生态工业区发展研讨

生态工业园（Eco-industrialPark，EIP）为一种工业系统，它有计划地进行材料和能源交换，寻求能源与原材料使用的最小化和废物最小化，建立可持续的经济、生态和社会关系[1]。20世纪70年代，丹麦的卡伦堡（Kalundburg）工业园区，以降低成本和达到环保法规的要求为目标，开辟了一条革新性的废弃物管理利用途径———工业共生（IndustrialSymbiosis），即将甲厂产生的废料和副产物作为乙厂的生产原料，使资源有效利用，这种途径可以算是生态工业的雏形[2]。目前生态工业园在加拿大、美国、日本、法国等国家快速兴起，我国也于近年大力发展生态工业园区。生态工业园已经成为当今国际上产业发展的新方向[3]。福州市政府致力打造生态文明城市，计划在2015年建成“生态市”，所以福州经济技术开发生态工业区的发展对于生态文明城市建设至关重要。笔者以福州经济技术开发区为例，采用能值理论方法评价其生态工业系统，在此基础上，指出开发区存在的问题，并提出相应发展建议。

1工业生态经济系统的能值指标体系构建

1.1能值理论

能值理论是由美国生态学家H.T.Odum于1996年在能量生态学、系统生态学、生态工程学及经济生态学的基础上发展提出的一套科学系统的研究方法。能值分析是把生态系统或生态经济系统中不同种类、不可比较的能量通过能值转换率转换成同一标准的太阳能值来衡量，综合分析系统中各种生态流（能物流、货币流、人口流和信息流），得出一系列能值综合指标，定量评价系统的结构功能特征与生态经济效益[4-5]。能值理论为区域生态经济系统和可持续发展研究开创了一个定量分析的方法，其理论方法正不断完善与推广。

1.2工业生态经济系统的能值指标体系

通过原始材料和数据的收集，绘制能量系统图，把工业系统的资源、环境、人口等子系统联系起来，比较分析工业系统的投入和产出的能物流、货币流、人口流和信息流等，建立适用于工业生态经济系统的能值指标体系，以此来评价整个工业生态系统的资源利用和生态效率状况，判定系统的可持续发展能力。

2福州经济技术开发区的能值分析

2.1研究区概况

福州经济技术开发区地处福建沿海，位于连接长江三角洲与珠江三角洲2个经济发达地区的中间地带。全区总面积187.3km2，总人口16.51万。2010年，全区实现地区生产总值230.77亿元。该开发区于1985年1月经国务院批准设立，是中国首批福州经济技术开发区14个部级经济技术开发区之一，目前已成为集部级保税区、台商投资区、科技园区、出口加工区、显示器件产业园、生态工业园区、国家科技兴贸出口创新基地、国家高新技术产业标准化示范区等特殊经济功能于一体的产业聚集突出的外向型现代制造业基地。开发区和福州马尾区实行“两区合一”的管理体制。开发区海陆空交通发达。海运方面，马尾港区共有万吨级码头泊位12个，5000t级泊位2个，7500t级国际客运码头1个。马尾港作为福州港口的主体港，是全国十大集装箱港口之一，也是作为与台湾实现“三通”的重要港口之一。陆运方面，马尾陆路距福州市中心12km，有贯穿全境的104国道福马段一级公路，还有沿海大动脉同三高速公路（黑龙江同江到海南省三亚）从区内穿过。区内有福（州）马（尾）铁路，温（州）福（州）铁路将从马尾向浙江延伸，成为福建出省的“第三通道”，福（州）厦（门）铁路，在马尾与温福铁路相贯通。空运方面，马尾与福州长乐国际机场仅一江之隔。发达的交通为开发区的发展提供了有力的条件。福州开发区的主要特色和发展重点是“对台”“高新产业”和“港口”。开发区已经形成以电子信息、冶金机械、造船设备、食品加工、水产饲料、生物制药、轻纺工业等7个产业簇群。其中以中华映管为龙头的电子企业簇群的产值占全区工业产值的50%以上，中华映管还与日本JVC、韩国LG、日本NEG等一批跨国公司合作，使之成为中华映管的配套项目，延长区内产业链。该区已成为全球最大的黑白显像管生产基地，随着中华映管五期的投产，该区也将成为全球最大的彩色显像管生产基地之一。

2.2研究区工业生态系统能值指标体系建立

根据福州经济技术开发区能值流状况和能值指标体系及相应的计算表达式，得出福州经济开发区工业生态系统能值指标体系（表1）。

2.3研究区工业生态系统可持续发展评价

2.3.1系统能值来源指标分析根据表1绘制福州经济技术开发区系统能值来源指标变化图（图1）。能值自给率反映的是一个系统的资源禀赋和自我支撑的能力。从能值自给率上看，2009年仅为20.84%，处于非常低的水平，并且从2002年的16.06%上升至2004年的19.31%，之后有所下降再逐渐上升。说明2002—2009年间，系统的自我支撑能力有所上升，不再只依赖外向型资源，正逐渐转向当地自然资源的开发。劳务能值比表示人力资源对系统作用的大小。2002—2009年间，整个系统对劳动力的需求正逐渐上升，人力资源对系统的作用日益加大，这说明开发区正处于迅速发展阶段，对劳动力的需求巨大。然而目前还处于劳动密集型产业阶段，需要进行产业结构升级，向以知识密集型为主的高新产业发展。外资投入能值比可以表示系统对外资的利用依赖程度。从2002—2009年间数据可以得出，从2002年13.39%下降至2005年的3.46%，之后缓慢上升至4.8%，总体上看，外资投入能值比在2002—2009年间逐渐下降，这说明开发区经过多年的发展和自我完善，更加依赖自身财力和产业结构的升级调整。在生态工业园未来的发展中，仍要不断招商引资，提高区内国际品牌效应，提高整个园区的科技含量。

2.3.2经济子系统指标分析燃料能值比和电力能值比分别反映的是系统对石化的依赖程度以及系统的工业化和现代水平。从图2可以看出，燃料能值比逐年上升，而电力能值比在波动中有所下降，这说明整个系统对石化的需求在加大，而对电力的需求有所下降。净能值产出率表示整个系统经济发展的生产效率，从2002年的2.23%上升至2009年的2.93%，表明整个系统的生产效率在提高。由于2006年开发区面积扩大，导致大量基础设施等固定资产投入的增加，因此对石化的需求加大，电力能值比虽有所下降，但是其整体发展趋势是上升的。能值投资率表示系统经济发展程度与环境压力的和谐度。从图3可以看出，能值投资率在逐年上升，2009年与2002年相比，能值投资率上升了12.21%，说明随着经济的发展，整个开发区的环境压力日益加大。能值出口率反映开发区对外经济贸易的发达程度，从数据上看，整个系统对外经济日益发达，但是呈现出不稳定性。能值交换率说明系统对外贸易过程中的真实得失，从数据上看，能值交换率从2002年的0.45%下降至2009年的0.25%，经济贸易上的获取的利益在逐渐减少，实际贸易地位在逐渐下降。能值密度反映工业活动的集约程度和经济发展程度，能值密度越高，说明经济越发达，经济活动越频繁。2002—2009年间，能值密度总趋势是增长的，说明经过多年的发展，开发区的产业结构有所改变，区域工业集约程度提高，有利于生态产业链的形成。能值货币比率表示系统的经济现代化程度，其数值呈现波动性的下降，从能值投资率上看，从2002年的17.56%上升到2009年的23.9%，说明区域工业系统程度越来越高，但对环境的压力越来越大。

2.3.3自然子系统指标分析从图4可以看出，2002—2009年间，废弃物与可更新能值比在2006年急剧下降到3.86%后再上升，说明开发区先后建立的快安污水处理厂、白眉水库二水源、雨污水管网等环保设施对于减少废弃物等有了很大的作用。2006—2009年间开发区扩容减少了一些环境压力，但是开发区废弃物对环境的压力还是很高，对于废弃物的循环再利用的能力还是不足。这就需要加强废弃物的回收和利用，减少废弃物的排放，缓解工业生产给环境带来的压力。废弃物与总能值比反映的是对废弃物资源的利用效率和潜在的利用价值，数值越大，说明系统利用资源的效率越低，系统废弃物的可利用价值越大。从图4可以看出，系统废气物可利用的价值逐渐减少。环境负载率是对经济系统的一种警示，若系统长期处于较高的环境负载率图4福州经济技术开发区自然子系统指标变化图5福州经济技术开发区可持续发展指标变化下，系统将产生不可逆转的功能退化和功能丧失[4]。2002—2009年环境负载率呈现上升趋势，说明开发区的工业活动对于自然环境的压力日益加大。根据Brown和Ulgiati的建议，系统环境负荷率小于3为低负荷，3~10之间属于中等负荷，大于10属于高负荷[6]。可见，开发区正处于一种高负荷的状态，环境压力巨大。根据对自然子系统的能值指标分析可以看出，福州经济技术开发区对于资源的利用率较差，工业生产对于环境的压力巨大，废弃物的循环再利用程度不高。所以开发区一方面需要加强对企业的监督治理，另一方面要继续大力推行生态工业园区的建设，加强区内产品和服务的交流，减少废弃物的排放，提高资源利用效率，达到可持续发展。

2.3.4社会子系统指标分析人均能值产出率反映的是劳动力生产效率和生活水平，指标值越高表示劳动力生产效率和生活水平越高。人均能值的使用量反映的是员工生活水平和质量，指标值越高表示员工生活水平和质量越高。从表1可以看出，2009年人均能值产出率和人均能值的使用量分别为12.31%和4.96×1016sej。开发区内员工的生活水平有所提高，地区人均受益的福利有所提高，但是与其他生态工业区相比，指数还是偏低，需要继续加快开发区生态工业发展，加快生态工业园发展，提高生产效率和资源利用率，从而提高员工的福利和收入水平。人均燃料能值和人均电力能值体现了工业生产对石化能源和电力的依赖程度，同时，可以从侧面了解开发区的工业化水平和发展程度。从表1看出，2002—2009年间人均燃料能值和人均电力能值分别从22.13×1014sej和6.89×1015sej上升至48.52×1014sej和8.46×1015sej，说明区域内依赖石化燃料资源的制造业和基础产业有所发展，而依赖电力能源的工业和信息产业也在持续发展。根据对社会子系统指标的分析可以看出，园区内劳动力的生活水平有一定的提高，但是增长的幅度不大，同时对燃料和电力的需求也在不断增加，所以之后开发区的发展需要提高工业效率，加强各个产业之间的联系，形成产业共生系统，提高生产效率，促进产业结构的快速升级。

2.3.5开发区可持续发展指标评价可持续发展指标用来评价工业生态经济系统的协调性和可持续性。美国生态学家Brown.M.T和意大利生态学家Ulaiati.S（1998）将可持续发展指标ESI定义为系统能值产出率与环境负载率之比，即EYR/ELR[4]。从图5中可以看出，可持续发展指标在2002—2004年有所上升，2005年有所下降，之后缓慢上升。根据Brown.M.T和Ulaiati.S确定的ESI量化标准，可知开发区属于EYR值较小，ELR值较大即“高消费，低产出”的经济系统，区域工业生态系统的发展对环境压力巨大，园区的可持续发展能力亟待提高。而能值可持续发展指标EISD是一个考虑了经济效益和环境压力的复合型的系统可持续发展指标。EISD值越高，意味着单位环境压力下的社会经济效益越高，系统的可持续发展性能越好[4]。从图5可以看出，EISD值在逐渐降低，说明系统的可持续发展性能越来越差。

3结论与建议

经济子系统、自然子系统、社会子系统的协调发展是工业生态经济系统可持续发展的基础，即生态要持续和经济要发展。福州经济技术开发区发展中，受到长三角和珠三角的激烈竞争，所以在开发区成立之初，无法对主导产业进行定位，缺乏对土地的调控和规划，造成引进项目的随机性，不同功能组团、不同产业在空间布局上存在交叉现象[7]。

3.1提高生态产业链多元化

福州经济技术开发区环境负荷比较高，无法充分挖掘资源，资源的利用率较低，这就导致了整个生态工业区虽然有产业集聚及规模经济效益的提高，但是区域内还无法形成完善的生态产业链和工业共生网络。因此在开发建设的同时，还应完善相关的基础设施和生态产业链，实现关联产业多样化和循环经济发展，提升系统竞争力和可持续发展能力[8]。

3.2推进开发区清洁生产

废弃物的循环再利用以及副产品交换对于整个工业园区的发展具有重要作用，这就需要在产业层面上对整个产业链进行优化设计，提高能值的利用，才能使生态工业区可持续发展。开发区内企业生产需要逐步淘汰高消耗、高污染、低产出的企业，引进科技含量较高、投资强度大、经济效益好的项目。从开发区层面上，需要区内企业与企业之间建立大循环，在保证企业清洁生产的同时，使得上游企业的废物成为下游企业的原料，从而促进循环经济的发展[9]。

3.3加强科研力度，引进高科技人才

目前开发区缺乏高新科技人才，科研能力较弱，主要依靠外商投资企业进行“贴牌”生产[10]。面对开发区经济实现跨越式发展的迫切需求，应大力选拔培养学术带头人和技术创新人才，同时要提高企业的科研创新能力。

3.4加强生态管理

政府要以循环经济的理念构建生态工业园区的发展，这就需要政府对园区内的企业进行监管，建立园区的管理体系。通过园区、企业和产品不同层次的生态管理，树立园区良好的环境或生态形象，为工业生态体系的可持续发展提供生态保障[7]。