崇明工业行业生态效率评价研究

□ 徐 忱

|研究背景与意义

2010 年，上海市政府编制发布了《崇明生态岛建设纲要（2010～2020 年）》(以下简称《纲要》)。《纲要》中明确指出崇明要协调经济社会发展和保护生态环境关系，依托科技创新，推行循环经济，推进清洁生产和高科技环保型生态工业体系建设，将崇明建成环境和谐优美、资源集约利用、经济社会协调发展的现代化生态岛。随着生态岛建设的不断推进，崇明工业经济发展也受到了极大的环境、政策约束。2018 年崇明实现社会生产总值351.1 亿元，其中工业增加值97.2 亿元，占比达到27.7%。由此看出，对崇明而言，工业仍是崇明经济发展中不可缺少的重要组成部分，工业经济的发展影响着区域经济的结构布局和走势方向，崇明要建设现代化生态岛，发展清洁生产和高科技环保型生态工业，必然需要工业部门的支撑。

根据世界可持续发展工商理事会（WBCSD）和经济合作与发展组 织(Organization for Economic Cooperation and Development，OECD)对生态效率的定义，生态效率是指生态资源用于满足人类需要的效率，即经济体产品和服务的价值与经济产生的环境压力的比率①WBCSD.Eco-efficiency Indicators and reporting-Report on the status of the project（A basis for the final printed report）[R].Geneva：Eco-efficiency Metrics and Reporting，WSCSD，2000.②OECD.Eco-Efficiency [A].诸大建，邱寿丰.生态效率是循环经济的合适测度[J].中国人口·资源与环境，2006，16（5）：2.。生态效率指标中的“产出”是指企业生产或经济体提供的产品和服务的价值；“投入”指的是指企业生产或经济体消耗的资源和能源及它们所造成的环境负荷。在生态发展战略下，工业经济的发展势必需要全面掌握其对环境负荷的情况，在保证减少环境负荷的同时最大限度的提升工业的经济产出，这正体现了生态效率的概念。

目前，生态岛建设进程中，非常关注空气、水、污染物排放指标等，也建立了“生态岛建设指标体系”，但就工业经济对环境负荷的评价只处于单一指标和比率衡量的状态，未就工业的生态效率做出过测算和研究。生态效率能够比较准确、有效地评价工业经济对环境的负荷。随着崇明世界级生态岛建设的不断推进，为落实生态发展战略的要求，崇明工业发展不能简单地通过关停并转来实现产业更新，应在准确测算工业生态效率的基础上，立足于区位优势和现有的产业基础进行谋篇布局。

|DEA 下的生态效率测算与模型结果分析

（一）工业生态效率DEA模型测算

本文选取工业用水总量、工业煤炭消费总量、工业化学需氧量排放总量等反映资源、能源消耗和污染物排放水平的指标作为DEA-BCC 模型的投入、产出变量，来测算崇明整体工业生态效率（AIEE）与每种环境负荷下的工业生态效率（PIEE），分别为工业煤炭生态效率（C-IEE）、工业水生态效率（W-IEE）、工业COD 生态效率（COD-IEE）、工业SO2生态效率（S-IEE）。变量名称详见表1。

表1 DEA 模型投入产出变量

工业用水总量和工业煤炭消费总量分别体现工业部门对资源、能源的消耗情况，而工业化学需氧量和二氧化硫排放总量则反映了工业生产排放的废水、废气。本文根据2006-2018 年间投入产出变量的数据计算得出该时间段崇明整体工业生态效率AIEE 与工业煤炭生态效率（C-IEE）、工业水生态效率（W-IEE）、工业化学需氧量生态效率（CODIEE）、工业SO2 生态效率（S-IEE）的取值。

（二）DEA 模型结果分析

1.各项工业生态效率均值。2006-2018 年，崇明整体工业生态效率（AIEE）均值为0.756，表明若是保持既定的工业产出，那么四种环境负荷指标均可以在原有基础上减少24.4%，崇明的工业经济增长与资源环境之间仍不够协调，未来节约资源、能源，减少污染排放的空间很大。

样本期内四种环境负荷的工业生态效率均值分别为：工业煤炭生态效率（C-IEE）0.415；工业水生态效率（W-IEE）0.594；工业化学需氧量（COD）生态效率（COD-IEE）0.248；工业SO2 生态效率（S-IEE）0.343。可见，对单一环境负荷而言，崇明四种环境负荷下的工业生态效率取值均比较低且相互间数值差异很大。其中工业水生态效率最高，工业煤炭生态效率次之，而工业COD 生态效率最低，这直接反映了在既定的工业产出下，工业废水对环境的负面效应最显著。

由于化学需氧量（COD）是废水的一种污染物，而二氧化硫（SO2）主要来源于煤炭，因此C-IEE 与S-IEE；W-IEE 与COD-IEE 这两类效率指数密切相关，当水资源利用效率与煤炭利用效率得到提高时能有效减少COD 与SO2排放。

2.各项工业生态效率的变化趋势。图1 展示了2006-2018 年崇明整体工业生态效率（AIEE）的取值以及动态变化趋势。由图可见，样本期内崇明AIEE 波动比较频繁，但整体呈上升趋势。AIEE 值在2006-2008 年间较为稳定，取值在0.5 左右，到2009 年出现大幅提高，达到1，比2008 年增长86.6%，2010 年又回落至0.747，降幅25.3%，之后五年稳步增长，在2015 年又提高到1，之后小幅回落，到2018年又提升至1。

图1 2006-2018 年崇明整体工业生态效率AIEE 变化趋势

崇明AIEE 整体的上升趋势表明十三年来崇明的资源节约利用以及控制污染物排放的工作取得了一定成效，但AIEE 过于频繁的波动表明崇明的环境资源保护形势仍是时好时坏，未来能否保持上升通道并不明确，目前较好的AIEE 值也不确定能否保持，现有的环境资源保护政策应该继续保持并不断加强。

对于四种环境负荷的工业生态效率值以及变化趋势见图2 和图3。

图2 2006-2018 年崇明四种环境负荷的工业生态效率值

图3 2006-2018 年崇明四种环境负荷的工业生态效率变化趋势

由图可见，除COD-IEE 外，四种环境负荷的IEE 变化趋势与AIEE基本一致。2009 年以前，四种环境负荷的IEE 与AIEE 的变化趋势是完全一致的，均呈现明显的上扬态势，而在2009 年之后，COD-IEE 跳水式下降，从2009 年的1 直接降至2010年的0.074，降幅92.6%，到2018 年为止COD-IEE 的趋势仍无明显改善，在2010 年-2018 年的九年间一直稳定在0.08 左右波动。COD-IEE 的取值说明工业废水是崇明环境问题的主要方面，废水的有效处理是接下里提升崇明AIEE 的关键所在。

同样，样本期内W-IEE 与AIEE的变化趋势也存在一些差异，2010年AIEE 下降时W-IEE 仍保持上升趋势，取值0.706，是一个小高点。在2010-2013 年间，W-IEE 与AIEE的变化趋势正好相反，AIEE 上升时W-IEE 下 降，AIEE 下降时W-IEE上升，2013 年之后，二者的趋势回归统一。到2015 年时，W-IEE 取值达到近年来的最高值1，之后小幅调整，到2018 年，W-IEE 的取值为0.683，较2015 年下降31.7%。

样本期内C-IEE 与S-IEE 二者在2011 年以前一直保持上升态势，并且增幅明显，2011 年二者取值分别为0.483 与0.226，在2012、2013两年间二者趋势转为下降，小幅的回调，在2013 年时取值分别降至0.417和0.192，之后2013-2018 年由降转增，到2018 年时取值达到十三年间最高，均为1。

3.各年度投入变量的冗余。通过对AIEE 的测算，进一步得出各年度各投入变量的冗余情况，详见表2。

表2 2006-2018 年崇明四大产出变量的冗余情况

由表可见，在投入导向的情况下，2006-2018 年均不存在产出松弛，而2009 年、2011 年、2015 年和2018 年四个年度投入与产出配合最好，也未存在投入冗余。其他年份工业煤炭消费量、工业用水量、工业化学需氧排放量及工业二氧化硫排放量四大投入变量均存在或多或少的冗余情况。但是，四大投入变量的冗余量随着时间推移存在波动式下降的趋势。例如2006 年，在既定产出下，工业煤炭消费量冗余6.8 万吨标准煤，工业用水量冗余233.3 万吨，工业化学需氧量多排放21.6 吨，而工业二氧化硫多排放1567.3 吨；2016 年，工业煤炭消费量冗余12.9万吨标准煤，工业用水量冗余287.3万吨，工业化学需氧量多排放148.8吨，而工业二氧化硫多排放41.2 吨。这种年度波动特征表明了崇明工业生态效率的不稳定性，对资源环境的利用效率并不能持续保持较高水平，但整体来说十三年间各项投入指标的冗余量虽有大幅波动但呈不断缩减趋势，说明崇明工业生态效率在不断向好。

|崇明工业生态效率提升存在问题

（一）人口分散，企业规模发展受限

崇明工业企业普遍规模偏小，究其原因是因为：第一，长久以来，崇明岛作为中国第三大岛屿，有着广阔的地域面积，而崇明区作为上海市一级行政区域，是由崇明、长兴、横沙三岛组成，下辖16 个镇和2 个乡，总面积1411 平方公里，而且目前崇明岛的东西两端正在以每年143米的速度延伸。但是，到2018 年，崇明区仅有常住人口67.86 万人，人口密度481 人/平方公里，而上海市的平均人口密度却为3823 人/平方公里，相差巨大。由于崇明地广人稀，劳动力市场很不发达，且崇明社会经济发展水平也大大低于上海其他区域，使得崇明工业企业很难吸纳到优秀的人才，更严重的是本岛的人才大量外流，而随着人力成本的不断提升，企业人力成本负担不断加重，这给企业发展和拓展规模造成了人才限制。

第二，由于崇明要求生态发展，崇明的建设用地红线十分紧张，虽然崇明地域面积广阔，但实际上能用于工业开发建设的用地很少，而且，崇明的工业企业分布十分分散，并没有形成规模化的产业集聚，这使得崇明工业企业没有扩大规模的地理空间。

最后，根据区统计局往年的调查结果，有超过半数以上的工业企业是采取以销定产、来料加工、贴牌生产的生产模式。企业自身的技术研发和产品附加值较低，同时受到产能过剩、产品竞争力不高的影响，企业的生产规模一直无法扩大，自身也缺乏拓展规模的动能。

因此，崇明的工业企业受到了人才、资金、地理空间、生产方式等多方面的限制造成了目前企业规模普遍很小的情况。

（二）煤炭消费过高拉低整体工业生态效率

通过DEA 测算可见，在工业的综合能源消费结构中，煤炭所占的比重虽然呈下降的态势，但仍然是崇明工业生产中重要的能源品种。在2018年，崇明工业煤炭消耗折合标准煤14.4 万吨，占崇明工业综合能耗总量的58%，可以说，煤炭仍是工业企业使用最多的能源。虽然2006-2018 年十三年间崇明工业煤炭的C-IEE 不断攀升，在2018 年取值更是达到1，但是煤炭作为典型的低热值、高污染能源，在工业生产中大量的运用煤炭极易造成能源浪费和高污染排放，对生态环境的改善十分不利。另外，崇明的地理位置和大面积的农作物种植决定了区域内潮汐能、风能、太阳能和生物质能等多种新型清洁能源的储备十分丰富。但是与丰富的储备相对的是各项新能源的开发力度不高，都未能大范围投入工业使用，而且各项新型能源也没有相应的配套基础设施，并不能有效地替代煤炭等能源品种。

因此崇明工业以煤炭为主的能源消费结构仍需持续调整，崇明若要提升AIEE 应当调整能源消费结构，逐渐减少工业煤炭的消耗，增加新能源品种使用。

（三）工业废水生态效率亟待提高

通过DEA 的测算，得出十三年间崇明工业水生态效率（W-IEE）和工业化学需氧量（COD）生态效率（COD-IEE）的均值分别为0.594 和0.248，其值不理想。而且，从变动趋势上来看，COD-IEE 也无明显向好的趋势。化学需氧量是环保水质检测的最重要的指标，它反映了水中有机物对环境氧的需求量。水中的有机物在被环境分解的过程中需消耗水中的溶解氧，若水中溶解氧被大量消耗就会导致水体发臭，造成水环境恶化。崇明COD-IEE 极低说明崇明最重要的环境污染来源是工业废水。

然而崇明在地理位置上位于长江入海口，可以说是长江的终点，而长江流经众多工业大省，一路顺流而下带来了大量的污染物，直接影响了作为下游的崇明水环境的基础，给崇明水环境治理带来极大的负面影响。而且，崇明内部水系发达，有大小河沟17000 余条，河沟之间阡陌相连，一旦发生工业企业违规排放，就会影响整体的水环境质量。同时，崇明工业企业废水处理的技术与基础设施均不完善，企业自身规模小资金实力也不雄厚，很少有企业在废水处理方面投入大量资金。而较差的崇明水环境基础和有限的治理能力更是直接导致了极低的COD-IEE，更进一步的影响了崇明AIEE 的提升。

|崇明工业生态效率提升对策建议

（一）把握核心产业，促进工业经济稳定增长

以船舶制造、修理和配套为主体的海洋装备业是崇明工业部门的支柱产业，总量大，权重高。崇明要实现经济与生态双效应就应当集中有限的资源和资本，优先投资发展少数“主导部门”，尤其是“直接生产性活动”部门来促使经济最有效增长。

当前，崇明优先投资和发展的产业，应该是关联效应最大的产业，也是该产业产品的需求价格弹性和收入弹性最大的产业。因此，崇明应当抓住产业结构调整的机遇，依托上海自贸区、科创中心建设、长三角一体化和军民融合等国家战略，强化区域联动，一方面积极承接上海外高桥自由贸易区功能辐射，关停并转三高一低和产能过剩的企业，支持有竞争力的企业延伸产业链，抢占产业发展的高地，形成以海洋装备产业为支柱引领的产业集群。另一方面要紧抓海洋装备重点产业，聚集发展船舶制造、核心配套设备、海洋工程装备、港口机械制造和船舶修理改装等的海洋装备高端制造、研发设计及生产性服务类企业，不断引进符合崇明生态、绿色发展门槛的海洋装备产业链条中的核心企业，促进本岛相关企业与其配套，完善海洋装备产业的生态链条；同时鼓励和推动海洋装备业由制造向智造转型，不断引进和推广船舶智能化生产线和绿色造船技术，改善海洋装备业企业的用工结构，进一步提高海洋装备业的生态效率，降低产业的污染物排放，推进海洋装备产业升级发展。

（二）加大环境污染治理投入，发展清洁能源

崇明水系发达，河沟间阡陌相连，针对崇明废水生态效率低的问题，要加强崇明的水环境治理，不断提升崇明水环境质量。与此同时也要加强环境污染的综合整治，不断深入对大气污染的防治和工业企业节能减排，加大环境监管执法力度，强化船舶制造业的污染防治和排放管控，研究推进工业废弃物的减量化处置。针对崇明工业企业的煤炭使用，要禁止企业新设燃煤设施，同时对已有的燃煤和集中供热锅炉进行清洁能源替代。

崇明地处长江口，潮汐能、风能、太阳能和生物质能等新型清洁能源较为丰富，例如：三岛全域太阳年辐射总量4384-4570 兆焦/ 平方米，可提供的能量近20 万吨标准煤/ 年；每年的风能可利用2000小时以上；潜在的潮汐发电量约40亿千瓦时；生物质的年总资源量相当于15 万吨标准煤。对于拥有这些资源的崇明来说，一方面要进一步加大清洁能源的开发和使用，积极引进和吸纳国内外先进的清洁能源量产开发技术，投入建设一批清洁能源示范项目（如区域陆上风电开发、风光储一体等）。对已有的清洁能源项目，要进一步继续扩大影响力，积极打造新能源综合利用示范基地，推进形成区域能源互联网。另一方面还要结合大气污染防治和有机固废综合处理，积极探索生物质能利用。充分制定政策保障，为清洁能源企业提供优惠政策，如税收优惠和政府补贴，设立专项基金支持清洁能源发展，努力形成清洁能源的技术研发的浓厚氛围。逐步构建崇明绿色、低碳的能源开发利用体系。

（三）鼓励企业转型升级，搭建技术创新平台

工业“三废”的治理需要不断革新的技术手段，否则不但污染物得不到有效控制，甚至可能在治理过程中对环境造成二次伤害。因此，在生态发展的战略下，崇明工业能够持续提升生态效率就需要聚焦5G 产业、人工智能产业和新能源新材料等新兴技术，在政府引导下完善基础配套设施，搭建技术创新平台，集聚更多的研究资源，形成官、产、学、研相结合的技术创新示范，重点开发资源回收利用技术、节能减排技术、污染物治理技术、绿色造船技术等，促进已有的技术研究成果市场化，提高创新技术的投放率和使用率，不断推进崇明海洋装备产业实现制造向“智”造的转型升级。崇明的工业龙头是海洋装备业，要围绕海洋装备产业不断提升制造业的研发创新能力，通过技术创新平台将自身打造成为具有国内领先技术优势的海洋装备业科创中心。