國內外典型生態工業園共生網絡對比分析★

魏景柱，張澤銘

（東北石油大學經濟管理學院，黑龍江 大慶 163318）

引言

生態工業是效仿自然界中的生態過程，在此基礎上籌劃和設計工業系統的一種新興的工業組織模式，現實表現為生態工業園。生態工業園用一種產業共生網絡作為虛擬系統結構，在生態工業研究領域占重要地位。因此，討論和研究生態工業園產業共生網絡的發展和典型生態工業園共生網絡建設的成功經驗，為其他城市生態工業園建設和發展具有十分重要的借鑒意義。

1 國內外生態工業園發展歷程

最早進行生態工業園建設的國家是丹麥，經歷了50 多年的完善，丹麥卡倫堡生態工業園已經成為世界級生態工業園的代表。卡倫堡生態工業園的誕生帶來了一種全新的工業方式，可以同時解決資源緊張和環境污染問題，緊隨其后的美國和加拿大。其中，美國生態工業園的建設也較早，20 世紀70 年代美國環境保護署和可持續發展總統委員會就開始對生態工業園的相關概念、生態工業園建設等相關問題進行研究。美國自1994 年起，在前者的生態工業園的建設中得到啟示，建設了以巴爾的摩、布朗斯、查爾斯、恰塔努加4 個為代表的獨具美國特色的生態工業園示范點，即“改造老工業區”生態工業園和“新型互聯網”虛擬生態工業園。而且美國政府非常重視生態工業園的發展，并給予大力支持，到2005 年，美國已經建設近20 個生態工業園。而加拿大的生態工業園建設大多都是政府全面進行規劃和管理的，到2005 年，加拿大已經建設了40 多個生態工業園。

在亞洲區域，生態工業園建設前沿的國家是日本，日本是一個四面環海的島國，資源極度匱乏制約了其經濟發展。二戰結束后，傳統重工業區對日本的環境留下了嚴重的污染，日本發現了生態工業園的新機遇，并在發展初期將生態工業園的戰略目標定為“零污染”。隨著日本的生態工業園產業不斷發展，其環境水平不斷上升，目前已達到世界前列。

在我國建國發展初期，由于快速發展的經濟對資源供應的需求很高，我國對資源過度開采，造成了資源緊張的局面；并且，在這一時段，我國以發展工業產業為主，由于技術的落后無法對工業排污進行及時、有效的處理。由此，我國對生態工業園的重視程度很高，在2001 年8 月31 日，國家環保總局副局長把“國家生態工業（制糖）建設示范園區”牌匾鄭重地交到廣西貴港市市長手中，這標志著我國第一個生態工業園區正式啟動，也預示著中國開始探尋2l 世紀的綠色工業文明之路。到2005 年，已經有南海國家生態工業建設示范園區、廣西貴港國家生態工業示范園區等。到2007 年，國家環保總局論證通過了29 個生態工業園的建設規劃。2019 年經生態環境部、科技部、商務部研究決定，批準上海市工業綜合開發區等4 個國家生態工業示范園區，新型生態工業園區共47 個。

2 國外典型生態工業園共生網絡建設及成功經驗

2.1 丹麥卡倫堡生態工業園

2.1.1 概況及共生網絡

卡倫堡市是丹麥北部的一個小城市，遠離其歐洲的中心，污染物的排放不會對歐洲中心地帶產生影響，因此成為了高污染排放的煤電廠的理想廠址。1959 年，卡倫堡市建立了Asnaes 煤電廠，要負責向歐洲中心地帶輸送電力，這樣的遠距離送電需要高昂的成本。同時，卡倫堡地處沿海，缺乏淡水資源，煤電廠需要大量的冷卻水，因此煤電廠不得不高價建造管道從齊斯湖輸進淡水。這兩個因素造成了人力資源和物力資源上的極大浪費，也是卡倫堡生態工業園產生的最初原因。而在對卡倫堡市的工業環境分析中，發現卡倫堡具有一個即完整又發達的工業群落，其中丹麥最大的煉油廠（Statoil 煉油廠）、丹麥最大的制藥企業（Novo Nordisk 制藥公司）、Gyproc 石膏板廠和Asnaes煤電廠是卡倫堡市的的四大核心企業。由此，我們可以看出，卡倫堡市是十分適合且有能力建造生態工業園區的。1975 年，是卡倫堡循環產業鏈的開端，期初參與者一共有五個：居民、Asanes 發電廠、Statoil 煉油廠、Novo Nordisk 制藥公司和Gyproc 石膏板廠，其工業園區的循環鏈也很簡單。

2000 年之后，共生網絡中的單位增加了化肥廠、養殖廠、水泥廠以及一個土壤修復公司，共生結構也發生了變化，共生網絡更加復雜，開始對環境進行改善。其共生網絡大致成發展成我們現在看到的結構如圖1 所示。

1）Statoil 煉油廠除了將生產廢料丁烷氣供給石膏板廠外，將生產廢氣加工為脫硫氣體，加工過程中產生兩種產物：脫硫氣和副產品硫代硫酸銨。其中，脫硫氣作為燃料提供給發電廠；副產品硫代硫酸銨提供給化肥廠生產液態化肥。對煉油廠生產廢料中的有機物處理，十分值得資源型城市借鑒。

2）Asnaes 煤電廠生產中的大量熱能，為本地約20 000 居民供暖和魚塘后，剩余部分作為蒸汽直接提供給制藥廠和煉油廠，生產過程中產生的煤灰（飛灰）提供給水泥廠。

3）Novo Nordisk 制藥廠和農場形成了一個互惠互利的雙向循環生產鏈。制藥廠將生產過程中的含有有機物的生產廢料消毒后，提供給農場作為肥料和豬飼料。同時，農場為制藥廠提供價格低廉的生產原料。

4）土壤修復公司則運用底下水道中產生淤泥中的微生物對土壤進行修復，恢復被污染的土地，提高土地的自我修復能力。

5）在整個生態工業園中有一個單獨設立的廢料回收處理中心，通過收集各個單位無法參與循環的生產廢料，統一處理生產成沼氣，作為生產用燃料再投入到生產鏈中。

生態工業園的對資源循環而產生的收益從如下方面體現：

1）水資源的循環利用，煉油廠的冷卻水供給發電廠使用，而發電廠的余熱水給當地居民供暖，主線的水循環大大提高了對水資源的利用效率，為淡水資源缺乏的卡倫堡節約了大量遠距離運進淡水的成本。

2）減少飛灰處理費用，將發電廠生產過程中的飛灰直接提供給水泥廠進行水泥生產，同時進行鎳、釩的提取。

3）減少了土壤污染的治理成本。

2.1.2 成功經驗

1）保持市場競爭環境，具備合作意識。卡倫堡的四大支柱企業的行業跨度很大，且其園區內的生產廢料不僅供應給生產鏈中的企業，還為當地居民提供供熱服務和肥料。這是由于卡倫堡生態工業園是經歷了漫長的發展，地理環境的惡劣讓企業發現了資源共享和交換的運行模式，在市場機制的作用下自發形成的，政府在系統中只有制定法律法規和監督的職能。這樣的職能結構保證了園區內市場的良性競爭環境，有利于企業提高其在所屬行業中的核心競爭力，革新發展技術，進一步提高生產效率。

2）打破行業局限。卡倫堡生態工業園中的共生關系具有強穩定性，這是由于其系統中企業的行業跨度很大，保證了產業鏈的復雜性。相似行業或企業中的生產廢料的相似度必然會比較高，跨行業的生產關聯能夠提高生產廢料的使用率，降低企業的成本，得到更可觀的收益。

3）企業具有高社會責任感。園區內的發電廠將冷卻水供給當地居民供熱使用，這不僅降低了居民的生活成本，還減少了冷卻水對環境的污染，為企業節省了一大部分污水處理費用的成本；制藥廠將生產過程中廢棄的有機物供給當地農場使用，建立起與農場之間的經濟循環，從農場采購價格低廉的原料。企業對社會負責的同時，也為企業帶來了便利。

2.2 加拿大波恩賽德生態工業園

2.2.1 概況及共生網絡

波恩賽德生態工業園中企業數量龐大、種類豐富，園區內共1 200 多家企業，以輕工業為主，主要由零售業、制造業和服務業等數十個輕工業行業組成。行業的種類多養和重復度高的特點，自然地提高了共生網絡的穩定性，使伯恩賽德成為加拿大政府生態工業園區建設計劃中的試點城市。

如下頁圖2 所示，由于波恩賽德生態工業園以輕工業為主，生產廢料的組成結構比較單一，在循環鏈中只涉及了簡單物質的能量交換。雖然共生網絡的復雜性較低降低了共生穩定程度，但是企業數量龐大增強了共生網絡的穩定性。園區中的生產單位之間的關系多是單向的，例如發電廠向水泥廠提供飛灰、向機械廠提供蒸汽，而水泥廠和機械加工廠的生產廢料沒有轉回到發電廠去。

波恩賽德生態工業園最著名的一方面是對環境污染的治理能力，園區建設了專門的、獨立的清潔生產中心，總體上降低了園區內生產污染物的排放量。園區內清潔中心的主要工作是對每種行業的生產廢料進行總結和評價，從而確定各生產單位之間的“鏈關系”，制定廢料交互使用的方案，尋找共生鏈中缺少的生產單位，及時進行“補鏈”。同時，園區內的清潔中心是與高校及研究機構合作針對不同的生產廢料，研發提高其利用效率的技術或綠色處理方法。

2.2.2 成功經驗

1）實踐建立在數據評價和分析基礎上。波恩賽德是加拿大生態工業園的試點區，是加拿大政府對生態工業園的初期探索，對生態工業園的建設和結構規劃是在數據調查的結果的基礎上進行的。而生態工業園的發展過程中，對每個生產單位的廢料進行評價和分析，從而針對不同廢料制定相應的處理方法，進而為產生廢料的單位尋找到可能與之存在物質關聯的生產單位。

2）政府主導，政策制約。加拿大政府在規劃生態工業園建設過程中，制定了三大類政策：污染者負擔政策、污染收費政策和治理污染優惠政策。這三大政策體現了政府的制約職能，讓企業主動保護環境，治理污染。可見，由政府主導的生態工業園規劃性和制約程度更高，更利于管理。

3 國內典型生態工業園共生網絡建設及成功經驗

3.1 廣西貴港生態工業園

3.1.1 概況及共生網絡

廣西貴港國家生態工業（制糖）示范園區是我國最早、發展最完善的生態工業園區，是利用了行業之間的優勢互補進行建造的閉合共生網絡。在“甘蔗→制糖→酒精→造紙→熱電→水泥→復合肥”的簡單閉合網絡中，并沒有涉及過多的企業類型，卻實現了生產廢料的再利用和對資源最優化配置，由此將污染排放量大大降低，并提高了共生網絡的穩定性。這樣的生態工業園給制糖行業帶來了一種全新的高效率、低污染的生產制模式。

如圖3 所示，我們可以看出，貴港生態工業園的物質運行線路是十分清晰的：

1）“甘蔗→制糖→酒精→甘蔗”閉合循環。第一步的轉換過程是整個生態工業園區的主體生產，采用新工藝的貴糖集團，在保證制糖效率的同時，還能生產出有機糖，有機糖的市場價值遠高于普通蔗糖。生產過程中產生的蔗渣廢料供給造紙廠；濾泥廢料提供給水泥廠；二氧化碳廢氣供給輕鈣廠。生產過程中產生的副產品蔗髓提供給熱電廠最為燃料，副產品廢糖蜜供給酒精廠制造酒精，實現了對生產廢料的百分之百循環利用。酒精廠將上一步的廢糖蜜變廢為寶，變為酒精和酵母精，不但消耗了上一生產單位的廢料，且在這一生產單位中產生的廢料對環境沒有產生污染，實現了綠色生產。而酒精廠產生的酒精廢液再加工為甘蔗專用有機復合肥，提供給初始生產單位：甘蔗田。這樣的閉合循環達到了“零排放”的生態工業園要求。

2）廢水廢氣集中處理，高效降污。熱電廠產生的煤灰和制漿廠的廢水經過三級沉淀處理，達到廢水排放標準；熱電廠產生的含二氧化硫廢氣經過除塵脫硫處理，達到廢氣排放標準。對生態產業園中的最終廢水廢料進行集中處理，節約了成本，提高了處理效率。

3.1.2 成功經驗

1）資源整合模式適用于經濟較不發達地區。貴港生態工業園地處廣西，按照經濟細分可以劃分為經濟較不發達區。在園區內采用資源整合模式，即各個生產單位成員同屬于一家大型公司，園區內單位成員不但組成了完整的產業鏈，還是共同的利益主體，成員間的交易不經過市場，按照最低價格（成本價格）將廢料或聯產品出售，降低交易成本。善于利用資源整合的經濟方式，促進了經濟的快速發展。

2）打破傳統行業的局限性。制糖是我國傳統行業，生產過程簡單，產物單一，生產廢料也只有甘蔗渣，而貴港生態工業園打破傳統制糖行業的局限，將具有“同質性”的企業有機地結合在一起。在降低污染和廢料排放同時，研發改良了制糖技術，為貴港集團帶來了充足的市場需求和忠實買方，大量的生產量使企業產生規模效應，降低邊際成本，即便是處于市場低迷的情況，依舊可以低于市場沖擊，提高在制糖行業中的綜合競爭力。

3.2 山東魯北生態工業園

3.2.1 概況及共生網絡

山東魯北集團沿渤海建立，前身是一個硫酸廠。建立生態園區初期，對于磷石膏廢料處理十分耗時費力還是一大難題，但是磷石膏卻可以用作制造硫酸的原料，因此以此為契機建立了山東魯北生態工業園（見圖4），現在園區內的三大主要的共生產業鏈為：磷銨硫酸水泥（PSC）縱向主鏈；海水“一水多用”縱向主鏈；鹽堿電聯產橫向主鏈。

1）縱向主鏈：生產磷銨的廢棄物磷石膏對環境破壞力強且難處理，在進行生態工業園的建設中，磷石膏可以轉化為硫酸廠的必需原料，進行無公害的處理，同時還可以聯產水泥，形成了磷銨硫酸水泥的縱向主鏈。

2）橫向主鏈：海水的“一水多用”用作養殖行業、化工生產和制鹽工業的生產。其次，鹽堿電綜合聯產工藝作為海水“一水多用”與“磷銨硫酸水泥（PSC）”產業鏈連接的紐帶，讓整個共生系統的穩定性提高。

3.2.2 成功經驗

綠色化處理，使傳統化工企業有了新機遇。山東省沿渤海而生，傳統化工企業的有大量的污染排放物，排放物的最終流向是渤海海域。對這些排放物的處理是耗時耗力的，造成的結果有兩種：一是，企業具有社會責任感和環保意識，耗費大量的人力、物力和資金對污染排放物進行處理，投入的巨額成本支出使企業利潤下降，導致企業效率不佳走向倒閉；二是，企業不具有社會責任感或環保意識，對污染排放物置之不顧，對環境造成不可逆傷害，危及沿海居民的健康。園區內幾乎都是傳統化工企業，通過有機結合并對資源的交互利用，和對海水的“一水多用”，降低了多方的成本，提高了市場競爭力。

4 國內外典型生態工業園共生網絡成功經驗總結

通過對國內外典型生態工業園共生網絡的對比分析，可以得出許多的成功經驗。而這些經驗對我國城市生態工業園發展發揮著至關重要的作用。這些經驗可以總結為以下幾點。

4.1 政府引導

想要生態工業園得到發展，就必須取得政府的支持，制定相關政策、建立健全能夠推動生態工業發展的技術創新、應用和推廣體系，促進生態工業園的建設和發展。

4.2 科學規劃

生態工業園的長期穩定發展需要進行科學規劃，搞好區域型發展規劃，建立可持續發展的產業格局。

4.3 更新觀念

從傳統工業模式向生態工業模式轉變，發揮當地的資源優勢和產業優勢，并與當地的經濟、文化特點相結合。

5 結語

對國內外生態工業園的發展歷程進行介紹，詳細分析了國內外很多關鍵的典型的生態工業園，例如丹麥的卡倫堡生態工業園、加拿大的波恩賽德生態工業園、廣西的貴港生態工業園、山東的魯北生態工業園，從國內外生態工業園的發展概況、共生網絡出發，尋找國內外生態工業園的成功經驗，為更多城市，尤其資源型城市建設生態工業園，分析生態工業園共生網絡類型、發展模式、穩定性等提供依據和借鑒。