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园区循环化改造的目标特征与效果评价

2016-08-09张灿军

再生资源与循环经济 2016年6期
关键词:指标体系园区矩阵

张灿军

园区循环化改造的目标特征与效果评价

张灿军

(新泰经济开发区管理委员会,山东新泰271200)

工业(产业)园区经过多年的发展探索,已经逐渐超越经济技术开发区、技术产业园等传统园区建设模式,向能够顺应经济社会绿色循环发展需求的循环型的生态工业(产业)园区发展。当前,生态工业(产业)园区的表现形式是多重多样的,但是其发展实质上都是系统地运用循环经济思想来组织企业或生产单元,在共生层次上实现园区物质、能源和信息的循环利用。循环园区是一个由经济、环境、社会等多个因子组成的复杂系统。若采用一个或少数几个指标很难全面、客观地反映园区的发展状况及未来趋势,因此,综合诸多学者的前期研究成果,结合我国正在开展的园区循环化改造的工作实际,分别提出了园区循环化改造的典型特征和评价园区循环化程度的指标体系。

园区循环化改造;目标特征;效果评价

循环园区的子系统众多,层次结构错综复杂,关联关系纵横交错,是一个非常复杂的内部闭合、外部开放的系统。除了从一些典型特征出发去构建或改造循环园区之外,还需要从定量评价的角度去探索合适的手段或方法,从而建立一套设计合理、操作性较强的能够体现或者评价循环园区典型特征的指标体系,为科学描述和定量评价循环园区的发展状况,加强管理决策,实现循环化发展提供依据和支撑。构建可以综合考量园区循环化程度评价指标,既是衡量园区发展水平的重要标准,又是挖掘园区改造潜力,科学制定规划和强化管理的有效手段,在实际操作和宏观指引方面均具有重要的意义。

1 园区循环化改造的目标特征

1.1循环园区的分类

纵观国外典型的循环园区,并没有形成一个统一的建设模式,大都是因地制宜发展起来的,具有鲜明的地域特色和时代特征,其分类也要从不同角度加以分析讨论。

1.1.1按照发展基础分类

按照园区发展基础分类,主要分为原有园区改造型和全新规划建设型。原有园区改造型园区是基于园区原有企业的行业属性,生产过程中生产资料、产品、副产品的利用关系等情况,对企业资源循环共享和产业结构布局进行有机整合,激发原有企业群产生原先所不具备的新效益。典型园区如美国查塔诺加工业园。全新规划建设型园区主要是通过科学的规划和设计,根据园区选址区位的优势进行全新的建设。通常是在园区建设之前对企业引进、产业布局进行整体规划和设计,根据拟引进园区企业提交的资料信息,将企业的完整生产、运作流程等详细内容进行设计梳理,要以园区原料、废料的循环利用、梯次利用为主要着眼点,在工厂的整体布局、管道线路、废物集中处置设施、厂房设计等基础设施环节加以规划设计,可以较好满足相应企业进入园区后所需的循环发展的基础性要求[1]。典型园区如Choctaw循环经济工业园等。

1.1.2按照产业结构分类

如果按照产业结构对园区进行分类,可以将园区划分为集团企业型和综合型。集团企业型园区一般是指以某一大型的集团企业联合体为主体,围绕集团内企业所从事的核心产业打造生态产业链和循环生态体系。如查塔诺加的杜邦化学循环经济工业园区。综合型园区相比较集团型园区更复杂,园区内布局了各种不同行业的企业和活动单元,企业间的工业共生关系更为多样化,同样也有许多竞争性关系存在,因此综合型园区建设发展必须更多地顾及不同利益主体间的协调和配合。典型园区如丹麦著名的的卡伦堡生态工业园[2]。

1.1.3按区域分布分类

如果按照区域物理位置进行分类,可以把循环园区分为物理实体型与空间虚拟型园区。物理实体型循环园区是指园区内的企业集中分布在同一个物理空间连续的区域。各企业物质和能量实现交换共享,构成一个共生的工业系统,从而实现园区内各类资源利用的高效化、废弃物排放的减量化。目前大多数循环园区都是物理实体型的工业(产业)园区。空间虚拟型的循环园区是指在管理和运营方面借鉴了循环园区的生产、管理、运营模式,但是在物理空间上确打破了单个工业园区的地域集中概念,通过建立信息服务系统,加强复杂具体的信息搜集、传输、共享,将循环经济发展模式推广到一个更大的层面,这个层面包涵了多个园区、多个企业等活动单元,形成了一个实际联系紧密且物理空间离散分布的虚拟型循环经济工业(产业)园区。典型代表是美国的布朗斯维尔循环经济工业园。

1.2园区循环化改造的目标特征确定

因为循环园区有诸多不同的分类方式,不同的学者对循环园区有别于传统工业园区的典型特征的分析总结也各有侧重。综合诸多学者的观点,笔者从宏观和微观两个层面分析提出了成熟的循环园区典型特征,这些典型特征既是区别传统园区与循环园区的重要因子,也是传统园区进行循环化改造要实现的主要目标。在宏观层面主要表现在以下方面。

1.2.1资源循环利用方面

循环园区是以生态学和循环经济理论为指导,着力于各生产过程从原料、中间产物、废物到产品的循环利用,通过不同企业、产业的组合与补充,实现物质流、能量流和信息流的相互关联和交换。通过废物交换利用、能量梯级利用、水的分类利用和循环使用等重大工程项目及公共服务平台等基础设施项目的建设,实现企业间物质、流量、信息和技术链接,逐层减量利用,物料闭路循环,以实现园区资源的利用最大化和环境污染最小化。能源资源的循环利用是其显著的特征。

1.2.2经济高效运营方面

经济高效是循环园区具有强大生命力的基本保证。循环园区在招商引资上重点引进高科技含量、高附加值的项目,工艺技术水平、资源能源消耗指标均处于同行业先进水平,污染物产生和排放指标低于同行业的平均水平。通过项目的实施,将全面提高区域资源配置效率,从根本上增强园区的可持续发展能力,促使园区从传统型工业转向生态型工业,经济增长将从资源投入型向知识投入型转变,从简单的外延扩张型向深层次的内涵挖掘型转变,切实提高园区的资源产出率,降低企业运行成本,经济系统将走上高速、高效、低耗的可持续发展道路,在确保经济总量高速增长的同时,经济发展的质量也将会有大幅度的提升。

1.2.3环境污染减缓方面

推进园区循环化改造是加强环境保护、改善区域生态环境的重要措施。由于多方面的原因,目前一些地方的产业园区成为污染物集中排放场所,对所在区域的生态环境造成很大压力。推进园区循环化改造,变末端治理为源头减量、全过程控制,实现园区废物“零排放”,可以最大限度地减少企业入园后集中生产的环境负荷,改善生态环境质量,降低区域环境风险,减少园区与周边居民的环境纠纷,促进当地社会和谐稳定[3]。

1.2.4企业清洁生产方面

实施清洁生产就是自然资源和能源利用最合理化。清洁生产要求不断采取改进设计,使用清洁的能源和原料,采用先进的工艺技术与设备,改善管理、综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用效率,减少乃至消除污染物的产生和排放。园区通过循环化改造,大力实施企业清洁生产审核、资源循环利用、废水集中处理以及固体废物资源化利用工程,推行低碳生产和生活方式,将大大减少园区生产、生活过程中污染物的产生及排放,使园区的环境污染得到有力控制和改善。实现社会的可持续发展是循环经济在工业生产领域的重要实现模式,企业实行清洁生产是循环园区的最基本的要求[4]。

1.2.5发展边界有限方面

循环园区是在一定区域内,按照循环经济理念开展项目设计和布局规划,把企业,生产、消费、社区,行业与行业产生的能流和物流作为一个大系统有机结合起来,形成大范围资源综合利用的生态型园区。通过园区系统内物质相互循环作用而和谐共生,经过企业间和区域的产品和功能整合,最终形成一个有相对固定的区域界限,又有物质和信息开放性的工业生态系统。这与传统的工业园区可以无限扩张相比,循环园区最本质的特征在于企业间的相互作用以及企业与自然环境间的作用,可以决定园区的合理发展边界[5]。

作为以资源循环再生为基础的工业园区,循环园区既包括产品和服务的交流,更重要的是以最优的空间和时间形式,组织在生产和消费过程中产生的副产品的交换,从而使企业与社区付出最小的废物处理成本,并且通过对废物的减量化,促进资源利用效率的提高,改善环境品质。这需要按照市场规律,依据生态学原理和循环经济理论,有机地结合成一个有生命意义的企业组合体系。同时要想真正实现园区的循环化,还必须有生态工业园区特定的技术作支撑,如物质集成、能量集成、技术集成、设施共享以及生态建设等。

2 园区循环化改造的效果评价

2.1构建园区循环化效果评价体系

综合诸多学者的前期研究成果,结合我国正在开展的园区循环化改造的工作实际,提出了评价园区循环化程度的指标体系。园区循环化评价指标体系分为3个层次:第一层是目标层,将促进可持续发展作为园区循环化改造的总评价目标。第二层是准则层,根据系统分析方法,从资源产出、资源消耗、资源循环利用、废物排放、循环程度、经济发展等7个方面,提出能够反映循环园区发展现状、建设效果、发展驱动等情况的指标准则。第三层是要素层,对应上述7个模块,按循环园区关键特征采用频度统计和专家咨询等方法,选择确定了22个评价指标。该指标体系整体结构如表1所示。

表1 园区循环化评价指标体系

2.2建立园区循环化效果评价方法

2.2.1无量纲化

根据评价指标的综合性原则,一般包括定性指标和定量指标两类,定量指标一般可由统计数据或计算获得,定性指标很难量化,它也是综合评价中受主观因素影响很大的问题之一。为了确保评价指标体系的科学性和准确性,需要对定性指标定量化处理。

但是,指标体系中有可能出现“超大型”指标、“极小型”指标等,因此在对指标处理时不能简单地运用公式或模型,必须先将各指标进行标准化处理,变换成无量纲的指数化数值或分值,再按照一定的方法进行计算[6]。评价指标值标准化处理就是将各类评价指标转化为极小(或极大)型指标。标准化处理的方法也有好多种,这里主要介绍以下常用的两种。

2.2.1.1方法一

对于极大型指标xij,令:

对于极小型指标xij,令:

对于居中型指标x,令:

式中:m为指标x的一个允许下界;M为指标x的一个允许上界。

对于区间型指标x,令:

由此得到标准化矩阵:

2.2.1.2方法二

Z-score标准化方法是将所有变量数据通过标准化转化为均值为0、方差为1的无量纲数值。Z-Score方法能够避免由于变量均值不同导致的数据扭曲,其计算公式如下。

(1)正指标。

(2)逆指标。

第一种方法:先取倒数,再进行标准化[7]:

第二种方法:先进行标准化,然后取倒数[8]:

2.2.2确定权重

基于园区循环化评价指标体系比较庞大,指标数量较多,而各个指标并不同等重要。为了体现各个评价指标在评价指标体系中的作用地位和重要程度,指标体系确定后,必须对各指标赋予不同的权重系数。评价指标权重的方法有很多,但是基于循环园区的评价大多以专家打分形式进行考评,因此,文中主要采用层次分析法对评价指标进行确权分析。下面分别对“层次分析法”进行方法上的介绍,在后文的实证中进行具体实例运用。

层次分析法的基本内容是:首先根据问题的性质和要求,提出一个总的目标。然后将问题按层次分解,对同一层次内的诸因素通过两两比较的方法确定出相对于上一层目标的各自的权系数。这样层层分析下去,直到最后一层,即可给出所有因素(或方案)相对于总目标而言的按重要性(或偏好)程度的一个排序[9]。层次分析法在画出相应的分层结构图的基础上,根据以下步骤确定评价指标的权重。

2.2.2.1构造层次分析结构

构造一个好的层次分析结构对于问题的解决极为重要,它决定分析结果的有效程度。基于园区循环化评价指标体系层次分析结构在表1中已有详细叙述,此处不加赘余。

2.2.2.2构造判断矩阵

构建完层次分析模型之后,层次分析法要求决策者对每一层次各元素的相对重要性给出判断,即本层次各元素对上层某元素进行优劣或重要性程度等方面的两两二元比较,给出合适的标值,构成比较矩阵A:

对上面的矩阵来说,是假定上一层次的元素A对下一层元素B1,B2,……Bn有支配关系,要在A下按它们的相对重要性赋予B1,B2,……Bn相应的权重bij,表示对A矩阵而言,Bi与Bj优劣或重要性比的标值。对于矩阵而言,一定有:

而对于重要性如何赋值的问题,可以用表2即为判断矩阵中取值的标度来解决,就是常用的1-9标度方法,如表2,当然也可以自己规定标度方法。

表2 判断矩阵标度及其含义

在构造矩阵时,指标之间要进行两两比较,在此过程中,因为每个人对同一问题的看法不一致,往往导致主观性的差异,为尽量缩小主观性成分,客观地反映环境状况,在构造矩阵时,要找不同的专家,根据他们的经验对指标进行综合打分。按照指标的层次以及归类,对所有指标建立判断矩阵。

2.2.2.3层次单排序

(1)将判断矩阵按行规范化:

(2)计算wi:

式(11)(12)用的是数学平均值计算的,如果用几何平均值计算可以按以下步骤。

(1)计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi:

(2)计算Mi的n次方根wi:

(3)计算判断矩阵的特征向量(权重):

所得到的wi即特征向量w的第i个分量。

(4)求最大特征根λmaxi:

(5)层次单排序:

(6)层次单排序的一致性检验:

在得到判断矩阵A时,有时免不了出现判断上的不一致性。因而还需利用随机一致性比率指标CR进行检验,计算公式为:

RI为平均随机一致性指标,其取值如表3所示。

表3 平均随机一致性指标取值

若有CR≤0.1,就可认为判断矩阵A是满意的;否则,需要从头调整、计算。

2.2.2.4层次总排序

用同一层次中所有层次单排序的结果,计算针对上一层而言,本层次所有元素相对重要性的权值。总排序可按表4进行。

表4 层次总排序表

3 小结

从循环园区的分类、典型特征分析入手,通过详细地分析研究提出了园区循环化改造的具体目标特征。在系统梳理和总结了传统工业园区、生态园区、循环园区等不同发展评价指标体系的现有研究文献与资料,并在此基础上按照指标筛选与确定的相关原则,构建了具有多层次、多指标结构的园区循环化评价指标体系,搭建了指标评价的多层次结构模型,并论述了层次分析法,明确了评价指标体系权重的确定方法,为后文进行实证研究和数据分析提供了清晰而完整的思路与方法工具。

[1]A J DLambert,F A Boons.Eco-industrial parks:stimulating sustainabledevelopmentinmixedindustrialparks[J]. Technovation,2002(22):471-484.

[2]赵瑞霞,张长元.生态工业园:工业发展的必然趋势[J].南华大学学报(社会科学版),2003(3):38-43.

[3]国家发展改革委、财政部.关于推进园区循环化改造的意见[R]. 2012.

[4]我国循环经济行业2012年发展综述[J].中国环保产业,2013 (9):16-23.

[5] Anna M Hersperger.Spatial adjacencies and interactions: Neighborhood mosaics for landscape ecological planning[J]. Landscape and Urban Planning,2006(77):227-239.

[6] 商华.工业园生态效率测度与评价[D].大连:大连理工大学,2007.

[7]韦如意.绿洲稳定性及其评价指标体系的研究[D].南京:南京气象学院,2004.

[8]刘传国.生态规划指标体系及循环经济体系构建研究[D].青岛:中国海洋大学,2004.

[9]薛晓燕.生态工业园区运行评价研究[D].天津:天津理工大学,2010.

F124.5;X37

A

1674-0912(2016)06-0006-06

张灿军(1970-),男,山东新泰人,经济师,工程师,研究方向:经济管理。

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