以環境標準推動技術創新邁向生態創新

藍　艷　陳　剛　彭　寧

(中國—東盟環境保護合作中心，北京　100029)

以環境標準推動技術創新邁向生態創新

藍艷陳剛彭寧

(中國—東盟環境保護合作中心，北京100029)

[摘要]環境標準是激勵技術創新的一項直接有效的手段，在指導科技變革、發掘創新空間上發揮了重要作用。回顧歷史，1968年至1998年美國通過實施一系列嚴格的汽車排放標準，排放限值提高了90%以上，不僅取得了顯著的減排成效，更推動了減排技術的革命性創新，有力保障了美國的領先優勢。正是環境標準對技術變革的激勵效應，使其應用于生態創新領域成為可能。生態創新是可持續發展理念在技術創新領域的實踐與提升，既是科學技術的創造力，更是人與環境和諧共生的影響力。為此，環境標準制定時應結合我國環境保護重點任務，合理運用標準應對不同環境問題，并準確把握不同地區、不同行業技術特征和生態特征，充分挖掘國際標準對生態創新的潛在作用。通過將技術支撐、生態創新和政策引導相結合，建立我國污染防治的長效政策措施。

[關鍵詞]環境標準；技術創新；生態創新；汽車排放

中圖分類號：X21

文獻標識碼：碼：A

文章編號：號：1673-288X(2015)05-0030-05

Abstract：Environmental standards serve as an effective method to spur technical innovation and play an important role in guiding technical reform and facilitating innovative efforts.In US history，during 1968 and 1988，US had implemented a series of severe standards on vehicle emissions which elevated the level of emission limits by 90%.As a result，significant emission reduction was achieved，and at the same time，revolutionary innovation in emission reduction technologies was developed，contributing greatly to US’s advantage and leading position in the field.The stimulation from improved environmental standards enables technical reforms，which can be replicated in the field of ecological innovation.As the practice of sustainable development in the areas of technical innovation，ecological innovation is not only a creative power in science and technology，but also an impetus to build harmony between man and nature.Therefore，environmental standards should be properly formulated to spur ecological innovation.To this end，it is suggested that key tasks for environmental protection in China should be incorporated in the process of making environmental standards，with differentiated standards targeting at different environmental issues；while these standards’ potential of stimulating ecological innovation should be fully realized，with ecological characteristics of different regions and technical features of various industries considered.Technical support，ecological innovation，and policy guidance should work together to underpin a long-term effective mix of policy measures on pollution control and prevention in China.

Keywords：environmental standards；technical innovation；ecological innovation；vehicle emissions

作者簡介：郝雅瓊，博士，副研究員，主要從事進口廢物污染特性研究與屬性鑒別

1環境標準是推動技術創新的重要實踐

環境標準是環境保護體系的重要組成部分，為國家環境保護規劃、環境監管執法和環境影響評價提供了參考標準和實施依據，是實現經濟發展和環境保護雙贏的重要保障[1]。在充分發揮環境標準“度量衡”重要作用的同時，如何利用環境標準及其標準化過程促進技術創新已成為當前環境保護管理決策中的重要議題。

就兩者的關聯性而言，環境標準與技術創新相互影響、相互制約、協同發展。一方面，環境標準是以環保技術與國內實踐的綜合成果為依據制定的，環保技術發展水平是建立和完善環境標準的基石，任何一項環境標準的調整都基于環保技術的發展和應用；另一方面，環境標準的制定將直接影響企業環境技術創新，大型企業愿意且能夠通過環保技術創新來應對政府日益嚴格的環境標準，但對于污染密集型產業和中小企業而言，嚴格的環境標準極大的增加了企業的生產成本，中小企業將不堪重負[2]。

美國自上世紀開始實施一系列嚴格的環境標準之后，技術領域隨之發生了重要變革。如《清潔空氣法》(Clean Air Act)1970修正案和1977修正案大幅提高了汽車污染排放標準，促使企業進行催化轉化器和三元催化轉化器的開發；《聯邦水污染控制法》(Federal Water Pollution Control Act)和《清潔空氣法案》中提出了限制汞排放的條款，并形成了氯堿廠汞排放標準，推動企業開發了工藝用水與冷凝水分離技術；根據《有毒物質控制法》(Toxic Substances Control Act)，美國環保局要求禁止使用氯氟烴和多氯聯苯，促使企業研發了氯氟烴和多氯聯苯的替代物。

美國的實踐經驗表明，環境標準對企業環保技術創新具有積極的引導作用，企業對環境標準的技術響應則呈現出多種形式，如加快現有技術推廣普及、完善和提升企業工藝流程、加大替代產品和先進技術研發力度。環境危害越嚴重、環境標準越嚴格的領域，越有可能產生根本性的技術創新。企業只有徹底改變其技術、工藝，才能達到新環境標準的要求。同時，技術創新離不開市場，沒有好的市場開拓，新技術很可能無法推廣，創新成果就無從顯現，美國鉛捕獲器技術推廣不力，正因為此[3]。

2美國汽車行業的案例：嚴格排放標準催化重大技術革新

美國汽車排放標準對汽車排放控制技術的影響是標準推動技術創新的典型案例[4]。一方面，汽車排放標準的實施取得了十分顯著的成效，與上世紀70年代相比，汽車污染減排高達95%以上，使全國空氣質量得到總體改善。另一方面，汽車排放控制技術改革推動了一系列相關技術的革新。汽車排放控制技術包括催化轉化器、電子反饋控制系統和熱管理系統等，其復雜程度遠遠大于氟氯烴控制、煙氣脫硫等。不僅僅是汽車制造商，相關組件提供商也都經歷了創造性的技術改變，從而推動了汽車工業整體的可持續發展。

2.1　環境標準從嚴制定，靈活實施

1952年，化學家施密特首次提出加州南部霧霾的形成與汽車尾氣有直接關系。為了解決汽車尾氣污染問題，汽車制造商自愿在加州銷售的所有汽車上安裝曲軸箱通風裝置，但除此之外，制造商對于研發其它能夠進一步降低污染排放的裝置并沒有積極性。針對這種情況，1959年，加州公共健康部出臺首部州立空氣質量標準，同時立法機關成立了加州汽車污染管理委員會，對汽車的排放水平和排放控制設備進行監管。

1965年，美國頒布《機動車污染控制法》，第一次建立新機動車聯邦排放標準。美國環保局設立后，以《清潔空氣法》為核心，通過不斷修正法律要求，提高排放標準限值，美國逐步實施越來越嚴格的機動車排放標準(表1)。

表1　美國汽車排放標準的發展歷程

《清潔空氣法》1970修正案是美國汽車排放控制史上非常重要的一個法案，汽車排放標準特意將目標設定在當時技術無法達到的水平。雖然該標準遭到汽車制造商的強烈反對，實施時間被多次推遲，但政府推行嚴格汽車排放標準的決心仍然十分堅定。1973年，政府專門為1975年車型制定了中期的排放標準，以限制過渡時期的汽車排放，并強制1975年車型裝配排氣系統催化轉化器，對汽車工業產生巨大影響。

《清潔空氣法》1990修正案為輕型汽車規定了兩套排放標準，1994至1997年執行第一階段排放標準(TIER I)，2004至2009年執行第二階段排放標準(TIER II)。其中，TIER II所設立的目標為：以1965年為基準年，實現HC和CO分別減排98%和95%。同時，美國環保局出臺新的燃料標準，對汽油中的含氧量、苯、重金屬和芳烴含量進行限制。

1997年設立的國家低排放汽車項目(NLEV)為TIER II實施之前的過渡期提供了嚴格排放標準。NLEV為自愿項目，汽車制造商選擇簽署該項目協議后，需要達到聯邦政府在汽車減排方面的其它要求。美國政府承諾降低協議企業的監管負擔，因此許多企業為了穩定的監管環境，選擇簽訂NLEV項目協議。

顯而易見，美國為改善空氣質量不斷提高其汽車排放標準，尤其是1970年至1981年間，HC、CO和NOX的排放限值嚴格了90%以上。在排放標準升級過程中，適時推出相應的燃料標準和技術標準作為補充。排放標準的實施結合企業技術水平和實際困難，設立可供達標的過渡期及其過渡標準，并推出相關自愿項目，在污染減排的總體目標下保留了企業發展和技術創新的主動權。

2.2　嚴格標準倒逼汽車行業技術創新

最初，美國汽車行業的反應是投資于那些基于現有技術的創新以及投資少量資金在汽車排放控制技術的研發上。汽車制造商通過廢氣循環、熱真空開關、熱反應器和空氣預熱系統等技術改造來滿足《清潔空氣法》1970修正案對于降低汽車污染排放的要求。本田汽車公司開發的復合渦流調速燃燒系統汽車發動機和克萊斯勒汽車公司開發的稀薄燃燒發動機將HC和CO的濃度分別降至了0.93g/km和9.32g/km，達到了1975年美國環保局對汽車污染排放的要求。

催化轉化器在當時雖已是一種眾所周知的技術，但將其應用于汽車領域仍需進一步的改善和提高。并且從市場的角度來看，開發催化轉化技術將淘汰掉企業現有發動機改進技術，提高企業生產成本，對企業近期的核心競爭力形成破壞，并吞噬掉那些依賴于傳統技術產品而產生的利潤。當1981年NOx減排標準正式實施后，本田和克萊斯勒的發動機被迅速淘汰，汽車制造商意識到開發三元催化轉化器是實現HC、CO和NOx三種污染物共同達標的唯一途徑。值得一提的是，在催化轉化器的研發和推廣過程中，美國環保局工作人員將自身關于催化轉化器的知識水平提升到了行業專家的水平，不僅解決了政府和企業的信息不對稱問題，也幫助美國環保局確立催化轉化器的技術標準。

上世紀90年代，為了滿足《空氣清潔法》1990修正案更加嚴格的汽車排放要求，汽車制造商引入了更加復雜的排放控制裝置，如電控空氣-燃料噴射器、電子廢氣循環系統、快速溫度傳感器、催化劑快速加熱系統、組合NOx/O2傳感器等。此后，為了應對2004年施行的第二階段排放標準(TIER II)，汽車制造商開發出了更加先進的催化技術(如高密度的六邊形孔結構的催化劑載體)和發動機控制技術(電控廢氣循環系統和霧化改進的燃料噴射器)。

圖1展現了1968至1998年間美國聯邦汽車排放標準及汽車排放控制技術的發展情況。排放標準的每一次提高，都催生了汽車工業排放控制技術的革新，引導了該領域科學技術的發展方向。1975年的氧化催化劑、1981的三元催化劑以及1994年的熱管理系統和在線故障診斷系統都是汽車工業發展史上的重要里程碑。

圖1　1970年至1998年美國聯邦汽車排放標準

專利作為衡量國家和企業創新能力的重要指標之一，更加直觀的展示了美國汽車工業對嚴格排放標準的技術響應(圖2)。在《清潔空氣法》1970修正案、1990修正案和1997國家低排放項目實施前后，汽車排放技術相關專利的數量都呈現出明顯的上升趨勢。在《清潔空氣法》1977修正案頒布前后，汽車制造商為達到NOX排放標準的要求，摒棄了企業傳統的發動機技術，專注致力于三元催化轉化器的研發，使得專利數量逐年下滑。但該階段專利數量的減少并不意味著美國汽車工業創新能力的下降，而是汽車工業的革命性創新。在美國機動車排放控制過程中，標準不僅僅是技術創新的積極推動者，甚至可以說，是排放技術創新的決定性因素。汽車制造商及其組件供應商持有著93%以上的相關專利，是汽車排放控制技術創新的主角。

圖2　汽車排放控制技術專利申請隨排放標準的變化情況

可見，嚴格的環境標準極大的刺激企業開發和采納技術創新，尤其是排放標準和環境質量標準的設立，與技術標準相比具有更多的靈活性，更大程度的激發出新的創意。如果企業能夠把自身先進技術推廣為行業標準，并能對標準施加影響，他就更能從技術創新中獲益，占有更廣闊的市場并具備強大競爭力。政府在推動企業進行技術創新的同時，通過制定配套環境政策，為新知識和新技術提供了潛在市場，進一步激勵了科技變革。

3環境標準新使命——從技術創新到生態創新

伴隨全球實現可持續發展的浪潮，生態創新理念隨之興起。2004年，歐盟開展了環境技術行動計劃，開始在歐盟及成員國層面推動生態創新研究。2011年底，歐盟在“歐洲：2020”戰略背景下提出生態創新行動計劃(EcoAP)，規劃了未來十年的生態創新目標，旨在加快各成員國的生態創新進程。亞歐會議成員國于2011年共同成立了亞歐會議中小企業生態創新中心(ASEIC)，以進一步促進和提高區域中小企業生態創新，增強區域生態創新合作。

2009年，經合組織在《可持續制造與生態創新》報告中指出：生態創新作為可持續發展重要的智力支撐和有力保障，與普通技術創新存在兩點差異：一是生態創新反映了創新對減少環境影響的充分關注；二是生態創新并不局限于對產品(服務)、工藝流程、營銷方法、組織方式的創新，更包括對社會結構和制度安排的創新[5]。

正是環境標準對技術變革的激勵效應，使其應用于生態創新領域成為可能。同時，由于環境問題和生態創新都具有巨大的多樣性，可持續發展不是單純的技術創新就能夠實現的，必須依靠生態創新實現技術、組織和制度的共同變革才能更好的為國家可持續發展戰略提供科技支撐[6-8]。

EcoAP中已經明確提出通過制定新的環境標準來推動生態創新，荷蘭環境評估署(PBL)也正就環境標準在生態創新中的作用開展相關研究，以為政府決策提供理論支持[9]。這些國家在標準制定過程中充分考慮了環境標準對生態創新的推動效應，提出了建立“環境問題識別、新技術及生態創新特征識別、生態創新市場特征識別、國際標準對生態創新潛在作用識別”的標準化過程框架，為我國環境標準的制定帶來了有益的啟示。

4啟示與建議

當前，環境標準正在引領技術創新向生態創新邁進，對推動國家和地區的可持續發展發揮著積極作用。我國環境標準的制定，在充分考慮我國國情和環境管理需要的前提下，應更加注重環境標準化過程，強化環境標準對生態創新的引導作用，以更好地推進我國生態文明建設。為此，建議：

4.1　結合我國環境保護重點任務，合理運用環境標準應對不同環境問題挑戰

我國環境問題復雜多樣，環境標準的制定、修訂和實施必須結合我國環境保護主攻方向和重點任務。首先，以解決損害群眾健康突出問題為重點，對關系民生的大氣、水、土壤三大污染問題以及有毒有害污染物問題立即進行干預，重拳出擊，將嚴格環境標準作為主要應對策略來限制甚至禁止相關活動，以盡快控制并及時緩解此類環境問題。同時，結合我國近年來環境科學研究成果，依托國家環境保護重點科技項目，以更科學的方法制定和修訂我國環境標準。

對于需要長期綜合治理的環境問題，則實施一些更加漸進的監管方法，把環境治理同經濟結構調整、創新驅動發展更好的結合起來，建立起相互依存、相互銜接、相互補充的環境標準體系和環境科技創新體系。生物多樣性退化及氣候變化等全球環境問題，在政策選擇時需要考慮到生物的適應性和環境影響的遞減性，而這些效應將在今后一段時間內才能得以顯現，決策者確定應對時間和方法時應具有一定靈活性。

4.2　準確把握不同地區、不同行業技術及生態創新特征，以標準推動先進技術傳播和技術創新，并逐步向生態創新邁進

我國不同地區間經濟發展差異較大，環境標準的制定在統一的基礎上應充分考慮各行業實際情況。充分做好調研工作，全面掌握不同區域、不同行業的技術特征，以及企業潛在創新能力，提出差異化的解決方案。當現有技術足以解決當前環境問題時，相關政策需著眼于技術的擴散和傳播；而當現有技術無法達到現階段環境管理的需求時，在政策的制定上則需要加強對發明或創新的積極引導。通常而言，企業傾向于接受效率更高、成本更低、更為節約勞動力資源或更新穎的先進技術，更愿意依靠企業原始創新和前沿技術研究，以實現關鍵技術與設備的突破，增強企業核心競爭力。

厘清各區域、各行業生態創新特征，推動企業進行更廣泛的生態創新。生態創新的一項重要特征是網絡技術的引進，而網絡技術的軟件價值依賴于與其兼容的硬件支撐，如電動汽車的推廣必須建立在充電站的普及之上，僅僅依靠治理環境外部性的政策工具還不足以滿足電動汽車的大規模擴散，必須進一步完善與環境標準制度相關的配套措施。

4.3　識別生態創新的相關市場特征，為生態創新發掘潛在市場

企業是提升國家生態創新能力的重點領域，企業的發展必須保證其市場份額、盈利能力和產品生命周期等核心業務。并且，伴隨著技術的快速發展和技術生命周期的縮短，創新在市場、環境等方面面臨著更大的不確定性。在推動企業生態創新的過程中，必須對市場特征做出清晰的判定，確定企業生產是否處于規模收益遞增狀態，國際分工和全球化是否會影響到特定的企業生態創新等。

全面的市場特征分析還必須結合相關的技術特征，只有具有市場空間的先進技術和生態創新產品才具有傳播和推廣的可能性，成為企業增長和獲利的關鍵驅動力。同時，政府必須為技術的產生、推廣和傳播制定配套的環境政策，以形成足夠強大的市場拉動力，為新知識和技術提供潛在市場。只有技術和市場的雙重驅動才能幫助決策者更好推動生態創新，并為企業生態創新創造更好的市場條件。

4.4　加強與國際標準的互動協調，充分挖掘國際標準對生態創新的潛在作用

環境標準在國際交往中日趨重要，不僅體現在國際社會環境保護工作中，而且在國際經濟交往中也發揮著越來越大的作用。一方面，我們必須密切關注國外環境標準的實施和發布情況，以幫助提高我國環境標準的及時性、科學性和國際性。另一方面，識別那些已經在國外成功應用于推動生態創新領域并可借鑒的環境標準，并對國際政策協調如何推動特定生態創新作出正確評估。通過識別和分析國外環境標準對生態創新的作用機制，篩選出有利于推動國內生態創新的環境標準，充分借鑒其實踐經驗。

發達國家嚴格的環境標準也提高了市場準入的技術門檻，對國內產品形成了技術和環境的貿易壁壘。企業的研發過程中，需以國際標準為重要參考，發展企業核心技術和自主知識產權，突破各種技術壁壘，以贏得國際貿易中的主動權。

5研究小結

環境標準是激勵技術創新的一項直接有效的手段，在指導科技變革、發掘創新空間上發揮了重要作用。生態創新是可持續發展理念在技術創新領域的實踐與提升，既是科學技術的創造力，更是人與環境和諧共生的影響力。當前環境標準正在引領技術創新向生態創新邁進，對推動國家和地區的可持續發展發揮著積極作用。我國環境標準的制定，在充分考慮我國國情和環境管理需要的前提下，應更加注重環境標準化過程，強化環境標準對生態創新的引導作用，以更好地推進我國生態文明建設。為此建議：

第一，結合我國環境保護重點任務，合理運用環境標準應對不同環境問題挑戰。

第二，準確把握不同地區、不同行業技術及生態創新特征，以標準推動先進技術傳播和技術創新，并逐步向生態創新邁進。

第三，識別生態創新的相關市場特征，為生態創新發掘潛在市場。

第四，加強與國際標準的互動協調，充分挖掘國際標準對生態創新的潛在作用。

參考文獻：

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Spurring Technical Innovation with Environmental Standards：

A way towards Ecological Innovation

LAN YanCHEN GangPENG Ning

(China-ASEAN Environmental Cooperation Center，Beijing，100029)

項目資助：國家環境保護標準制修訂項目(No.2012-1)

引用文獻格式：郝雅瓊.進口可用作原料固體廢物環控標準及檢驗規程存在問題及對策研究[J].環境與可持續發展，2015，40(5)：35-37.