基于制造業(yè)價值鏈的區(qū)域綠色制造水平評價
——以寧波市為例

王雪珍，姜山，劉佳程

（1. 中國科學院寧波材料技術與工程研究所，浙江 寧波 315201；2. 中國科學院武漢文獻情報中心，湖北 武漢 430071；3. 中國科學院大學 圖書情報與檔案管理系，北京 100190）

綠色制造又稱清潔制造、環(huán)境意識制造等，它是以綠色環(huán)保思想為主要理念，在保證產(chǎn)品質量和功能的基礎上，綜合考慮資源效率和環(huán)境影響，通過技術和管理手段，整合產(chǎn)品設計、制造生產(chǎn)工藝、包裝、供應、報廢回收等過程，進一步改善綠色制造技術，使得產(chǎn)品在其全生命周期流程中效益最大化。《中國制造2025》中明確提出，綠色制造的發(fā)展方向為產(chǎn)品設計生態(tài)化、生產(chǎn)過程清潔化、能源利用高效化、回收再生資源化和產(chǎn)業(yè)耦合一體化?，F(xiàn)階段，綠色制造已成為政府規(guī)劃和學術研究的熱點。由于城市是區(qū)域綠色制造的主戰(zhàn)場，構建城市綠色制造水平評價指標體系，進行科學客觀的評價，能夠推動綠色制造的有效深入實施。

由于綠色制造領域的重心已轉向區(qū)域綠色制造水平評價，綠色制造水平評價不僅局限于綠色發(fā)展、綠色績效和綠色創(chuàng)新三個方面。綠色制造作為一種全新的制造模式，不僅正在顛覆原有的產(chǎn)業(yè)模式和制造流程，也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展評價注入了新的視角和可持續(xù)發(fā)展理念。綠色制造對傳統(tǒng)制造業(yè)的影響是真實存在的。因此，合理的綠色發(fā)展評價體系應重點突出制造業(yè)從設計到生產(chǎn)到回收的全生命周期過程，從環(huán)境影響、能源利用、生態(tài)建設角度，反映綠色制造發(fā)展的核心特征以及在城市可持續(xù)發(fā)展和轉型的重要地位。

寧波作為我國制造業(yè)大市，也是資源小市，鋼鐵、造紙、紡織等傳統(tǒng)行業(yè)發(fā)展迅猛，能源、資源消耗大，綠色轉型任務緊迫，綠色制造是發(fā)展趨勢。以寧波市為例進行城市綠色制造水平實證研究，具有一定的研究價值，對其他地區(qū)也有一定的借鑒作用。

鑒于綠色制造水平對中國城市發(fā)展的重要性，本文專注于城市綠色制造水平，涵蓋制造業(yè)價值鏈的每個環(huán)節(jié)，融合產(chǎn)品全生命周期的各個階段，結合《中國制造2025》提出的五大綠色發(fā)展方向，構建城市綠色制造水平評價指標體系。該指標體系可以從整體性視角反映城市綠色制造水平，與現(xiàn)有研究相比具有更好的覆蓋度，為城市綠色轉型和區(qū)域綠色發(fā)展明晰方向、提供依據(jù)。本文對寧波市的綠色制造水平進行了實證研究，驗證了評價指標體系的科學性和適用性，提出的綠色制造發(fā)展對策，有一定的理論意義和參考價值。

1 文獻回顧

綠色制造追求資源利用最大化和環(huán)境影響最小化，新時代生態(tài)文明建設背景下，綠色制造成為城市綠色轉型的關鍵，是城市綠色發(fā)展的重要組成部分。我國關于綠色制造基礎理論和發(fā)展策略的研究開始較早。綠色制造發(fā)展策略既可圍繞產(chǎn)品的全生命周期制定[1]，也可拓寬視角，放眼所在行業(yè)和產(chǎn)業(yè)[2]?；蛘邔⒕G色制造理念與工業(yè)工程相結合[3]，突出綠色制造在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位。因此，綠色制造與產(chǎn)品制造、工業(yè)生產(chǎn)密切相關，合理的綠色發(fā)展評價體系應重點突出制造業(yè)從設計到生產(chǎn)到回收的全生命周期過程，從環(huán)境影響、能源利用、生態(tài)建設角度，反映綠色制造發(fā)展的核心特征以及在城市可持續(xù)發(fā)展和轉型的重要地位。

綠色制造作為一種全新的制造模式，不僅正在顛覆原有的產(chǎn)業(yè)模式和制造流程，也為產(chǎn)業(yè)發(fā)展評價注入了新的視角和可持續(xù)發(fā)展理念。在綠色制造產(chǎn)業(yè)評價方面，相關研究主要圍繞某特定產(chǎn)業(yè)鏈，將綠色制造理念與之結合并進行評價。如吳小珍和張華[4]、張緒美和張華[5]從綠色制造理念和生態(tài)文明發(fā)展理念出發(fā)，對綠色制造產(chǎn)品和工業(yè)制造過程進行了評價。高芬和江心英[6]從生命全周期視角，構建了制造企業(yè)的綠色競爭力評估體系。李銳和許涵青[7]、Salem & Deif[8]將清潔生產(chǎn)審核、環(huán)境質量評價體系等方法應用在對企業(yè)的綠色制造水平進行評價上。此外，還有學者將資源消耗情況和經(jīng)濟產(chǎn)出水平[9-10]等納入對特定制造業(yè)的評價體系。

近年來，有學者從區(qū)域角度對綠色制造水平開展了評價，如李博洋和顧成奎[11]基于綠色制造的發(fā)展趨勢提出了區(qū)域綠色制造評價指標體系；王鳴濤和葉春明[12]、劉旭紅和揭筱紋[13]分別構建了區(qū)域工業(yè)綠色制造水平評價指標體系；張乃明等[14]從生態(tài)維度出發(fā)構建了區(qū)域綠色發(fā)展評價指標體系；田澤等[15]將政府政策支撐納入評價范圍；游建民和張偉[16]、吳傳清和黃磊[17]基于效益、環(huán)境、創(chuàng)新等角度構建了綠色制造績效評價指標體系。此外，還有學者從技術創(chuàng)新角度開展了區(qū)域綠色技術創(chuàng)新評價[18-20]。

通過文獻回顧可以發(fā)現(xiàn)，當前研究或者是以多個特定行業(yè)或企業(yè)為對象分析其綠色制造水平，或者是從技術創(chuàng)新、工業(yè)過程指標、生態(tài)環(huán)境指標等角度評價區(qū)域綠色制造水平，基于區(qū)域或城市級制造業(yè)全工業(yè)價值鏈的綠色評價指標體系還較少。因此，本文專注于城市綠色制造水平，涵蓋制造業(yè)價值鏈的各主要環(huán)節(jié)，融合產(chǎn)品全生命周期的各個階段，結合《中國制造2025》提出的五大綠色發(fā)展方向，構建城市綠色制造水平評價指標體系。該指標體系可以從全工業(yè)價值鏈視角反映城市綠色制造水平，為城市綠色轉型和區(qū)域綠色發(fā)展明晰方向。本文對寧波市的綠色制造水平進行了實證研究，驗證了評價指標體系的科學性和適用性，提出的綠色制造發(fā)展對策有一定的理論意義和參考價值。

2 指標體系構建與數(shù)據(jù)來源

2.1 指標體系構建

《中國制造2025》提出覆蓋整個工業(yè)價值鏈各個環(huán)節(jié)的“五化”綠色發(fā)展方向，即“產(chǎn)品設計生態(tài)化”“生產(chǎn)過程清潔化”“能源利用高效化”“回收再生資源化”“產(chǎn)業(yè)耦合一體化”。因此，構建寧波綠色制造發(fā)展評價指標體系，也應沿著產(chǎn)品全生命周期各個階段，從“五化”出發(fā)，系統(tǒng)綜合衡量寧波綠色制造水平。

本研究遵循構建指標體系的科學性、可操作性、簡明性、動態(tài)性原則，首先將《中國制造2025》中工業(yè)價值鏈各環(huán)節(jié)的綠色制造發(fā)展方向，即生產(chǎn)過程清潔化、能源利用高效化、回收再生資源化和產(chǎn)業(yè)耦合一體化定義為一級指標。其次，結合國內(nèi)外現(xiàn)有綠色制造與綠色發(fā)展評價指標體系，統(tǒng)計出23種國內(nèi)外綠色制造或綠色發(fā)展指標體系，從中選取出高頻率、高特征性的二級指標，建立初選指標體系。其中，高頻率系指該指標在超過70%的綠色制造與綠色發(fā)展指標體系中出現(xiàn)，高特征性則指該指標能夠反映綠色制造內(nèi)涵和影響因素。

在上述初選指標體系基礎上，通過郵件問卷、電話訪談、實地征詢等方式對20余位相關領域專家開展了3輪意見咨詢，同時翻閱近年的相關統(tǒng)計年鑒和數(shù)據(jù)，考慮指標數(shù)據(jù)的可獲得性、統(tǒng)計口徑一致性，對部分指標進行了修正、剔除或替換，如將新產(chǎn)品數(shù)量改為新產(chǎn)品產(chǎn)值率，將新技術產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值比重改為高新技術產(chǎn)業(yè)增加值占規(guī)上工業(yè)增加值比重。最終，本研究設計出包含產(chǎn)品設計生態(tài)化水平、生產(chǎn)過程清潔化水平、能源利用高效化水平、回收再生資源化水平和產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平5個一級指標、17個二級指標的寧波綠色制造發(fā)展評價指標體系，如表1所示。

表1 寧波綠色制造發(fā)展評價指標體系

為確定指標體系權重，本研究采用層次分析法，該方法既避免了單純由專家直接給出權重的主觀隨意性，又避免了熵權法對樣本數(shù)據(jù)的過度依賴，是一種具有較高實用性和有效性的決策方法。根據(jù)此前建立的寧波綠色制造發(fā)展評價指標體系，本研究將寧波綠色制造發(fā)展評價作為目標層A；將產(chǎn)品設計生態(tài)化水平、生產(chǎn)過程清潔化水平、能源利用高效化水平、回收再生資源化水平和產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平5個一級指標作為準則層（B1～B5）；將規(guī)上企業(yè)單位產(chǎn)值能耗、單位工業(yè)增加值廢氣排放量、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值等17個二級指標作為方案層（C1～C17），構建了一個寧波綠色制造發(fā)展評價層次分析結構模型，見表2。

表2 寧波綠色制造發(fā)展評價層次分析結構模型

將構建的指標體系交由20位從寧波市政府相關部門、企業(yè)、高校及科研院所選取的綠色制造領域專家進行打分，通過每個層級內(nèi)部指標的兩兩重要程度比較，確定準則層B1～B5五個因素對目標層A的影響程度，以及確定指標層C1～C12對相應準則層B1～B5的影響程度，對重要性程度按1～9進行打分。

將專家判定的每一層次不同指標的相對重要程度經(jīng)幾何平均處理后輸入Yaahp 12軟件中構建判斷矩陣，分別求出各判斷矩陣的最大特征根λmax及其特征向量W，并對特征向量進行歸一化處理，得到各級指標權重（見表3）。通過對權重進行可行性檢驗，得出各判斷矩陣的CR＜0.1，符合一致性要求。

表3 寧波綠色制造發(fā)展評價各級指標權重表

由于涉及不同層次的多指標綜合分析，考慮計算方法的可操作性，本研究采用多目標線性加權函數(shù)法計算寧波綠色制造的總評價分值，即：

式中：s為綠色制造評價指數(shù)；m為準則層個數(shù)；n為某準則層選取的具體指標數(shù)；Wi為第i（i=1, 2, …,m）個準則層在總目標層所占的權重；Wij為Wi準則層選取的第j（j=1, 2, …,n）個指標在該準則層所占的權重；Rij為第i個準則層中選取的第j個指標的評分值。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本評價指標數(shù)據(jù)來源分別直接或間接地來自《寧波統(tǒng)計年鑒》《國家統(tǒng)計年鑒》《寧波環(huán)境質量報告書》和寧波統(tǒng)計局、經(jīng)信委、生態(tài)環(huán)保局、水利局等部門的在線監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及調(diào)研數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)見表4。

表4 寧波市2014—2018年綠色制造指標原始數(shù)據(jù)表

3 研究方法

由于各二級指標的計量單位不同，不能進行直接簡單的加權計算，因此必須對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，消除指標量綱和數(shù)量級的影響。本研究采用Z.Score方法對指標進行無綱量化處理，該方法能夠將所有變量通過標準化轉化為均值為0、方差為1的無量綱數(shù)值，從而避免由于變量均值不同導致的數(shù)據(jù)扭曲，其計算公式為：

式中：Xi為需進行標準化的二級指標在2014—2018年的原始值；n為2014—2018之間年數(shù)。

此外，由于在綠色制造發(fā)展評價指標中存在正向指標和逆向指標之分，因此需要對逆向指標進行正向化處理，本研究采取倒數(shù)方法進行逆向指標正向化。最終，經(jīng)過逆向指標正向化和Z.Score標準化方法處理過后的寧波市2014—2018年綠色制造指標指數(shù)如表5所示。

表5 寧波市2014—2018年綠色制造指標標準化指數(shù)表

4 寧波市綠色制造發(fā)展水平的實證分析

根據(jù)前面構建的寧波綠色制造發(fā)展水平評價模型，對寧波市2014—2018年綠色制造發(fā)展綜合指數(shù)（見表6和圖1）和寧波綠色制造發(fā)展五大因素指數(shù)（見表7、圖2和圖3）進行了計算和分析，其中指數(shù)越高就表示綠色制造發(fā)展水平越高。需要說明的是，綜合指數(shù)和五大影響因素指數(shù)中有部分為負數(shù)，但這并不代表其發(fā)展水平為負，這里的正負僅表示該年份指數(shù)水平與平均水平的位置關系，負值僅表明該年相應指數(shù)水平處于平均水平之下。

圖2 2014—2018年寧波綠色制造發(fā)展五大因素指數(shù)變化趨勢圖

圖3 2014—2018年寧波綠色制造發(fā)展五大因素指數(shù)變化雷達圖

表7 2014—2018年寧波綠色制造發(fā)展五大因素指數(shù)匯總表

圖1 2014—2018年寧波綠色制造發(fā)展綜合指數(shù)變化趨勢圖

表6 2014—2018年寧波綠色制造發(fā)展指標體系的綜合指數(shù)表

可以發(fā)現(xiàn)，近5年寧波綠色制造發(fā)展綜合指數(shù)從2014年的-1.126 1提升到2018年的1.043 7，并且各年度間的指數(shù)增長幅度保持相對穩(wěn)定，分別為0.634 0、0.558 3、0.442 2、0.535 3，這說明寧波綠色制造水平呈現(xiàn)出了持續(xù)快速增長態(tài)勢。

為比較各因素對寧波市綠色制造發(fā)展水平的影響，我們分別計算了五大因素指數(shù)在2014—2018年間的變化情況，其中產(chǎn)品設計生態(tài)化水平指數(shù)增長0.438 2，生產(chǎn)過程清潔化水平指數(shù)增長0.626 7，能源利用高效化水平指數(shù)增長0.418 4，回收再生資源化水平指數(shù)增長0.251 3，產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平指數(shù)增長0.435 3。這說明近5年寧波企業(yè)生產(chǎn)過程清潔化水平發(fā)展最為迅速。

此外，通過對五大因素指數(shù)的年度變化趨勢進行分析（圖4）可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平發(fā)展速度在逐年加快，特別是在2018年其對寧波綠色制造發(fā)展的影響已經(jīng)超過了生產(chǎn)過程清潔化水平，產(chǎn)品設計生態(tài)化水平在2015年以后發(fā)展速度也在逐年加快。不過2015年以后，生產(chǎn)過程清潔化水平和能源利用高效化水平的發(fā)展速度在逐年下降。

圖4 2014—2018年寧波綠色制造發(fā)展五大因素指數(shù)同比增長差距圖

5 主要結論與政策建議

5.1 主要結論

（1）通過產(chǎn)品設計生態(tài)化水平、生產(chǎn)過程清潔化水平、能源利用高效化水平、回收再生資源化水平、產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平五個維度的指標體系，用層次分析法構建的區(qū)域綠色制造水平模型能夠較客觀地反映一個地區(qū)的綠色制造發(fā)展水平，并給出一個定量評價值，為相關決策部門制定綠色發(fā)展政策提供理論依據(jù)。

（2）產(chǎn)品設計生態(tài)化水平、生產(chǎn)過程清潔化水平、能源利用高效化水平、回收再生資源化水平、產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平五個維度指標對近年來寧波市綠色制造水平的提升均發(fā)揮了積極的推動作用，不過各項指標的發(fā)展趨勢存在差別。寧波市生產(chǎn)過程清潔化水平發(fā)展最為迅速，不過近年來該指標提升速度放緩。產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平發(fā)展速度在逐年加快，特別是在2018年其對寧波綠色制造發(fā)展的影響已經(jīng)超過了生產(chǎn)過程清潔化水平，產(chǎn)品設計生態(tài)化水平在2015年以后發(fā)展速度也在逐年加快。寧波回收再生資源化水平指標對綠色制造發(fā)展貢獻相對較低，且在2017年出現(xiàn)負增長。

5.2 政策建議

（1）支持綠色工藝創(chuàng)新發(fā)展。寧波市綠色制造水平的提升，前期主要依靠生產(chǎn)過程清潔化水平和能源利用高效化水平的大幅提升，這兩個指標的提升可以依靠淘汰落后產(chǎn)能、生產(chǎn)設備更新?lián)Q代，以及嚴格執(zhí)行相關法律法規(guī)來實現(xiàn)，但隨著市場自身對落后技術的優(yōu)勝劣汰和執(zhí)法環(huán)境的逐漸嚴格，要進一步提升生產(chǎn)過程清潔化水平和能效水平，就必須依賴工藝技術進一步創(chuàng)新和優(yōu)化。推動化工、汽車大型骨干企業(yè)設立綠色技術研發(fā)中心、推動校企合作，幫助家電、紡織行業(yè)的中小企業(yè)建立技術共享平臺，開展創(chuàng)新技術示范，設立專項資金扶持技術創(chuàng)新等，是進一步挖掘寧波市傳統(tǒng)制造業(yè)節(jié)能減排降耗潛力的有效途徑。

（2）優(yōu)化寧波市產(chǎn)業(yè)結構。寧波市生產(chǎn)過程清潔化水平、能源利用高效化水平近年來的提升速度減緩，主要原因在于寧波市的主導產(chǎn)業(yè)是化工、家電、汽車、紡織等傳統(tǒng)制造業(yè)，其產(chǎn)業(yè)自身特點決定了行業(yè)能耗水平和廢棄物排放不太可能一直保持大幅下降趨勢。而后期，寧波綠色制造水平的提升主要依靠產(chǎn)品設計生態(tài)化水平和產(chǎn)業(yè)耦合一體化水平的大幅提升。因此，寧波市要進一步提高生產(chǎn)清潔化和能效利用水平，就需要進一步優(yōu)化本市產(chǎn)業(yè)結構，著力發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、創(chuàng)意設計等新興產(chǎn)業(yè)，加快區(qū)域經(jīng)濟由傳統(tǒng)高能耗、高污染、勞動密集型向低能耗、低排放、創(chuàng)新驅動方向發(fā)展。

（3）完善資源回收再生體系。與其他各維度指標相比，寧波市回收再生資源化水平提升較慢，2017年甚至出現(xiàn)同比下跌，對于促進綠色制造發(fā)展的貢獻度偏低?？梢姡厥赵偕Y源領域已成為寧波推動綠色制造發(fā)展進程中的短板。為補齊這一短板，寧波需要加快制定出臺再生原料和產(chǎn)品推廣使用制度，完善廢棄產(chǎn)品回收補貼方案，解決資源回收企業(yè)資金周轉困難問題；鼓勵相關科研單位與固廢產(chǎn)生、綜合利用、處置單位，從污染綜合診斷、工藝流程優(yōu)化、多要素協(xié)同治理等開展聯(lián)合攻關，統(tǒng)籌解決處置過程中廢棄物循環(huán)利用問題；強化相關產(chǎn)業(yè)間的資源耦合、原料互補、生態(tài)鏈接，從單一治理向綜合利用轉變，建立以市場為導向的全主體多元協(xié)同共治體系。