工业共生研究综述，本文主要内容关键词为：工业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
20世纪50年代，位于北海之滨的卡伦堡凭借其优良的港口优势开始发展。20世纪80年代，当地几家重要企业如发电厂、炼油厂为了应对淡水短缺和能源价格上涨带来的成本危机开展了相互利用废水、废气方面的合作，自发形成了工业共生体。这为面对资源枯竭与持续发展矛盾日益激化而正在困惑的各国工业发展指明了具有实践意义的可持续发展方向。本世纪初，随着循环经济理念在我国的推广，关于工业共生的研究与实践逐渐进入了人们的视野。
一、工业共生的内涵及本质
1.工业共生的内涵
“共生”的概念最早是由德国生物学家德贝里(Anion De Bary)于1879年提出的，指的是由于生存的需要，两种或多种生物之间必然按照某种模式互相依存和相互作用地生活在一起，形成共同生存、协同进化的共生关系。在自然界中处于同一环境下两个或多个种群相互依存而共生的现象是很普遍的。生物学和生态学研究表明，自然界的许多生物种群在漫长的进化过程中形成了极其精确而完善的系统，它们具有经济而精巧的结构，可靠而协调的功能，能高效率地使用物质和能量。
目前被广泛接受的工业共生的概念是由丹麦卡伦堡公司出版的《工业共生》一书提出的：“工业共生是指不同企业间的合作，通过这种合作，共同提高企业的生存能力和获利能力，同时，通过这种共生实现对资源的节约和环境保护。在这里这个词被用来着重说明相互利用副产品的工业合作关系。”随后的研究强调工业共生物理交换(physical exchange)或称物质流交换的一面，认为工业共生是运用系统方法研究工业生态系统内的物质[1]。被国外学者广泛引用的定义是伊莱费尔德(Ehrenfeld,2002)提出的，其认为工业共生是指企业间物质、能源、水和副产品的物理交换，地理相近性提供了更广泛的合作可能性[2]。兰伯特(Lambert,2002)从技术角度给出了工业共生物质流图（如图1），认为工业共生的相互作用涉及五个层面：基础设施共享；废物流集中处理；物质、能源交换；接受外部企业的剩余产品；向外部企业输送系统的剩余产品[3]。近来，人们逐渐意识到，企业间的长期合作关系才是工业共生的本质。玛瑞特(Mirata,2005)定义工业共生网络为区域企业间，通过物理交换或物质、能源传递，知识、人力资源、技术资源的交换形成的长期合作共生关系，从而实现环境效益和竞争效益[4]。
2.工业共生的本质
工业共生属于一种特殊而复杂的经济关系[5]。与一般经济关系不同，企业间工业共生连接的纽带是传统上被认为“毫无价值”的废弃物，而废弃物无论在性质、构成或经济价值上都无法与产品或原料相比。它以追求经济价值和环境改善为双重目标，受政策法规、技术变革等影响更为强烈。工业共生既具有经济特征，又具有生态特征。
图1 工业共生物质流图
二、工业共生链网结构研究
1.工业生态链
工业生态系统中同时存在的多种资源通过类似于生物食物营养联系的生态工艺关系相互依存、相互制约，即构成了“工业生态链”。它既是一条能量转换链，也是一条物质传递链[6]。物质流和能源流沿着“工业生态链”逐级逐层次流动，原料、能源、废物和各种环境要素之间形成立体环流结构，能源、资源在其中反复循环获得最大限度的利用，使废弃物资源化实现再生增值。在工业共生体内，企业利用上下环节的主副产品和原料的衔接关系构成了若干生态工业链；某条链上某个企业所生产的废弃物，经过必要的处理，回收用于原来的生产过程，构成了链条的纵向闭合；不同链上的消费者企业之间利用主、副产品和原料之间的横向耦合、协同共生关系，组成一个纵横交错的生态网络。
2.工业共生网络运作模式
工业共生网络运作模式可分为依托型、平等型、嵌入型、虚拟型四种模式[7-8]。一是依托型工业共生网络，它的形成往往是因为生态工业园中存在一家或几家大型核心企业，而许多中小企业服务于这些核心企业。二者间的关系为：一方面，中小企业为核心企业提供原料和配套零部件；另一方面，核心企业为中小企业创造了广阔的市场空间，从而构成了工业共生网络。依据园区内核心企业的数量多少，可将依托型运作模式分为单中心运作模式（如鲁北化工生态工业园）和多中心运作模式（如天津泰达生态工业园区）。二是平等型工业共生网络，指在生态工业园中，各个节点企业地位平等，通过各节点间信息、技术、资金人才的相互交流，形成网络组织的自我调节以维持组织的运行。与依托型工业共生网络不同，各企业之间不存在依附关系，在合作谈判过程中处于平等地位，主要依靠市场调节机制来实现价值链的增值。三是嵌入型工业共生网络。它是一种介于依托型工业共生网络和平等型工业共生网络之间的新型网络组织结构，由多家核心企业和依附于它们的众多中小企业通过各种业务关系而形成的多级嵌套网络模式。在生态工业园区内，多家核心企业之间通过交流副产品、人才、信息、资金等资源而建立起共生网络，从而形成园区内的主网络。与此同时，中小企业各自依附于自身的核心企业，构结成多个规模不一的子网络。另外，各中小企业之间也存在业务关系，所有参与共生网络的企业通过各种关系联系在一起，交织成了错综复杂的网络，形成“你中有我，我中有你”的格局。四是虚拟型工业共生网络。它是一种新颖的组织形式，突破了传统的固定地理界限和具体的实物交流，借助于现代信息技术手段，用信息流连接价值链建立开放式动态联盟。参加合作的企业通过各自核心能力的组合突破了资源有限的限制，整个虚拟组织以网络为依托，充分发挥了协同工作和优势互补的作用[9]。
根据企业联结方式（市场联结和产权联结），工业共生模式可分为自主实体共生和复合实体共生[10]。所谓自主实体共生，是指参与共生的企业都具有独立的法人资格，双方不具有所有权上的隶属关系，均是独立的，它们的合作关系完全是受利益机制驱动，代表性案例就是丹麦卡伦堡生态工业园。复合实体共生是指所有参与共生的企业同属于一家大型公司，它们是该大型公司的分公司或某一生产车间。这种共生模式的合与散完全取决于总公司的战略意图，代表性案例就是中国贵糖集团生态工业园。在自主实体的工业共生模式下，所有的合作都是在双方协商基础上达成的；每个合作项目对参与的公司在经济上都有吸引力。然而，它也存在着危险和障碍：当该共生系统中某个环节上的企业关闭后，可能造成该链条上的大批企业无法运转，严重时可能会使整个共生体瘫痪。而复合实体共生模式，有集团公司的支持，共生系统内关键环节上的企业一般是不会轻易关闭的，这保证了系统的可靠性和安全性。缺点是这种自上而下的运作方式很难保证集团公司不犯错误，一旦集团公司决策失误，将会损害各公司的利益，并有可能损失掉整个共生体。
三、工业共生形成的动因研究
考特(Cote,1997)认为生态工业园内的企业社区能获得比单个企业通过个体行为的最优化所能获得的效益之和更大的效益，驱使企业在生态成本内部化约束条件下自发地紧密结合为一个规模巨大的企业群落，最终实现了经济与环境的协调发展[11]。王兆华(2002)等运用交易费用理论指出，由于生态工业园中资产的专用性（包括地理位置的专用性、有形资产的专用性、人力资源的专用性以及优惠政策的专用性等）和交易的频繁性，使得那些客观上具备副产品交易条件的企业形成一个经济活动中心，从而产生建立更为密切交易关系的动力和愿望，企业在空间上的集聚和建立工业共生网络就具备了必要性[12]。杨敬辉(2004)等认为享有共生所带来的外部经济、内化外部不经济是企业寻求共生的动力[13]。工业共生的外部经济性体现在：共生网络的建立可以为成员企业提供完善的基础设施和优良的服务，创造巨大的市场机会，使置身其中的企业共享知识、技术的溢出和人才集聚的效果；同时，工业共生还可以使环境污染外部性内部化，缓解企业所面临的严格的环保法规和政策压力，有助于企业树立绿色形象。这些因素都是企业积极参与共生的原因。杜昱(2003)从企业的角度指出，企业形成共生体是对生产要素共同需求的结果，生态工业共生体的运行动力本质上在于经济利益[14]。王虹等(2005)从对企业性质的分析入手，认为企业具有社会归属性和经济性，在爱心和责任感的驱动、社会归制的约束下，在追求经济利益的过程中，在资源枯竭和技术可行的情况下，企业会产生参与工业共生的自发的动力[15]。蔡小军(2006)认为，共生产业链的形成机理是一个复杂的系统过程，该过程是共生产业链个体通过寻求一种制度安排，以合理利用整条共生产业链的内、外资源，在尽量保护环境的同时，形成低成本、差异化或者两者结合的竞争优势[16]。李强(2006)认为，工业共生的实质是企业之间展开副产品与废弃物的交易，之所以能达到治污成本的最小化，其根源在于企业之间的共生形成了三种独特的经济价值，分别为转移价值、技术溢出价值与共生规模价值，由此带来了企业治污成本的削减，促进了园区企业效益的增长[17]。
综上，成本因素在工业共生形成过程中起着非常重要的作用，充分利用共生网络中的生产材料和自然资源、降低生产成本是形成工业共生的最初动力。随着工业文明的发展，要求企业提高环境绩效、减少对周围社区的环境压力成为企业参与共生的重要推动力量。总之，在工业共生过程中，企业可以通过提高资源的利用效率、变废为宝实现经济与环境的双赢。
四、工业共生网络治理研究
1.工业共生网络运作风险
德斯罗切斯(Desrochers,2004)比较了两种不同经济制度背景下——英格兰自由市场机制和匈牙利自上而下的中央规划(central planning)——的工业共生，认为匈牙利规划者的失败不是政策实施的失败，而是“自上而下”(top-down approach)这种方式固有的缺陷导致的：缺乏个人投资的激励机制；缺乏价格机制或者说价格被各种各样的政策扭曲而导致的资源合理配置难度加大；无法充分利用个人拥有的人力资本、设备、供求信息在内的信息[18]。秦颖(2004)认为由于成员之间理性的或非理性的不合作和竞争地位的失衡而造成的关系风险、技术欠缺和工艺复杂、企业文化与地域习惯差异都是制约工业共生发展的瓶颈[19]。吴志军(2006)认为工业共生网络存在以下三种投机行为：资产专用性导致的寻租行为、合约不完全性导致失败的行为、合作企业间窥探核心技术行为[7]。
2.工业共生网络治理
工业共生网络治理研究的目的是工业共生网络应采取何种治理范式来应对潜在的网络风险。根据两种交易频率类型（不包括一次性交易）和三种资产专用性程度（一次性交易、偶然交易和重复发生的交易）可以得到工业共生网络中四种普遍的治理范式：市场治理、双边治理、三边治理和一体化治理[7]。市场治理针对的是合作企业的交易过程不存在资产专用性，交易活动可以是偶尔发生的，也可以是长时期地重复发生。对于工业共生网络中这种非专用性交易来说，市场是主要的治理方式。双边治理范式适用于由中等和高度专用性投资支持的重复交易。在企业间副产品交换得到强力物质保证后，交易就会长久持续下去。重复交易的特征潜在地保证能收回专用性治理结构的成本。三边治理指在解决冲突和评价绩效上采用第三方仲裁。“第三方”应是共生企业共同认可的权威机构，如政府部门、园区管理者。选择权威机构作为“第三方”可降低人为因素在交易过程中造成的不利影响，避免交易契约的不完全性，有利于解决矛盾冲突，从而降低合作双方产生投机行为的可能性。一体化治理特征是，合作双方中的一方兼并另一方，成为一家企业，实现交易的内部化，进而完全控制交易并承担全部责任。一体化治理结构交易内部化的优势是，适应性问题可用一种连贯的方式来解决而无须商谈或修正企业间的契约。
五、工业共生评价研究
1.物质流分析(Material flow analysis,MFA)
物质流分析是了解原料提取、使用和其最终不管作为废物还是作为再度使用的资源的系统方法[20]。它试图超越描述性的分析而进行较为严格量化，以便找出在经济系统原料与能量流动与环境问题之间的量化关系，从而为解决这些问题提供依据。它包括投入产出分析[21]、物质代谢分析[22]等具体方法，常用来评价国家和区域层面的代谢问题，近来在工业系统代谢分析中得到了广泛使用。雅各布森(Jacobsen,2006)以卡伦堡工业共生体为例，引用详细的经济和环境数据(1990-2002)评价了包括水和蒸汽在内的主要的工业共生交换[23]。
2.能值分析(Emergy analysis)
根植于能量系统论和系统生态学的能值分析[24]，是以能值为基准，把生态系统或生态经济系统中不同种类、不可比较的能量转换成同一标准的能值来衡量和分析，从中评价其在系统中的作用和地位；综合分析系统中各种生态流（能物流、货币流、人口流和信息流），得出一系列能值综合指标(emergy indices)，定量分析系统的结构功能特征与生态经济效益[25]。GERIPA是巴西一个规划中的农业——工业共生模式(agro-industrial symbiosis)[26]，生产可再生资源、发电和有机食品。奥米多(Ometto,2006)运用能值分析通过比较GERIPA模式和巴西传统的生产模式发现（见表1）：GERIPA表现得更好，其能值可持续性指标(1.26)远高于传统生产模式(0.22)。在这里，能值转换率是系统转换率，并非具体产品的转换率，两个系统的转换率分别为4.65×10[4]和1.04×10[5]。较高的能值产出率和较低的能值投入率证明了GERIPA模式的经济可行性；较低的环境承载率和较高的资源可再生率表明了GERIPA模式承载的环境压力较小，具有良好的环境表现。
表1 GERIPA与传统模式能值比较结果
R是当地可更新资源能值流；N是当地不可更新资源能值流；F是进口货物和服务能值流。
3.“反事实”分析(Counterfactual ananlysis)
估计一个系统假想变化的现实效果的方法就是所谓的“反事实”分析方法。近年来，在环境领域里计算二氧化碳配额基线中，“反事实”分析方法已经得到运用[27]。与此同时，生态工业的规划者们已经使用“反事实”分析方法估计工业生态系统和工业共生未来的可行性[28-30]。萨尔米(SalmiO,2006)利用“反事实”分析方法研究工业共生和生态效率之间的关系。其认为“复合利用体”(complex utilization)是前苏联时期仿照工业共生规律在科拉半岛(Kola Peninsula)规划的生产模式，由于苏联的解体，该模式没能完整地实施，但是它提供了工业共生的发展路径模式。当将“复合利用体”与现实的发展路径进行比较时，结果表明：“复合利用体”，即工业共生可以显著地提高生态效率。
六、结论
工业共生是工业生态系统的一个重要特征，只要有工业生态系统，就会有工业共生现象存在，工业共生分析是工业生态系统分析的一个重要方面。目前，关于工业共生的研究还处于概念的介绍、理论框架的搭建阶段，有些方面仍显不足：其一，对于工业共生网络的认识仍停留于对工业生态系统的理解，在大多数文献中，两个概念交互使用。主要是因为工业共生是工业生态系统的主要特征和实现途径，只要有工业生态系统，就会有工业共生现象存在，从这个意义上讲，工业共生网络就是工业生态系统。基于这种认识，工业共生网络的研究始终囿于对其结构和功能的研究，其他方向未能取得实质性的突破。有必要将工业共生的研究由工业生态系统引向网络组织领域，综合运用管理学、经济学相关理论解释工业共生问题。其二，关于工业共生网络形成机理的研究，仍然没有脱离传统的企业合作理论，交易费用理论和经济外部性理论等仍然用来解释工业共生的形成。这主要是因为忽视了工业共生的生态特征，忽视了副产品和废弃物作为企业间交换媒介的特殊性，因此，需要从一个合理的视角去探讨工业共生的形成。其次，以往的研究都是强调工业共生网络的形成是基于对经济绩效、环境绩效追求的目标导向结果，忽视了对于合作本身的研究。其三，工业共生网络风险的存在使得网络治理机制的研究显得十分必要，然而，直接研究工业共生稳定性影响因素并有针对性地提出实现稳定的机制对于工业共生网络成功运行更具意义。尽管如此，源于工程学的物质流分析、系统论的能值分析以及心理学的“反实事”分析为评价工业共生提供了量化的解决方案，也为定量分析工业共生网络的形成机理和效益分析提供了有效工具。
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