靜脈產業園區生態環境效益評估指標體系的構建與應用＊
——以上海老港固廢綜合利用基地為例

劉抒悅

（上海環境集團股份有限公司，上海 200336）

1 引言

靜脈產業園通過將固體廢物進行資源化處理后重新進入消費領域或最終無害化處置，完成物質和能量的循環活動，是實現“無廢城市”的主要手段之一。上海老港固廢綜合利用基地內建有生活垃圾、餐廚垃圾、建筑垃圾、工業固廢、危險廢物以及市政污泥等固體廢物綜合利用設施，是亞洲迄今為止最大的固廢處理處置靜脈產業園。然而，在靜脈產業園生態環境效益評估的指標體系和技術方法方面，目前尚未形成有效的、標準的指標體系和方法，難以對不同靜脈產業園的生態環境效益進行比較和評估。

借鑒國內外針對產業園區生態環境效益評價的基本方法和研究成果，建立了評價指標體系設計的主要原則，構建了一套具有可行性的靜脈產業園生態環境效益評價指標體系；同時，運用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）得出各個指標的權重，以期為國內外靜脈產業園生態環境效益評價奠定理論和技術基礎。

2 園區生態環境效益評價概述

2.1 園區生態環境評價基本方法

生態環境評價基本方法主要有全生命周期評價、多準則分析法和環境績效指標法等，3 種評價方法的比較見表1。

表1 LCA、MCA、EPIs 3 種評價方法的比較Table 1 Comparison of the three evaluation methods of LCA,MCA and EPIs

1）全生命周期評價。生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）是評價產品整個生命周期（從原材料獲取到設計、制造、使用、循環利用到最終處理）環境影響的一種環境管理工具。通過定量計算、評價產品實際和潛在消耗的資源和能源以及污染物排放負荷，LCA 可幫助決策者選擇對環境影響最小的最佳管理策略。LCA 由4 個相互關聯的部分組成，即目標定義和范圍界定、清單分析、環境影響評價、結果解釋［1］。近年來被廣泛運用于城市固體廢物管理系統環境績效的評估中。

2）多準則分析法。多準則分析（Multi-Criteria Assessment，MCA）是一個用于環境系統分析評估的決策工具，其目的是根據所建立的標準，對各個指標的環境后果進行比較和排序，并評估其環境影響。MCA 與其他評價工具的不同之處在于可以將多個具有不同單位的指標進行加權，從而綜合評價得到一個整體分值。權重的確定方法和計算模型包含AHP、模糊綜合評價法、AHP-模糊綜合評價法、簡單線性加權法（SWA）和理想點法（TOPSIS）等［2］。

3）環境績效指標法。環境績效指標（Environmental Performance Indicators，EPIs）通常用于評估對象當前或過去的環境績效，并將其與組織管理層設定的目標進行比較。其主要優點是可以用于行業內的標桿管理，不足的是其通常只收集很容易獲得的數據，不具有全面性［3］。

2.2 園區生態環境評價指標體系

國外的生態環境評價研究工作開展較早，如美國、日本、加拿大、荷蘭等相繼開發出了常用指標體系，如生態指標、環境績效指標、ISO 14000 系列環境管理指標等，詳見表2。

表2 國外生態環境評價常用指標體系Table 2 Common indicator systems for eco-environmental evaluation in foreign countries

隨著生態工業園區在西方國家的興起，國外學者開始對生態工業園區環境效益評價指標體系展開研究。澳大利亞的Kurup 等［8］認為評價生態環境效益的指標分為靜態和動態兩種，其中靜態指標包括水質量、空氣質量、生物多樣性等，動態指標包括能源、自來水、原材料消耗以及污染物排放、土地凈化情況等。Korhonen 等［9］在對芬蘭東部Uimaharju 森林工業園區環境績效定量分析中使用了化學需氧量、生物化學需氧量和二氧化碳排放量3 個指標［3］。Park 等［10］設計了韓國蔚山生態工業園區生態效益評價指標體系，包括1 項經濟指標和3 項普遍適用的簡化環境指標（原材料消耗、能源消耗和二氧化碳排放）。上述指標體系多是針對產業園區環境、經濟、社會效益的綜合評價，以固廢處理為主的靜脈產業園的評價指標體系研究尚未開展。

我國對產業園區評價指標體系也已有研究。國家發展和改革委員會于2013 年發布園區循環化改造評價指標體系，主要用于各園區編制園區循環化改造實施方案，指標體系包括資源產出指標、資源消耗指標、資源綜合利用指標、廢物排放指標、其他及特色指標等6 大類21 項指標。2015年，國家環保部將HJ 274—2009 綜合類生態靜脈工業園區標準、HJ/T 273—2006 行業類生態工業園區標準（試行）和HJ/T 275—2006 靜脈產業類生態工業園區標準（試行）合并為HJ 274—2015 國家生態工業示范園區標準，規定了國家生態工業示范園區的評價方法、評價指標和數據采集與計算方法等內容。評價指標體系涵蓋經濟發展、產業共生、資源節約、環境保護、信息公開5 個方面32 項指標。此外，工業和信息化部2016 年發布實施的《綠色園區評價要求》中涵蓋能源利用綠色化指標、資源利用綠色化指標、基礎設施綠色化指標、產業綠色化指標、生態環境綠色化指標和運行管理綠色化指標等6 大類31 項指標，其中必選指標18 個、可選指標13 個，并構建了工業園區綠色指數模型。

上述3 套指標體系各有側重，雖在可再生能源使用比例、工業用水重復利用率、再生資源回收利用率等方面存在共性，但仍有較大差異性。且上述指標體系總體涵蓋內容廣泛，對于靜脈產業園生態環境效益評估的針對性不強、適用性不高，因此，亟需建立一套針對靜脈產業園生態環境效益評估的指標體系和技術方法，以對不同靜脈產業園的生態環境效益進行比較和評估。在具體指標設計上，上述指標體系中資源循環利用指標、廢物排放指標等對本研究中靜脈產業園生態環境效益評估指標體系設計具有借鑒意義。

3 評價指標體系和模型的構建

3.1 研究區域概況

老港固廢綜合利用基地是亞洲最大的生活垃圾處理設施，自1989 年起承擔著上海市70%以上生活垃圾的處置任務，是上海市面積最大的垃圾戰略性處置與利用基地、生活垃圾最終處置場所、循環經濟示范基地和固廢處理實證基地。基地內建有老港生活垃圾焚燒發電一期、二期項目（9×103t/d，世界上最大的垃圾焚燒廠），老港一、二、三期填埋場（已封場），老港四期填埋場（4.9×103t/d），老港綜合填埋場（5×103t/d），工業固廢填埋場（1.89×104t/a），上海市固體廢物處置中心工程（240 t/d，世界上最大的醫療廢物和危險廢物焚燒項目之一），上海老港垃圾填埋氣發電項目（15 MW，亞洲最大的垃圾填埋氣發電項目之一）等。

為實現資源化循環利用，按照物質能量流動的層次特點，老港固廢綜合利用基地包括3 個層面的循環：園區與社會間的大循環，園區內不同設施間的中循環，設施內不同工藝間的小循環。基地還利用土地空間及生活垃圾綜合處理產出和生活垃圾源頭分類分離的可回收物質，發展環保達標、技術先進的廢包裝桶、建筑材料、廢舊塑料等資源再生項目，形成廢棄物循環利用產業鏈，已成為發展循環經濟的示范基地。

3.2 評價指標體系的功能及設計原則

本評價指標體系兼顧信息匯總、現狀描述、客觀評價和監測預測等功能。評價指標體系中各項指標能夠較全面地描述靜脈園區現階段清潔生產、環境保護和生態保護等方面的狀況；制定評價指標體系的判斷標準，對靜脈園區生態環境的現狀與相對應的要求進行綜合判斷，從整體上對其生態效益做出客觀的評價；同時也能夠預測未來發展過程中可能出現的環境問題，以便及時采取應對措施。

為了客觀、全面、科學地對靜脈園區生態環境效益進行評價，在建立評價指標體系時須遵循動態性、科學性、數據可獲取性等原則。評價指標體系能夠反映靜脈園區的主要特征，有合理的層次結構，在指標、權重等方面具有較高的科學性；指標體系設計充分考慮系統的動態變化，能綜合反映園區建設現狀和發展趨勢，便于進行預測與管理，且充分考慮數據的可獲得性和指標量化的難易程度，定量與定性相結合。

3.3 評價指標體系的構建

圍繞老港園區的幾大功能，參考2.2 中所述國內外產業園區生態環境指標，建立了含循環利用（A1）、環境質量（A2）及生態效益（A3）3 個方面14 項指標的老港園區生態效益評價指標體系，見圖1。

圖1 靜脈產業園區生態環境效益評價指標體系Figure 1 The evaluation indicator system for eco-environmental benefit of vein industrial parks

圖1 所示指標體系由目標層、準則層和指標層3 個層次構成，其中目標層是生態環境效益；準則層由循環利用、環境質量、生態效益3 個方面構成；指標層由14 項具體指標構成。指標體系以老港園區的幾大功能為基礎，兼顧了園區生態環境改造的現狀，突出了污染物源頭削減及過程控制。指標的設置具有以下特征：

1）老港園區為上海市生活垃圾分類收集的末端處理保障基地，資源循環利用以及節能降耗對園區生態環境效益有重要作用，指標中突出了能耗、水耗、固廢資源化利用率、再生水回用率、余熱回收利用率5 項特征指標。

2）污染排放是固廢處理設施的關鍵考核指標，考慮到老港園區固廢綜合利用的功能特點，水污染（滲濾液）、大氣污染（煙氣排放）、固體廢物污染（爐渣和飛灰）以及噪聲污染是污染物過程控制的幾大要素，因此指標中從煙氣達標排放率、廢水達標排放率、固廢達標排放率、廠界噪聲達標率4 個方面進行綜合評價。

3）老港園區的綠化造林和老港填埋場一、二、三期的封場修復是增加園區生態環境效益的重要環節，考慮到植物本身具有的凈化空氣、降低噪聲、固碳釋氧的生態效益，增加綠化覆蓋率、凈化空氣效益值、減弱噪聲效益值、固碳釋氧效益值等指標。園區已建成的老港再生能源利用中心（9×103t/d）是亞洲目前最大的在運生活垃圾焚燒處置項目，老港填埋氣發電項目（15 MW）是亞洲最大的垃圾填埋氣發電項目之一，碳減排效益明顯，結合國家“雙碳”目標的要求，選取二氧化碳減排量作為生態效益的一項評價指標。

上述指標解釋及計算方法如下：

1）綜合能耗：園區內噸垃圾處理的能耗總量（折合成噸標煤）。

2）水耗：園區內噸垃圾處理的新鮮水（自來水）消耗量。

3）固廢資源化利用率：固廢的再生利用和轉化能量方式的利用化率，包含再生資源回收、焚燒發電、濕垃圾資源化利用（生化處理）等。

4）凈化空氣效益值：凈化空氣效益包括吸收SO2、NOx和粉塵等的效益，按公式（1）計算。

式中：B32為凈化空氣效益值，萬元/a；a1為園區闊葉林覆蓋面積，hm2；c1為單位面積闊葉林地吸收SO2的能力，取88.65 kg/（hm2·a）［11］；s1為濕法脫硫的平均成本，取3.112 59 元/kg［12］；c2為單位面積闊葉林地吸收NOx的能力，取6.0 kg/（hm2·a）；s2為SCR 法脫硝平均成本，取9.38 元/kg［13］；c3為單位面積闊葉林地吸收粉塵的能力，取10.11 t/（hm2·a）；s3為削減粉塵成本，取0.17 元/kg［14-15］。

5）減弱噪聲效益值：樹木、灌木和草坪均有隔聲和吸聲作用，目前對綠地生態系統降低噪聲價值的估算方法是以造林成本的15% 計，按公式（2）計算。

式中：a3為林地覆蓋面積，hm2；L為我國林地的CO2吸收率，取13.6 t/hm2；s5為森林固定CO2的成本，取273.3 元/t；s6為生產氧氣的成本，取369.7 元/t。

7）二氧化碳減排量：包括風力發電、垃圾焚燒發電、填埋氣發電和濕垃圾資源化處理的二氧化碳減排量。城市生活垃圾焚燒的CO2減排以燃煤發電作為參照物。根據國際能源機構（IEA）的分析結果，生產1 kWh 電力的生命周期中排放的CO2為：燃煤約排放987 g、垃圾焚燒約排放367 g 。本研究根據年發電量推算垃圾焚燒的二氧化碳減排量；風力發電、填埋氣發電和濕垃圾處理的二氧化碳減排值參考UNFCCC-EB 的CDM 項目整合方法學估算。

3.4 評價指標權重的確定

由于在靜脈產業園區生態環境效益評價指標體系中，各層次、各指標對評價結果的貢獻程度不同，應對各指標和各層次賦以不同的權重，指標權重的合理性對評價結果的科學性和準確性有直接影響。本研究采用AHP 確定各指標的權重，該方法是美國學者Saaty T.L.于20 世紀70 年代提出的一種定性與定量分析相結合的多目標決策分析方法，依據標度將系統因素按支配關系分組以形成有序的遞階層次結構，通過兩兩比較判斷的方式確定每一層次中因素的相對重要性，然后在遞階層次結構內進行合成以得到決策因素相對于目標的重要性的總順序，從而為決策提供確定性的判斷依據［17］。

本研究利用AHP 將準則層和指標層指標劃分為9 個等級，分別請環保領域專家、老港園區管理人員及技術工程師等進行打分，再依據指標的得分進行重要性比較，構建了判斷矩陣。根據AHP 設計專家調查問卷，共發放調查問卷11 份，收回11份。評價指標體系權重的計算結果如表3 所示。

表3 評價指標體系權重Table 3 The weight of evaluation indicator system

統計結果分析可見，準則層權重由高到低依次為環境質量、循環利用和生態效益。循環利用準則下，固廢資源化利用率、綜合能耗、水耗是關鍵指標；環境質量準則下，煙氣達標排放率和廢水達標排放率是關鍵指標；生態效益準則下，二氧化碳減排量、綠化覆蓋率是關鍵指標。以上關鍵指標構成了老港園區近期生態化建設和改造的工作重點。

4 老港園區生態環境效益評價分析

老港園區2016 年及2020 年生態環境效益指標計算結果見表4。

表4 老港園區2016 年及2020 年生態環境效益指標值Table 4 The eco-environmental benefit indicator values of Laogang park in 2016 and 2020

通過對比老港園區2016 年和2020 年的生態環境效益指標值可見，2 項負指標（指標值越小越好）均有不同程度地下降；12 項正指標（指標值越大越好）中有10 項有不同程度地提升，說明近5 a 來老港園區高度重視生態改造、不斷有新項目投產、創新投入持續加強，生態環境效益的治理與提升卓有成效。結合AHP 權重分析結果，選取綜合能耗和水耗、煙氣達標排放率、廢水達標排放率、固廢資源化利用率、二氧化碳減排量等關鍵指標進行分析。

園區內噸垃圾處理的能耗總量及新鮮水耗分別下降6.84% 和24.39%，與近年來設備工藝提升有關。園區內項目利用信息化技術對廠內主要用水設備的用水量進行統計和分析，及時調整設備用水量；合理控制各氣水品質，降低排污率，減少補水量。能耗方面，通過對焚燒廠一次風預熱器疏水的改造，提升一次風的風溫，減少天然氣用量，同時通過優化啟、停時間和工藝調整，實現每次啟停爐天然氣用量的減少。

垃圾焚燒廠煙氣排放的主要污染物有二英、SO2、NOx、氯化氫等，靜脈產業園以垃圾焚燒為主，其煙氣達標排放率是反映園區環境質量的關鍵指標。園區中老港生活垃圾焚燒發電一期項目是我國首次采用濕法煙氣處理工藝（爐內噴尿素+減溫塔+消石灰噴射+袋式除塵器+濕式洗滌塔+煙氣再加熱）的項目，煙氣污染排放指標嚴于歐盟2000 標準；二期焚燒項目于2019 年投產，目前已實現近零排放，使老港園區煙氣達標排放率始終達到100%。

園區內廢水排放主要來源于填埋場強排水及滲濾液處置尾水。2016 年，園區內有滲濾液處置尾水水質不達標的情況；2017 年，園區內啟動老港滲濾液提標改造項目（3.2×103t/d）建設，該項目于2019 年9 月建成，是我國規模最大的滲濾液處理工程，使得園區滲濾液的處理能力和排放標準都得到進一步提升。其他污染排放達標率也有所提升，經過近5 a 的工藝提升和改造，水、氣、聲、渣均實現100%達標排放。

固廢資源化利用率大幅度提升。生活垃圾焚燒發電和濕垃圾厭氧發酵產沼發電均屬于固廢的資源化利用。2019 年底，老港生活垃圾焚燒發電二期項目及濕垃圾資源化項目投入運行；2020 年，老港四期填埋場停止運行，老港園區已基本實現生活垃圾零填埋，固廢資源化利用率大幅提升至99.77%，為上海市推進“無廢城市”建設作出重大貢獻。

園區內二氧化碳減排量大幅提高，主要是2019 年底老港生活垃圾焚燒發電（二期）項目及濕垃圾資源化項目投入運行所貢獻的二氧化碳減排量的提升。

綠化覆蓋率、凈化空氣、固碳釋氧等生態效益有明顯提高，主要是近年來園區市政預留地增加林地、草地、灌木等綠化面積約266.67 hm2，植樹造林改善環境所致。相較于草地和低矮灌木，林地的隔音降噪、凈化空氣效益更為明顯，園區近年來闊葉林地的種植比例也有所提高，對生態效益提升貢獻率增加。

老港園區生態環境效益管理方面目前主要存在的問題是再生水回用率和余熱回收利用率偏低，建議對垃圾焚燒余熱進行進一步利用，如通過熱電聯產的方式，增加園區的余熱回收利用率并節約燃料；推進園區雨水收集利用、中水回用和再生水利用，如用于冷卻、洗滌、噴灑、育苗、道路清掃、城市綠化等。同時，本研究對指標值的計算數據主要來源于筆者調查，不同項目數據較為分散，歷史數據填寫質量不理想，缺乏統一的數據平臺對園區生態環境數據進行歸集和管理。建議園區結合數字化轉型的國家戰略，推進大數據等數字技術升級，建設生產運營、生態環境、碳減排量等指標“一網統管”的數字化平臺，實現園區生產運營、生態環境的高效管控，助力決策精準化。

5 結論

建設靜脈產業園是未來固廢處置的發展方向，能夠以規模化、規范化和標準化的形式正確處置廢物，提高資源能源回收利用率，達到節約資源、減少廢物最終處置量、降低環境污染負荷的目的，從而實現社會經濟與生態環境的和諧發展。老港固廢綜合利用基地作為亞洲最大的生活垃圾處理設施，在城市安全運營保障、城市環境質量提升方面發揮了重大作用。同時，作為上海市發展循環經濟、推進綠色發展戰略任務的重要實施主體，老港園區在保障固廢處置任務的同時還兼顧了生態環境效益，對比老港園區2016 年和2020 年的各項生態環境效益指標可發現，隨著固廢資源化處置設施的建設投產和園林綠化工作的不斷推進，園區生態環境效益得到大幅提升，生態化建設工作取得較大成效。未來，建議園區進一步加強排污管控力度，積極推進園區雨水收集利用、中水回用和再生水利用，降低能源消耗和碳排放，探索碳捕集利用與封存等重點低碳技術在固廢處置領域的應用，促進園區綠色低碳循環發展。