国内外生态工业园实践及其最新研究进展

２６８环境规划：回顾与展望国内外生态工业园实践及其最新研究进展王震孙德智（北京林业大学环境科学与工程学院，北京，１０００８３）摘要：本文旨在从实践和理论两个层面，总结国内外目前生态工业园的最新研究现状。首先介绍了生态工业园的国内、外实践现状，并分析了其实践过程中面临的几个主要问题．其次，进一步结合国际产业生态学的研究动态，对生态工业园的一些新的理论研究方向，作了一系列的介绍，例如，经济学、系统理论、社会学科等；并就生态工业园在实践中的几个热点方面做了归纳，其中包括概念在不同行业、区域中应用和规划、政策等中的应用。本文最后总结了几个开展生态工业园研究与应用中的热点趋势。关键词：产业生态学生态工业园研究进展刖吾生态工业园是通过模拟自然系统在产业系统中实现物质闭路循环和能量多级利用，达到经济与环境“双赢”目标的一种工业可持续发展工具。生态工业园研究的主要对象是企业群落，还涉及该区域内的农业、服务业、居民及基础设施等相关的自然和人文资源，所考虑的是如何将企业与周围环境一体化，使整个区域的信息、物质、能量、基础设施等资源得到充分利用。到目前为止，生态工业园有很多定义。其中最有代表性的有下面几个：Ｌｏｗｅ等提出的定义是［１】：“生态工业园是一种由制造业和服务业组成的企业群落，企业之间通过对能源、水和材料等环境资源管理的合作来提高环境效益和经济效益；通过这种合作，企业群落寻求一种比各企业效益之和更大的集体效益。”１９９６年１０月，在美国总统可持续发展理事会（ＰＣＳＤ）关于生态工业园的工作会议上也提出了两种定义【２】，这两种定义分别着眼于生态工业园的社会角度和技术角度。定义一为：“生态工业园是由相互协作的多个企业组成的企业群落，它们通过有效地分享信息、物料、水、能源、基础设施和自然环境等资源，达到企业群落以及区域的环境、经济和社会效益的统一。”定义二为：“生态工业园是一种通过规划系统内的物质、能量的交换，达到能源和原材料使用最小、废物产生量最小的工业系统。并且系统具备可持续发展的经济关系、生态关系和社会关系。”第二葛目＊§驻２６９一、国内外实践现状（一）国外实践情况目前世界上有近３０个生态工业园的项目，多数都是在美国，并得到总统可持续发展理事会（Ｐｒｅｓｉｄｅｎｔ’ｓＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．ＰＣＳＤ）的支持。在加拿大，虽然生态工业园的发展还处于初期阶段，但是在实践上和理论上都取得了许多成果。欧洲ＣｏｔｍｅｉｌｏｎＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅ的丹麦、奥地利、瑞典、爱尔兰、荷兰、法国、英国、意大利，亚洲的日本、印度尼西亚、菲律宾、泰国、印度等国家正在积极开展生态工业园的项目口｜ｑ。总体上看，生态工业园区实践在欧洲、北美和亚太形成了三个主要集群的分布特征“（图１）。，●，●●●●∥。瓤文、●匣１生态工业圈实践在全球的主要分布（二）国内实践情况截至２００８年１１月，环境保护部已组织专家论证通过了３０个国家生态工业示范园区的建设规划，其中３个园区已通过验收批准命名为国家生态工业示范园区，分别是苏州工业园区、苏州高新技术产业开发区、天津经济技术开发区。３０个园区中，按照类型划分：行业类园区８个．占总数的２７％．覆盖了制糖、电解铝、盐化工、矿山开采、磷煤化工、钢铁、氧化铝和煤化工等行业：综合类园区２２个，占总数的７３％，其中包括国家级高新技术产业园区、国家级经济技术开发区、环保产业园、省级工业园区、静脉产业类园区等形式。（三）国内外实践中的两个主要问题国际上，无论对于美国１９９４年以来的试点，对于新西兰１０年来的实践，还是对于亚太地区．都是毁誉参半，否定的论调稍占上风。否定方大多质疑生态工业园区建设手２７０环境规划：回顾与展望段的市场化冲突［卯。国内的生态工业园实践还刚刚起步，其效果有待进一步检验。但总的来说，生态工业园的建设实践都或多或少地会面临以下两个问题【６１。１．缺乏成熟的生态工业园设计方法一个成熟的自然生态系统具有弹性、多样性和稳定性，这样才能保证当某一种群变化时，整个系统仍然可以恢复到平衡状态。建立生态工业园的目的就是模拟自然生态系统建立产业的生态系统，因此在设计生态工业园时，首先就应该从系统的结构和功能上保证它的多样性和弹性，以建立一个稳定的产业生态系统。而且生态工业园的建设具有很强的地方特色，每个生态工业园的设计都具有不同的基础条件和目标，因此还没有一套可以为多数人所使用的成熟的设计方法。２．如何在现有规划方法中整合生态工业园・生态工业园是未来区域发展的模式，应该为更多的决策者和规划者所理解和掌握。但生态工业园的建设也是一个复杂的问题，不同的区域有不同的资源和发展要求，因此每个生态工业园都应该是结合着当地的特色而建立的。生态工业园的建设所涉及的不止是工业，还包括农业、服务业、信息业等多种行业和自然资源管理、法规建设等许多社会问题，因此是一项巨大的工程。如何简化生态工业园，开发出为一般管理者所能接受和使用的生态工业园软件，使决策者们可以很容易将其应用于城市的规划和管理，是刺激生态工业园发展的关键因素。（四）国内外实践的主要差异１．主导力量不同国际上生态工业园的实践主要以企业自发组织的形式为主，而国内以政府组织的形式为主。例如，国际上知名的卡伦堡生态工业园就是企业自组织的方式。在长达３０多年的时间里，卡伦堡建立企业之间的彼此信任，并通过自己的努力找到了经济上合适、技术上可行的建设方案【刀。而我国生态工业园实践主要是以政府引导和组织的方式开展的，这表现在我国政策与实践互动的历史过程中。以鲁北生态工业园为例，虽然企业在技术上的研发上取得了成功，但这个过程中就有科技部和地方政府在财政上的大力支持。２００３年以来，随着有关生态工业园规划的一系列政策制定，我国的实践走上了一条以“政府为主导、企业实施、学术界参与”模式为主的发展道路。２．实践内容侧重不同国外侧重以单一内容为主的生态工业园建设，而国内的建设内容则是综合性的。国外，生态工业园的建设内容以“工业共生”为主，例如，除了卡伦堡案例以外，还有Ｍａｒｉａｎ在（（ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈＩｌｏｌｏｇｙ》杂志中介绍的ＰｕｅｒｔｏＲｉｃｏ案例研究ＩＳ］。此外，国外还有以“再生能源的利用、绿色建筑、景观生态建设”为专门主题的【９’１０】。在我国，生态工业园的内涵实际上包括了“工业共生、污染控制（企业清洁生产、区域环境规划、区域环境管理）、循环经济（废物代谢链构建与完善）、上下游产业链规划”等多个领域和多个层面的内容。如果考虑地方生态工业园在实践中提出的各种新内容，还可以包括“产品生态设计、绿色供应链、ＩＳＯ１４０００环境管理体系、环境风险管理、园区周边自然生态的保育”等内容。所以说，我国的生态工业园实践走的是一条综合性发展之路。ｇｚ＿篇国际经验２７１二、国内外主要研究进展两年一度的国际产业生态学大会是这一领域规模最大、最具权威的盛会，它由国际产业生态学会（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｃｏｌｏｇｙ）组织，集中反映了这一领域最新的前沿动向和热点。最近一届在２００７年６月的加拿大刚刚落幕，本文即是通过这次大会的视角反映生态工业园的国内外最新研究进展。本届大会关于生态工业相关的报告共有４６个【１１】，其中口头报告有３３个，墙报有１３个。其中应用最多的就是“生态工业园（Ｅｃｏ．ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌＰａｒｋ）”和“工业共生（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｙｍｂｉｏｓｉｓ）”两个概念，分别为２１个和１４个，其他相关报告１１个。大会关于生态工业的４６个报告分别分布在１２个主题之中，涉及过程系统工程、评价模型、能源、复杂系统等多个主题。其中直接以生态工业命名的有两个主题组，分别为“Ｅｃｏ．ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎＡｓｉａ”和“Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｙｍｂｉｏｓｉｓ：Ｅｃｏ．ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐａｒｋｓａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｓ”。生态工业的研究者主要集中在美国、加拿大、英国、挪威、瑞士、韩国、日本、中国等地。这次大会的关于生态工业的报告可以分为两个层面进行总结，一个是生态工业的实践研究；另一个是生态工业的理论探索。（一）理论层面的主要研究方向１．生态工业的经济学基础生态工业的主要和核心参与者是企业本身，而企业最关心的是其一项决策和行为的经济成本和收益，所以将经济学的理论研究引入生态工业是非常必要的。例如，施涵等尝试将交易成本理论引入企业在共生行为构建时的成本和收益计算，并进而讨论组织形态及其关键影响因素。，２．生态工业的系统理论研究将系统理论引入产业生态学是本次大会一大热点方向，生态工业的研究分支上也不例外。系统理论在工业共生的目前应用共有两个方面，一方面是网络复杂性的研究，就大会现状来说，这方面的研究还处于起步阶段，大多数研究只是概念介绍阶段，开始实质型研究的还很少。其中，石磊等建立了一套网络复杂性的评价指标和构建方法，评价了卡伦堡和中国巩义的生态工业，得到了一些有价值的初步结论。另一方面是系统动力学的研究。例如，ＢｅｒｔｈａＳｏｐｈａ等介绍了将系统动力学引入刻画工业共生系统进化的重要性，并尝试模拟其过程，提出了初步的研究框架。３．生态工业的模型化研究生态工业的模型化研究主要集中在两个方面：一方面是过程模拟模型的研究；另一方面是评价模型的研究。前者是重点，包括整体过程的模拟和具体工艺细节的模拟。例如，前面提到的ＢｅｒｔｈａＳｏｐｈａ模拟生态工业的发展动力过程，采用基本的代理模型，模拟生态工业各个阶段、多个方面和多个角色的相互作用；又如，张香平等专门模拟了化学工业中生态工业系统，具有较好的应用意义。４．生态工业的社会学视角社会学视角审视生态工业也是一个很有意义的角度，这源于生态工业的很多问题涉２７２环境规划：回顾与展望及管理方面。这方面的研究例如，ＰｅｔｅｒＡｒｂｕｃｋｌｅ以水泥工业为案例，探讨企业在构建可持续发展基础设施时，来源于组织层面的各种的障碍。（二）实践层面主要研究内容１．概念在不同行业中的应用ＥｍｍａｎｕｅｌＡｃｋｏｍ探索了工业共生在林业系统中的应用潜力，研究了原木加工厂、木板厂、纸浆厂和电厂之间的物质流动关系及其相关的技术细节。例如，ＭａｔｓＥｋｌｕｎｄ通过一系列的关键技术，把农业、食品废弃物转换成制造生物气的原料，作为加油站能源使用的有益补充，初步应用在城市交通系统中。２．概念在特定区域背景中的应用首先，在国家间和国家的宏观层面的研究。例如，刘娟等比较了日本、韩国、中国生态工业园发展的过程和结果，对相关的物质特点、工业特点和社会环境进行了对比，以此能够看出在不同国家和区域背景下建设生态工业的特征和条件，可以对将来的工作有很多前瞻性的启发。其次，城市中观层面的生态体系研究。例如ＧｕｉｌｌａｕｍｅＭａｓｓａｒｄ和ＳｕｒｅｎＥｒｋｍａｎ以瑞士为案例，提出了在城市层面建立能源共生系统的建议，将技术、地理尺度和参与者等多种要素考虑在内。最后，在微观层面研究生态工业中社区、企业要素的影响。例如，１＂ｒａｃｙＣａｓａｖａｎｔ分析在绿色基础设施对建立可持续社区的影响，王震等研究了中国企业所属对企业自身工业共生行为的影响。３．概念与传统经济活动的结合ＡｂｈｉｓｈｅｋＡｇａｒｗａｌ等研究了如何从传统的经济行为表现的角度评价企业问的共生活动，即将共生行为看为企业普通经济行为的一种加以审视，并采用了英国的两个地区的案例进行说明。例如，ＳａｒａｈＳｉｍ等将共生行为融入企业之间的供应链角度进行考察，采用生命周期评价、生态效率和价值链分析相结合的方法，以Ｗａｔｅｒｃｒｅｓｓ的生产和销售为对象，对比研究了英国、美国和葡萄牙的情况。４．概念在规划和政策中应用生态工业通过规划途径探索在工业界应用在中国和韩国最多。其中，陈伟强等介绍了生态工业规划在中国传统经济技术开发区的实践应用，石磊等借鉴过程系统工程的思想，建立一套动态规划的方法体系，用来循序渐进在工业园发展生态工业。另外，胡山鹰等将生态工业的概念应用到传统工业系统的生态转型中，并建立了一套决策支持系统。５．现代技术在概念中的应用ＴｒａｅｙＣａｓａｖａｎｔ等尝试将地理信息系统的工具溶入到产业生态学的研究中，用于分析ａｎａｌｙｓｉｓ）”和建立生态工业系统，尝试建立从“图层刻画（ｍａｐｐｉｎｇ）”到“空间分析（Ｓｐａｔｉａｌ到“网络分析（Ｎｅｔｗｏｒｋａｎａｌｙｓｉｓ）”一系列过程的标准程式。第三篇国际经验２７３三、结语关于对于目前国内外生态工业研究现状，总结出几个特点：１．地区热度总体来看，生态工业目前仍然保持全球范围的实践热度和研究热度。另外，一些区域的关注热度也在逐渐升温，关于发展中国家特别是亚洲国家的研究正在吸引着这些地区乃至全世界研究者的目光。２．研究不断深入生态工业的研究开始涉入一些传统的理论领域，例如，经济学、系统理论、管理学科等，这标志着生态工业的研究正在逐步走向成熟。３．与现实的贴近程度有许多学着反映现实中如何取得企业的支持和积极参与是目前生态工业的发展的最大挑战之一，特别是在考虑行业背景、传统经济行为融合、区域特点等不同因素的前提下，这些都将是生态工业近期研究的重点。参考文献ⅢＬｏｗｅＥ，ＭｏｒａｎＳ，ＨｏｌｍｅｓＤ．Ａｆｉｅｌｄ－ｂｏｏｋｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏ－ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐａｒｋｓ［Ｒ】．ＲｅｐｏｒｔｆｏｒｔｈｅＵ．Ｓ．ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ．Ｏａｋｌａｎｄ（ＣＡ）：ＩｎｄｉｇｏＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９９５．嘲Ｐｒｅｓｉｄｅｎｔ’ｓＣｏｕｎｃｉｌｏｎＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｅｃｏ－ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＰａｒｋＷｏｒｋｓｈｏｐＰｒｏｅｅｅｄｉｎｇｓ［Ｃ】，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ（ＤＣ），１９９６，１７—１８．Ｓｍｖｅｎ嘲嗍Ｐｅｃｋ．ＥＩＰＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＣａｎａｄａ：ＦｉｎａｌＲｅｐｏｔ［Ｒ］，Ｐｅｃｋ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，１９９６．ＥｄｗａｒｄＣｏｈｅｎ－Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ．Ｅｅｏ—ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＵｐｄａｔｅ，１９９６．ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＰｒｏｇｒａｍ—ＣｏｍｅｌｌＷｏｒｋａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＩｎｉｔｉａｔｉｖｅ［Ｎ］．ＥＩＤＰ网石磊，我国生态工业园区实践述评——废物交换的模式与特征，中国环境保护优秀论文集，２００５，７４０．７４３．王震，等．生态产业园理论与规划设计原则探讨．生态学杂志，２００４，２３（３）：１５２．１５６．网ｍＥｈｒｅｎｆｅｌｄＪ，ＧｅｒｔｌｅｒＮ．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｅｃｏｌｏｇｙｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ：ｔｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅａｔＫａｌｕｎｄｂｏｒｇ阴．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｃｏｌｏｇｙ，１９９７，ｌ（１）：６７・７９．网ＭａｒｉａｎＲ．Ｃｈｅｒｔｏｗ，ＲａｃｈｅｌＬ．ＱｕａｎｔｉｆｙｉｎｇＥｃｏｎｏｍｉｃａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ叨，ＥｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，３９（１７）：６５３５—６５４１．网ＹａｎｇＰＰＪ，ＬａｙＯＢ．ＡｐｐｌｙｉｎｇＢｅｎｅｆｉｔｓｏｆＣｏ—ＬｏｃａｔｅｄＦｉｒｍｓｅｃｏｓｙｓｔｅｍｃｏｎｃｅｐｔｓｔｏｔｈｅｐｌａｎｎｉｎｇｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｒｅａｓ：ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆＳｉｎｇａｐｏｒｅ’ＳＪｕｒｏｎｇＩｓｌａｎｄ［Ｊ】．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２００４（１２）：１０１１－１０２３．呻ｍＴｅｒｒｙＴｕｄｏｒ，ＥｍｍａＡｄａｍ，ＭａｒｇａｒｅｔＢａｔｅｓ，ＤｒｉｖｅｒｓａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｆｏｒｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｔｍｃｔｉｏｎｉｎｇｏｆＥＩＰｓ（ｅｃｏ－ｉｎ删ｐａｒｋｓ）：Ａａａｎｄｌｉｔｅｒａｔｕｒｅｒｅｖｉｅｗ叨，ＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＥｃｏｎｏｍｉｃｓ，２００７（６１）：１９９－２０７．ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｃｏｌｏｇｙｆｏｒｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｆｕｔｕｒｅ，Ｔｈｅ４ｔｈＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙＥｃｏｌｏｇｙ，Ｃａｎａｄａ，Ｔｏｒｏｎｔｏ，２００７．