銅陵市產業生態化發展路徑研究

王 偉

（安徽師范大學國土資源與旅游學院，安徽蕪湖 241002）

銅陵市產業生態化發展路徑研究

王 偉

（安徽師范大學國土資源與旅游學院，安徽蕪湖 241002）

產業生態化是當前國際產業發展的重要趨勢之一，更是資源型城市產業轉型的必然選擇.本文依據產業生態學理論，基于技術創新的視角，闡明了產業生態化與生化技術創新的內涵關系，對生化技術創新范疇進行了明細分類.并選取金屬資源型城市銅陵市為研究范例，對其產業生態狀況、資源代謝流量和產業比較優勢進行了定性分析與技術分析，在此基礎上，著重對第二產業進行了深入研究，詳細提出了產業生態化發展的具體路徑，為資源型城市產業轉型研究提供了理論依據和實踐參考.

產業生態化；技術創新；銅陵

當前在全球提倡可持續發展和中國經濟轉型升級的背景下，產業生態化發展成為全球產業發展的持續趨勢［1］.黨的十八大報告首次提出要建設生態文明，“著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展，形成節約資源和保護環境的空間格局、產業結構、生產方式、生活方式”.資源型產業作為傳統產業是以自然資源的開采、加工、利用為基礎的，資源代謝對自然生態系統的物質循環產生了嚴重的生態環境脅迫［2］，使得所在區域的人地系統更具敏感性、脆弱性且抗擾動性差，礦業城市成為了中國產業發展與環境保護沖突顯著的空間單元，推進其產業生態化轉型研究已成為區域可持續發展研究的熱點領域.銅陵作為一座典型的金屬型資源枯竭城市，與煤炭型、石油型、森林型城市相比，資源產業發展既存在對生態環境影響的共性又有其自身發展路徑的特性.這主要是因為銅礦物質中除含有銅金屬以外，還含有大量的鐵、硫、稀有金屬以及非金屬礦物成分等伴生資源，銅資源產業發展的同時還會衍生出伴生資源產業與之共生，進而又加劇了城市產業對生態環境的脅迫.因此，堅持綠色發展，走產業生態化之路，是銅陵市資源型城市轉型的必由路徑.

1　產業生態化內涵與支撐

從文獻研究來看，產業生態的概念源于Robert u.Ayres（1988，1994）“產業代謝”理論的啟示，Robert A.Frosch（1989）首次提出產業生態系統的概念，T.E.Graedel（1993）又提出線性模型、不完全循環模型和閉路循環模型的產業生態系統的三級進化理論，參照自然生態系統的運作方式，Paul Hawken（1993）Micah D，Low enthal（1998）和Jouni Korhonen（2004）等將生態系統的概念應用到整個產業運作之中，奠定了產業系統的生態隱喻理論基礎，并從生態學角度，運用物質和能量流分析、要素流分析、生命周期評價方法等技術分析方法開展研究.依據自然生態的有機循環原理，一個企業產生的廢棄物或副產品，成為另一個企業的原材料，不同類別的產業、企業之間橫向和縱向共生，以及不同企業或工藝流程間的橫向耦合及資源共享，形成類似于生態系統中食物鏈（網）的產業循環生態鏈（網），使能量和物質的消費得以優化，廢棄物的產出被最小化，工業生態園區作為由制造業企業和服務業企業組成的群落社區，被Emest Lowe、Warren、樊海林等國內外學者普遍認為是產業生態理論最主要的實踐載體［3－9］.20世紀80年代以后，產業生態學理論逐步形成，在可持續發展的國際思潮影響下迅速發展，根據國際產業生態學學會界定，研究領域主要涉及環境設計、產業技術變革與環境、產業生態系統和生態工業園、物質和能源流研究等12個方面和全球（或社會）宏觀、產業（或園區）中觀、企業（或人）微觀三個尺度.而產業生態化是對“產業生態”的動詞化，是以產業生態學為理論指導的產業可持續發展戰略和產業生態轉型的動態過程的實踐應用.具體可以描述為，某類產業依照自然生態系統的運作原理來建立或轉變產業發展方式，把在一定區域空間內的不同生產分工的企業，依照有機循環、生物代謝和耦合共生的自然生態原理進行功能分類和優化組合，實現不同尺度區域空間內能量與物質的封閉循環和分解利用，建立社會經濟與生態環境協調、友好的產業生態系統，實現產業經濟效益、環境效益與社會效益最大化的動態過程［10］.而生態化技術創新則是將生態學的理念貫穿于技術創新全過程，把技術對環境、生態的影響和作用作為首要考慮因素，將技術創新目標與生態建設目標統籌兼顧，建立起一種新的協調型創新機制，從本質上糾正技術創新負外部性，既實現技術創新驅動經濟增長的作用，又科學開發和充分利用生態資源與物質能量，以維持生態環境系統的平衡穩定，為實現經濟、環境、社會三大效益相統一提供了可能.產業生態化技術主要包括能源節約利用和清潔生產等減量化技術、廢物回收和再利用等循環化技術、資源綜合利用和資源替代等資源化技術、污染預防控制與治理等環境技術，這些技術構筑了產業生態的技術體系支撐并貫穿于產業全過程.循環經濟和生態技術創新是促進資源型產業生態轉型的動力［11］，生態技術創新體系則是區域產業生態化支撐的核心體系，只有在產業生態系統取得技術創新，并通過技術的應用與擴散，對高污染、高消耗、低資源利用效率的企業進行技術改造，提高整個產業的生態技術創新能力，才能為產業生態化發展提供必要的技術條件［12］.

表1　產業生態化技術創新體系

2　銅陵市產業生態現狀

銅陵市位于安徽省南部、長江下游南岸，地處長三角經濟圈和武漢經濟圈的交匯處，是長江經濟帶皖江段上重要的工貿港口城市.2013年銅陵市總人口74.23萬人，全年實現生產總值680.6億元.2006年被列為國家第一批循環經濟試點城市和可持續發展實驗區，2009年被列為國家第二批資源枯竭型城市和科技進步示范市，2013年成為全國首批循環經濟示范創建市和國家節能減排財政政策綜合示范城市.經過多年來的轉型實踐，銅陵市產業生態的總體狀況已得到了較大改善，但仍然存在著如下方面的困境.

（1）產業結構單一.2013年第一、二、三產業增加值在地區生產總值中的比例為1.8：72.5：25.7，工業增加值占地區生產總值比重為67.3%，其中銅工業增加值占工業增加值的97.28%，重工業占工業增加值的97.28%.產業結構資源化與重工業化單一特征明顯.

（2）產業生態效率相對低下.與安徽全省相比，2013年銅陵以占全省1.1%的人口、0.8%的土地，創造了3.6%的GDP、5.4%的規上工業增加值，同時也排放和產生了全省7.3%的二氧化硫、6.5%的工業廢氣、3.6%的廢水、11.8%的工業固廢.單位面積主要污染物二氧化硫、氮氧化物、化學需氧量、氨氮、廢水、廢氣排放量和固廢產生量分別是全省的9.14、6.26、2.02、1.84、4.54、8.16、14.77倍.

（3）資源瓶頸突出.有色、化工、建材、電力、鋼鐵、焦化等六大高耗能產業產值占規模以上工業總產值的80.6%.主導產業銅的一次資源自給率不足6%，磷礦石100%外購；按照目前已探明儲量，以目前的開采速度僅能開采不足30年.資源供給和環境容量已成為銅陵市可持續發展的瓶頸.

（4）生態補償機制不健全.目前的財稅體制下，大型國有資源企業上繳稅收中，地方留存比例較低，而給地方帶來的諸多環境、社會問題，卻由地方政府從本級財政收入中解決，必然導致資源、生態補償機制缺位以及資金不足的問題.各市場主體在資源利用、承擔補償、環境保護的責任和義務等方面缺少法律、法規規范.

（5）創新資源先天缺乏.由于決定礦產資源分布的自然條件導致“因資源而生”的城市往往遠離經濟中心城市，而國家重點科教資源90%均分布在直轄市和省會城市，因此資源型城市區域內缺乏重點大學、研究機構等創新資源.銅陵市僅有一所以經濟管理類為主的普通本科高校.并且，資源詛咒的擠出效應也成為人力資源開發、研發投入、和創新活動的制約因素.

（6）創新績效呈現邊際效應.銅陵市2013年全社會研發投入支出19.04億，其中用于資源綜合利用、節能減排、清潔生產等生態環境方面的支出占13.5%，且近三年平均增長15%.然而從近三年的工業固體廢物綜合利用率、單位國內生產總值能源消耗、廢水排放量和主要空氣污染物排放總量等指標數值來看，均只產生微小的量變，變化曲線趨于平緩，顯示出明顯的邊際效應.

3　銅陵市產業生態化策略分析

資源型城市的生態環境問題，主要是由資源性產業工業化過程帶來的，因此第二產業的生態化是資源型城市產業生態化發展的“牛鼻子”.2013年銅陵市第二產業增加值占地區生產總值比重為67.3%，其中銅工業增加值占工業增加值的63.75%，銅產業既是銅陵市的首位主導產業也是傳統支柱產業.由于銅資源與伴生資源產業共生，因此銅陵市在發展銅產業的同時，也衍生出了有色、化工、建材、鋼鐵等能耗、排放、污染相對較高的傳統產業，而高耗能的產業發展必然需要電力、煤氣、蒸汽等能源產業為其配套提供能源.這些共生的傳統產業和能源產業都是銅產業的關聯產業，不僅對資源產業存在依賴性和風險性，而且所共同形成的大量物資、能量代謝形成疊加效應，加劇了對自然環境的影響，對生態系統造成了更加嚴重的脅迫.同時，在新常態下，資源密集型、勞動密集型的傳統產業的生產要素成本不斷上升，資源型城市產業轉型即要克服資源枯竭的約束力，要素成本上升的市場壓力又要克服環境的負效應.因此，必須要依靠產業生態化技術創新，來提高銅礦資源以及伴生礦產的一次綜合利用率，提高系統代謝物質的二次循環利用率，最大限度減少資源廢棄物排放，降低能源的消耗，此外，銅材料本身還可以回收進行再利用.所以，以資源化、循環化、減量化為主要特征的產業生態化模式，是有色金屬——銅資源型城市產業轉型的必然選擇.

根據產業生態學的代謝理論，產業生態系統的代謝就是產業系統對自然資源的獲取、開發、利用一直到廢棄物排放分解的全部環節和過程.表現為資源流在系統及其子系統中的輸入、消耗、儲存及輸出［2］.通過運用產業代謝理論常用的MFA（物質流分析方法）對銅陵市的主要資源工業的物質流進行簡要分析銅陵工業生態化的策略是，以生態化技術創新體系為支撐，推進重點行業清潔生產，強化建立企業間循環鏈接和產業間共生耦合的循環型產業體系.

4　銅陵市產業生態化發展路徑

4.1銅資源產業

4.1.1銅資源代謝流量分析銅陵市2012年生產電解銅90.4萬噸，共消耗各類資源1357.8萬噸，其中消耗國內資源1144.3萬噸，進口資源213.5萬噸，產出銅及相關副產品360.5萬噸，廢物產生量997.3萬噸.通過發展循環經濟廢物減量800.8萬噸，排放1.5萬噸，最終處置195萬噸（見圖2）.經計算，銅陵市2012年銅礦山和冶煉產業資源利用率為86.9%，廢物減量化率為80.3%，分別比2010年提高15.3和19.8個百分點，未利用資源處置率為13.1%，排放水平約為0.1%.廢棄物處治和綜合利用難度愈來愈大，利用率提高空間逐漸縮小，邊際成本不斷增加逼近上限.因此，按照產業生命周期理論，要減少代謝物質量，必須遵循適度發展銅冶煉業，限制發展銅采礦業，從源頭上降低資源投入和消耗總量；優先發展銅加工業，有序發展銅拆解業，從過程和末端提高資源加工利用率和回收利用率的生態化策略.

圖1　銅陵市銅資源代謝流量圖

圖2　銅陵市硫資源代謝流量圖

4.1.2銅資源產業生態化轉型路徑 2013年全市規模以上銅及銅加工企業已達51戶，占比20.81%；銅產業總產值達1287億元，占全市工業總產值72.26%.銅產業既是銅陵市的首位主導產業也是傳統支柱產業.因此銅產業的生態化，應是該市產業轉型升級的重點.以提高銅資源綜合利用的生態水平和經濟效益為核心，構建“礦山采選與修復—綠色冶煉—銅加工—銅拆解與回收利用”的銅資源循環產業鏈；重點開發補鏈項目、產業鏈延伸項目和銅廢棄資源高值化利用項目，進一步提高礦產資源綜合利用率、水循環利用率、降低能耗；不斷延伸增粗銅桿（線、纜）、銅箔、銅板帶、銅管、電子級磷銅球、印制電路板、LED支架等七條銅精深加工產業鏈，重點依靠工藝創新、產品創新、技術創新提高銅產業附加值，通過信息化與制造業融合，提升數字化、智能化制造水平，提高銅產業全要素勞動生產率和生態效率.

圖3　銅陵市石灰石資源代謝流量圖

圖4　銅陵循環經濟工業園區能源梯級綜合利用圖資料來源《銅陵市循環經濟“十二五”規劃》

4.2硫資源產業

4.2.1硫資源代謝流量分析2012年銅陵市硫資源產業共生產各類產品289萬噸，消耗各類資源357.7萬噸，其中硫礦山開采量156.9萬噸，其他礦山產品和國內資源200.8萬噸.廢物產生量75.2萬噸，綜合利用65.2萬噸，排放0.5萬噸，最終處置3.0萬噸（見圖3）.經計算，2012年硫資源利用率為99.0%，廢物減量化率為95.3%，分別比2010年提高1.7和1.5個百分點.未利用資源處置率為0.84%，排放水平為0.14%.

4.2.2硫資源產業生態化轉型路徑

按照產業生態化的發展目標，科學設計物料循環和產業耦合，大力發展具有較高技術含量和附加值的有機化工產業鏈.發揮生態鏈上重點企業的骨干作用和產業優勢，加快生態補鏈項目和延伸項目建設，有效促進硫磷化工產業循環鏈的延伸完善，推進靜脈產業發展，拓展與冶金、建材等產業的耦合、能量梯級利用和物料循環對接.硫酸是化工之母，位于化工產業鏈的上游，以硫磷化工產業鏈和鈦精細化工產業鏈為主干鏈，推進關聯企業的融合、耦合，提高資源利用率是硫資源產業生態化轉型的重點：一條主鏈是重點發展以精制磷酸鹽、磷酸鐵鋰、氟酸鹽、鈦酸鹽等為代表的硫磷化工產業鏈；另一主鏈是重點發展以金紅石型包膜鈦白粉、高檔絕緣漆和高純硝酸銀為標志的精細化工產業鏈.再通過焦化副產焦油的開發利用，碳酸二甲酯配套項目開發和己內酰胺項目建設，可以進一步完善整個產業鏈條.生態轉型的目標是最終通過生態技術和產業技術的創新，內生驅動硫磷化工、精細化工、有機化工三大產業鏈相互耦合按照生態共生方式形成良性循環，不斷向產業鏈附加值的高端延伸.

4.3石灰石資源產業

4.3.1石灰石資源代謝流量分析 銅陵市2012年石灰石建材行業產出2126萬噸，其中：水泥熟料產品1156.6萬噸、水泥744.4萬噸，建筑石料225萬噸.消耗各類資源3293.9萬噸，其中：礦山資源2948.9萬噸、燃料和其他資源325萬噸、處置和利用工業和城市廢物253.6萬噸，排放廢物1401.5萬噸.石灰石建材行業的資源利用率為60.3%，水泥熟料和水泥產品對全市廢物的減量化貢獻水平為13.4%（見圖4）.從物質流分析可以看出，由熟料的生產工藝所決定，銅陵市在水泥熟料生產過程還原自然的排放物質比例很高，所以應當適度控制水泥熟料的產能增長，提高水泥產量比重，有利市域廢物減量和循環經濟發展.

4.3.2石灰石資源產業生態化轉型路徑 石灰石資源產業的生態化轉型路徑的核心是提高其資源綜合利用效率，因此，圍繞提高建材產品加工深度和工業固體廢棄物資源化利用水平，選擇生態產品開發創新模式，加大產品技術創新力度，發展以超細輕質碳酸鈣、高檔石灰乳、超細石灰粉、污水水處理劑為代表的石灰石高檔產品產業鏈，推動產業鏈向高端延伸；積極發展新型、高性能、功能型建筑材料，實現資源的高層次開發和效益最大化；在保證水泥產品質量的前提下，不斷加大“三廢”資源和城市生活垃圾的摻入量；推廣先進的余熱發電技術，降低環境污染；加強礦山生態修復，建設“零排放”的生態礦山.

4.4建立三大資源二次利用領域耦合循環產業鏈

有色行業重點開發有色冶煉煙灰、電解陽極泥、酸泥、冶煉廢渣等工業固廢資源.構建冶煉廢渣－選鐵－選鐵廢渣－蒸壓磚－蒸壓混凝土砌塊循環產業鏈，以及選銅后硫鐵資源－制硫酸－硫酸渣－鐵球團－煉鐵、煉鋼產業循環產業鏈.同時，回收利用其他稀貴金屬和硫酸余熱及煙氣資源，實現伴生資源及冶煉廢渣高值化利用，利用回收廢銅、硫酸銅、富銅礦為原料生產高附加值銅基顏料及發展銅基新材料等.化工行業重點開發利用磷石膏制建筑石膏材料和水泥緩凝劑，不斷提高磷石膏的利用效率，實現化工與建材、電力、冶金等工業的耦合；建材行業加大電廠副產粉煤灰開發利用，生產水泥、加氣混凝土砌塊等產品，實現電力與建材工業的耦合；冶金行業重點提高黑色冶金廢渣的利用效率，在傳統的利用鋼鐵冶煉廢渣生產水泥的基礎上，通過開發微細廢渣制品用于水泥及保溫材料的生產，實現冶金工業與建材、化工工業的耦合.通過建立工業固廢耦合循環產業鏈，實現銅尾砂、銅冶煉廢渣、磷石膏、粉煤灰、脫硫石膏等大宗二次資源的科學、高效利用，將資源價值“吃干榨盡”.

4.5實現工業園區余熱、余壓梯級利用

按照生態工業園（EIPS）實踐理論，產業生態化需要一定的空間載體來支撐，工業園區是若干個企業在空間上的集聚，彼此具有空間上的鄰接性，這就為企業之間進行物質流、能量流、技術流的循環利用、共生發展提供物理空間上的載體支撐，為產業在中觀層面上實現生態化提供了空間條件.銅陵市已建成兩個循環經濟工業園區，兩個園區可以依據熱力學理論，借助系統工程方法，對不同溫度的熱能按應用規律進行科學分配，通過信息集成、技術集成、能量集成及基礎設施共享，把能量轉換、傳遞和利用全過程，整合到企業、園區乃至整個社區的生產與生活空間，充分利用蒸汽、天然氣、煤氣等工業能源，建立符合生態工業園區的能量梯級利用體系［13］.

（1）建立循環經濟工業試驗園余熱梯級利用體系.利用冶煉企業的熱電站鍋爐、焦化企業的燃氣鍋爐和園區內化工企業的余熱鍋爐，建設園區供熱、供氣管網系統，滿足園區內企業的蒸汽需求，并將富余蒸汽用于洗浴、賓館、飯店、醫院和學校等領域，實現工業與服務業之間的能量梯級利用.

（2）建立橫港區域能源梯級利用系統.利用皖能銅陵公司30萬機組負荷較低，經常處于調峰狀態運行特點，進行熱電聯產改造，利用改造后的余熱和區域內銅冶煉、化工企業余熱，建設覆蓋橫港掃把溝地區的生產、生活能量梯級利用系統.

5　結語

黨的十八屆五中全會提出了“創新、協調、綠色、開放、共享”的五大發展理念.銅陵作為有色金屬類資源型城市走基于生態技術創新的生態化轉型之路，是順應當前發展形勢的戰略選擇，是符合區域實際和產業發展規律的客觀要求.產業生態化需要按照產業鏈的關聯、產品的生命周期來布局技術的創新鏈，通過技術的改造、升級、創新、應用，發展新技術、新產品、新模式和新業態，尤其是加強互聯網、物聯網等現代信息技術、智能制造、新材料、新能源等技術的應用融合，來驅動產業生態化發展.而產業生態化的過程實現了產業鏈的延伸、拓展和耦合，并向高附加值環節升級，又反向推動了產業技術的擴散、融合與創新.此外，通過大力培育發展戰略性新興替代產業，不斷提高替代產業的規模比重，逐漸降低“三高一低”產業的比例，持續優化調整產業的質量和結構，才是產業生態化發展的根本路徑.

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Research on Development Path of Ecological Industry in Tongling

WANG Wei
（College of Territorial Resources and Tourism，Anhui Normal University，Wuhu 241000，China）

Industrial ecology is one of the most important trends of current international industry development and the inevitable choice of industry transformation of resources city.On the basis of industrial ecology theory，and from the perspective of technology innovation，the paper expounds the connotation of the relationship between industrial ecology and biochemical technology innovation，and classifies the innovation category of biochemical technology.And it selects Tongling as metal resourcebased city as a research case and does qualitative analysis and technical analysis of industrial ecological conditions，resources metabolic flux and industrial comparative advantage.And the secondary industry is mainly researched.The concrete paths of ecological development of various industries are proposed.These results can provide the theoretical basis and practical reference for researching industry transformation of resource－based city.

industrial ecology；technology innovation；Tongling

F129

A

1001－2443（2016）03－0264－06

10.14182／J.cnki.1001－2443.2016.03.011

2016－01－06

國家自然科學基金（41271545）.

王偉（1981－），男，安徽懷遠人，助理研究員，博士研究生.

引用格式：王偉.銅陵市產業生態化發展路徑研究［J］.安徽師范大學學報：自然科學版，2016，39（3）：264－269.