產(chǎn)業(yè)園生態(tài)效率評價——以九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園為例

彭濤，李林軍，陸宏芳

1.中國科協(xié)發(fā)展研究中心，北京 100045；2.中國科學院華南植物園，廣東 廣州 510650；3.中國科學院研究生院，北京 100049

20世紀90年代以來，生態(tài)產(chǎn)業(yè)園或稱生態(tài)工業(yè)園（Eco-Industrial Parks，EIPs）開始成為世界工業(yè)園區(qū)發(fā)展領域的主題[1]。目前在我國，生態(tài)工業(yè)園已經(jīng)成為繼經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)、高新技術開發(fā)區(qū)之后的第三代產(chǎn)業(yè)園區(qū)[2-3]。它的基本理念是，通過物質(zhì)循環(huán)和能量流動等方式，把不同的工廠或企業(yè)有機組合起來，使一家工廠的廢棄物或副產(chǎn)品成為另一家工廠的原料或能源，形成物質(zhì)良性循環(huán)、能量梯級利用的生產(chǎn)經(jīng)營模式，進行低投入、高效率、低污染的可持續(xù)生產(chǎn)[4-7]。

誕生于 20世紀 7O年代的丹麥卡倫堡（Kalundborg）生態(tài)工業(yè)園被公認為世界上第一個也是最成功的生態(tài)工業(yè)園，它通過“從副產(chǎn)品到原料”的交換，使得廢料再度被利用，從而減少了資源消耗和環(huán)境污染，同時產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟收益[2，4，8，9]。生態(tài)工業(yè)園在美國、瑞典、法國、英國、意大利等國家也正迅速發(fā)展，涉及領域有生物能源的開發(fā)、廢物處理、造紙、發(fā)電、鋼鐵、水泥和石油提煉等不同行業(yè)[1-2,10-11]。除上述發(fā)達國家外，泰國、印度、印度尼西亞、菲律賓和南非等發(fā)展中國家也在積極興建生態(tài)工業(yè)園[2,11-12]。我國自1999年廣西貴港生態(tài)工業(yè)園區(qū)作為國家環(huán)?？偩质讉€試點園區(qū)以來，遼寧、江蘇、山東、天津、新疆、內(nèi)蒙古、浙江、廣東等省市自治區(qū)分別開展了生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設[2,11]。截至2006年8月，國家環(huán)?？偩忠颜撟C通過了19個國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)建設規(guī)劃[2,6]。對于我國已有生態(tài)工業(yè)園，雖然內(nèi)部結(jié)構都是比較完善的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)，但實際運行的生態(tài)效率如何、生態(tài)功能是否被充分發(fā)揮還難以認定，需要進行科學的定量評價。已有學者指出，由于具體指導和評價體系不完善，我國生態(tài)工業(yè)園的建設與起步較早的發(fā)達國家相比，理論方法和實踐應用差距較大，仍存在園區(qū)建設不標準、生態(tài)功能發(fā)揮不足、園區(qū)的生態(tài)效率被忽略等諸多問題[8,13-14]。

生態(tài)效率評價指標體系被世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）、亞太經(jīng)合組織（APEC）、歐洲環(huán)境署（EEA）等國際組織推薦使用[15-16]，它集經(jīng)濟效益和環(huán)境效益目標于一身，強調(diào)以較少資源投入和較低環(huán)境影響生產(chǎn)較多更高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務，契合生態(tài)工業(yè)園建設宗旨和評估要求，已成為世界各國和地區(qū)可持續(xù)發(fā)展研究的重要熱點之一[11,17]。構建適用于生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的生態(tài)效率評價體系并用于指導生產(chǎn)實踐，對于我國實現(xiàn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園建設的標準化，充分發(fā)揮生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的生態(tài)功能，具有重要基礎性意義。為此，本文以九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園生態(tài)效率的評價為例，構建了相應的生態(tài)效率評價體系，定量計算資源產(chǎn)出率和廢棄物產(chǎn)出率，資以為提高生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)的資源利用效率、減輕其環(huán)境影響、促進其可持續(xù)發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 研究對象概況

九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園隸屬山東九發(fā)食用菌股份有限公司，于1998年成立并上市，主要經(jīng)營食用菌、果蔬、罐頭、飲料、水產(chǎn)品、復合肥、包裝物料、生物藥品的生產(chǎn)銷售及進出口業(yè)務。其中，食用菌生產(chǎn)因其工廠化、立體化、規(guī)?；?、標準化和產(chǎn)業(yè)化模式，成為全國食用菌行業(yè)的龍頭；雙孢蘑菇系列產(chǎn)品先后獲得國家“綠色食品”標志和美國 FDA認可，其95%以上的產(chǎn)品出口到歐盟、美國、日本和東南亞等 30多個國家和地區(qū)，被國務院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟研究所列為“中華之最”[18]。

九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園，歷經(jīng)多年發(fā)展形成了以食用菌生產(chǎn)、加工為核心的產(chǎn)業(yè)復合共生系統(tǒng)，按照功能和作用不同，可劃分為能源系統(tǒng)、物質(zhì)綜合利用系統(tǒng)、水系統(tǒng)等三大子系統(tǒng)（圖1）。九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園各共生單元通過廢棄物流、產(chǎn)品流和能量流交換建立了產(chǎn)業(yè)生態(tài)聯(lián)系，其主要鏈接為①煤礦→熱電分公司→建材廠；熱電分公司為其它各分公司和居民區(qū)供應電能和蒸汽，并為果蔬汁分公司供應純凈水。②農(nóng)業(yè)種植→畜禽養(yǎng)殖→雙孢菇、真姬菇生產(chǎn)→復合肥→農(nóng)業(yè)種植；雙孢菇、真姬菇生產(chǎn)→復合肥→胡蘿卜基地→果蔬汁分公司→奶牛養(yǎng)殖廠；包裝材料分公司為雙孢菇生產(chǎn)、真姬菇生產(chǎn)和果蔬汁分公司提供包裝材料等多條生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。③自來水廠→食用菌、果蔬汁生產(chǎn)→污水處理廠→農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園各條鏈之間通過物質(zhì)、能量、信息的流動和共享，彼此交錯、橫向耦合，使整個共生體形成了網(wǎng)狀結(jié)構，是一個比較完善的以種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和加工業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)業(yè)共生生態(tài)系統(tǒng)。

2 研究方法

生態(tài)效率（Eco-efficiency）是由德國學者Schaltegger和Sturm在1990年首次提出[19]，并在世界可持續(xù)發(fā)展商業(yè)理事會（World Business Council for Sustainable Development，WBCSD）的積極推動下不斷發(fā)展完善。它被廣泛接受的定義指為滿足人類不斷提高的生活質(zhì)量需求、生產(chǎn)、提供具有價格優(yōu)勢的產(chǎn)品與服務，并使其資源利用強度和對生態(tài)環(huán)境的影響限定在至少與地球可承載能力相一致的水平[13,20-21]。生態(tài)效率概念的直觀表達式，也是目前被普遍接受的計算公式為[21-23]：

生態(tài)效率（資源生產(chǎn)率）= 經(jīng)濟社會發(fā)展（價值量）/資源環(huán)境消耗（實物量） （1）

WBCSD認為產(chǎn)品與服務的生產(chǎn)如要達到生態(tài)效率，需要滿足七個要素條件：原材料投入最小化；能源投入最小化；有毒物質(zhì)擴散最小化；增加原材料的循環(huán)利用程度；最大限度地利用可再生能源；延長產(chǎn)品的使用壽命；增加產(chǎn)品與服務的價值含量。這七個要素的確定旨在為實現(xiàn)減少自然資源使用、減少環(huán)境影響、增加產(chǎn)品或服務價值三大目標[20-21]。對生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)而言，就是要求用更少的資源和能源生產(chǎn)更多更高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務，并且對環(huán)境產(chǎn)生的影響最小，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的雙贏[20,24]。

為此，在借鑒已有研究指標體系的基礎上[25-28]，本文采用生態(tài)效率計算的普適公式（1），并對評估指標設置如下（九發(fā)產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)輸入與輸出要素見表1）：

生態(tài)產(chǎn)業(yè)園輸入端資源產(chǎn)出率評估指標：①單位土地的產(chǎn)值；②單位能耗的產(chǎn)值；③單位水耗的產(chǎn)值；④單位物耗的產(chǎn)值。這4個指標用于評估生態(tài)工業(yè)園輸入資源產(chǎn)出率，分別代表土地生產(chǎn)力、能源生產(chǎn)力、水生產(chǎn)力和物質(zhì)生產(chǎn)力。

輸出端廢棄物產(chǎn)出率評估指標為：⑤單位廢氣的產(chǎn)值；⑥單位廢水的產(chǎn)值；⑦單位固體廢物的產(chǎn)值。這3個指標用于評估生態(tài)工業(yè)園輸出廢棄物的產(chǎn)出率，分別代表廢氣排放生產(chǎn)力、廢水排放生產(chǎn)力和固體廢棄物排放生產(chǎn)力。

表1 生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)生態(tài)效率指標中的資源輸入要素與廢物輸出要素Table 1 Natural input and waste discharge factors in eco-efficiency indicators of eco-industrial parks

3 九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園生態(tài)效率核算

根據(jù)生態(tài)效率指標體系計算數(shù)據(jù)要求，整理匯總 2004年九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園各自然輸入要素相關數(shù)據(jù)如表2所示。其中，產(chǎn)業(yè)園的建設用地包含各個分公司的廠房和辦公建設用地，不計胡蘿卜基地的面積。能源總用量是消耗的原煤、油料、燃料用木材和外源供電通過折標系數(shù)[29]折算成標準煤后加和得到。生態(tài)用水總量不包括生產(chǎn)如飲料等產(chǎn)品時所用水，基于它們不會產(chǎn)生環(huán)境影響。原材料消耗指除能源、水以外的其他原材料用量，主要包括麥秸草、雞糞、棉籽殼、石灰石、肥料、馬口鐵、箱板紙、塑料和化學藥品等，而不包括雙孢菇、真姬菇、胡蘿卜以及部分包裝物料等系統(tǒng)內(nèi)生產(chǎn)的材料投入。廢氣、廢水排放是指未經(jīng)末端處置的排放產(chǎn)生量。固體廢棄物排放指不能在系統(tǒng)內(nèi)利用的固體廢棄物，主要有鍋爐灰渣、真姬菇養(yǎng)殖廢棄料、果蔬汁壓榨渣等。

表2 九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園資源輸入要素值與廢棄物輸出要素值Table 2 Natural input and waste discharge factors of Jiufa Eco-industrial Park

根據(jù)表2計算的生態(tài)效率指標值如表3所示。

4 結(jié)果與分析

4.1 指標沒有全都好于全國水平

為考察九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園各自然輸入要素的生態(tài)效率表現(xiàn)特征，特將之與全國平均水平[28]相比較，如表3和圖2所示。在輸入端方面，九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的用水產(chǎn)出率、建設用地產(chǎn)出率分別為0.02萬元·m-3、73.34萬元·hm-2，顯著高于其相應全國平均水平；能源消耗產(chǎn)出率0.81萬元·t-1，略高于其全國平均水平；而原材料消耗產(chǎn)出率是0.34萬元·t-1，僅為2002年全國平均水平的0.67。在輸出端方面，廢氣排放產(chǎn)出率為94.89萬元·t-1，固體廢棄物排放產(chǎn)出率 1.11萬元·t-1，分別為全國平均水平的 1.29倍和2.36倍；廢水排放產(chǎn)出率為0.10萬元·t-1，僅為全國平均水平的0.30。

由此可見，在資源節(jié)約上，九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園單位經(jīng)濟產(chǎn)出的建設用地面積、能源消耗和水資源利用，低于全國平均水平；在污染物排放造成環(huán)境負荷方面，單位經(jīng)濟產(chǎn)出的廢氣排放、固體廢棄物排放低于全國平均排放水平。但單位經(jīng)濟產(chǎn)出的原材料消耗、廢水排放量都高于全國平均水平，說明該產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的資源利用效率和污染物治理方面還有待提高，需要進一步優(yōu)化。

表3 2004年九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園與全國的生態(tài)效率Table 3 Eco-efficiency indicators of Jiufa Eco-industrial Park and China in 2004

圖2 九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園生態(tài)效率指標與全國平均水平比值Fig.2 Ratio of eco-efficiency of jiufa industrial park to the mean value of China

4.2 涉農(nóng)行業(yè)特點突出

九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的原材料消耗產(chǎn)出率為 0.34萬元·t-1，僅為2002年全國平均水平的0.67倍，表明其單位經(jīng)濟產(chǎn)出的原材料消耗過多。原因在于該產(chǎn)業(yè)園是農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)，所需的原材料包含占有較大重量的麥草、雞糞、棉籽殼、果蔬和石灰石等，且生產(chǎn)的產(chǎn)品附加值較低，從而導致原材料消耗產(chǎn)出率較低。

廢水排放產(chǎn)出率比全國平均水平低 0.24萬元·t-1，僅為全國水平的0.30，表明九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園單位經(jīng)濟產(chǎn)出的廢水產(chǎn)生量過大，循環(huán)利用水的效率不高。究其原因，該產(chǎn)業(yè)園農(nóng)產(chǎn)品加工用水，主要是清洗和蒸煮大量用水，但未經(jīng)再次利用，從而產(chǎn)生了較多的廢水。區(qū)別于工業(yè)廢水的是，農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)廢水中主要污染物是 COD、BOD，很少含有工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)。

固體廢棄物排放產(chǎn)出率高于全國平均水平0.64萬元·t-1，是全國平均水平的2.36倍，表明九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園單位經(jīng)濟產(chǎn)出的固體廢棄物產(chǎn)生量較少，這也是符合農(nóng)產(chǎn)品加工行業(yè)特點的。農(nóng)產(chǎn)品加工主要是改進其食用特性，而不改變其性質(zhì)和質(zhì)地，這就決定了該行業(yè)只產(chǎn)生較少的固體廢棄物。就該產(chǎn)業(yè)園而言，除去發(fā)電產(chǎn)生的灰渣，其余部分都是些有機物質(zhì)，包括真姬菇廢棄料、廢菇柄和果蔬壓榨渣，幾項加和占全部廢棄物的29.78%，這些物質(zhì)一是可以很快在自然界中降解，二是可以較為容易地加以利用，是良好的飼料和肥料。

4.3 產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)功能有待加強

雖然九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的系統(tǒng)結(jié)構看起來是一個比較完善的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)，但通過生態(tài)效率指標體系的計算分析，可以發(fā)現(xiàn)關鍵的能源消耗產(chǎn)出率、原材料消耗產(chǎn)出率和廢水排放產(chǎn)出率指標略高于或者明顯低于全國平均水平，系統(tǒng)的生態(tài)功能還是發(fā)揮不足。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的能源消耗產(chǎn)出率僅僅高出全國平均水平 0.01萬元·t-1(標準煤)，且只包含直接消耗的能源，沒有計算物品運輸中的能源消耗，因而實際能源消耗產(chǎn)出率有可能會低于全國平均水平。造成這種狀況的原因在于園區(qū)中的熱電廠，雖然它替代了原來的4臺小鍋爐、起到了能量集約的作用，但由于系統(tǒng)內(nèi)部的熱電需求低、只能熱電分產(chǎn)，加之機組小，造成發(fā)電、供熱的標準煤耗遠高于正常水平，從而使得整個系統(tǒng)的能源消耗產(chǎn)出率并不理想。

作為生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)，雙孢菇、真姬菇和胡蘿卜等是屬于系統(tǒng)內(nèi)部生產(chǎn)，沒有計入到原材料投入，但系統(tǒng)原材料消耗產(chǎn)出率仍然只為全國平均水平的67%，表明該系統(tǒng)的資源利用效率低，產(chǎn)品的附加值不高。因此，需要進行重大的技術革新，以增強資源利用效率和增加產(chǎn)品的附加值，從而提高系統(tǒng)的資源生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益。

系統(tǒng)廢水排放產(chǎn)出率僅為0.10萬元·t-1，遠低于全國平均水平。據(jù)測算，九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園主要用水是胡蘿卜種植和雙孢菇生產(chǎn)加工，分別占總用水量的30.6%和34.5%，但前者不產(chǎn)生廢水，因此雙孢菇生產(chǎn)加工是產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中污水的最大制造者。九發(fā)集團在雙孢菇培育技術上非常先進，到達 25 kg·m-2(鮮菇)，但公司對節(jié)水和污水凈化處理技術的重視程度不夠，這就導致系統(tǒng)總體上利用水的功能不足，需切實加以改進。

5 結(jié)論

雖然九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園的系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構較為完善，但其生態(tài)效率的核算結(jié)果卻不盡如人意：輸入端的原材料消耗產(chǎn)出率低于全國平均水平，能源消耗產(chǎn)出率與全國平均水平相當；輸出端的廢水排放產(chǎn)出率也低于全國平均水平。盡管部分原因在于九發(fā)生態(tài)產(chǎn)業(yè)園屬農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的行業(yè)特點，但很大原因還是由于產(chǎn)業(yè)園區(qū)的生態(tài)功能特性并未得到充分發(fā)揮造成的。因此，生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設不能只關注產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)的搭建，還要深入分析系統(tǒng)的具體運行過程，綜合評估其環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

生態(tài)工業(yè)園已成為我國第三代產(chǎn)業(yè)園，是我國走新型工業(yè)化道路的重要載體之一，目前大規(guī)模的推廣建設，其成果需要科學的檢驗手段。生態(tài)效率指標集經(jīng)濟效益和環(huán)境效益于一體，簡潔深刻，能夠揭示系統(tǒng)表象下的內(nèi)在生態(tài)效率的高低和生態(tài)功能的實現(xiàn)情況，可以作為指導和評價生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設及運行的有效工具。

已有生態(tài)效率指標在核算各類自然輸入要素總量時，大多采用質(zhì)量直接相加的辦法，而不同類別的自然要素輸入產(chǎn)生的效用不同，尤其在能源和原材料輸入效用上，這種差異更為明顯。因此，需要研究采用科學的折算方法將各類自然輸入要素轉(zhuǎn)化成同一標準后再進行加和，進而真實反映自然資源的產(chǎn)出情況。

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