循环经济:二十一世纪的理想模式
2003-04-29陈锐牛文元
陈 锐 牛文元
循环经济体系是以产品清洁生产、资源循环利用和废物高效回收为特征的生态经济体系,由于其将对环境的破坏降低到最低限度,并且最大限度地利用资源,从而大大降低了经济发展的社会成本。建立生态环境补偿机制,是以防止生态破坏、走绿色发展道路为目的,以生态环境的整治与恢复为主要内容,以市场经济调节为手段,以法律保障为前提,实现生态环境补偿的社会化、市场化和法制化。建立合理的生态环境补偿机制,是中国目前亟待解决的重大战略问题。
全球经济模式的历史性更替
当前的全球经济模式以市场需求为导向,以产品工业为主体,忽视基本的生态环境准则,市场信息对经济生活各个层次的错误引导,使得资源、产品与服务的内在价值无法得以完整体现,从而进一步导致扭曲的经济发展系统朝着与生态环境支撑系统背道而驰的方向演化,并逐渐呈现衰落的趋势。以此为发端,出现了全球经济模式向生态型循环经济的转型。这一划时代的历史更替,在思维方式的革新上,可与16世纪文艺复兴运动相媲美;在环境演化的功效上,可与两次产业革命的地位相抗衡。
农业革命重组了人类的生活方式,实现了从基于狩猎和采集的游牧生活向基于土地耕种的定居生活的转型,这种历时数千年以开荒种地为特征的垦殖文明逐步改变了地球的原始地貌。工业革命重组了人类的能源结构,实现了从木材燃料向化石燃料的转型,并以化石能源的大规模开发利用为显著特征,这一历史性变革极大地扩展了人类经济活动的广度和深度,给人类社会带来新生活方式。工业革命带来的副产品是200多年来大量污染废弃物的无限制排放,这开启了人类发展历史中环境破坏的新纪元,并最终导致了传统经济结构的衰落。环境革命由此应运而生,并以循环经济和生态补偿为主体构成21世纪的新经济模式,带来了经济生产全球范围的里程碑式革命。
环境革命在时间尺度上有别于农业革命和工业革命的漫长周期,它必须在数十年内完成社会经济结构转型的同时彻底改造地球的原始大气。
循环经济的生态学原理
区域是一个“自然、社会、经济”的复杂系统,也是协调“人口、资源、环境、发展”四位一体的综合管理体系。循环经济的概念,来源于自然生态系统长期进化的形成过程。一个成熟、健康的生态系统,取决于其内部各个要素之间所具有的稳定关系,以及这些关系的互相作用、互相制约与互相影响,最终产生出生态系统整体效益的最大化,以及其中的物质流、能量流的平稳运行与流畅互补。广大自然界的各类生态系统,既是自然历史长期选择的结果,又是参与进一步选择的起点,其所表现出的结构与功能以及相应的生态、反馈、抗逆、共建共享,形成了一个有序的、具有自组织功效、有较强抗干扰能力和取得物质、能量损耗最小而系统内部寻求优化的整体运行模式。
自然生态系统一般划分为“生产者”、“消费者”、“分解者”三个有机成分。一个成熟、健康的生态系统会将这三者的互相作用纳入一个整体循环之中,即生产者会满足消费者的需求,二者所产生的废弃物又会通过分解者(即通常所称的“环境自净能力”)完整地形成一个良性循环的有效系统。
在18世纪以来的人类生产中,绝大部分的发展模式是一种单链式或支链式非循环的、整体效益欠佳的方式,即人类利用从自然中所萃取的资源,经过运转和加工,形成产品,供应市场,被消费者消耗,其间所产生的废弃物,一律抛入自然环境之中。这种以成本外部化为自发特征的过程所呈现的单向性、不经济性和环境非友好性,已经对自然界形成了巨大的威胁,人类过度生产和消费所遗弃的废物,靠自然界本身的自净能力已无法完全消纳,严重的环境污染和生态退化在全球蔓延,于是,人们开始从自然生态系统中学习健康循环的机制,并且认真地将其作为经济发展模式的参照物,从而引发了一场经济运行方式的伟大变革。
区域发展同样具有生产者、消费者和分解者的三大功能。所谓生产者是指区域利用生产力要素的组合,产出满足社会需求的各类产品,其中必然产生相应的废弃物和污染物。所谓消费者是指利用中间产品和最终产品的广大用户,他们在消费过程中也会产生不同的废弃物和污染物。所谓分解者是指对于上述各类废弃物和污染物的解除、自净和消纳。
一个健康的区域应当能对上述三大功能实施综合协调并达到流畅的循环。目前,单靠自然的自净能力已无法有效地担负起分解者的作用,因此必须通过人为地加大环保力度进行污染治理,帮助区域提高缓冲能力和恢复自净能力,从而实现“人类向自然的索取必须与人类对自然的回馈”相平衡的核心目标,这就是循环经济的基本理念。
循环经济的概念、内涵和评价原则
传统经济运行方式遵循一种由“资源消耗——产品工业——污染排放”所构成的物质单向流动的开放式线性经济。在这种经济运行方式中,人类通过对资源的粗放型经营和一次性利用,实现经济的数量型增长,这种经济生产高消耗、高产量、高废弃的现象直接造成了对自然环境的恶性破坏。按照生态规律利用自然资源和维持环境容量,重新调整经济运行方式,实现经济活动生态型转化的循环经济,是人类社会经济发展历史的一次突破性转变,也是实施可持续发展战略的重要途径和有效方式。
循环经济(Recycling Economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律,重构经济系统,使其和谐地纳入自然生态系统的物质能量循环利用过程,以产品清洁生产、资源循环利用和废物高效回收为特征的生态经济发展形态。它要求按照自然生态系统的循环模式,将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用——绿色工业——资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程,保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃,从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度。因此,循环经济是在实现人类社会可持续发展进程中解决资源环境制约问题的最佳途径,是实施可持续发展战略的必然选择和重要保证。
循环经济的本质是以生态学规律为指导,通过生态经济综合规划、设计社会经济活动,使不同企业间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使上游生产过程产生的废弃物成为下游生产过程的原材料,实现废物综合利用,达到产业之间资源的最优化配置,使区域的物质和能源在经济循环中得到永续利用,从而实现产品清洁生产和资源可持续利用的环境和谐型经济模式。它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”,而是通过系统内部相互关联、彼此叠加的物质流转换和能量流循环,最大限度地利用进入系统的物质和能量,达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。
循环经济是系统性的产业变革,是从追求产品利润最大化向实现可持续发展能力永续建设的根本转变。由循环经济的概念和内涵可以归纳出四点基本的评价原则,简称“4R”原则。
(1)减量化原则(Reduce),以资源投入最小化为目标。针对产业链的输入端——资源,通过产品清洁生产而非末端技术治理,最大限度地减少对不可再生资源的耗竭性开采与利用,以替代性的可再生资源为经济活动的投入主体,以期尽可能减少进入生产、消费过程的物质流和能源流,对废弃物的产生、排放实行总量控制。制造商(生产者)通过减少产品原料投入和优化制造工艺来节约资源和减少排放;消费群体(消费者)通过优先选购包装简易、循环耐用的产品,减少废弃物的产生,从而提高资源物质循环的利用率和环境同化能力。
(2)资源化原则(Reuse),以废物利用最大化为目标。针对产业链的中间环节,对消费群体(消费者)采取过程延续方法,最大可能地增加产品使用方式和次数,有效延长产品和服务的时间强度;对制造商(生产者)采取产业群体间的精密分工和高效协作,使产品——废弃物的转化周期加大,以经济系统物质能量流的高效运转,实现资源产品的使用效率最大化。
(3)无害化原则(Recycle),以污染排放最小化为目标。针对产业链的输出端——废弃物,提升绿色工业技术水平,通过对废弃物的多次回收再造,实现废物多级资源化和资源的闭合式良性循环,实现废弃物的最少排放。
(4)重组化原则(Reorganize),以生态经济系统最优化运行为目标。针对产业链的全过程,通过对产业结构的重组与转型,达到系统的整体最优。以环境友好的方式利用自然资源和提升环境容量,实现经济体系向提供高质量产品和功能性服务的生态化方向转型,力求生态经济系统在环境与经济综合效益最优化前提下可持续发展。
循环经济的系统结构和产业革新
区域循环生态经济系统,通过模拟自然生态系统的食物链和生态系,建立产业系统中的“生产者——消费者——分解者”的产业经济链,形成互利共生的循环经济网络,实现物质能量流的闭合式循环。区域内企业间实现废弃物与原材料的有机对接,通过清洁生产和绿色工业达到“零排放”的理想目标。
一个理想的循环经济系统通常包括三类主要行为主体:生产者——资源开采者、加工制造者;消费者——资源、产品和服务的消费群体;分解者——废物处理者。由于存在反馈式、网络状的动态联系,物质能量流在系统内不同行为主体间高效有序循环。通过优化区域经济系统各组成部分间的关系,达到系统生态环境综合效益的整体最优,最大限度地消解长期以来环境与发展之间的根本性对立冲突。
循环经济的建立为传统经济向可持续发展的新经济转型提供了战略性的理论范式,但也给产业结构的发展带来严峻挑战,迫使我们尽快完成从产品工业向绿色工业的生产模式转换,建立集约型经营、可持续发展的21世纪新经济模式。
绿色工业是支持循环经济的技术平台,它要求工业生产过程模仿自然界的生态循环,形成生态产业链和循环经济网络。通过3R技术(Reduce,Reuse,Recycle)实现环境友好型的清洁生产,开发便于回收的循环制品,减少污染废弃物排放,缓解生态环境的容量压力,做到产业环保化、环保产业化。
构建区域循环经济,意味着将生态系统规律应用于区域经济规划,依据区域内的具体实际制定一套可再生资源利用的可行性方案,逐步淘汰传统产业,优化产业结构,组建循环经济产业系统。
重建能源工业的自然平衡,必须实现从能源耗竭型经济向能源再生型经济的转型,注重风能、太阳能、地热资源等可再生能源的开发利用。风力发电将产生理想的低成本能源,并用于电解水产生应用广泛的氢能以代替传统的不可再生能源,与此同时提供了风能储存与转化的有效途径。同样,现存的石油和天然气输出管道网络可以应用于氢气的远距离运输。
材料工业将从线性生产模式向循环生产模式转化,材料来源从矿山、森林转向废弃物。通过废弃物的多次回收利用,做到产品的低废弃、低排放。造纸业的循环生产将改变森林退化的现状,代用能源的发展将减少木材作为燃料的消耗。此外,推进木材燃烧率的技术改良,将显著缓解式业超负荷采伐的压力。
农业实现从高度开垦转向适度耕种方式的变革,有助于减轻土壤侵蚀程度,以利于新土壤层形成,从而提高综合环境容量。通过全民植树造林的森林重建工程,以科学规划和生态化管理,营造高产林地,逐步改善内陆降水循环和傧制洪水泛滥,彻底改变乱砍滥伐导致的土地退化局面。以农作物残余物喂养家畜,家禽间采取废物饲料化,实现清洁养殖,以减轻牧场所承载的过度压力。
全球食品产业也将面临重大变革。1990年以来全球水产业以每年11%的增幅快速递增,平均产量达到3100万吨/年。人工渔业的发展有助于谷物向动物蛋白的高效转变。据预测,2010年全球的人工渔业产出将超过牛肉产量,甚或赶上海洋渔业的产量。在中国,人工渔业产出已占海产品总量的2/3。伴随食品工业的快速增长,餐桌污染和食品安全问题成为全世界共同关注的议题。发展有机食品、绿色食品和无公害食品将是一项推动农业生产方式、食品工业的工艺流程与设计包装、食品科技水平发生重大变革的系统工程,必须推行循环经济机制,加快建立区域性与全球化的无公害农产品市场信息、饲料安全体系、食品安全和质量标准体系的立法机制和法律监督体系建设,探索构建安全食品销售平台,营造良好的安全食品市场氛围。
过去50年的发展以追求提升土地生产力为目标,未来50年将关注产水能力的提高。水资源的高效优化管理将推动灌溉工程技术的长足发展。城市废水回收后经充分净化,在区域内多次循环利用,将有效提高水资源利用率和抬升地下水位,促进自然界的良性水循环。
大力发展废物循环业,在全社会树立循环经济观念,建设废物处理和回收利用的系统工程。坚持源头控制与末端治理相结合、集中处理与分散处理相结合的原则,切实做到废物减量化、资源化和无害化,通过资源——废物循环经济链提高废物综合利用率,从而根本改变高消耗、高废弃、高污染的传统经济增长模式,实现生态经济系统的协调可持续发展。
只有高度重视对循环经济的研究与实践,积极开发和应用环境友好技术,才能为实施可持续发展战略提供必要的理论基础、经济模式和技术支持,达到区域可持续发展的环境经济综合效益最大化,以资源良性循环和生态环境改善为前提实现经济永续增长的战略目标。
循环经济在全球的兴起与发展
当前经济形态向循环经济的转型,将是以市场驱动为主导的产品工业向以生态规律为准则的绿色工业转变的一次里程碑式的产业革命。
全球经济目标增长的惊人尺度勾勒出人类社会对资源环境的深度挑战。世界观察研究所名誉所长Lester R. Brown博士的研究表明:以50年前所无法想象的对环境的恶意破坏为基础,全球产品与服务的产出已从1950年的6万亿美元剧增至2000年的43万亿美元,如果世界经济继续以每年3%的速度增长,按照现有的经济模式和产业结构,全球的产品与服务将在未来50年中激增四倍,达到172万亿美元。过去50年中,全球经济总量递增了七倍,这使得地区的生态环境承载能力超出了可持续发展的极限;全球捕鱼业增长了五倍,这促使大部分的海洋渔场超越了其可持续渔业生产能力;全球纸业需求扩张了六倍,这导致世界森林资源严重萎缩;全球畜牧业增长了两倍,这加速了牧场资源的环境恶化,并加剧了其荒漠化的趋势。
适时地构建一个高效有序的循环经济体系,需要在全球范围快速地实行循环可持续发展战略的系统性经济转型。虽然可持续发展战略的概念已提出近20年,但至今没有一个国家依据这一战略成功构筑以重建碳循环平衡、稳定人口增长、防止地下水位下降、保护森林和土壤、维持生物多样性等为目标的生态型循环经济。一些国家正在或将要在某些领域进行产业重构,但有待于区域与全球范围进一步协作,以期取得令人满意的进展。
20世纪80年代末至90年代初,北欧、北美的一些发达国家为提高综合经济效益、避免环境污染,以生态理念为基础,重新规划产业发展,提出发展循环经济,近年来,循环经济在西方发达国家已渐成潮流和趋势。
循环经济不仅得到了发达国家政府的推动,也得到了企业界的积极响应。西方许多企业在微观层次上运用循环经济的思想,进行了有益的探索,形成了一些良好的运行模式。杜邦化学公司建立企业内部的循环经济模式,创造性地把循环经济3R原则发展成为与化学工业相结合的“3R制造法”,以达到少排放甚至零排放的环境保护目标。通过放弃使用某些环境有害型的化学物质、减少一些化学物质的使用量以及发明回收本公司产品的新工艺,比之于80年代末,至1994年该公司生产造成的废弃塑料物减少了25%,空气污染物排放量减少了70%。
当前我国城市和农村的产业结构性污染日益严重,通过创建生态产业园区引入循环经济模式,是一条探索之中的可持续发展之路。北京中关村将全力打造一个面积约四平方公里的环保示范园,通过倡导绿色文化和绿色时尚,防治环境污染,分类回收全部垃圾,建设大面积城市湿地“绿肺”,应用风能发电等绿色电力,以绿色科技打造未来建筑规划,服务于潜力巨大的循环经济。
广西贵港国家生态工业(制糖)示范园区通过产业系统内部中间产品和废弃物的相互交换和有机衔接,形成了一个较为完整的闭合式生态工业网络,使系统资源得到最佳配置,废弃物得到有效利用,环境污染减少到最低程度。在蔗田系统、制糖系统、酒精系统、造纸系统、热电联产系统、环境综合处理系统之间,形成了甘蔗——制糖——蔗渣造纸生态链、制糖——废糖蜜制酒精——酒精废液制复合肥生态链和制糖——低聚果糖生态链三条主要的生态链。因为产业间的彼此耦合关系,资源性物流取代了废物性物流,各环节实现了充分的资源共享,将污染负效益转化成资源正效益。
山东鲁北化工股份有限公司按照企业循环经济模式打造新型环保企业,通过世界首创的石膏制酸联产水泥工艺技术,高效带动三大传统化工产品磷胺、硫酸、水泥的快速发展,形成了“资源——废料——原料”资源多次利用的良性循环。