城市循环经济建设_生活垃圾论文

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中图分类号:F290 文献标志码:A 文章编号:1008—4339(2006)02—0093—05

循环经济是实现可持续发展的现实途径。由于地球环境的急剧恶化,能源、矿产、水资源的匮乏,臭氧层被破坏和温室效应等问题的出现,传统经济发展模式的缺陷暴露无遗,因此早在20世纪80年代,“可持续发展”的概念就被提出,它要求在不危害后代和满足其他区域需要的前提下,以满足当代人的福利需要为目标,通过实践引导特定区域复合系统向更加均衡、和谐和互补状态的定向动态发展[1]。自1992年6月在具有里程碑意义的联合国环境与发展大会上, 世界各国就可持续发展达成共识以来,德国、日本等发达国家及一些发展中国家积极探索促进可持续发展的经济途径,从而提出了循环经济模式。

一、循环经济的概念及实现原则

1.循环经济的概念

与传统经济直线型的发展模式相比,循环经济是将物质、能量进行梯次和闭路循环使用,在环境方面表现为低污染排放,甚至零污染排放的一种经济运行模式。它把清洁生产、综合利用资源、生态设计和可持续消费等融为一体,实现了经济活动的生态化转向。

首先通过图1和图2来对比传统经济和循环经济在利用资源和处理废弃物方面的异同。图1 中给出了传统经济利用资源和处理废弃物的方式:资源和能量进入人类社会和生态系统中后,被一层一层地传递,产品的使用寿命常常极短,往往仅有几个星期,甚至几天。大部分原材料的使用价值没有被完全利用,它们仅使用一次以后便被扔掉,没有考虑到其可再利用的价值,而且其被散落于周围环境之中,造成一定程度的污染;生活中用到的许多产品也是污染性的,如润滑剂、溶剂、油漆、杀虫剂、肥料,甚至轮胎,这些本应该进行清洁处理的有毒物质留存在空气中,对环境和人类的健康都构成了威胁;对废物的再循环利用更是极其有限,即使是被再利用,其利用方式本身往往也是污染性、消耗性的。

图1 传统经济下物质能量的循环方式

图2是循环经济下物质能量循环方式的示意图, 各层次的能量和资源消耗者除了同其他相关的消耗者之间有能量和资源的交换循环外,其本身也在进行循环使用,因此大大减少了能量和资源的浪费,同时降低了对环境的污染程度。可以看到,即使是理想的生态工业系统,也不会是完全闭合的循环圈,仍然会产生无法再利用处理的废料和污染物,也就是说要达到完全的循环使用并不现实,但是可以通过不断的技术研发,用科技的手段尽可能高效地使用原材料和处理能源的方式,达到亚理想的状态,至少在若干环节上的对能量和资源的循环利用,同样可以提高效率,节约成本,同时减少污染和浪费。

图2 循环经济下物质能量的循环方式

2.循环经济的3R原则

循环经济的建立依赖于一组“减量化(Reduce)、再使用(Reuse)、再循环(Recycle)”的原则,称为3R原则,每一原则对成功实现循环经济都是必不可少的。

“减量化”原则属于输入端方法,其目的是减少进入生产和消费流程的物质量。对制造商而言,在生产过程中应减少对不可循环的原材料的使用量,同时改进制造工艺,以节约资源和减少排放;对消费者而言,应减少对物品的过度需求。

“再使用”原则属于过程性方法,其目的是延长产品和服务的时间强度。对制造商而言,在生产中应使用标准尺寸进行设计;对消费者而言,在丢弃废物前应想一想其再利用的可能,尽可能多次或用多种方式使用产品,避免产品过早地成为垃圾。

“再循环”原则属于输出端控制原则,又称为“资源化”原则,其目的是通过将废弃物再次变成资源,以减少最终处理量。对制造商而言,最好的方法是原级资源化,即将废弃物资源化后形成与原来相同的新产品,如废钢铁再炼钢等;略微逊色的是次级资源化,即废弃物变成不同类型的新产品;对消费者而言,应通过购买使用再生资源制成的产品,使循环经济的整个过程实现闭合。

3R原则的优先顺序是:减量化—再利用—再循环。

二、城市循环经济建设的三个重要方面及我国的现状

近年来,循环经济在我国开始引起人们极大的关注,并且在各地区也如火如荼地发展起来,然而从传统经济到循环经济的转变不是一蹴而就的,需要逐渐改善。由于各地的资源状况不同、经济发展程度不同、主要产业也不尽相同,因此对不同地区的循环经济建设方案也不能一概而论。与经济发达城市相比,许多经济欠发达地区的自然资源比较丰富,工业污染程度较低,这是欠发达地区的相对优势之一,因此对这些欠发达地区来说,更应该在发展初期尽快建立起更有效的资源环境节制利用和保育机制,把循环经济推广开来。尽管具体的建设方案应根据实际情况而定,但总体来说,一个城市的循环经济建设离不开三个方面(如图3所示):生活垃圾的回收再利用、企业内部的生产资料及产品的循环利用、企业之间资源能量的互补利用。

图3 城市循环经济建设的结构图

1.生活垃圾的循环再利用

城市中的垃圾是可利用资源。目前城市居民奢侈浪费的消费习惯以及产品的过度包装是造成生活垃圾泛滥的两大重要原因。有统计表明,像上海这样的城市,平均每天要清运生活垃圾近7000吨,其中有机垃圾占67%左右,而纸、塑料等可回收资源约占28%。如果全部填埋,每年损失的利润高达6800多万元[2];同时,根据报道,在我国的一些地区,存在着所谓“垃圾村”的现象:一些丧失其他工作能力或者生活没有保障的农民每天靠捡拾生活垃圾,带回“垃圾村”,并挑选出比较“有价值”的垃圾维持生活,在污浊的空气和肮脏的垃圾堆里没有任何保护措施;在另外一些地区,废物回收利用似乎已经发展成为“支柱产业”,如山东省某县,通过层层加工制作,包括放入过量的硫酸等违法行为,把废旧的皮革还原成“干净”的动物皮,重新再加工成明胶,用于生产食用的软糖和一些药物胶囊。以上的事实无不让人们触目惊心,城市生活垃圾已经在环境、社会、经济三方面都造成了严重的危害,因此生活垃圾的回收再利用工作成为一个城市循环经济建设的重要方面。生活垃圾根据再利用的程度不同可以分成三类:完全可再利用、部分可再利用和完全不可再利用。最后一类仍然沿用传统的处理方法,掩埋或焚烧掉,但是由于用来掩埋的土地面积越来越少及焚烧时会产生大量有害物,在采用时要慎之又慎,应把重点放在提高工艺技术、节约处理成本和减轻有害程度上。前两种情况中的第一类利用率较高,处理方式也较为简单,因为这类废品基本可以还原为原材料再重新制造,如玻璃制品的再制造;第二类情况需要的技术水平较高,包括分离、提取等工艺,是循环经济得以实现的关键所在。

2.企业内部的循环经济

企业作为社会经济系统中的基本单位,其发展的可持续性逐渐受到了人们的关注。根据《财富》杂志报道,20世纪70年代跻身世界最大的500强企业,到20世纪80年代有1/3销声匿迹。这说明许多企业,即使是知名的大企业也并不具备可持续发展性,这里面包含了诸多原因,如经营管理等问题。而传统的发展模式,即以单位投入的产出最大化为目标的单一化体系也是其中的关键因素,这种发展模式不能充分考虑到企业的生产运作对环境资源的影响,没有把对社会的责任感和发展的持续性高效地统一起来,不仅造成严重的环境污染、提高了环境成本,而且不能实现最合理的利润。在我国,一些私营企业更是在发展初期盲目追求经济效益,无视生态环境的重要性,造成许多难以挽回的后果。如沙尘暴的出现、淮河水污染指数严重超标危害两岸居民身体健康等情况。以上事实均说明,改善企业发展模式已成为经济建设中的一项紧迫任务。

企业产生的垃圾可以分为两类:一类是生产过程中产生的废料废品,如污水等;另一类是生活垃圾,它们刚生产出来的时候是有价值商品,随着时间的推移,最终都会成为生活垃圾。对于第一类垃圾,现在很多企业尤其是中小型企业在生产过程中不注意排污工作,是环境的一个主要破坏者,它们把生产过程中产生的废料废品直接排放到周边的自然环境中,造成很大的污染。而对将来会成为生活垃圾的商品,企业则考虑得更少,基本上没有用完后能回收再利用的商品。因此针对企业生产资料、副产品及废品的内部循环使用和最终商品的回收再利用,也是城市循环经济建设的一个重要方面,建立起循环经济不仅对环境和资源起到保护和节约的作用,而且从长期来看,也可以降低企业生产成本,提高产品竞争力,从而实现经济和环境的“双赢”。

3.企业之间的物质能量循环圈

对于循环经济建设,现在普遍认可的一种做法是建立生态工业园。生态工业园的实质是把不同的工厂联结起来,形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使得一家工厂的废气、废热、废水、废物成为另一家工厂的原料和能源。苏伦·埃尔克曼(Suren Erkman)在《工业生态学》中提到:“一个工业生态系统,完全可以像一个生物生态系统那样循环运行:植物吸取养分,合成枝叶,供食草动物享用,食草动物本身又为食肉动物所捕食,而它们的排泄物和尸体又成为其他生物的食物。”[3] 当然,也许永远也达不到一个完美的工业生态系统,但是企业家和消费者如果愿意保持或提高生活水准而不去破坏环境的话,他们完全可以改变自己的习惯。我国的生态工业园不少,可是工业园之间的企业在生产流程和原料使用上能够互相联系,互相利用各自的废料、废品的却不多,因为在建设的初期并没有想到将有些企业的副产品作为另外一些企业的原材料来使用,因此,仅仅是把一些企业简单地集中到一起形成工业园,而没有成为一个共生体,这也是很多企业生产成本居高不下的原因之一。而在天津开发区,日本丰田汽车项目落户天津开发区之后,很快就有两家“补链”企业进驻,它们把报废汽车和汽车生产中的废料,通过熔炼等加工过程制成钢锭,再提供给丰田的模具工厂作为生产模具的原料。这种做法不仅减少了资源的浪费,降低了丰田汽车的成本,也为这两家企业带来了稳定的利润。因此在未来工业园规划中,应以生态共生为主体,以建设为核心,把彼此之间能够相互依赖,能充分利用废水废料的企业组合在一起,便可实现共赢。

三、国内外循环经济建设的成功案例及对我国城市建设的启发

1.德国双轨制回收系统的研究及启发

我国可回收资源的浪费以及“垃圾村”等的存在的现实表明,如果不建立起一个完善的垃圾回收产业,那么不仅会浪费许多宝贵资源,而且也容易使一些不法分子有机可乘。在这方面,德国的双轨制回收系统给了我们很好的启示。双轨制回收系统是德国专门组织回收处理包装废弃物的非盈利社会中介组织,它是由产品生产厂家、包装物生产厂家、商业企业以及垃圾回收部门联合组成,其内部实行少数服从多数的表决机制,政府除对它规定回收利用任务指标以及对它进行法律监控外,其他方面均按市场机制进行。它接受企业的委托,组织收运者对他们的包装废弃物进行回收和分类,然后送至相应的资源再利用厂家进行循环利用,能直接回用的包装废弃物则送返制造商。双轨制回收系统的建立大大地促进了德国包装废弃物的回收利用。如政府曾规定,玻璃、塑料、纸箱等包装物回收利用率为72%,1997年已达到86%;废弃物作为再生材料利用1994年为52万吨,1997年达到了359万吨;包装垃圾已从过去每年的1300万吨下降到500万吨[4]。

我国政府和企业可以效仿德国的双轨制回收系统,使那些环境污染严重的企业,如家电生产商,设立回收部门,或者充分发挥政府职能,联络当地企业,让其按照最终产品对环境危害程度的比例或其他方式,出资在各地建立起垃圾集中回收、分类处理的社会组织,同时可以把众多“垃圾村”村民召集起来,从事比较低端的回收工作,这不仅符合循环经济的思想,而且可以提高就业率。

对于生活垃圾的处理不仅要有政府和企业的参与,普通民众自觉自愿地参与也非常重要,然而要使全社会范围内的人群自觉地建立循环经济的发展理念,改掉常年养成的乱丢垃圾的习惯,并不是一件容易的事,这就要求政府成立专门机构负责这方面的工作,通过传媒等方式,让循环经济的理念深入人心;同时可以进行垃圾回收的收费服务,如按垃圾体积或重量向企业收费,让乱丢垃圾的人接受处罚。也可以采用树立榜样的方法,先建立几个示范小区进行宣传,以带动其他人。

2.循环型企业成功的经验及启发

对生活垃圾的处理是末端处理方法,真正要想达到循环经济的理想状态,应在企业进行生产时尽可能地选择能够再循环的绿色原材料,减少污染严重、不易处理的原材料。在生态企业建设方面,发达国家有许多成功的范例,最典型的循环经济实例是美国的杜邦公司,这个被亚特兰大杂志协会称为“环境的朋友”的化学公司就是循环经济3R原则的创始者,由于他们在实践中采用了“减量化、再使用、再循环”制造法,在1994年的生产中所造成的塑料废弃物和排放的大气污染物,相对20世纪80年代末分别减少了25%和70%[5]。

在循环型企业的建设上,我国已经出现了一些成功的案例,如山东鲁北化工股份有限公司,该公司依托石膏制硫酸联产水泥技术,建成了我国第一套磷铵配套硫酸、水泥生产装置,利用生产磷铵排放的磷石膏废渣制造硫酸,并联产水泥,硫酸又返回用于生产磷铵,使资源在生产过程中高效循环利用,创建了“资源—产品—废弃物—资源—产品”的多维非线性资源循环利用模式,与同等规模的单一产品厂家相比,磷铵、硫酸、水泥的生产成本下降了30%~50%[6]。

从上面的成功案例可以看到,对企业来说,要想达到循环的目标,最重要的是发展科技,改进工艺。企业通过实施清洁生产和环境管理,积极采用生态技术和设备,设计和改造生产工艺流程,形成无废、少废的生态工艺,使上游产品所产生的“废物”成为下游产品的原料;在企业内部实现物质的闭路循环和高效利用,形成工业生态经济有机体。大部分企业都有这样的愿望,政府应从扶持和强制两方面入手,在鼓励企业研发循环工艺的同时,对环境污染严重的厂家进行处罚,要生产制造商对产品用过后的回收再利用和最终处理承担义务,促使生产制造商依靠科技进步,积极采用无污染或低污染新工艺,使资源以低投入、高使用率和循环利用等形式将其对环境污染的排放因素消除在生产过程中。

3.丹麦卡伦堡生态工业园的建设情况及启发

目前在生态工业园的建设上,世界上最著名的成功案例是丹麦卡伦堡生态工业园。卡伦堡共生体系中主要有5家企业,相互间的距离不超过数百米, 它们由专门的管道体系连接在一起,它们是:1)阿斯耐斯瓦尔盖(Asnaesvaerket)发电厂,是丹麦最大的火力发电厂,发电能力为150万千瓦,最初用燃油, (第一次石油危机)后改用煤炭;2)斯塔朵尔(Statoil)炼油厂,是丹麦最大的炼油厂,年产量超过300万吨;3)挪伏·挪尔迪斯克(Nobo Nordisk)公司,是丹麦最大的生物工程公司,为世界上最大的工业酶和胰岛素生产厂家之一,设在卡伦堡的工厂是该公司最大的工厂;4)吉普洛克(Gyproc)石膏材料公司为一家瑞典公司, 位于卡伦堡的工厂年产1400平方米石膏建筑板材;5)卡伦堡市政府, 它使用热电厂出售的蒸汽为全市居民远距供暖[7]。

可以看到,在卡伦堡建立起了类似食物链的生态环境,一个工厂的废料、废水或副产品均可以直接或稍加处理后被另一个工厂完全或部分利用,实现了闭环生产,降低了企业的生产成本,提高了合作效率,不仅在经济上建立了企业间的合作关系,而且有助于形成良好的共生关系。

在我国,各省市也纷纷效仿,建立起了生态工业园区,其中比较成功的有广西贵港生态工业园,园区由蔗田系统、制糖系统、制酒精系统、造纸系统、热电联产系统、环境综合处理系统等六个系统所组成,各系统分别有最终产品产出,系统之间通过中间产品和废料的交换与耦合实现资源共享,形成甘蔗种植—甘蔗制糖—蔗渣造纸、甘蔗制糖—废糖蜜制酒精—酒精废液制有机复合肥、甘蔗制糖—低聚果糖三条主要生态工业链,从而构建了一个较完整的、闭合的生态工业网络。由甘蔗生产出糖、纸、酒精等主要产品,酒精厂复合肥车间产出的专用复合肥和热电厂产生的部分粉煤炭作为肥料又回到蔗田,使园区内的资源得到最佳配置,废料充分循环利用,污染物排放降低到最低程度,形成循环经济的产业格局[8]。

上面提到的共生系统的形成都是自发的过程,是在商业基础上逐步形成的,所有企业都能从中得到好处。每一种“废料”的供货都是伙伴之间独立、私下达成的交易。交换服从于市场规律,运用了多种方式,有直接销售,以货易货,甚至友好协作交换,如接受方企业自费建造管线作为交换,得到的废料价格相当便宜。要在其他地方复制这样一个共生系统,需要鼓励某些企业“混合”,以使其有利于废料和资源的交换。

四、结语

通过以上分析可以初步认为,分别致力于城市生活垃圾的回收再利用、企业内部清洁生产及生态工业园的建设,就自然形成了城市层面上的大循环体系,构建了集经济、技术、社会和生态环境于一体的大系统工程,达到建立起一个城市的循环经济体系的目的。

从我国实际情况看,我国人口众多,资源相对贫乏,生态环境脆弱。在资源存量和环境承载力两个方面都已经经不起传统经济形势下高强度的消耗和污染。如果继续走传统经济发展之路,沿用“三高”(高消耗、高能耗、高污染)粗放型模式,以末端处理为环境保护的主要手段,那么只能阻碍我国实现现代化的速度。从长期角度看,良性循环的城市应从发展阶段开始塑造,才不会走弯路,才会得到更快的发展。我国的绝大部分城市建设正处于起步和形成阶段,因此建立一个资源环境低负荷的社会消费体系,走循环经济之路,已成为我国建立城市经济发展模式的必然选择。

收稿日期:2005—06—09

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