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中图分类号：F427(67)文献标识码：A 文章编号：1004-6917(2013)04-0030-05
节约资源是保护生态环境的根本之策。党的十八大报告对全面促进资源节约作出了具体部署，明确了全面促进资源节约的主要方向，确定了全面促进资源节约的基本领域。全面促进资源节约，必须大力发展循环经济。本文以广西贵糖(集团)股份有限公司(以下简称贵糖集团)发展循环经济为例，对制糖业循环经济的发展进行考察，以为促进节约资源、保护生态环境提供有益的理论支持。
一、循环经济的理论基础和基本原则
(一)循环经济的理论基础。循环经济是人类探索可持续发展的最新实践模式，它的出现依赖一定的理论基础，主要包括整体论、系统论和产业生态学理论等。整体论认为，在分析和解决问题时，不应该只把眼光放在各个单元之上，而应把重点放在整体效用上。马克思曾指出：“一个骑兵连的进攻力量或一个步兵团的抵抗力量，与单个骑兵分散展开的进攻力量的总和或单个步兵分散展开的抵抗力量的总和有本质的差别”[1]。整体论要求人们把整体作为研究的主要对象，着眼于整体的功能。循环经济是一种新型经济发展模式，由企业、生产者、消费者、社会环境、生态环境、技术创新、国家政策、资源基础、产品流通等不同的复杂的部分组成。因此，在考察有关循环经济问题时，应运用整体论的思想方法去解决实践中的问题。系统论认为，系统是由相互联系、相互作用的要素(部分)组成的具有一定结构和功能的有机整体[2]。循环经济是一个复杂开放的社会巨系统，由资源开采系统、生产系统、运输系统、消费系统、生态环境系统、社会行为系统等子系统组成，这些子系统又由次一级系统要素组成。因此，在研究循环经济问题时应利用系统方法论对与之相关的理论和创新问题进行深入思考与分析。产业生态学理论认为，产业生态系统包括四个基本组成部分，即生产者、消费者、再生者和外部环境。产业生态学是一门研究社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程及其与生命支持系统相互关系的系统科学。它通过分析系统结构的变化，进行功能模拟和产业流分析，来研究产业生态系统的代谢机理和控制方法。只有产业生态环境“无污染”，才能保证产业和经济的健康发展。循环经济强调经济的健康、可持续发展，因此，在分析循环经济时，需要运用产业生态循环理论。
(二)循环经济的基本原则。循环经济遵循“3R”原则。即减量化或减物质化原则(Reducing)、再利用或反复利用原则(Reusing)、资源化或再生利用原则(Recycling)。这三大原则对循环经济的成功实施是必不可少的。减量化原则用于控制输入端，其基本目的是减少进入生产和消费的物质和能量流，以节省对资源的利用；再利用原则用于控制过程，其目的是延长产品和服务的时间强度；资源化原则用于控制输出端，通过把废物进行两次加工变成资源加以利用而达到减少最终处理量的目的，即所谓的废品回收利用和废物综合利用。
二、制糖业循环经济的发展：以贵糖集团为例
(一)制糖业发展循环经济的意义。在工业产品生产过程中，循环经济的理念是：采用生态工艺、实现物料闭路循环和多级利用的方法与“无废料化设备”，将工业废物能源化、资源化，实现“三废”零排放，进而形成资源加工链的循环(自然资源—初级加工品—次级加工品—次级深加工品—高级深加工产品—最终产品—人类消费—微生物分解物—自然资源)，同时利用资源加工链的延伸实现自然资源的充分利用和价值增值。因此，发展循环经济对产业结构调整具有重要作用。
传统甘蔗制糖业在生产过程中产生的废渣、废水和废酒精存在巨大的环境污染问题，而制糖业实施循环经济发展模式则有利于缓解这些环境污染问题。科研开发实践证明，甘蔗制糖产业是实现循环经济的理想产业。蔗渣可用于生产纸、纤维板、糠醛、木糖醇、饲料、生物肥等多种产品；食糖除直接用于消费外，糖与糖蜜可以生产酒精、味精、氨基酸系列、低聚糖等生物工程产品；滤泥可以生产复合肥和复合饲料，等等。从现有成熟的开发技术来看，仅第一级经济循环，就可以培育发展造纸产业、纤维板产业、生物工程产业、食糖深加工产业、生态农业产业和现代物流产业六大新兴产业群。
(二)贵糖集团制糖业循环经济的发展情况。贵糖集团生产主要由制糖系统与制浆造纸系统组成，生产流程产生的废弃物主要有甘蔗渣、废糖蜜、酒精废液、制浆黑液、制浆中段废水、白泥等，这些废弃物直接排放会造成环境污染，如图1所示。
贵糖集团根据各种废弃物的特性，规划了内部循环经济生态链，由制糖循环经济生态链和造纸循环经济生态链组成。同时创建了一系列子公司或分公司如制糖厂、酿酒厂、纸浆厂、造纸厂、碳酸钙厂、水泥厂、发电厂及蔗田等，来循环利用制糖过程中的废物，从而减少污染，从中获益。
图1 废弃污染物产生结构图
图2 贵糖集团制糖循环经济生态链
由图2可以看出，每条循环经济工业链的上游生产过程产生的废物均用做下游生产过程的原料。贵糖集团将制糖过程产生的废糖蜜作为原料来生产酒精，酒精生产过程产生的酒精废液用来生产甘蔗专用复合肥，复合肥又用来肥田。至此，以甘蔗田种植甘蔗为起点，经过甘蔗、制糖、废糖蜜制酒精、酒精废液制复合肥，复合肥返回蔗田，形成了一条闭环的循环经济工业链。
图3 贵糖集团造纸循环经济生态链
如图3所示，贵糖集团将制糖过程中产生的蔗渣用来造纸，造纸过程产生的白泥作为生产水泥的原料。在造纸循环经济工业链中，蔗渣用来制浆，纸浆送造纸厂进行造纸；制浆厂产生的黑液通过碱回收其中的碱和热能，回用于制浆，碱回收白泥可以用来生产水泥；制浆过程产生的废水送动力车间通过以废治废过程得到净化后达标排放。
图4 贵糖集团制糖业循环经济示意图
由图4可知，贵糖集团循环经济整个生产物流系统含有三个层次：第一个层次是工业园区系统，是在工业园区级别的物质闭路循环和能量逐级利用。这一系统包括三大主物质流和三大次级生态工业链。三大主物质流包括制糖流、造纸物流、发酵制品流；三大次级生态工业链包括轻质碳酸钙、水泥和甘蔗专用复合肥生产线。制糖流是将甘蔗转化固体物蔗糖的传统物质流：甘蔗—蔗汁—清汁—糖浆—精炼糖。造纸物流是将甘蔗中的蔗纤维转化为纸张的物质流：甘蔗—蔗渣—纸浆—纸张。发酵制品流是将蔗糖转化为生物工程制品，其流程为：甘蔗—蔗汁—清汁—糖浆—糖蜜—酒精。三大主物质流和三大次级生态工业链的结点是制糖厂、制浆厂、造纸厂、甘蔗专用复合肥厂、烧碱回收厂、轻质碳酸钙厂、水泥厂、热电厂等10余个工厂。在制糖、制浆和造纸链中有4条物质原级闭路循环链，它们分别是冷却水循环、热电联产凝结水循环、碱回收循环和造纸白水与清水循环。冷却水循环和热电联产凝结水循环代表了水资源集成再利用和能量逐级利用。第二个层次是企业间的耦合，是不同企业之间制糖过程中的中间产品的流动。第三个层次是不同产业之间的交换，是种植业与制糖业之间的物质交换，甘蔗种植业向制糖企业提供甘蔗，制糖企业则向甘蔗种植业提供甘蔗有机复合肥。
实践证明，贵糖集团发展循环经济取得了可观的效益。在经济效益方面，2010年，贵糖集团工业总产值达到16亿元，比2001年增长了130％；营业收入13.88亿元，比2001年增长了74％；利税1.7亿元，比2001年增长了48％。由于生产过程中各环节的废弃物得到充分利用，系统中的各种物耗、水耗大幅度下降，如造纸由2001年的吨纸平均耗水220吨降至2010年的80吨以下，制糖用石灰石与蔗比由2001年的6.15％降到2010年的4.62％，综合利用取得较好的效益。2008年贵糖集团综合利用产值占到公司总产值的70％以上，综合利用利润达到了8829万元。在环境效益方面，贵糖集团通过甘蔗制糖及相关产业带动，其制糖废蜜利用率100％，酒精废液利用率100％，水循环利用率70％以上[3]。贵糖集团各生产厂大部分单耗指标呈逐年下降趋势，各种物耗不断降低。在社会效益方面，通过进行生态型企业建设，推动了贵港甘蔗生态园的建设，拉动贵港市经济持续、稳定、快速发展，增加就业机会，提高居民收入。贵糖集团的发展直接带动了甘蔗种植业的发展，使甘蔗种植向现代化、集约化方向转变，并形成优势产业。
贵糖集团以发展循环经济为导向的生态型制糖企业建设，为我国制糖工业结构调整和行业结构性污染问题的解决提供了宝贵的经验，使传统产业通过调整、组合焕发出新的生命力。现在，贵糖集团已成为广西发展新型工业化道路上的一面旗帜。在贵糖集团循环经济模式的示范带动下，广西的迁糖集团、冠桂糖业公司、永凯集团大桥糖厂、广西横县新凯糖业公司等企业，按照循环经济模式，正逐步形成一个较为完整的资源节约型工业体系。
三、制糖业循环经济的模式
(一)资源的减量化(Reduce)。减量化或减物质化是在输入端减少输入循环系统的物质和能量流，具体到制糖业循环经济就是减少生产系统的甘蔗、水、煤、石灰石以及甘蔗种植业的投入。减量化对于整个循环经济系统来说是重要措施，能够提高物质和能量的利用效率。资源的减量化主要包括以下三方面的内容：
1.建立现代甘蔗园。甘蔗是整个制糖业循环经济中最重要的输入原材料，也是甘蔗种植业最重要的输出产物。提高单位土地面积的甘蔗产量和甘蔗含糖量可以在其他技术和投入不变的情况下，降低单位产品的成本，提高经济效益。建立高产优质的甘蔗园主要是通过如下几个途径：一是大力推广甘蔗良种和种植方法，引进优质种子资源。二是增强科研力量，与糖业研究所、高校等加强合作和联系。三是与农户签订产供销合同，降低蔗农风险的同时提高蔗农种植积极性，保证制糖厂获得稳定的甘蔗产量和质量。四是加紧蔗区的水利、道路等基础设施建设，提高甘蔗种植业抵御自然灾害的能力，提高甘蔗产量的稳定性。实践证明，建立现代的甘蔗产业园，可以提高甘蔗的产量和含糖量，节约制糖厂辅料的投入，降低生产成本。同时，与同等甘蔗需求量相比，现代甘蔗产业园节约了甘蔗种植的土地投入，也是一种“减量化”。
2.蔗髓热电联产技术。蔗渣中含有30％-35％的蔗髓，是造纸无法利用的部分。由于每5吨蔗髓燃烧所释放的热量相当于1吨标准煤，因而将蔗髓用做热电厂发电的锅炉的燃料可节省大量的燃料。
3.采用节水技术。将煮水罐、一效蒸发罐、纸机烘缸的气凝水收集起来用于锅炉，实行软化水循环利用，可以减少水耗，大量节水节能。
(二)中间产品的再利用(Reuse)。再利用是指在生产过程中提高物质和能量流的使用强度，制糖业的循环经济的再利用是尽可能充分和尽可能多样地利用甘蔗资源来实现的，具体表现在：其一，扩建生活用纸工程。甘蔗在制糖厂进行糖分提取之后，剩下的产品是废渣和废糖蜜等。若用蔗渣中的纤维造纸，则每生产1吨纸就能节省3立方米的木材。由于木材资源紧缺，并且林木生长周期长，利用蔗渣造纸可以节约木材资源，具有巨大的生态意义。其二，实施能源酒精技术改造工程。在目前制糖工业的糖分提取技术条件下，甘蔗中的蔗糖提取率大概为90％左右，其余糖分在糖蜜中。糖蜜普遍被用来发酵制取食用酒精，其年产量占到世界酒精产量的50％左右。由于酒精是煤、石油、天然气等化石能源非常理想的替代品，大力发展糖蜜制酒精对于减少化石燃料使用和碳排放具有一定的意义。其三，利用制糖的副产品发展生物工程产业。利用蔗糖、糖蜜和蔗纤维实施低聚果糖生物工程、酵母生物工程和CMC(羧甲基纤维素钠)工程，利用生物工程技术延伸制糖业工业链，合理利用制糖中间产物，提高产业附加值。
以上几个方面具有一定的特点：第一，技术创新。以贵糖集团为例，贵糖集团是全国最早开发利用甘蔗渣制浆造纸的企业之一，贵糖研究开发成功的“高配比蔗渣浆在高速纸机上抄造高级生活用纸技术”是一项包括甘蔗渣制浆造纸在内的较为复杂的综合性高新技术，该技术的重大创新在于能够采用80％以上高配比的被世界普遍认为抄造性能较差的甘蔗渣浆在1300m/min-1500m/min的高速纸机上抄造高级生活用纸，这在当今世界上是独一无二的。第二，产品再利用的动力来自市场需求。发展并扩大生活用纸的生产规模是建立在市场对生活用纸需求逐年增长的基础上的。第三，中间产品再利用以行业贸易为基础，即通过从同行那里购买生产过程中的副产品和中间产品实现规模经济和行业环境效益的双赢[4]。
(三)废弃物再利用(Recycle)。资源化是输出端控制法，通过将生产过程中的废物生态化或者直接再利用，减少生产过程中的废物排放，减少污染、节约资源。这一原则集中体现在生态工业园区的有机技术改造工程中。有机糖的基础是有机甘蔗，而有机甘蔗种植需要有机肥，因而有机肥的获取对实施有机糖技术改造工程至关重要。有机肥有两种获取途径：一是由现代养殖基地的猪、牛等动物粪便发酵制得；二是生产有机复合肥。利用发酵废醪生产有机复合肥实现了废物资源化这一过程。在利用废糖蜜制取酒精的过程中，每生产1吨酒精产生废醪约15立方米，其BOD平均值高达1万毫克每升，直接排放到自然环境中将造成巨大的污染。制糖企业通过技术攻关，解决了将发酵废醪液蒸发浓缩制取有机肥的技术。这一技术在解决糖蜜酒精生产过程中废醪液的污染问题的同时也为有机甘蔗的生产提供了大量的有机复合肥，从而将制糖工业和农业结合起来，形成物质闭环循环，促进了废物的资源化和生态化，提高了资源利用效率，大大减少了环境污染。
四、对制糖业循环经济的分析和评价
(一)制糖业循环经济的层次划分。制糖业的循环经济包括两个层次：第一个层次是以制糖企业内部的物质循环为基础，主要是指制糖企业内部根据“3R”原则，利用各种技术，将制糖过程中产生的废物再利用，提高资源、能源的利用效率，减少环境污染。企业、甘蔗种植园等是制糖业产业发展的微观个体，因此这个层次是循环经济发展的微观层次。第二个层次是以制糖企业与其他企业之间的物质循环为基础，构筑制糖企业之间以及制糖业与甘蔗种植业、制糖业与其他产业之间的循环经济。通过产业的合理组织，在制糖业的纵向、横向上建立企业间能量流、物流的集成和资源的循环利用，重点在废物交换、资源综合利用，以实现产业内生产的污染物低排放甚至“零排放”，形成循环型产业集群，或是循环经济区，实现资源在不同企业之间和不同产业之间的充分利用，建立以二次资源的再利用和再循环为重要组成部分的循环经济产业体系。这个层次是循环经济的中观层次，在这个层次上，不同产业的不同企业之间通过物质、能量的综合利用有机地联系在一起，有效地减少污染物的排放，提高经济效益。
(二)制糖业产业链的延伸。目前，制糖业产业链延伸主要体现在以下三个方面：一是用白糖作为原材料，进行一系列糖深加工项目，包括甘蔗饮料、精糖生产项目、高纯低聚果糖深加工项目以及其他糖深加工项目。二是利用生物工程技术，利用糖作为原料生产医药等其他生物工程制品，包括高纯右旋糖配等糖药物、蔗糖基聚合物、生物酶催化合成蔗糖多糖、凝胶多糖、六元醇等产品。三是资源综合利用项目，直接利用甘蔗蔗渣、虑泥、蔗髓等生产一系列深加工产品，包括用微生物降解法生产蔗渣饲料、用蔗渣制造颗粒活性炭等[5]。制糖业产业链延伸取得了如下成效：其一，解决了制糖业发展与环境保护的矛盾。通过将传统制糖业中的废物再利用，有效地减少排入环境中的污染物；其二，做大了整个制糖业产业链，拓宽了单一的制糖产业，实现了多种经济效益，增强了制糖企业的综合竞争力；其三，通过发展以糖为原料的产业，增加了蔗糖的销路和用途，提高了企业抵御市场波动的能力。
综上所述，经过多年的发展，制糖业的总体技术和资源循环利用水平在一定程度上得到了提高，但是由于受制于国内整体经济发展水平，依然没有彻底转变粗放型的经济增长方式，不同企业之间技术水平差异较大。目前制糖业已经实现了制糖业、甘蔗种植园、造纸业、酒精制造业等产业的耦合，但是仍存在着产业链延伸不够深入、产品附加值不高的问题。
五、结论和建议
(一)结论。首先，循环经济是制糖业发展的重要选择。制糖业通过大力发展循环经济，遵循“减量化、再利用、资源化”的原则，提高了产品的精深加工水平和产品附加值，降低了能源资源的消耗，减少了废弃物的产生和污染排放，在有效降低成本、提高总体经济效益的同时实现了生态环境可持续发展。这对促进制糖业生产由资源优势转化为经济优势，提高糖业综合竞争力和抗风险能力，加快生态文明示范区建设，增强经济社会可持续发展能力具有重大意义。其次，制糖业循环经济的层次有待提高。制糖业中虽然部分企业的技术条件比较好，制糖企业之间以及制糖企业和甘蔗种植业、制糖企业和造纸业等产业之间的物质、能量交换比较多，物质、能力利用率较高，但是由于受制于整体经济发展水平，制糖业产业循环经济整体层次并不高，产业与产业之间物质、能力流动衔接并不紧密。最后，制糖业所整合的产业链延伸不够深入，与制糖业相关的产业附加值不大，相关产业发展比较粗放，经济效益一般。
(二)建议。首先，应全面提升循环经济层次，延长循环经济体系产业链。在未来的产业发展规划中应对制糖业及在制糖业循环经济体系中的其他相关产业进行技术升级改造，引入合适的产业加入循环经济体系中，提高制糖业产业循环经济体系的整体附加值和效益。其次，应加大对循环经济技术体系的投入。技术进步是带动循环经济体系健康发展的重要保障。随着制糖业面对的市场竞争的日渐加剧，仅仅依靠原材料的成本优势已经无法面对海外制糖大国的竞争。不断地研发、引进先进的技术、工艺，依靠先进的技术工艺转变粗放的产业发展模式，走循环经济的道路是制糖业发展的必然选择。
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