基于TRlZ的中國低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

[摘要]環(huán)境污染與全球氣候變化問題逐漸成為人類可持續(xù)發(fā)展所面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)。2009哥本哈根氣候大會后，在世界范圍內(nèi)掀起的“低碳浪潮”，推進了低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。辨析低碳經(jīng)濟的概念與環(huán)保產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵的三次發(fā)展基礎(chǔ)，分析我國低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，提出將技術(shù)創(chuàng)新理論(TRIZ)應(yīng)用于低碳產(chǎn)業(yè)研究、利用TRlZ理想化方法開創(chuàng)中國低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路。

[關(guān)鍵詞]低碳經(jīng)濟；環(huán)保產(chǎn)業(yè)；TRIZ

[中圖分類號]F120.3 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1671-8372(2010)01-0053-04

一、引 言

世界自然基金會發(fā)布的《地球生存報告》中顯示：“人類現(xiàn)在消耗的自然資源速度已經(jīng)超出了地球資源再生能力的20％，從1970年到2000年，海洋及陸地物種總量下降了30％，淡水生物物種數(shù)量則下降了50％，從1961年到2001年，全球的能源消耗增長已高達700％”。由此可見，地球環(huán)境正在逐步惡化，對環(huán)境的危害比較集中地表現(xiàn)在水污染、大氣污染、聲污染、固體廢棄物污染、輻射環(huán)境污染、自然生態(tài)污染、土地與農(nóng)村環(huán)境污染、森林與草原污染、氣候與自然災(zāi)害污染等。近年來，環(huán)境污染與全球氣候變化問題逐漸成為人類可持續(xù)發(fā)展所面臨的最嚴峻挑戰(zhàn)，解決以上問題由于涉及資源、能源、環(huán)境、經(jīng)濟眾多因素，需要用系統(tǒng)的觀點指導(dǎo)環(huán)保產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)的滲透和融合，同時推進低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵

(一)低碳經(jīng)濟

在2003年英國能源白皮書《我們未來的能源，創(chuàng)建低碳經(jīng)濟》中，首次提出了“低碳經(jīng)濟”(Lowcarbon Economy)概念，并隨之產(chǎn)生了_一系列有關(guān)低碳的新概念，近年來引起國際社會越來越多的關(guān)注，尤其在2009年12月召開的哥本哈根氣候大會后，在世界范圍內(nèi)掀起了“低碳浪潮”。然而迄今為止，并沒有對低碳經(jīng)濟明確統(tǒng)一的定義產(chǎn)生共識，如何發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)也沒有現(xiàn)成可借鑒的發(fā)展模式。

在中國，一些學(xué)者認為，低碳經(jīng)濟是指在不影響經(jīng)濟和社會發(fā)展的前提下，通過技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新，盡可能最大限度地減少溫室氣體排放，從而減緩全球氣候變化，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的清潔發(fā)展與可持續(xù)發(fā)展，其特點是通過實體經(jīng)濟的技術(shù)創(chuàng)新、組織創(chuàng)新、發(fā)展模式轉(zhuǎn)型來減少對化石燃料的依賴，以降低溫室氣體排放量、適應(yīng)和減緩地球氣候變暖。

(二)環(huán)保產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵的不斷豐富

環(huán)保產(chǎn)業(yè)是指在國民經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中，以防治環(huán)境污染、改善生態(tài)環(huán)境、保護自然資源為目的而進行的技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)、商業(yè)流通、資源利用、信息服務(wù)、工程承包等活動的總稱。隨著經(jīng)濟、社會發(fā)展理念的不斷創(chuàng)新，可持續(xù)發(fā)展理論研究的不斷深入，環(huán)保產(chǎn)業(yè)自身的不斷發(fā)展，我們對環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題的認識經(jīng)歷了“污染治理→全過程控制→生產(chǎn)模式優(yōu)化”這樣一個逐步完善的三個階段：

第一階段，環(huán)保產(chǎn)業(yè)在發(fā)展初期，其目的是減少在經(jīng)濟生產(chǎn)和消費活動中存在著的大量影響人類健康和可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境污染，其內(nèi)涵僅是針對環(huán)境問題的終端治理，在污染控制與減排、污染清理及廢棄物處理等方面提供設(shè)備與服務(wù)。

第二階段，環(huán)保產(chǎn)業(yè)在針對環(huán)境問題的終端治理過程中，發(fā)現(xiàn)“先污染再治理”或“邊污染邊治理”的成本過高，甚至有時對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆的破壞作用，因而其內(nèi)涵演變?yōu)獒槍Ξa(chǎn)品生產(chǎn)、使用及廢物的環(huán)境安全處置與再利用的生命周期全過程，其內(nèi)容不僅包括針對環(huán)境問題的終端治理，還包括產(chǎn)品生產(chǎn)過程的潔凈技術(shù)，產(chǎn)品使用過程的潔凈產(chǎn)品、節(jié)能技術(shù)與工藝以及綠色設(shè)計等。

第三階段，是從對產(chǎn)品的生命周期全過程污染控制轉(zhuǎn)變?yōu)閷ιa(chǎn)模式的優(yōu)化，這種生產(chǎn)模式應(yīng)該是符合可持續(xù)發(fā)展理念的。人們長期在經(jīng)濟活動中高消耗化石能源排放出大量溫室氣體，已經(jīng)對全球氣候產(chǎn)生影響。然而，傳統(tǒng)環(huán)保產(chǎn)業(yè)通常認為碳并不屬于污染，針對化石能源排放出的氣體只要除去硫等污染物質(zhì)即可，從而出現(xiàn)雖環(huán)保卻高碳的生產(chǎn)模式，違背了可持續(xù)發(fā)展理念。這就需要發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)前各國都已認識到以環(huán)境污染和資源、化石能源高消耗為特征的經(jīng)濟模式正面臨困境，向以高效、潔凈、低排放為標(biāo)志的低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為世界經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢。中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)能否在這次低碳浪潮中抓住發(fā)展機遇，關(guān)系到能否贏得未來的競爭優(yōu)勢和可持續(xù)發(fā)展能力的提升。

三、我國低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

(一)我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模

2006年至2008年間我國每GDP單位的能源消耗下降了10.1％。國家發(fā)改委提出在“2006年至2010年間將每GDP單位能耗降低20％，主要污染釋放減少10％”的目標(biāo)。我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度不斷加快，已形成門類較為齊全、領(lǐng)域廣泛、具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)體系。環(huán)保企業(yè)效益和規(guī)模不斷提高，逐步形成了若干個具有比較優(yōu)勢和特色的環(huán)保產(chǎn)業(yè)集群。環(huán)保技術(shù)與國際先進水平的差距不斷縮小，主導(dǎo)技術(shù)與產(chǎn)品可以基本滿足市場的需要。“十五”以來，我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)年均增長速度保持在15％-20％之間，預(yù)計到2012年，節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達2.8萬億元。

(二)我國面臨節(jié)能環(huán)保減碳巨大壓力，發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)任重道遠

首先，低碳經(jīng)濟思想的引入使得環(huán)保產(chǎn)業(yè)滲透于國民經(jīng)濟的各個環(huán)節(jié)，與各行業(yè)的融合領(lǐng)域更加廣泛，由于其產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及面廣、影響力大等特點，發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)必將帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，從而促進國家或區(qū)域競爭力的提升，搶占未來國際發(fā)展制高點，增強可持續(xù)發(fā)展的能力。

其次，我國政府提出的環(huán)境保護和延緩二氧化碳排放的目標(biāo)為環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大市場需求。今后10到20年，是我國基本完成工業(yè)化中期任務(wù)并進入后工業(yè)化階段和城市化的重要時期，我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模將有可能超過美國、歐盟、日本等發(fā)達國家和地區(qū)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的市場總和。

再次，我們應(yīng)當(dāng)清醒地意識到，制約低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一些基本因素并沒有得到根本解決，集中體現(xiàn)在以下四個方面：一是以煤炭等化石能源為主的能源供應(yīng)和消費結(jié)構(gòu)，在一個較長時期普遍存在，得不到根本改變；二是缺乏有效的宏觀管理；三是環(huán)保法律法規(guī)不健全，執(zhí)法不嚴；四是環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場化程度較低，融資機制不健全；五是環(huán)保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，面臨“鎖定”效應(yīng)的挑戰(zhàn)；六是環(huán)保技術(shù)和設(shè)備發(fā)展基礎(chǔ)薄弱、創(chuàng)新能力不強。

四、應(yīng)用TRIZ方法分析低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思路

近年來，一些學(xué)者將解決技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新問題的TRIZ理論應(yīng)用于經(jīng)濟管理領(lǐng)域的研究，TRIZ理想化方法是其中的重要方法。

TRIZ是一種體現(xiàn)于圍繞最終理想解(IFR)的求解過程的理論，理想解的特點為：(1)保持了原有系統(tǒng)的優(yōu)點，(2)消除了原有系統(tǒng)的不足，(3)沒有使系統(tǒng)變得更復(fù)雜，(4)沒有引入新的缺陷。其理想化模型見公式(1)：

Ⅰ＝∑B/∑C＋∑H

式中：Ⅰ為理想化水平，∑B為效益之和，∑c為成本之和(如材料成本、時間、空間、資源、復(fù)雜度、能量、重量……)，∑H為危害之和(廢棄物、污染、高碳……)。

在追求IFR過程中，遵循TRIZ帕累托改進原則，即在技術(shù)進化過程中，在保持了原有系統(tǒng)的優(yōu)點的前提下，使得至少一個缺陷得到改善。低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展往往存在著追求節(jié)能減排與追求經(jīng)濟利益等多目標(biāo)的沖突，是一種資源、環(huán)境、經(jīng)濟等各子系統(tǒng)耦合的系統(tǒng)。對其的研究方法如果從局部的觀點出發(fā)，往往可能導(dǎo)致各種沖突糾結(jié)在一起，因此，可以采用系統(tǒng)分析方法，借鑒TRIZ理論里增加理想化的方法，做出理想度評價，從而確定出發(fā)展思路。

(一)基于增加公式中分子的方法發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的思路

式(1)可知，若增加有用功能(增加公式中分子)，可以與IFR不斷接近。通過改變分子增加I的方向有以下幾種：(1)通過增加新的功能，(2)增加有用功能的數(shù)量，(3)從超系統(tǒng)獲得功能，(4)揭示出隱藏的新的需要，(5)應(yīng)用更先進的手段。

結(jié)合低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)，在中國快速發(fā)展的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程中，各地政府和相關(guān)企業(yè)應(yīng)更多地從相關(guān)區(qū)域的資源稟賦出發(fā)，考慮低碳、節(jié)能減排，在宏觀層面，引人下述新的發(fā)展思路(引入新功能)：

1.以法規(guī)為推動：建立應(yīng)對氣候變化和環(huán)境污染的法律法規(guī)體系。我國已經(jīng)建立了較為系統(tǒng)的環(huán)境保護法律、法規(guī)、部門章程、標(biāo)準等，但是缺少針對溫室氣體這種“特殊污染物”的相關(guān)適用法律，因此有必要論證相關(guān)立法的可行性，在制定其他法時，增加應(yīng)對氣候變化發(fā)展低碳經(jīng)濟的條款，從而推動政府、企業(yè)投資于低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

2.以政府為推動：政府主要作用體現(xiàn)在起草制度、制定規(guī)劃、政策引導(dǎo)，加強對低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的宏觀指導(dǎo)和制度保障，激勵公共資金投人到環(huán)保產(chǎn)業(yè)中，促進環(huán)境友好型企業(yè)發(fā)展。

3.以技術(shù)為推動：突出自主創(chuàng)新，強化科技支撐。低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)受到經(jīng)濟發(fā)展水平、技術(shù)水平和資源稟賦等一系列因素的影響，就中國來說，現(xiàn)階段低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的方向應(yīng)關(guān)注以下幾方面：首先，全面推進節(jié)能減排。與先進國家相比，我國的降耗潛力很大，同時這也意味著存在一個巨大的商機，我們只有充分抓住機遇，自主創(chuàng)新，在激烈的世界技術(shù)競爭市場中才能占領(lǐng)制高點。其次，積極推進煤、石油的清潔高效利用，積極探索替代能源。再次，積極促進建筑業(yè)的低碳化、環(huán)保化，通過太陽能、風(fēng)能等可再生能源的應(yīng)用，通過綠色設(shè)計、新型建筑保溫材料的使用等降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源。

4.以市場為推動：優(yōu)化市場環(huán)境，按照市場需求發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)。在環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場中，污染排放權(quán)交易和碳交易是環(huán)保產(chǎn)業(yè)市場的主要方式。污染排放權(quán)交易市場相關(guān)研究已經(jīng)較多，這里不再贅述。碳交易是指買方通過支付賣方獲得溫室氣體減排額，再將購得的減排額用于減緩溫室效應(yīng)從而實現(xiàn)其減排的目標(biāo)。近年來碳交易市場的發(fā)展方興未艾，一般認為分成兩大類：第一類是基于配額的交易，如《京都議定書》下的分配數(shù)量單位(AAU)，或者歐盟排放交易體系(EUETS)下的歐盟配額(EUAS)：第二類是基于項目的交易，通常在發(fā)達國家和發(fā)展中國家間進行，最典型的此類交易為CDMI~2及聯(lián)合履行機制下分別產(chǎn)生核證減排量和減排單(ERUS)。在我國發(fā)展CDM項目時可能存在的風(fēng)險是，當(dāng)我們將減排額出售后，將來當(dāng)我國需要承擔(dān)碳減排義務(wù)時，卻由于減排的空間縮小，可能需要再從國際市場回購超出售價的碳減排額。所以有必要適當(dāng)發(fā)展國內(nèi)市場環(huán)境，按照市場需求發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)。

(二)基于減少公式中分母的方法發(fā)展低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)的思路

通過改變分母增加I的方向有以下幾種：(1)減少系統(tǒng)元件的數(shù)量，(2)消除某些程序操作或工序，(3)只能在必要的地方使用昂貴的材料，(4)利用免費和已存在的資源使用。

將TRIZ理想化的利用免費和已存在的資源使用--的方法應(yīng)用于低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)，可以引入以下新的發(fā)展思路：

1.積極探索低碳能源的最優(yōu)配置和利用

低碳能源主要有兩大類：一類是清潔能源，如核電、天然氣等；另一類是可再生能源，如風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能等。首先，我們要基于化石原料，在應(yīng)對氣候變化和能源安全背景下，探索煤炭清潔利用；其次，電力發(fā)展是能源發(fā)展的核心，現(xiàn)在風(fēng)能、太陽能發(fā)電技術(shù)存在成本過高的瓶頸，而生物質(zhì)能發(fā)電又存在生物質(zhì)能原料的持續(xù)供應(yīng)問題，都需要開拓思路重點解決；再次，建筑業(yè)、制造業(yè)、運輸業(yè)等產(chǎn)業(yè)在其發(fā)展時要充分考慮低碳環(huán)保，防止技術(shù)的“鎖定效應(yīng)”。

2.發(fā)展固體廢棄物處理行業(yè)

很多地區(qū)往往—方面資源大量消耗、出現(xiàn)緊缺，另一方面固體垃圾數(shù)量迅速增加，處理時仍采用填埋、焚燒的方式，這兩種處理方式對于環(huán)境等都有一定隱患，現(xiàn)在已經(jīng)漸漸顯露出來。針對這種情況，一方面應(yīng)該在產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)中使用可降解材料及可回收利用材料來減少垃圾及其處理難度與對環(huán)境的污染程度；另一方面實行垃圾分類減量策略，實現(xiàn)垃圾及廢棄物的資源化和無害化。

3.促進低碳一循環(huán)型產(chǎn)業(yè)鏈的形成

(1)低碳一物質(zhì)循環(huán)鏈

一個產(chǎn)品的物質(zhì)循環(huán)可以認為經(jīng)歷以下六個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都伴隨著碳的循環(huán)：產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)、從自然系統(tǒng)獲得自然資源、將自然資源轉(zhuǎn)化或加工為社會產(chǎn)品、產(chǎn)品的運輸、社會產(chǎn)品的消費、向自然系統(tǒng)排放廢棄物。對該物質(zhì)循環(huán)鏈的資源進行深加工或者綜合利用，逐步形成其他產(chǎn)業(yè)進而形成循環(huán)經(jīng)濟型產(chǎn)業(yè)鏈條，是一種環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的模式。

(2)低碳—能源循環(huán)鏈

傳統(tǒng)經(jīng)濟增長方式中，對能源的使用采用線式“能源資源-能源產(chǎn)品-能源廢棄物”的單向開發(fā)式。在低碳-能源循環(huán)鏈中，要力求能源消費盡可能少，以能源資源循環(huán)來解決資源短缺問題，對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的可利用溫室氣體及余熱、余能資源的利用不斷進行優(yōu)化。如：推進碳捕捉和封存技術(shù)(CCS)的研究與應(yīng)用，形成二次能源循環(huán)鏈，提高余熱、余能回收利用水平。

(3)降低有害功能

通過對有害功能的預(yù)防、減少、移除或消除，降低損失、浪費。生產(chǎn)環(huán)保產(chǎn)品、發(fā)展環(huán)保服務(wù)業(yè)、治沙、改良土壤、發(fā)展自然生態(tài)保護產(chǎn)業(yè)等都屬于這種思路。植樹造林是低碳化最簡易、最有效的途徑。我們要大力植樹造林，重視培育生物質(zhì)能源林，在吸碳排污、改善生態(tài)的同時，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟和社會效益。

五、結(jié) 論

低碳環(huán)保產(chǎn)業(yè)是環(huán)保產(chǎn)業(yè)新興的發(fā)展模式，可以較好地適用于中國“調(diào)結(jié)構(gòu)”的關(guān)鍵時期。它同時是一個涉及面廣、復(fù)雜的系統(tǒng)問題，所以采用TRIZ理論對其進行研究，在追求IFR過程中，采用了一系列的理想化方法，提出了一些思路。然而，在具體實施中，必將存在新的問題，這要求我們立足當(dāng)?shù)刭Y源稟賦，加強合作，提出新的解決方案，取得技術(shù)和制度上的突破，這樣不但可以創(chuàng)造產(chǎn)值，還可以抓住環(huán)保行業(yè)的主導(dǎo)權(quán)，在未來國際經(jīng)濟競爭中取得領(lǐng)先地位。