生態工業區發展研討

時間:2022-06-13 09:38:00

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生態工業區發展研討

生態工業園(Eco-industrialPark,EIP)為一種工業系統,它有計劃地進行材料和能源交換,尋求能源與原材料使用的最小化和廢物最小化,建立可持續的經濟、生態和社會關系[1]。20世紀70年代,丹麥的卡倫堡(Kalundburg)工業園區,以降低成本和達到環保法規的要求為目標,開辟了一條革新性的廢棄物管理利用途徑———工業共生(IndustrialSymbiosis),即將甲廠產生的廢料和副產物作為乙廠的生產原料,使資源有效利用,這種途徑可以算是生態工業的雛形[2]。目前生態工業園在加拿大、美國、日本、法國等國家快速興起,我國也于近年大力發展生態工業園區。生態工業園已經成為當今國際上產業發展的新方向[3]。福州市政府致力打造生態文明城市,計劃在2015年建成“生態市”,所以福州經濟技術開發生態工業區發展對于生態文明城市建設至關重要。筆者以福州經濟技術開發區為例,采用能值理論方法評價其生態工業系統,在此基礎上,指出開發區存在的問題,并提出相應發展建議。

1工業生態經濟系統的能值指標體系構建

1.1能值理論

能值理論是由美國生態學家H.T.Odum于1996年在能量生態學、系統生態學、生態工程學及經濟生態學的基礎上發展提出的一套科學系統的研究方法。能值分析是把生態系統或生態經濟系統中不同種類、不可比較的能量通過能值轉換率轉換成同一標準的太陽能值來衡量,綜合分析系統中各種生態流(能物流、貨幣流、人口流和信息流),得出一系列能值綜合指標,定量評價系統的結構功能特征與生態經濟效益[4-5]。能值理論為區域生態經濟系統和可持續發展研究開創了一個定量分析的方法,其理論方法正不斷完善與推廣。

1.2工業生態經濟系統的能值指標體系

通過原始材料和數據的收集,繪制能量系統圖,把工業系統的資源、環境、人口等子系統聯系起來,比較分析工業系統的投入和產出的能物流、貨幣流、人口流和信息流等,建立適用于工業生態經濟系統的能值指標體系,以此來評價整個工業生態系統的資源利用和生態效率狀況,判定系統的可持續發展能力。

2福州經濟技術開發區的能值分析

2.1研究區概況

福州經濟技術開發區地處福建沿海,位于連接長江三角洲與珠江三角洲2個經濟發達地區的中間地帶。全區總面積187.3km2,總人口16.51萬。2010年,全區實現地區生產總值230.77億元。該開發區于1985年1月經國務院批準設立,是中國首批福州經濟技術開發區14個國家級經濟技術開發區之一,目前已成為集國家級保稅區、臺商投資區、科技園區、出口加工區、顯示器件產業園、生態工業園區、國家科技興貿出口創新基地、國家高新技術產業標準化示范區等特殊經濟功能于一體的產業聚集突出的外向型現代制造業基地。開發區和福州馬尾區實行“兩區合一”的管理體制。開發區海陸空交通發達。海運方面,馬尾港區共有萬噸級碼頭泊位12個,5000t級泊位2個,7500t級國際客運碼頭1個。馬尾港作為福州港口的主體港,是全國十大集裝箱港口之一,也是作為與臺灣實現“三通”的重要港口之一。陸運方面,馬尾陸路距福州市中心12km,有貫穿全境的104國道福馬段一級公路,還有沿海大動脈同三高速公路(黑龍江同江到海南省三亞)從區內穿過。區內有福(州)馬(尾)鐵路,溫(州)福(州)鐵路將從馬尾向浙江延伸,成為福建出省的“第三通道”,福(州)廈(門)鐵路,在馬尾與溫福鐵路相貫通??者\方面,馬尾與福州長樂國際機場僅一江之隔。發達的交通為開發區的發展提供了有力的條件。福州開發區的主要特色和發展重點是“對臺”“高新產業”和“港口”。開發區已經形成以電子信息、冶金機械、造船設備、食品加工、水產飼料、生物制藥、輕紡工業等7個產業簇群。其中以中華映管為龍頭的電子企業簇群的產值占全區工業產值的50%以上,中華映管還與日本JVC、韓國LG、日本NEG等一批跨國公司合作,使之成為中華映管的配套項目,延長區內產業鏈。該區已成為全球最大的黑白顯像管生產基地,隨著中華映管五期的投產,該區也將成為全球最大的彩色顯像管生產基地之一。

2.2研究區工業生態系統能值指標體系建立

根據福州經濟技術開發區能值流狀況和能值指標體系及相應的計算表達式,得出福州經濟開發區工業生態系統能值指標體系(表1)。

2.3研究區工業生態系統可持續發展評價

2.3.1系統能值來源指標分析根據表1繪制福州經濟技術開發區系統能值來源指標變化圖(圖1)。能值自給率反映的是一個系統的資源稟賦和自我支撐的能力。從能值自給率上看,2009年僅為20.84%,處于非常低的水平,并且從2002年的16.06%上升至2004年的19.31%,之后有所下降再逐漸上升。說明2002—2009年間,系統的自我支撐能力有所上升,不再只依賴外向型資源,正逐漸轉向當地自然資源的開發。勞務能值比表示人力資源對系統作用的大小。2002—2009年間,整個系統對勞動力的需求正逐漸上升,人力資源對系統的作用日益加大,這說明開發區正處于迅速發展階段,對勞動力的需求巨大。然而目前還處于勞動密集型產業階段,需要進行產業結構升級,向以知識密集型為主的高新產業發展。外資投入能值比可以表示系統對外資的利用依賴程度。從2002—2009年間數據可以得出,從2002年13.39%下降至2005年的3.46%,之后緩慢上升至4.8%,總體上看,外資投入能值比在2002—2009年間逐漸下降,這說明開發區經過多年的發展和自我完善,更加依賴自身財力和產業結構的升級調整。在生態工業園未來的發展中,仍要不斷招商引資,提高區內國際品牌效應,提高整個園區的科技含量。

2.3.2經濟子系統指標分析燃料能值比和電力能值比分別反映的是系統對石化的依賴程度以及系統的工業化和現代水平。從圖2可以看出,燃料能值比逐年上升,而電力能值比在波動中有所下降,這說明整個系統對石化的需求在加大,而對電力的需求有所下降。凈能值產出率表示整個系統經濟發展的生產效率,從2002年的2.23%上升至2009年的2.93%,表明整個系統的生產效率在提高。由于2006年開發區面積擴大,導致大量基礎設施等固定資產投入的增加,因此對石化的需求加大,電力能值比雖有所下降,但是其整體發展趨勢是上升的。能值投資率表示系統經濟發展程度與環境壓力的和諧度。從圖3可以看出,能值投資率在逐年上升,2009年與2002年相比,能值投資率上升了12.21%,說明隨著經濟的發展,整個開發區的環境壓力日益加大。能值出口率反映開發區對外經濟貿易的發達程度,從數據上看,整個系統對外經濟日益發達,但是呈現出不穩定性。能值交換率說明系統對外貿易過程中的真實得失,從數據上看,能值交換率從2002年的0.45%下降至2009年的0.25%,經濟貿易上的獲取的利益在逐漸減少,實際貿易地位在逐漸下降。能值密度反映工業活動的集約程度和經濟發展程度,能值密度越高,說明經濟越發達,經濟活動越頻繁。2002—2009年間,能值密度總趨勢是增長的,說明經過多年的發展,開發區的產業結構有所改變,區域工業集約程度提高,有利于生態產業鏈的形成。能值貨幣比率表示系統的經濟現代化程度,其數值呈現波動性的下降,從能值投資率上看,從2002年的17.56%上升到2009年的23.9%,說明區域工業系統程度越來越高,但對環境的壓力越來越大。

2.3.3自然子系統指標分析從圖4可以看出,2002—2009年間,廢棄物與可更新能值比在2006年急劇下降到3.86%后再上升,說明開發區先后建立的快安污水處理廠、白眉水庫二水源、雨污水管網等環保設施對于減少廢棄物等有了很大的作用。2006—2009年間開發區擴容減少了一些環境壓力,但是開發區廢棄物對環境的壓力還是很高,對于廢棄物的循環再利用的能力還是不足。這就需要加強廢棄物的回收和利用,減少廢棄物的排放,緩解工業生產給環境帶來的壓力。廢棄物與總能值比反映的是對廢棄物資源的利用效率和潛在的利用價值,數值越大,說明系統利用資源的效率越低,系統廢棄物的可利用價值越大。從圖4可以看出,系統廢氣物可利用的價值逐漸減少。環境負載率是對經濟系統的一種警示,若系統長期處于較高的環境負載率圖4福州經濟技術開發區自然子系統指標變化圖5福州經濟技術開發區可持續發展指標變化下,系統將產生不可逆轉的功能退化和功能喪失[4]。2002—2009年環境負載率呈現上升趨勢,說明開發區的工業活動對于自然環境的壓力日益加大。根據Brown和Ulgiati的建議,系統環境負荷率小于3為低負荷,3~10之間屬于中等負荷,大于10屬于高負荷[6]??梢?,開發區正處于一種高負荷的狀態,環境壓力巨大。根據對自然子系統的能值指標分析可以看出,福州經濟技術開發區對于資源的利用率較差,工業生產對于環境的壓力巨大,廢棄物的循環再利用程度不高。所以開發區一方面需要加強對企業的監督治理,另一方面要繼續大力推行生態工業園區的建設,加強區內產品和服務的交流,減少廢棄物的排放,提高資源利用效率,達到可持續發展。

2.3.4社會子系統指標分析人均能值產出率反映的是勞動力生產效率和生活水平,指標值越高表示勞動力生產效率和生活水平越高。人均能值的使用量反映的是員工生活水平和質量,指標值越高表示員工生活水平和質量越高。從表1可以看出,2009年人均能值產出率和人均能值的使用量分別為12.31%和4.96×1016sej。開發區內員工的生活水平有所提高,地區人均受益的福利有所提高,但是與其他生態工業區相比,指數還是偏低,需要繼續加快開發區生態工業發展,加快生態工業園發展,提高生產效率和資源利用率,從而提高員工的福利和收入水平。人均燃料能值和人均電力能值體現了工業生產對石化能源和電力的依賴程度,同時,可以從側面了解開發區的工業化水平和發展程度。從表1看出,2002—2009年間人均燃料能值和人均電力能值分別從22.13×1014sej和6.89×1015sej上升至48.52×1014sej和8.46×1015sej,說明區域內依賴石化燃料資源的制造業和基礎產業有所發展,而依賴電力能源的工業和信息產業也在持續發展。根據對社會子系統指標的分析可以看出,園區內勞動力的生活水平有一定的提高,但是增長的幅度不大,同時對燃料和電力的需求也在不斷增加,所以之后開發區的發展需要提高工業效率,加強各個產業之間的聯系,形成產業共生系統,提高生產效率,促進產業結構的快速升級。

2.3.5開發區可持續發展指標評價可持續發展指標用來評價工業生態經濟系統的協調性和可持續性。美國生態學家Brown.M.T和意大利生態學家Ulaiati.S(1998)將可持續發展指標ESI定義為系統能值產出率與環境負載率之比,即EYR/ELR[4]。從圖5中可以看出,可持續發展指標在2002—2004年有所上升,2005年有所下降,之后緩慢上升。根據Brown.M.T和Ulaiati.S確定的ESI量化標準,可知開發區屬于EYR值較小,ELR值較大即“高消費,低產出”的經濟系統,區域工業生態系統的發展對環境壓力巨大,園區的可持續發展能力亟待提高。而能值可持續發展指標EISD是一個考慮了經濟效益和環境壓力的復合型的系統可持續發展指標。EISD值越高,意味著單位環境壓力下的社會經濟效益越高,系統的可持續發展性能越好[4]。從圖5可以看出,EISD值在逐漸降低,說明系統的可持續發展性能越來越差。

3結論與建議

經濟子系統、自然子系統、社會子系統的協調發展是工業生態經濟系統可持續發展的基礎,即生態要持續和經濟要發展。福州經濟技術開發區發展中,受到長三角和珠三角的激烈競爭,所以在開發區成立之初,無法對主導產業進行定位,缺乏對土地的調控和規劃,造成引進項目的隨機性,不同功能組團、不同產業在空間布局上存在交叉現象[7]。

3.1提高生態產業鏈多元化

福州經濟技術開發區環境負荷比較高,無法充分挖掘資源,資源的利用率較低,這就導致了整個生態工業區雖然有產業集聚及規模經濟效益的提高,但是區域內還無法形成完善的生態產業鏈和工業共生網絡。因此在開發建設的同時,還應完善相關的基礎設施和生態產業鏈,實現關聯產業多樣化和循環經濟發展,提升系統競爭力和可持續發展能力[8]。

3.2推進開發區清潔生產

廢棄物的循環再利用以及副產品交換對于整個工業園區的發展具有重要作用,這就需要在產業層面上對整個產業鏈進行優化設計,提高能值的利用,才能使生態工業區可持續發展。開發區內企業生產需要逐步淘汰高消耗、高污染、低產出的企業,引進科技含量較高、投資強度大、經濟效益好的項目。從開發區層面上,需要區內企業與企業之間建立大循環,在保證企業清潔生產的同時,使得上游企業的廢物成為下游企業的原料,從而促進循環經濟的發展[9]。

3.3加強科研力度,引進高科技人才

目前開發區缺乏高新科技人才,科研能力較弱,主要依靠外商投資企業進行“貼牌”生產[10]。面對開發區經濟實現跨越式發展的迫切需求,應大力選拔培養學術帶頭人和技術創新人才,同時要提高企業的科研創新能力。

3.4加強生態管理

政府要以循環經濟的理念構建生態工業園區的發展,這就需要政府對園區內的企業進行監管,建立園區的管理體系。通過園區、企業和產品不同層次的生態管理,樹立園區良好的環境或生態形象,為工業生態體系的可持續發展提供生態保障[7]。