园区层面的中循环

11．1．3　园区层面的中循环

1）中循环的内涵

从园区经济层面来看，其循环经济法则的应用和发展是典型的中循环模式，其与单个企业清洁生产互为补充，从而在更大层面上推进了循环经济的发展。

生态工业园（Eco－Industrial Park，EIP）是继经济技术开发区、高新技术产业园区之后的第三代工业园区，是以工业生态学及循环经济理论为指导，使生产发展、资源利用和环境保护形成良性循环的工业园区建设模式，是一个能最大限度地发挥人的积极性和创造力的高效、稳定、协调和可持续发展的人工复合生态系统⁽²⁴⁾。原国家环保总局对其的定义为：生态工业园区是依据循环经济理念、工业生态学原理和清洁生产要求而设计建立的一种新型工业园区。它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连接起来，形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，建立“生产者—消费者—分解者”的物质循环方式，使一家工厂的废物或副产品成为另一家工厂的原料或能源，寻求物质闭路循环、能量多级利用和废物产生最小化⁽²⁵⁾。生态工业园是依据循环经济理论和产业生态学原理而设计的一种新型工业组织形态，其目标是尽量减少废物。这对于当前所面临的日益严重的环境治理压力以及产业的可持续发展有着重要的指导与实践意义⁽²⁶⁾。

生态工业园区以地域为单元，因此需要有较大的规模，表现在园区主产业具有较大技术规模和园区内众多企业形成较大规模的产业群两个方面。如对于能源、基础原材料工业园区，产业主导设备应达到较大的技术规模，而不应是小规模设备的堆积。因为小规模设备难以实现清洁生产，不符合循环经济园区的基本要求。另外，工业园区只有达到一定的规模，才有建立生产线对园区产生的工业废物集中进行综合利用的经济价值，使之形成多条物料循环产业链条，实现各类资源和工业废物在园区内的充分循环利用，最终达到零排放的目标⁽²⁷⁾。园区内的企业应实现清洁生产，采用先进的清洁生产技术和污染治理技术，对高耗能、高污染产业进行技术改造，淘汰落后的工艺和设备，大幅度提高生产的清洁化程度⁽²⁸⁾。同时努力使产品在使用和报废处理过程中对环境无害或损害最低化。企业清洁生产技术改造的过程，同时也应是实现物料循环利用的改造过程。企业可通过能源的梯级利用、工业废物的资源化利用降低污染物排放量，改变以前在末端治理环节大量投资的方式，从而使整个工业园区内各企业形成物料、能源等资源的循环利用网络。

2）中循环的特征

根据相关研究，生态园区层面的中循环主要特点如下^(29)(30)：

（1）生态工业园可以因势利导采用不同的企业共生模式。根据共生单元之间的所有权关系，共生机制类型可划分为复合共生、自主共生；按共生单元之间的利益关系，可划分为互利共生和偏利共生⁽³¹⁾。

（2）生态工业园区具有横向耦合性，纵向闭合性、区域整合性、柔性结构等特点；

（3）生态工业园区通过现代化管理手段、政策手段以及新技术的采用，保证园区的稳定和可持续发展。

生态工业园建立的目的是寻求能源与原材料使用的最小化，废物排放最小化，以建立可持续的经济、生态和社会关系。一个生态工业园最基本的属性是各企业之间的关联性和与自然环境间的相互作用关系⁽³²⁾。其与传统产业园区相比具有如下特征⁽³³⁾：

（1）园区内有各种副产物和废物的交换、能量和物质的梯级利用、基础设施的共享以及完善的信息交换系统，目标是使一个区域总体的优质资源增值。

（2）园区不单纯是环境技术公司或绿色产品公司的集合，而以形成工业生态系统、构建产业链为原则进行园区企业成员的选择。

（3）园区企业相互合作，以供求关系形成网络，而不是单一的副产品或废物交换模式或交换网络。

（4）与当地社区、区域发展形成良性互动关系，扭转传统工业园区与区域环境自然、社会、经济等的对立。

（5）利用环境工程技术、市场经济机制和工业生态学原理，为企业高效生产提供适当的发展环境。通过环境无害技术，合理、循环地利用环境资源，减少环境不良影响，实现环境与经济的共赢。

（6）不受地域的限制，也没有明确的地域界线，只要存在工业生态关系，这个企业无论在什么地方都可成为生态工业系统中的一个环节⁽³⁴⁾。

归结而言，生态工业园最本质的特征在于企业间的相互作用以及企业与自然环境的相互作用，对其主要的描述是系统合作、相互作用、效率、资源和环境，这些是传统工业园难以同时具有的特征。

生态产业园的根本目的是通过对资源的“管理”，达到环境与经济的双赢。同时，园区的发展与当地区域的发展相结合，可以取得良好的社会效益。生态产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⁽³⁵⁾。

3）生态工业园（EIP）概述

生态工业园是园区层面中循环的形式。运用循环经济理念改造现有工业园区和各种经济开发区，是我国生态工业园区或循环经济园区建设的重要方向。因此，生态工业园是循环经济发展实践中最重要的一种发展模式，对于我国生态工业体系的建立和发展具有十分重要的意义。目前，生态工业园在国内外取得了不少成功案例。

国内外生态工业园类型多样、各具特色，没有统一的模式，我们可以从四个角度对其进行分类：

（1）根据原始基础可分为两种：①现有改造型。是对现存的工业企业，通过适当的技术改造，在区域内成员间建立起废弃物和能量的转换关系。②全新规划型。是在良好规划和设计的基础上按照生态学理念全新建设的园区⁽³⁶⁾。

（2）根据结构可分为三种：①企业主导型。以某一企业、几个企业或企业集团为核心，吸引生态链上相关企业入园建设的生态工业园，各内部企业根据生态工业学和循环经济原理建成的生态工业园。如丹麦卡伦堡生态工业园及我国鲁北石化企业集团建设的生态工业园。②产业关联型。即将产业关联度较高的相关产业以生态的观念联合在一起，充分发挥互补效应。如广西贵港生态工业园就是以加强农业与工业之间的产业关联，促进可持续工农业发展为主的农业生态工业园。③改造重构型。在原有的工业园、高新技术园的基础上进行改造，重新构架，创造生态企业集聚的升级生态工业园。美国的Chattanooga生态工业园就属于这一类型⁽³⁷⁾。

（3）根据区域位置可分为两种：①实体型。园区内各成员在地理位置上聚集于同一区域，可以通过管理设施进行成员间的物质、能量交换。②虚拟型。不严格要求其成员在同一区域，由园区内外企业共同构成一个更大范围的工业共生系统⁽³⁸⁾。

（4）根据具体操作层面可分为两种：①具有行业特点的生态工业园；②具有区域特点的国家生态工业示范园区⁽³⁹⁾。

（5）根据园区的产业和行业结构特点可分为三种：①行业类生态工业园区，以某一类工业行业的一个或几个企业为核心，通过物质和能量的集成，在更多同类企业或相关行业企业间建立共生关系而形成的生态工业园区⁽⁴⁰⁾。②综合类生态工业园区，是由不同工业行业的企业组成的工业园区，主要指在高新技术产业开发区、经济技术开发区等工业园区基础上改造而成的生态工业园区⁽⁴¹⁾。③静脉产业类生态工业园区⁽⁴²⁾，以保障环境安全为前提，以节约资源、保护环境为目的，运用先进的技术，将生产和消费过程中产生的废物转化为可重新利用的资源和产品，实现各类废物的再利用和资源化的产业，包括废物转化为再生资源及将再生资源加工为产品两个过程，是以从事静脉产业生产企业为主体建设的生态工业园区⁽⁴³⁾。

4）生态工业园的发展历程

19世纪末，随着工业化的发展，世界上许多发达国家为了减少基础设施投资，做到资源和基础设施共享，降低生产的固定成本，便于管理，增加就业、刺激地区经济发展，进一步促进工业化的进程，先后在各地建立许多产业比较单一、集聚了众多工业企业的工业园。工业园虽然在促进经济发展方面发挥了突出的作用，但也带来了一系列的环境问题，比如环境污染和资源的过度消耗等。这对工业园区的发展提出了严峻的挑战，要求工业园区必须与资源节约和环境保护相结合，走可持续发展的道路。

20世纪60年代，丹麦的卡伦堡（Kalundborg）工业园为了降低成本和达到环保法规要求，找到了一种创新性的废弃物利用途径，当时称为“工业共生”，这就是生态工业园的雏形⁽⁴⁴⁾。之后，在美国、加拿大、荷兰、奥地利及一些发展中国家也开始出现了类似的园区⁽⁴⁵⁾。1997年美国各地规划或建设中的生态工业园达15个，2003年已经超过60个。目前，日本的生态工业园建设项目已超过30个。在世界其他地方，如南美洲、澳大利亚、南非和纳比米亚等也纷纷开展了生态工业园建设项目。生态工业园已经成各国在产业领域实现资源循环和高效利用的重要方式之一⁽⁴⁶⁾。

我国生态工业园起步于20世纪末，以广西贵港为代表；目前，以天津泰达、苏州高新区、新疆石河子等为代表的工业园的建设极大地推动了我国生态工业园的探索实践。在我国，最具权威性的工业园就是国家生态工业示范园。国家环境保护总局从1999年开始启动生态工业示范园建设试点工作，并在“十五”期间确立了一批国家级的生态工业示范园。截至2004年底，国家生态工业示范园主要有贵港国家生态工业（制糖）建设示范园、包头国家生态工业（铝业）建设示范园、南海国家生态工业建设示范园暨华南环保科技产业园等十几个国家生态工业示范园。2006年，原国家环保总局首次发布生态工业园标准，从当年9月1日起我国生态工业园依照相关标准进行建设、管理和验收⁽⁴⁷⁾；并发布了行业类生态工业园区、综合类生态工业园区、静脉产业类生态工业园区评价试行标准⁽⁴⁸⁾。又于2007年12月20日发布国家标准《生态工业园区建设规划编制指南（HJ／T 409—2007）》，并于2008年4月1日正式实施，该标准对国家生态工业示范园区建设规划的总体原则、方法、内容和要求等进行了规定。

5）生态工业园区的典型案例

近年来，国内外建立了大量的生态工业园区，涉及到不同的国家和行业，并取得了一定的经验和经济效益。这里仅以著名的丹麦卡伦堡工业园、广西贵港国家生态工业（制糖）示范园区、苏州高新区生态工业为例进行介绍。

（1）丹麦卡伦堡工业园

卡伦堡工业园位于丹麦哥本哈根市西部大约100km处，人口约2万。20世纪70年代，卡伦堡几家重要企业通过资源的循环利用和废料的合作管理，建立了企业间的相互协作关系——“工业共生体”，包括发电厂、炼油厂、生物技术厂、塑料板厂、硫酸厂、水泥厂、室内种植园等（见图11．4）⁽⁴⁹⁾。其中，以发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂为核心企业。

图11．4　卡伦堡生态工业园框图

一家企业的废弃物或副产品作为另一家企业的原料，通过企业间工业共生和代谢的生态群落关系，实现能源的多级利用和副产品（废弃物）的利用，建立了“纸浆—造纸”、“肥料—水泥”和“炼钢—肥料—水泥”等工业联合体。发电厂以炼油厂的废气为燃料，其他公司与炼油厂共享冷却水；发电厂煤炭燃料的副产品可用于生产水泥和铺路材料；发电厂的余热可为养鱼场和城里的居民住宅提供热能。该园区以闭环方式进行生产的构想要求各个参与厂家的输入和产品相匹配，形成一个连续的生产流，每个厂家的废物至少是另一个合作伙伴的有效燃料或原料⁽⁵⁰⁾。通过这种“从副产品到原料”的交换和“废热利用”，不仅减少了废弃物产生量和处理费用，还节约了资源和能源，降低了成本，产生了经济效益，形成经济发展与资源和环境的良性循环。20年期间卡伦堡共投资16个废料交换工程，投资额约6 000万美元；而由此产生的效益估计为1 000万美元／年，投资平均回收期为5年。

卡伦堡共生系统的形成是一个自发的过程，是在商业基础上逐步形成的，所有企业都从中受益。其主要特点有⁽⁵¹⁾：①合适的成员组成。企业既不相同又直接互补，这为能源、生产原料和副产品在产业链中的流动提供了前提。②相互距离较近，为利用管道输送能源和材料提供了条件。③企业间开放交流，相互信任。企业之间进行较多的交流并保持了相互信任，非常方便企业成员间能源和产品的合作管理和联合决策。

卡伦堡工业共生体的成功建立说明人为地创造这种副产品的交换网络是可行的。经过几十年的发展，目前卡伦堡工业园已成为世界生态工业园区的典范，并为21世纪新的工业园区发展模式奠定了基础。

（2）广西贵港国家生态工业（制糖）示范园区

贵港市位于广西壮族自治区东南部，是华南最大的内河港口新兴城市，是我国重要的甘蔗生产基地，制糖工业有力地促进了当地经济地发展。1999年，我国开始启动生态工业园示范区建设试点工作，在原国家环保总局支持下，贵港市开始建设以甘蔗制糖企业为核心的生态工业示范园区。它以贵糖（集团）股份有限公司为核心，创建了一系列子公司或分公司来循环利用这些废物，从而减少污染和从中获益⁽⁵²⁾。贵糖集团下属企业包括制糖厂、酿酒厂、纸浆厂、造纸厂、碳酸钙厂、水泥厂、发电厂及蔗田等，这样就形成了以蔗田、制糖、酒精、造纸、热电联产及环境综合处理6个系统为框架建设的生态工业园区。各系统之间通过中间产品和废弃物的相互交换和相互衔接，形成一个比较完整和闭合的生态工业网络（见图11．5），使园区内资源得到最佳配置，废弃物得到有效利用，环境污染减少到最低水平⁽⁵³⁾。

图11．5　广西贵糖生态工业图

其主要生态链有三条：蔗田—甘蔗—制糖—废糖蜜—制酒精—酒精废液—制复合肥—蔗田；甘蔗—制糖—蔗渣造纸；制糖（有机糖）—低聚果糖生态链。具体分工如下：蔗田负责向园区提供高品质的甘蔗，保障园区制造系统有充足的原料供应；制糖系统生产出各种糖产品；酒精系统通过开发能源酒精、酵母精工艺，利用甘蔗制糖副产品废糖蜜生产出能源酒精和酵母精等产品；造纸系统利用甘蔗制糖的副产品蔗渣生产出高质量的生活用纸及文化用纸等产品；热电联产系统用甘蔗制糖的副产品蔗髓替代部分燃煤，实现热电联产，供应生产所必需的电力和蒸汽，保障园区整个生产系统的动力供应；环境综合处理系统为园区内制造系统提供环境服务，包括废气、废水的处理；生产水泥及复合肥等副产品。6个系统通过废弃物和能源的交换，既节约了废物处理及能源成本，又减少了对空气、地下水及土地的污染。

以制糖为主业，大力发展相关产业，既减少了环境污染、实现了资源的再利用，又使贵糖集团提高了经济效益。为了使该工业共生体更为完善，真正成为能源、水和材料闭环流动的系统，贵糖集团自2000年以后又逐步引入了以下产业：以干甘蔗叶作为饲料的新肉牛和奶牛养殖场、鲜奶处理场、牛制品生产场以及使用牛制品副产品的生化厂；利用乳牛场的肥料发展蘑菇种植厂；同时利用蘑菇基地的剩余物作为甘蔗场的天然肥料，弥补了生态产业链条上的缺口，真正实现了资源的充分利用和环境污染的最小化⁽⁵⁴⁾。

另外，通过区域内的全面整合以及区域外的物流交换，做到最大限度地利用废物作为资源，使废物资源有效利用最大化，减少结构性污染和区域性污染，提高环境绩效；通过清污非流和清水回用做到水资源利用效率最大化；通过蔗髓热电联产做到能源生产和利用地最优化；通过高糖高产现代化甘蔗园地建设保障生态工业园系统的安全性，从而确保生态工业园区的持续、稳定、健康发展⁽⁵⁵⁾。经过数年的实践，生态工业园所取得的最大收效是综合利用效益不断提高⁽⁵⁶⁾。

（3）苏州高新区生态工业园⁽⁵⁷⁾

苏州高新区是经国务院批准建立的国家高新技术产业开发区。经济的持续高速发展已经对园区的资源和环境造成了巨大的压力，主要体现在两方面：一方面水资源供应紧张，已逐渐对区域经济高速增长产生负面影响；另一方面随着污染物排放总量的快速持续增长，环境容量渐趋饱和，环境容量制约企业发展的苗头日益显现。因此，从经济优先转变为环境优先，创建生态工业园是苏州高新区环境持续改善的必然选择。根据发展循环经济和生态工业的基本要求，结合苏州高新区的特点，以循环经济原理和生态工业原理为指导，引进精细化工补链和产业链延伸企业，实现副产品园区内部化。同时，加强高新区内企业和区外企业的中间产品和副产品交换，实行大区域范围内生态工业系统的耦合。根据苏州高新区的区位优势，重点发展生化药品、生物制品等高附加值的生物医药产品以及与电子信息配套的精细化工产品（见图11．6）。

图11．6　苏州高新区主要行业产品链