棄物實現多層次綜合再生利用。鄭四華（2010）認為，生態工業是在生態經濟學和工業生態學原理指導下，仿照自然生態系統，嚴格遵照生態系統內部物資循環的法則，建立起來的一種能夠實現經濟與環境雙贏的“資源利用—清潔生產—資源再生”現代工業模式。王靜康等（2007）提出，生態化工是一種現代化工模式，其研究對象是生態系統和化工系統的耦合形成的復合系統，其目的是實現物質循環、能量流動、信息傳遞和價值增值。

（二）生態工業園（區）研究

1．生態工業園（區）概念

生態工業園（區）（eco-industrial parks，EIPs）是一個由多個企業構成的區域性生產系統，也是工業生態學理論在實踐中的成功運用。國內外對于生態工業園的實踐探索和理論研究都取得了重要進展。生態工業園概念于1994年由Lowe提出，它指在一定區域內建立的若干行業、企業與當地自然和社會生態系統構成的社會－經濟－自然復合生態系統。企業、社區以及園區環境之間通過資源的交換和再循環網絡，實現物質最大程度的再利用和再循環，達到一種比單個企業效益之和更大的整合效益。美國環境保護局（USEPA）認為，生態工業園（區）是由若干制造業和服務業的企業構成的一個區域性系統，在系統內企業在環境控制和物質循環利用等方面進行合作，從獲取原材料到生產產品、消費產品再到處置廢棄物的整個過程形成一個物質和能量的閉路循環系統，并且整個系統可以實現群體多贏效應，而這種通過合作產生的群體多贏效應遠遠大于單個企業獨立運行所產生收益的總和。在綜合生態工業園各種定義的基礎上，Ernest Lowe（2001）對生態工業園的定義作了系統總結，提出了自己的觀點，被大多數工業生態學者所接受。他認為，生態工業園（區）是由制造業和服務業構成的一個企業群落，它通過強化清潔生產和提高資源利用水平來實現生態效益與經濟效益雙贏，使企業群落的群體效益大于每個企業個體效益的總和；生態工業園（區）的目標是在提升園區內企業的經濟表現的同時，最大限度地減少對環境的負面影響。Cote和Hall（1995）認為，生態工業園區的優勢顯著，提高園區運作效率，可以降低生產成本和處理成本，提高環境效益和資源利用效率，改善工作環境和企業公共形象，增加廢物利用的獲利機會。美國可持續發展總統委員會（US-PCSD，1996）亦定義生態工業園為一種產業共同體，成立共同體的目的是通過彼此合作且與當地社區合作高效地分享資源，同時改善經濟質量和環境質量。生態工業園（區）也是一個有計劃的原材料和能源交換工業系統，其宗旨是實現原材料、能源利用的高效化和廢物產出的最小化。該定義既從提高生態系統效率的角度也從實現社會、經濟和生態可持續發展的角度描述了生態工業園（區）。鐘書華（2003）提出，生態工業園（區）是一種旨在追求高能量轉化效率和物質利用率、低廢物產出和排放的企業區域集中布局模式。張彥素（2007）認為，生態工業園（區）是按照生態工業學和循環經濟理論構建的一種新型工業組織形態。它仿照自然生態系統來設計園區的物質循環，通過清潔生產、廢物循環利用等手段實現物質的閉路循環和能量的多層級利用，進而形成類似自然生態系統食物鏈的相互依存工業體系，實現物質和能源利用的最大化與廢物產出和排放的最小化。秦蓀濤（2007）指出，生態工業園（區）是指在一定空間范圍內按照自然生態系統物質和能量循環流動規律構建的相對獨立的經濟運行系統。該系統具有規模和結構特征，企業之間、企業與消費者之間通過市場機制進行著能量流通、物質循環、信息傳遞、技術擴散和知識交流等相互作用，進而形成能夠消耗工業剩余物的產業共生循環鏈網系統。

2．生態工業園（區）建設

許多國內學者對生態工業園（區）建設的具體問題進行了研究，但鮮見國外學者在此方面的研究。趙國慶（2009）分析了包鋼生態工業園的建設情況，剖析了包鋼生態工業園區建設過程中存在的諸多問題，總結了鋼鐵工業園區建設的經驗和教訓，為其他地區提供了很好的參考和借鑒。宮小龍（2010）以陶瓷生態工業園為研究對象，重點探討了陶瓷生態工業園（區）在陶瓷生產過程中的能量集成和能源利用效率問題，提出了陶瓷生態工業園的共生耦合資源化余熱利用模式。孫曉梅（2010）研究了生態工業園的運行效率，建立了包含經濟、資源、環境、技術支持和管理五個系統的發展狀況評價指標體系和距離函數評價模型。張艷（2010）揭示了我國生態工業園產業鏈中存在的五個主要問題，對我國生態工業特別是工業園區的建設具有重要啟示作用。徐寅杰（2009）論述了我國生態工業園發展政策的缺陷，提出了優化策略。楊玲麗（2010）則借鑒歐洲與美國生態工業園的建設經驗，闡述了政府在工業共生系統中的作用。她發現工業共生系統存在著源自于信任危機和高度依賴的要挾風險，并就如何通過政府介入來規避這些風險提出政策性建議。

圍繞生態化工產業園區建設，學者錢伯章（2005）、朱和（2006）研究發現，世界主要化工園區的發展呈現五大特點：一是依托主要消費區或資源來源地，交通運輸便利，配套設施完善，關聯產業發達，大多具備良好的發展基礎條件；二是裝置大型化，煉化一體化，大公司集聚，產業集中度高，土地利用率高，單位面積產出高，規模效應明顯；三是充分發揮自身優勢，重視園區的特色化建設；四是采用全方位一體化的建設和生產運行理念；五是管理規范高效，投資主體間以產業鏈和產業關系為紐帶，建立長期穩定的協作關系。王永萍、寇小萱（2007）研究了天津濱海化工區解決化工產業發展與資源環境約束矛盾建設生態工業園的必然性。程磊（2007）對化工生態工業園區規劃設計與可持續發展評價進行了研究，對化工工業生態系統結構和模式進行了分析，并且創新性地提出了兼具組團式和帶狀式布局優勢的化工工業園（區）布局模式。付啟敏、劉偉、姚亞萍（2008）分析了生態化工園區建設中不同程度地存在園區建設過多、過濫，定位不準確、特色不突出、缺乏統一規劃、做表面文章、環保設施建設滯后等問題，并針對這些問題給出了發展生態化工園區的八項建議與對策。汪明峰、寧越敏等（2008）通過研究寧波化工區，提出通過園區的產業組織、空間規劃、環境管理、公用輔助設施集成和文化認同等五個方面，構建化工區循環經濟發展框架，并提出相應的發展策略。王京芳、周海燕（2009）通過對陜北能源化工基地建立生態工業園模式的研究，提出該基地建立生態工業園應選擇改造重構與產業共生兩種模式，并介紹了兩種模式的構建流程。

（三）生態工業發展對策研究

路文杰等（2007）提出，我國的鋼鐵行業要實現可持續發展，必須在重視經濟效益的同時更加重視社會效益和環境效益，走生態化道路。他們建立了一套有正效益和負效益兩類指標的鋼鐵工業生態化指標體系，運用此指標體系對我國2003年鋼鐵工業的生態化水平進行了測算。結果表明，我國鋼鐵工業對生態環境質量的影響總體上是負向的，即鋼鐵工業對環境質量的損害較大。王瑩瑞等（2008）提出，基于綠色技術創新和副產品交易的工業生態網絡是趨優的工業生態化路徑。周世祥等（2009）認為，我國工業生態化存在法律法規體系尚不健全，政策措施不配套，執法力度不夠大，相關科學技術水平和應用水平落后等問題。為此，要進一步建立完善我國工業生態化法律政策體系；依靠科技進步，為工業生態化提供技術支撐；大力推進清潔生產，完善生態工業園區建設；改造傳統工業，使之向生態工業轉型。馬道明等（2005）在對南京市石化工業現狀及存在問題分析的基礎上，提出了“四位一體”的工業生態化建設理念，即從工業結構生態化、空間布局生態化、生產管理生態化和廢棄物處理生態化“四位一體”的角度，全方位、立體化地探索了南京石化工業生態化建設策略。張秀敏（2010）以公共管理理論為基礎，著重研究了包頭市工業生態化發展現狀，分析了近年來工業生態化的成果與不足，從政府管理的角度對包頭市今后的工業生態化發展提出了對策建議。扈劍暉（2011）從產業發展的微觀驅動力視角，研究了廣西北部灣經濟區工業生態園（區）的發展路徑，通過分析經濟區產業生態化中兩個推動主體的三級動力系統，論述了經濟區產業生態化發展微觀驅動力，提出通過利用產業關聯效應驅動，優先發展環保產業，加強產業生態化技術人才培養的產業發展路徑，推動產業生態化目標的實現。羅猛等（2007）對生態化工藝的概念、最新進展和對國民經濟的意義進行了闡述，提出了現代煤化工產業基地的發展思路。韓永偉、高吉喜等（2008）對寧東能源化工基地規劃實施可能帶來的生態影響進行了評價分析，提出了調整工業布局、堅持生態建設與保護相結合等建議，以期控制規劃產生的生態影響。何侍昌（2008）研究了三峽庫區生態化工產業集群的培育及其發展問題，提出充分整合化工園區資源，培育庫區生態化工產業集群，突破庫區經濟發展與環境保護的瓶頸制約。高桂英、杜靈通、杜鵬（2009）利用生態系統服務功能模型，對寧東能源化工基地生態效益變化進行了分析。劉曉瓊、劉彥隨、任日照（2010）研究了陜北榆林能源重化工基地建設中的生態環境問題，提出了區域資源開發適宜度等防治對策。葛文（2010）以新疆天業生態工業系統為例，對氯堿化工行業產業生態化模式進行了研究，構建了一套適用于生態工業系統的能值分析方法和能值評價指標。

二、工業生態效率研究進展

世界可持續發展工商委員會（World Business Council of Sustainable Development，WBCSD）認為，生態效率是指工業企業為滿足人類需要、提高生活質量而生產有競爭優勢的商品與服務的同時，使整個生產和產品消費過程對資源的利用和生態環境的影響降低至生態承載力可承受的程度。在此基礎上，國內學者進行了延伸研究。如王金南（2002）指出，生態效率與技術和管理相關，它關注的問題是如何最大限度地提高能源和原料的利用效率，其追求目標是盡可能降低單位產品的污染物排放量和資源消費量。周國梅（2003）則提出生態效率是生態資源滿足人類需要的效率，可以用產出和投入之比來測度。

（一）對企業生態效率的相關研究

WBCSD認為，企業生態效率內涵豐富，包括降低能源和資源強度、降低污染物的產出與排放、提高物質循環利用率、增加可再生資源利用、盡可能地延長產品使用壽命。企業提高生態效率的目的有三個：一是降低能源、材料等資源消耗，提高產品的耐用性，延長產品使用壽命，增加物質利用的循環性；二是加強廢物處理，降低污染物排放，減少有毒物質等對自然的負面影響；三是增加產品自身價值，盡可能提高顧客利益。而Hertwich（1997）認為企業生態效率內涵包括清潔技術、污染預防、環境設計、封閉循環和環境管理五個方面。

Fussler和James（1996）提出企業提高生態效率，需要具備關注產品質量、注重客戶服務、考慮生命周期和識別生態承載能力四個核心要素。德國BASF集團研發出一整套方法，該方法主張用生態效率評價產品生命周期；該公司開發出一個生態效率管理的應用軟件，該軟件能夠實現從能源的消耗、原材料的消耗、土地的使用、廢物的排放、有毒物質的處理到材料的濫用和潛在的風險六個方面對企業生態效率進行綜合評價。Charlene（2005）在上述分類收集到的和經過標準化處理后的企業產品全生命周期數據基礎上，得到能夠反映上述六個方面的環境生態路徑圖；并根據生態效率分析結果辨識出系統中的主要影響因素，作為決策的依據。目前，生態效率被越來越多的知名企業作為一個環境管理的重要指標。Park等（2006）以一個韓國電子元件生產企業作為典型案例，對各種污染控制措施的生態效率開展了實證分析。Cote等（2006）研發出一套適合于中小企業生態效率評價的指標體系與方法，并對25家加拿大中小企業進行了實證分析，結果顯示，這些企業的生態效率普遍不高，提升企業生態效率的動力主要源自滿足企業降低成本的需求，與政府管理政策的調整關系不大。Paul（2005）指出，生態效率本質上屬于一種企業行為，生態效率的高低與企業資源的利用能力、污染物的產出和排放水平直接相關。他還指出，企業提高生態效率的動因主要有：提高資源利用率、減少廢物排放和環境污染，降低企業生產成本；降低企業風險，增強企業市場競爭力；推行清潔生產，提供綠色產品，樹立企業環保形象提高企業聲望。

（二）對產品生態效率的研究

隨著社會對產品的環境績效越來越關注，產品生態效率研究逐漸從企業生態效率研究中獨立出來，并延伸到與產品有關的諸多環節，包括開發設計、產品生產以及廢舊產品處理等。

Huisman等（2004）指出，產品生態效率的高低對廢舊電子產品分解標準的制定以及回收系統績效考核提供了有效的依據，在研究中利用二維生態效率圖對不同電器產品以及廢舊電器在不同時期的生態效率展開了分析，并對液晶顯示器（LCD）和純平顯示器（CRT）做了更加具體的分析。Park（2006）則同時使用生態效率的方法、貨幣折算法、二維圖表法和多目標決策法四種方法分析了廢舊洗衣機的生態效率，證明生態效率法是一種有效的決策方法。

Stefanie（2005）運用比較思維對生物處理、衛生填埋、高溫處理和現代焚燒四種固體廢物的末端處理技術的生態效率進行了評價。結果表明，衛生填埋的環境成本最低，其后依次為焚燒、生物處理和高溫處理。不同制造企業采用的廢物處理技術不同，其生態效率差異較大，因此，在制定廢物管理的具體標準時應充分考慮技術產生的生態效率差異。

Tohru（2005）在分析了日本兵庫的家用電器和廢舊汽車回收系統的生態效率后發現，生態城中的廢舊汽車回收的生態效率比利用傳統處理方法的區域提高了57%，家用電器回收系統的生態效率比利用傳統處理方法的區域提高了4%。由此可見，產品設計、生產技術、企業物流以及系統結構等都會對生態效率產生影響。

（三）對行業生態效率的研究

從行業的視角研究生態效率，一方面可以提高企業經濟效益和環境效益，另一方面可以比較企業間的產品設計、生產技術和工藝流程的生態績效優劣。Gavin（2000）分析了北美金礦開采行業的生態效率，結果表明，大多數金礦企業的環境績效都在持續改善，但對于一些小型企業，提高其環境績效的主要制約因素是經濟和法律因素。Kristina（2005）根據近30年的數據分別計算了英國鋼鐵行業和鋁制品行業的生態效率，發現這兩個行業在原材料的使用效率方面都在不斷提高，這主要歸因于金屬價格的降低和市場競爭的加劇。

同一行業的企業具有相似的生產特征，因此一些學者試圖構建一套指標體系來評價某一行業內不同企業的生態效率。如加拿大學者開發了一套適用于食品和飲料行業的生態效率指標（EEI），嘗試解決該行業在水和能源使用、廢水處理、溫室氣體排放、有機廢物和包裝殘余等各個生產環節產生的環境問題。事實證明，圍繞同一行業構建企業生態效率評價指標體系對于比較行業內不同企業生態效率是十分有效的。

綜上所述，生態工業的相關研究主要集中在生態工業概念、生態工業園（區）和發展對策三個方面，國外學者側重于對概念（包括生態工業和生態工業園區）的探究，更關注運行機理；國內學者則善于總結國內外生態工業園區建設實踐，提出改善對策。生態效率是一種經濟效益和環境效益并重的概念。目前生態效率的相關研究主要集中在企業生態效率、產品生態效率和行業生態效率三大領域，且已有成果主要由國外學者完成，他們力求將環境效益的概念充分融入行業、企業和產品的經濟活動中，通過改變傳統的行業發展、企業運行和產品生產，最大限度地降低單位產品的資源消耗和污染物排放，以期實現經濟和社會的可持續發展。深入分析企業（行業）提高生態效率的動力機制，把握生態工業的建設發展規律，將成為我國學者努力的方向。

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［責任編輯張桂霞］