生態(tài)工業(yè)區(qū)發(fā)展研討

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生態(tài)工業(yè)園（Eco-industrialPark，EIP）為一種工業(yè)系統(tǒng)，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(xù)的經濟、生態(tài)和社會關系[1]。20世紀70年代，丹麥的卡倫堡（Kalundburg）工業(yè)園區(qū)，以降低成本和達到環(huán)保法規(guī)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(yè)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(tài)工業(yè)的雛形[2]。目前生態(tài)工業(yè)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(fā)展生態(tài)工業(yè)園區(qū)。生態(tài)工業(yè)園已經成為當今國際上產業(yè)發(fā)展的新方向[3]。福州市政府致力打造生態(tài)文明城市，計劃在2015年建成“生態(tài)市”，所以福州經濟技術開發(fā)生態(tài)工業(yè)區(qū)的發(fā)展對于生態(tài)文明城市建設至關重要。筆者以福州經濟技術開發(fā)區(qū)為例，采用能值理論方法評價其生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)，在此基礎上，指出開發(fā)區(qū)存在的問題，并提出相應發(fā)展建議。

1工業(yè)生態(tài)經濟系統(tǒng)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(tài)學家H.T.Odum于1996年在能量生態(tài)學、系統(tǒng)生態(tài)學、生態(tài)工程學及經濟生態(tài)學的基礎上發(fā)展提出的一套科學系統(tǒng)的研究方法。能值分析是把生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)經濟系統(tǒng)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(tǒng)中各種生態(tài)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(tǒng)的結構功能特征與生態(tài)經濟效益[4-5]。能值理論為區(qū)域生態(tài)經濟系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展研究開創(chuàng)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(yè)生態(tài)經濟系統(tǒng)的能值指標體系

通過原始材料和數(shù)據(jù)的收集，繪制能量系統(tǒng)圖，把工業(yè)系統(tǒng)的資源、環(huán)境、人口等子系統(tǒng)聯(lián)系起來，比較分析工業(yè)系統(tǒng)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(yè)生態(tài)經濟系統(tǒng)的能值指標體系，以此來評價整個工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的資源利用和生態(tài)效率狀況，判定系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力。

2福州經濟技術開發(fā)區(qū)的能值分析

2.1研究區(qū)概況

福州經濟技術開發(fā)區(qū)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(fā)達地區(qū)的中間地帶。全區(qū)總面積187.3km2，總人口16.51萬。2010年，全區(qū)實現(xiàn)地區(qū)生產總值230.77億元。該開發(fā)區(qū)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(fā)區(qū)14個國家級經濟技術開發(fā)區(qū)之一，目前已成為集國家級保稅區(qū)、臺商投資區(qū)、科技園區(qū)、出口加工區(qū)、顯示器件產業(yè)園、生態(tài)工業(yè)園區(qū)、國家科技興貿出口創(chuàng)新基地、國家高新技術產業(yè)標準化示范區(qū)等特殊經濟功能于一體的產業(yè)聚集突出的外向型現(xiàn)代制造業(yè)基地。開發(fā)區(qū)和福州馬尾區(qū)實行“兩區(qū)合一”的管理體制。開發(fā)區(qū)海陸空交通發(fā)達。海運方面，馬尾港區(qū)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(xiàn)“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(qū)內穿過。區(qū)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。空運方面，馬尾與福州長樂國際機場僅一江之隔。發(fā)達的交通為開發(fā)區(qū)的發(fā)展提供了有力的條件。福州開發(fā)區(qū)的主要特色和發(fā)展重點是“對臺”“高新產業(yè)”和“港口”。開發(fā)區(qū)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(yè)等7個產業(yè)簇群。其中以中華映管為龍頭的電子企業(yè)簇群的產值占全區(qū)工業(yè)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(qū)內產業(yè)鏈。該區(qū)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(qū)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(qū)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值指標體系建立

根據(jù)福州經濟技術開發(fā)區(qū)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(fā)區(qū)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能值指標體系（表1）。

2.3研究區(qū)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展評價

2.3.1系統(tǒng)能值來源指標分析根據(jù)表1繪制福州經濟技術開發(fā)區(qū)系統(tǒng)能值來源指標變化圖（圖1）。能值自給率反映的是一個系統(tǒng)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(tǒng)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?shù)刈匀毁Y源的開發(fā)。勞務能值比表示人力資源對系統(tǒng)作用的大小。2002—2009年間，整個系統(tǒng)對勞動力的需求正逐漸上升，人力資源對系統(tǒng)的作用日益加大，這說明開發(fā)區(qū)正處于迅速發(fā)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(yè)階段，需要進行產業(yè)結構升級，向以知識密集型為主的高新產業(yè)發(fā)展。外資投入能值比可以表示系統(tǒng)對外資的利用依賴程度。從2002—2009年間數(shù)據(jù)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(fā)區(qū)經過多年的發(fā)展和自我完善，更加依賴自身財力和產業(yè)結構的升級調整。在生態(tài)工業(yè)園未來的發(fā)展中，仍要不斷招商引資，提高區(qū)內國際品牌效應，提高整個園區(qū)的科技含量。

2.3.2經濟子系統(tǒng)指標分析燃料能值比和電力能值比分別反映的是系統(tǒng)對石化的依賴程度以及系統(tǒng)的工業(yè)化和現(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)經濟發(fā)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(tǒng)的生產效率在提高。由于2006年開發(fā)區(qū)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(fā)展趨勢是上升的。能值投資率表示系統(tǒng)經濟發(fā)展程度與環(huán)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(fā)展，整個開發(fā)區(qū)的環(huán)境壓力日益加大。能值出口率反映開發(fā)區(qū)對外經濟貿易的發(fā)達程度，從數(shù)據(jù)上看，整個系統(tǒng)對外經濟日益發(fā)達，但是呈現(xiàn)出不穩(wěn)定性。能值交換率說明系統(tǒng)對外貿易過程中的真實得失，從數(shù)據(jù)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(yè)活動的集約程度和經濟發(fā)展程度，能值密度越高，說明經濟越發(fā)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(fā)展，開發(fā)區(qū)的產業(yè)結構有所改變，區(qū)域工業(yè)集約程度提高，有利于生態(tài)產業(yè)鏈的形成。能值貨幣比率表示系統(tǒng)的經濟現(xiàn)代化程度，其數(shù)值呈現(xiàn)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(qū)域工業(yè)系統(tǒng)程度越來越高，但對環(huán)境的壓力越來越大。

2.3.3自然子系統(tǒng)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(fā)區(qū)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(huán)保設施對于減少廢棄物等有了很大的作用。2006—2009年間開發(fā)區(qū)擴容減少了一些環(huán)境壓力，但是開發(fā)區(qū)廢棄物對環(huán)境的壓力還是很高，對于廢棄物的循環(huán)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(yè)生產給環(huán)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(shù)值越大，說明系統(tǒng)利用資源的效率越低，系統(tǒng)廢棄物的可利用價值越大。從圖4可以看出，系統(tǒng)廢氣物可利用的價值逐漸減少。環(huán)境負載率是對經濟系統(tǒng)的一種警示，若系統(tǒng)長期處于較高的環(huán)境負載率圖4福州經濟技術開發(fā)區(qū)自然子系統(tǒng)指標變化圖5福州經濟技術開發(fā)區(qū)可持續(xù)發(fā)展指標變化下，系統(tǒng)將產生不可逆轉的功能退化和功能喪失[4]。2002—2009年環(huán)境負載率呈現(xiàn)上升趨勢，說明開發(fā)區(qū)的工業(yè)活動對于自然環(huán)境的壓力日益加大。根據(jù)Brown和Ulgiati的建議，系統(tǒng)環(huán)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]。可見，開發(fā)區(qū)正處于一種高負荷的狀態(tài)，環(huán)境壓力巨大。根據(jù)對自然子系統(tǒng)的能值指標分析可以看出，福州經濟技術開發(fā)區(qū)對于資源的利用率較差，工業(yè)生產對于環(huán)境的壓力巨大，廢棄物的循環(huán)再利用程度不高。所以開發(fā)區(qū)一方面需要加強對企業(yè)的監(jiān)督治理，另一方面要繼續(xù)大力推行生態(tài)工業(yè)園區(qū)的建設，加強區(qū)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(xù)發(fā)展。

2.3.4社會子系統(tǒng)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(fā)區(qū)內員工的生活水平有所提高，地區(qū)人均受益的福利有所提高，但是與其他生態(tài)工業(yè)區(qū)相比，指數(shù)還是偏低，需要繼續(xù)加快開發(fā)區(qū)生態(tài)工業(yè)發(fā)展，加快生態(tài)工業(yè)園發(fā)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(xiàn)了工業(yè)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(fā)區(qū)的工業(yè)化水平和發(fā)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(qū)域內依賴石化燃料資源的制造業(yè)和基礎產業(yè)有所發(fā)展，而依賴電力能源的工業(yè)和信息產業(yè)也在持續(xù)發(fā)展。根據(jù)對社會子系統(tǒng)指標的分析可以看出，園區(qū)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(fā)區(qū)的發(fā)展需要提高工業(yè)效率，加強各個產業(yè)之間的聯(lián)系，形成產業(yè)共生系統(tǒng)，提高生產效率，促進產業(yè)結構的快速升級。

2.3.5開發(fā)區(qū)可持續(xù)發(fā)展指標評價可持續(xù)發(fā)展指標用來評價工業(yè)生態(tài)經濟系統(tǒng)的協(xié)調性和可持續(xù)性。美國生態(tài)學家Brown.M.T和意大利生態(tài)學家Ulaiati.S（1998）將可持續(xù)發(fā)展指標ESI定義為系統(tǒng)能值產出率與環(huán)境負載率之比，即EYR/ELR[4]。從圖5中可以看出，可持續(xù)發(fā)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(jù)Brown.M.T和Ulaiati.S確定的ESI量化標準，可知開發(fā)區(qū)屬于EYR值較小，ELR值較大即“高消費，低產出”的經濟系統(tǒng)，區(qū)域工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展對環(huán)境壓力巨大，園區(qū)的可持續(xù)發(fā)展能力亟待提高。而能值可持續(xù)發(fā)展指標EISD是一個考慮了經濟效益和環(huán)境壓力的復合型的系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展指標。EISD值越高，意味著單位環(huán)境壓力下的社會經濟效益越高，系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展性能越好[4]。從圖5可以看出，EISD值在逐漸降低，說明系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展性能越來越差。

3結論與建議

經濟子系統(tǒng)、自然子系統(tǒng)、社會子系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展是工業(yè)生態(tài)經濟系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的基礎，即生態(tài)要持續(xù)和經濟要發(fā)展。福州經濟技術開發(fā)區(qū)發(fā)展中，受到長三角和珠三角的激烈競爭，所以在開發(fā)區(qū)成立之初，無法對主導產業(yè)進行定位，缺乏對土地的調控和規(guī)劃，造成引進項目的隨機性，不同功能組團、不同產業(yè)在空間布局上存在交叉現(xiàn)象[7]。

3.1提高生態(tài)產業(yè)鏈多元化

福州經濟技術開發(fā)區(qū)環(huán)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(tài)工業(yè)區(qū)雖然有產業(yè)集聚及規(guī)模經濟效益的提高，但是區(qū)域內還無法形成完善的生態(tài)產業(yè)鏈和工業(yè)共生網絡。因此在開發(fā)建設的同時，還應完善相關的基礎設施和生態(tài)產業(yè)鏈，實現(xiàn)關聯(lián)產業(yè)多樣化和循環(huán)經濟發(fā)展，提升系統(tǒng)競爭力和可持續(xù)發(fā)展能力[8]。

3.2推進開發(fā)區(qū)清潔生產

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

3.3加強科研力度，引進高科技人才

目前開發(fā)區(qū)缺乏高新科技人才，科研能力較弱，主要依靠外商投資企業(yè)進行“貼牌”生產[10]。面對開發(fā)區(qū)經濟實現(xiàn)跨越式發(fā)展的迫切需求，應大力選拔培養(yǎng)學術帶頭人和技術創(chuàng)新人才，同時要提高企業(yè)的科研創(chuàng)新能力。

3.4加強生態(tài)管理

政府要以循環(huán)經濟的理念構建生態(tài)工業(yè)園區(qū)的發(fā)展，這就需要政府對園區(qū)內的企業(yè)進行監(jiān)管，建立園區(qū)的管理體系。通過園區(qū)、企業(yè)和產品不同層次的生態(tài)管理，樹立園區(qū)良好的環(huán)境或生態(tài)形象，為工業(yè)生態(tài)體系的可持續(xù)發(fā)展提供生態(tài)保障[7]。