生态工业园区生态效益评价&以天津泰达生态工业园为例_生态环境论文

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[中图分类号]F42 [文献标识码]A [文章编号]1674-2362(2009)01-0026-05

1 生态工业园及其评价方法

生态工业园(Eco-Industrial Parks,简称EIPs)是目前工业生态学理论在实践中最成功的应用形式,其基本理念源于工业生态学,针对西方工业现代化过程中日益显现的环境、生态等困扰可持续性发展的核心问题,提出向自然生态系统学习,把人造的工业体系融入整个生态圈中,从而减少工业生产过程对自然生态环境的影响,并通过密切产业联系、加强废物循环利用,达到降低生产成本的目的。中国环保总局对生态工业园的定义是:生态工业园是依据清洁生产要求、循环经济理念和工业生态学原理而设计建立的一种新型工业园区。[1]它通过物流或能流传递等方式,把不同的工厂或企业连接起来,形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使一家工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂的原料或能源,模拟自然系统,在产业系统中建立“生产者—消费者—分解者”的循环途径,寻求物质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化。

作为继经济技术开发区和高新区后第三代工业园的发展方向,生态工业园是社会经济寻求可持续发展的有效途径。我国从1999年开始启动了生态工业园示范区建设试点工作,到2007年1月,通过国家环保总局论证的国家生态工业园区建设规划已有25个。有关生态工业园区理论的研究大多围绕生态工业园区的理论基础和规划实践,而通过定量手段较为系统地对生态工业园区的运行机理进行模拟研究和科学评价的成果偏少。生态工业园的评价不仅涉及经济目标和管理目标的实现,还需考虑环境和生态可持续发展等诸多因素。国外对生态经济系统的定量的评价主要是研究经济活动中物质资源的新陈代谢;国内对如何科学地评价生态工业园区建设水平的研究目前尚处在探索中。目前的研究一般分两步,一是建立评价指标体系并确定指标权重系数,二是进行指标量化并计算总分值。在数据处理上,主要有模糊综合评价方法、灰色聚类评价方法及能值分析方法等。[2]

2 生态效率含义及其应用

生态效率的翻译来自英文Eco-Efficiency,由Economical和Ecological两词的前三个字母Eco与Efficiency一词组合而成,两者组合意味着应该兼顾生态和经济两个方面的效率,促进企业、区域或国家的可持续发展。生态效率的概念最早是在1990年由德国学者Schaltegger和Sturm首次在学术界提出。1992年,由世界可持续发展工商业委员会(WBCSD)首次将生态效率作为一种商业概念加以阐述,1999年WBCSD发展的生态效率的基本概念如下:“生态效率是通过提供能满足人类需要和提高生活质量的竞争性定价商品与服务,同时使整个生命周期的生态影响和资源强度逐渐降低到一个至少与地球的估计承载力一致的水平来实现的,并同时达到环境与社会发展目标”。世界经济合作与发展组织(OECD,1998)将生态效率的概念扩大到政府、工业企业以及其他组织,认为生态效率是指“生态资源满足人类需要的效率,它可看作是一种产出与投入的比值,其中产出是指一个企业、行业或整个经济体提供的产品与服务的价值,投入是指由企业、行业或经济体造成的环境压力”,意味着“用更少的资源实现更大的价值”。[3]生态效率概念的直观表达式为:

生态效率=产品或服务的价值/环境影响[4]

生态效率同时考虑经济效益和环境效益,是将可持续发展的宏观目标融入中观(区域)和微观(企业)的发展规划与管理中的有效工具。由于研究对象层次的差别和研究目的不同,目前的应用主要在企业、行业、区域等层次上开展。在企业层次上,生态效率计算方法因企业规模的不同而有所区别;行业生态效率的评价指标和方法也不尽相同,不同行业在选择环境指标与经济指标上往往有所区别,仍需要进一步的探索;生态效率在区域尺度上的应用仍在探索中,目前并无普遍认可的方法。Grant曾提出过旨在提高生态效率的工业区景观设计规划,但只是提到提高能量效率和减少废物产生等原则,并没有深入探讨生态效率的含义与计算方法。[5]我国在区域生态效率的测算方面,主要在循环经济建设及评价领域方面展开了一些探索性研究,但是在工业园层次的研究还未深入展开。

3 生态工业园的生态效率评价模型

3.1 EIPs生态效率指标的建立

EIPs是一个有自身特点的复合生态系统,生态效率指标由两类独立的指标构成:环境指标和经济指标。EIPs生态效率指标是一系列可测算的比率,反映整个园区生态经济系统特征,同时衡量自然资源使用与经济发展的关系。经济指标选取园区国内生产总值(GDP)和工业增加值,环境指标选取工业废水、工业废气及工业固体废物的排放量。根据经济指标的不同,生态效率模型分为两种类型:Eco-Efficiency[1]和Eco-Efficiency[2],分别从园区的国民经济和工业经济发展的角度来考察生态效率。

Eco-Efficiency[1]=国内生产总值/污染物排放量

Eco-Efficiency[2]=工业增加值/污染物排放量

根据污染物指标的不同,将生态效率分为三种类型:基于工业废水的生态效率(Eco-W)、基于工业废气的生态效率(Eco-A)和基于工业固体废物的生态效率(Eco-Q),具体指标及测算方法见表1。

3.2 EIPs生态效率指标的意义

EIPs生态效率指标主要有二三个方面功能:描述和反映任何一个时点上(或时期内)园区各方面经济与环境的水平或状况;评价和监测一定时期内经济与环境变化的趋势及速度;综合衡量经济与环境各领域之间的协调程度。它可以使政府确定提高资源利用效率和控制污染物排放的优先顺序,同时给决策者一个了解和认识工业生态环境进程的有效工具。[6]当生态效率指标上升,说明园区的经济或环境绩效很好,对环境的冲击小,是可持续发展的有效表现;当生态效率值逐年下降,说明园区内资源消耗过大,生态产业链不合理,应积极进行废物最小化管理,同时努力提高经济效益;当生态效率值比较稳定,说明园区对环境的冲击维持在一定状态,可通过技术革新、优化产业结构提高生态效率;当生态效率值比基准年下降,说明园区应调整物质循环的节点,注意资源的使用状况和提高经济绩效。

4 泰达生态工业园的生态效率评价

4.1 泰达生态工业雏形

泰达(TEDA)是天津经济技术开发区(Tianjin Economic-Technological Development Area)的简称。泰达建于1984年,从2001年确立生态工业园区的建设目标,到2004年4月,被国家环保总局正式批准创建国家生态工业示范园区,2008年3月,被批准成为国家生态工业示范园区,泰达正在逐步形成一个产品代谢和废物代谢的闭合产业链条。该生态工业园主要以电子信息业、生物制药业、汽车制造业和食品饮料业四个支柱产业为重点,通过产业链、产品链和废物链的构建与完善,资源和废物的减量化等措施,大力发展生态工业。各主导产业之间积极开展共生合作,实现物流、能流、信息流乃至资金流的跨产业流动。具体表现为:

(1)在电子通讯方面,以摩托罗拉和三星电子等整机厂商为例,在园区及周边地区为其加工配套的企业已有300多家,配套产品400多种,各种元器件、注塑件电池等产品在企业之间进行流动,由于这些单位之间空间距离近,运输和信息传输速度快,减少了能源消耗和废弃物排放,降低了成本,形成了较为完整的电子信息业工业群落,产品代谢链条完善。

(2)在食品饮料领域,以“康师傅”为主打品牌的顶新集团在园区构造了完整的物流、能流、材料流、信息流体系,企业将生态设计、清洁生产、环境管理体系融入到采购、生产、产品和服务各个层面,体系内企业互利共生,形成了良好的柔性结构。

(3)在生物制药领域,以发酵残渣、提炼残渣和活性污泥为主要原料,利用技术创新开发研制出优质肥料,应用于天津开发区和周边地区的农田和绿地,实现了废物再利用。

(4)在汽车制造业方面,园区以汽车为核心的产品代谢链条基本形成,金属元素、有机元素生态链已初显端倪。一方面形成了以汽车配件和整车装配为特征的完整工业链,整合了区域物流体系;另一方面,丰通等资源再生利用公司彻底地解决了汽车生产过程中产生的钢板等废物的资源化问题,形成“资源—产品—废物—再生资源”的物质闭合循环。

(5)在废物代谢方面,以中水回用和新土源再利用为代表的“静脉产业”正在成熟起来。正在建设中的泰鼎股份有限公司电子垃圾综合处理装置、天津东邦铅资源再生有限公司的铅资源冉生等支柱行业补链项目,不仅是全区循环经济建设的重要组成部分,是区域实现污染“零排放”和资源综合利用的保障条件,而且也将为滨海新区和天津市资源大循环提供保证。[7]

根据该园区的产业结构,分析不同厂商使用的生产原料、所产出的副产品、废弃物,以及排放的情形,描述出泰达生态工业雏形图,如图1所示。[8]

图1 泰达生态工业雏形

4.2 生态效率测算

应用上文构建的EIPs生态效率指标和模型测算泰达生态工业园区的生态效率。泰达生态工业园区的环境影响及财务指标相关数据如表2所示,其中工业废气排放量主要选取工业排放量这一指标,工业废水排放指标还选取了工业COD① 排放总量。据此测算的该生态工业园相关年份的生态效率指标值如表3所示。

4.3 结果分析

从表2、表3可以看出,基于工业废水、工业废气和工业固废的生态效率呈现出上升的趋势,且从园区工业经济发展角度所考察的生态效率增长率大于从国民经济角度所考察的生态效率增长率,反映出相同经济增长速度下工业废水、废气和固废排放量下降。此外,生态效率的变化也存在一定的波动性,这是由于污染物的外部效应不同造成的,其中,大气污染物的外部性最强,其次是废水污染物,外部性最小的是固体废物。因此,基于工业废气的生态效率变化的波动性要高于基于工业废水和工业固废的生态效率的变化。

综合来看,泰达生态工业园生态效率的总体水平是向上发展的,但各类生态效率的变化存在着差异。生态效率变化的原因,既与环保政策实施的力度有关,也与城市整体的生态效率在快速提升有关,影响生态效率变化的因素既有经济因素、技术因素和政策因素,也有行政区划及管理变动等因素,它们都会对生态效率的计算结果产生影响。

5 结论

生态效率是一个技术与管理概念,关注最大限度提高资源投入的生产力,以降低单位产品的资源消耗和污染物排放。文章通过借鉴一个生态工业园生态效率模型,测算泰达相关年份生态效率,借以定量化评价园区生态化建设绩效。通过相关年份生态效率指标值发现,泰达生态工业园的生态效率呈现出上升的态势,表明园区产业生态化建设取得了一定成果。由于生态工业园生态效率指标体系是一个非常复杂的问题,文章所借鉴的生态效率指标需要进一步完善,在实践中需要进行试点应用,并不断补充和扩展。

收稿日期:2008-06-11

注释:

① COD即化学需氧量,表示在一定的条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂量,以氧的毫克/升表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度。水中还原物质包含有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的,因此COD化学需氧量也作为有机物相对含量的主要指标之一。

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