生态工业与工业生态效率研究进展

罗公利+张敏+石松+蔡苏文+边伟军

［摘要］生态工业与工业生态效率着重研究工业系统生态化发展及其生态绩效，通过重新设计工业活动，寻求把人类活动对生态系统的影响减少到能持续发展的水平，实现充分利用资源和消减环境破坏。从生态工业概念、生态工业园建设以及生态工业发展三个方面梳理生态工业的研究进展，从行业生态效率、企业生态效率和产品生态效率三个方面回顾工业生态效率的研究进展，以期为后续研究提供参考。

［关键词］生态工业；生态效率；研究进展

［中图分类号］F40［文献标识码］A［文章编号］1671-8372（2014）02-0043-05

On the research progress of ecological industry and industry ecological efficiency

LUO Gong-li, ZHANG Min, SHI Song, CAI Su-wen, BIAN Wei-jun

（College of Economics and Management, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061, China）

Abstract：Ecological industry and industry ecological efficiency focus on the ecological development of industrial system and its ecological performance, through redesigning the industrial activities to reduce the impact of human activities on the ecological system to the level of sustainable development and realizing to make full use of resources and reduce environmental damage. The article reviews the research progress of ecological industry from the concept of ecological industry, the ecological industrial park construction and the ecological industrial development. It also discusses the research progress of industrial ecological efficiency from the industry ecological efficiency, the enterprise ecological efficiency and the product ecological efficiency to provide the reference for future research.

Key words：ecological industry; ecological efficiency; research progress

一、生态工业研究进展

（一）生态工业概念研究

自20世纪80年代以来，在可持续发展思想指导下，一批针对工业系统与环境协调发展的生态工业系统初步形成（黄志斌等，2000）。目前在学术界尚无普遍接受的生态工业定义，根据联合国工业与发展组织的界定，生态工业是指在促进工业创造社会和经济利益的过程中不影响基本生态进程的一种工业化模式。Allenby（1995）将生态工业定义为在规划工业生产系统时模仿自然界物质循环方式的一种工业模式。李树（2002）提出，生态工业是一种新型工业模式，其特点包括资源利用更加合理、充分和节约，工业产品在生产和消费过程中对生态环境的负面影响最小，废弃物实现多层次综合再生利用。郑四华（2010）认为，生态工业是在生态经济学和工业生态学原理指导下，仿照自然生态系统，严格遵照生态系统内部物资循环的法则，建立起来的一种能够实现经济与环境双赢的“资源利用—清洁生产—资源再生”现代工业模式。王静康等（2007）提出，生态化工是一种现代化工模式，其研究对象是生态系统和化工系统的耦合形成的复合系统，其目的是实现物质循环、能量流动、信息传递和价值增值。

（二）生态工业园（区）研究

1．生态工业园（区）概念

生态工业园（区）（eco-industrial parks，EIPs）是一个由多个企业构成的区域性生产系统，也是工业生态学理论在实践中的成功运用。国内外对于生态工业园的实践探索和理论研究都取得了重要进展。生态工业园概念于1994年由Lowe提出，它指在一定区域内建立的若干行业、企业与当地自然和社会生态系统构成的社会－经济－自然复合生态系统。企业、社区以及园区环境之间通过资源的交换和再循环网络，实现物质最大程度的再利用和再循环，达到一种比单个企业效益之和更大的整合效益。美国环境保护局（USEPA）认为，生态工业园（区）是由若干制造业和服务业的企业构成的一个区域性系统，在系统内企业在环境控制和物质循环利用等方面进行合作，从获取原材料到生产产品、消费产品再到处置废弃物的整个过程形成一个物质和能量的闭路循环系统，并且整个系统可以实现群体多赢效应，而这种通过合作产生的群体多赢效应远远大于单个企业独立运行所产生收益的总和。在综合生态工业园各种定义的基础上，Ernest Lowe（2001）对生态工业园的定义作了系统总结，提出了自己的观点，被大多数工业生态学者所接受。他认为，生态工业园（区）是由制造业和服务业构成的一个企业群落，它通过强化清洁生产和提高资源利用水平来实现生态效益与经济效益双赢，使企业群落的群体效益大于每个企业个体效益的总和；生态工业园（区）的目标是在提升园区内企业的经济表现的同时，最大限度地减少对环境的负面影响。Cote和Hall（1995）认为，生态工业园区的优势显著，提高园区运作效率，可以降低生产成本和处理成本，提高环境效益和资源利用效率，改善工作环境和企业公共形象，增加废物利用的获利机会。美国可持续发展总统委员会（US-PCSD，1996）亦定义生态工业园为一种产业共同体，成立共同体的目的是通过彼此合作且与当地社区合作高效地分享资源，同时改善经济质量和环境质量。生态工业园（区）也是一个有计划的原材料和能源交换工业系统，其宗旨是实现原材料、能源利用的高效化和废物产出的最小化。该定义既从提高生态系统效率的角度也从实现社会、经济和生态可持续发展的角度描述了生态工业园（区）。钟书华（2003）提出，生态工业园（区）是一种旨在追求高能量转化效率和物质利用率、低废物产出和排放的企业区域集中布局模式。张彦素（2007）认为，生态工业园（区）是按照生态工业学和循环经济理论构建的一种新型工业组织形态。它仿照自然生态系统来设计园区的物质循环，通过清洁生产、废物循环利用等手段实现物质的闭路循环和能量的多层级利用，进而形成类似自然生态系统食物链的相互依存工业体系，实现物质和能源利用的最大化与废物产出和排放的最小化。秦荪涛（2007）指出，生态工业园（区）是指在一定空间范围内按照自然生态系统物质和能量循环流动规律构建的相对独立的经济运行系统。该系统具有规模和结构特征，企业之间、企业与消费者之间通过市场机制进行着能量流通、物质循环、信息传递、技术扩散和知识交流等相互作用，进而形成能够消耗工业剩余物的产业共生循环链网系统。

2．生态工业园（区）建设

许多国内学者对生态工业园（区）建设的具体问题进行了研究，但鲜见国外学者在此方面的研究。赵国庆（2009）分析了包钢生态工业园的建设情况，剖析了包钢生态工业园区建设过程中存在的诸多问题，总结了钢铁工业园区建设的经验和教训，为其他地区提供了很好的参考和借鉴。宫小龙（2010）以陶瓷生态工业园为研究对象，重点探讨了陶瓷生态工业园（区）在陶瓷生产过程中的能量集成和能源利用效率问题，提出了陶瓷生态工业园的共生耦合资源化余热利用模式。孙晓梅（2010）研究了生态工业园的运行效率，建立了包含经济、资源、环境、技术支持和管理五个系统的发展状况评价指标体系和距离函数评价模型。张艳（2010）揭示了我国生态工业园产业链中存在的五个主要问题，对我国生态工业特别是工业园区的建设具有重要启示作用。徐寅杰（2009）论述了我国生态工业园发展政策的缺陷，提出了优化策略。杨玲丽（2010）则借鉴欧洲与美国生态工业园的建设经验，阐述了政府在工业共生系统中的作用。她发现工业共生系统存在着源自于信任危机和高度依赖的要挟风险，并就如何通过政府介入来规避这些风险提出政策性建议。

围绕生态化工产业园区建设，学者钱伯章（2005）、朱和（2006）研究发现，世界主要化工园区的发展呈现五大特点：一是依托主要消费区或资源来源地，交通运输便利，配套设施完善，关联产业发达，大多具备良好的发展基础条件；二是装置大型化，炼化一体化，大公司集聚，产业集中度高，土地利用率高，单位面积产出高，规模效应明显；三是充分发挥自身优势，重视园区的特色化建设；四是采用全方位一体化的建设和生产运行理念；五是管理规范高效，投资主体间以产业链和产业关系为纽带，建立长期稳定的协作关系。王永萍、寇小萱（2007）研究了天津滨海化工区解决化工产业发展与资源环境约束矛盾建设生态工业园的必然性。程磊（2007）对化工生态工业园区规划设计与可持续发展评价进行了研究，对化工工业生态系统结构和模式进行了分析，并且创新性地提出了兼具组团式和带状式布局优势的化工工业园（区）布局模式。付启敏、刘伟、姚亚萍（2008）分析了生态化工园区建设中不同程度地存在园区建设过多、过滥，定位不准确、特色不突出、缺乏统一规划、做表面文章、环保设施建设滞后等问题，并针对这些问题给出了发展生态化工园区的八项建议与对策。汪明峰、宁越敏等（2008）通过研究宁波化工区，提出通过园区的产业组织、空间规划、环境管理、公用辅助设施集成和文化认同等五个方面，构建化工区循环经济发展框架，并提出相应的发展策略。王京芳、周海燕（2009）通过对陕北能源化工基地建立生态工业园模式的研究，提出该基地建立生态工业园应选择改造重构与产业共生两种模式，并介绍了两种模式的构建流程。

（三）生态工业发展对策研究

路文杰等（2007）提出，我国的钢铁行业要实现可持续发展，必须在重视经济效益的同时更加重视社会效益和环境效益，走生态化道路。他们建立了一套有正效益和负效益两类指标的钢铁工业生态化指标体系，运用此指标体系对我国2003年钢铁工业的生态化水平进行了测算。结果表明，我国钢铁工业对生态环境质量的影响总体上是负向的，即钢铁工业对环境质量的损害较大。王莹瑞等（2008）提出，基于绿色技术创新和副产品交易的工业生态网络是趋优的工业生态化路径。周世祥等（2009）认为，我国工业生态化存在法律法规体系尚不健全，政策措施不配套，执法力度不够大，相关科学技术水平和应用水平落后等问题。为此，要进一步建立完善我国工业生态化法律政策体系；依靠科技进步，为工业生态化提供技术支撑；大力推进清洁生产，完善生态工业园区建设；改造传统工业，使之向生态工业转型。马道明等（2005）在对南京市石化工业现状及存在问题分析的基础上，提出了“四位一体”的工业生态化建设理念，即从工业结构生态化、空间布局生态化、生产管理生态化和废弃物处理生态化“四位一体”的角度，全方位、立体化地探索了南京石化工业生态化建设策略。张秀敏（2010）以公共管理理论为基础，着重研究了包头市工业生态化发展现状，分析了近年来工业生态化的成果与不足，从政府管理的角度对包头市今后的工业生态化发展提出了对策建议。扈剑晖（2011）从产业发展的微观驱动力视角，研究了广西北部湾经济区工业生态园（区）的发展路径，通过分析经济区产业生态化中两个推动主体的三级动力系统，论述了经济区产业生态化发展微观驱动力，提出通过利用产业关联效应驱动，优先发展环保产业，加强产业生态化技术人才培养的产业发展路径，推动产业生态化目标的实现。罗猛等（2007）对生态化工艺的概念、最新进展和对国民经济的意义进行了阐述，提出了现代煤化工产业基地的发展思路。韩永伟、高吉喜等（2008）对宁东能源化工基地规划实施可能带来的生态影响进行了评价分析，提出了调整工业布局、坚持生态建设与保护相结合等建议，以期控制规划产生的生态影响。何侍昌（2008）研究了三峡库区生态化工产业集群的培育及其发展问题，提出充分整合化工园区资源，培育库区生态化工产业集群，突破库区经济发展与环境保护的瓶颈制约。高桂英、杜灵通、杜鹏（2009）利用生态系统服务功能模型，对宁东能源化工基地生态效益变化进行了分析。刘晓琼、刘彦随、任日照（2010）研究了陕北榆林能源重化工基地建设中的生态环境问题，提出了区域资源开发适宜度等防治对策。葛文（2010）以新疆天业生态工业系统为例，对氯碱化工行业产业生态化模式进行了研究，构建了一套适用于生态工业系统的能值分析方法和能值评价指标。

二、工业生态效率研究进展

世界可持续发展工商委员会（World Business Council of Sustainable Development，WBCSD）认为，生态效率是指工业企业为满足人类需要、提高生活质量而生产有竞争优势的商品与服务的同时，使整个生产和产品消费过程对资源的利用和生态环境的影响降低至生态承载力可承受的程度。在此基础上，国内学者进行了延伸研究。如王金南（2002）指出，生态效率与技术和管理相关，它关注的问题是如何最大限度地提高能源和原料的利用效率，其追求目标是尽可能降低单位产品的污染物排放量和资源消费量。周国梅（2003）则提出生态效率是生态资源满足人类需要的效率，可以用产出和投入之比来测度。

（一）对企业生态效率的相关研究

WBCSD认为，企业生态效率内涵丰富，包括降低能源和资源强度、降低污染物的产出与排放、提高物质循环利用率、增加可再生资源利用、尽可能地延长产品使用寿命。企业提高生态效率的目的有三个：一是降低能源、材料等资源消耗，提高产品的耐用性，延长产品使用寿命，增加物质利用的循环性；二是加强废物处理，降低污染物排放，减少有毒物质等对自然的负面影响；三是增加产品自身价值，尽可能提高顾客利益。而Hertwich（1997）认为企业生态效率内涵包括清洁技术、污染预防、环境设计、封闭循环和环境管理五个方面。

Fussler和James（1996）提出企业提高生态效率，需要具备关注产品质量、注重客户服务、考虑生命周期和识别生态承载能力四个核心要素。德国BASF集团研发出一整套方法，该方法主张用生态效率评价产品生命周期；该公司开发出一个生态效率管理的应用软件，该软件能够实现从能源的消耗、原材料的消耗、土地的使用、废物的排放、有毒物质的处理到材料的滥用和潜在的风险六个方面对企业生态效率进行综合评价。Charlene（2005）在上述分类收集到的和经过标准化处理后的企业产品全生命周期数据基础上，得到能够反映上述六个方面的环境生态路径图；并根据生态效率分析结果辨识出系统中的主要影响因素，作为决策的依据。目前，生态效率被越来越多的知名企业作为一个环境管理的重要指标。Park等（2006）以一个韩国电子元件生产企业作为典型案例，对各种污染控制措施的生态效率开展了实证分析。Cote等（2006）研发出一套适合于中小企业生态效率评价的指标体系与方法，并对25家加拿大中小企业进行了实证分析，结果显示，这些企业的生态效率普遍不高，提升企业生态效率的动力主要源自满足企业降低成本的需求，与政府管理政策的调整关系不大。Paul（2005）指出，生态效率本质上属于一种企业行为，生态效率的高低与企业资源的利用能力、污染物的产出和排放水平直接相关。他还指出，企业提高生态效率的动因主要有：提高资源利用率、减少废物排放和环境污染，降低企业生产成本；降低企业风险，增强企业市场竞争力；推行清洁生产，提供绿色产品，树立企业环保形象提高企业声望。

（二）对产品生态效率的研究

随着社会对产品的环境绩效越来越关注，产品生态效率研究逐渐从企业生态效率研究中独立出来，并延伸到与产品有关的诸多环节，包括开发设计、产品生产以及废旧产品处理等。

Huisman等（2004）指出，产品生态效率的高低对废旧电子产品分解标准的制定以及回收系统绩效考核提供了有效的依据，在研究中利用二维生态效率图对不同电器产品以及废旧电器在不同时期的生态效率展开了分析，并对液晶显示器（LCD）和纯平显示器（CRT）做了更加具体的分析。Park（2006）则同时使用生态效率的方法、货币折算法、二维图表法和多目标决策法四种方法分析了废旧洗衣机的生态效率，证明生态效率法是一种有效的决策方法。

Stefanie（2005）运用比较思维对生物处理、卫生填埋、高温处理和现代焚烧四种固体废物的末端处理技术的生态效率进行了评价。结果表明，卫生填埋的环境成本最低，其后依次为焚烧、生物处理和高温处理。不同制造企业采用的废物处理技术不同，其生态效率差异较大，因此，在制定废物管理的具体标准时应充分考虑技术产生的生态效率差异。

Tohru（2005）在分析了日本兵库的家用电器和废旧汽车回收系统的生态效率后发现，生态城中的废旧汽车回收的生态效率比利用传统处理方法的区域提高了57%，家用电器回收系统的生态效率比利用传统处理方法的区域提高了4%。由此可见，产品设计、生产技术、企业物流以及系统结构等都会对生态效率产生影响。

（三）对行业生态效率的研究

从行业的视角研究生态效率，一方面可以提高企业经济效益和环境效益，另一方面可以比较企业间的产品设计、生产技术和工艺流程的生态绩效优劣。Gavin（2000）分析了北美金矿开采行业的生态效率，结果表明，大多数金矿企业的环境绩效都在持续改善，但对于一些小型企业，提高其环境绩效的主要制约因素是经济和法律因素。Kristina（2005）根据近30年的数据分别计算了英国钢铁行业和铝制品行业的生态效率，发现这两个行业在原材料的使用效率方面都在不断提高，这主要归因于金属价格的降低和市场竞争的加剧。

同一行业的企业具有相似的生产特征，因此一些学者试图构建一套指标体系来评价某一行业内不同企业的生态效率。如加拿大学者开发了一套适用于食品和饮料行业的生态效率指标（EEI），尝试解决该行业在水和能源使用、废水处理、温室气体排放、有机废物和包装残余等各个生产环节产生的环境问题。事实证明，围绕同一行业构建企业生态效率评价指标体系对于比较行业内不同企业生态效率是十分有效的。

综上所述，生态工业的相关研究主要集中在生态工业概念、生态工业园（区）和发展对策三个方面，国外学者侧重于对概念（包括生态工业和生态工业园区）的探究，更关注运行机理；国内学者则善于总结国内外生态工业园区建设实践，提出改善对策。生态效率是一种经济效益和环境效益并重的概念。目前生态效率的相关研究主要集中在企业生态效率、产品生态效率和行业生态效率三大领域，且已有成果主要由国外学者完成，他们力求将环境效益的概念充分融入行业、企业和产品的经济活动中，通过改变传统的行业发展、企业运行和产品生产，最大限度地降低单位产品的资源消耗和污染物排放，以期实现经济和社会的可持续发展。深入分析企业（行业）提高生态效率的动力机制，把握生态工业的建设发展规律，将成为我国学者努力的方向。

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［责任编辑张桂霞］