循环经济协同效应理论研究
王 红1，齐建国2，刘建翠2
（1.重庆大学经济与工商管理学院；2.中国社会科学院数量经济与技术经济研究所）
摘 要:本文结合技术经济学与系统科学协同理论，提出了“循环经济协同效应”这一概念，并对其产生机理、表现形式及其自然科学、经济学和生态学意义上的内涵进行了探讨。本文拓展了我国循环经济学理论，为循环经济的进一步发展提供了理论指导。
关键词:技术经济；循环经济；协同效应
循环经济在中国的实践促进了作为技术经济学分支学科的循环经济理论的发展，该理论帮助人们不断深入认识经济活动中物质循环流动引起的经济、资源和环境影响的变化规律。本文将把循环经济视为一个社会经济大系统，针对其技术经济特性和系统特性，把技术经济学和系统理论相结合，提出循环经济协同效应这一理念，并以此为出发点研究循环经济引起的经济效率、资源效率和环境效率的变化规律，更加完整系统地考虑循环经济对资源、经济与环境的影响，为循环经济理论的发展提供一个新的思考角度和新的方向。
一、循环经济协同效应的理论基础
循环经济是典型的技术经济问题，需要通过技术经济学理论予以研究探讨。随着人们对世界的认识不断深入，基于人类发展需求的解决方案日益综合化、复杂化，大量复杂问题涉及的因素超出了技术和经济范畴，还需要从系统科学、系统协同的角度不断创新理论，为实践提供解决问题的思路。
（一）技术经济学理论
技术经济学诞生于上世纪50年代，经过多年的发展形成了三种学派，即计划—效果学派，关系—效果学派和技术资源最优配置学派则认为资源优化配置及效果优化理论作为技术经济学基本理论［1］［2］。其核心理论是技术决定下的广义资源（包括货币资源、人力资源、自然资源等）利用效率最大化，其核心方法是费用效益分析。循环经济问题也是技术经济问题；技术经济学理论体系也为循环经济理论提供了理论基础和技术与经济可行性的分析思路和工具。
根据技术经济理论，具有费用效益的循环经济活动适于通过市场机制运行。不过，循环经济不仅仅关注经济效益，其核心出发点是解决资源短缺和环境污染问题，因此，对于可能具备成本效益但目前尚不能实现该目标的循环经济活动，在进行费用效益分析时，需要借助环境经济学分析理念和手段的协助，考虑环境治理投入、环境污染成本和环境改善效益，进行循环经济的产品和活动的全费用和全效益分析（即考虑资源短缺与环境污染外部性的费用效益分析）。当资源安全高效循环利用的总体效益，超过内部化的经济效益，从技术经济角度就具备了可行性，会对经济内部与外部产生作用并形成经济与资源供给与环境保护的协同作用。对于这类循环经济活动，需要政府对其与环境之间的相互作用进行评估，如果其重要性达到足够重要的程度，就需要通过规制和技术创新改变经济活动的内部经济性，使得经济活动具备内部技术经济可行性。这一类经济活动的集合是循环经济学的重点关注对象。循环经济学理论必须将经济与环境作为一个大的系统来进行研究和探讨。
（二）协同理论
协同理论（Synergetics）奠基者哈肯［3］认为，无论是自然界的物理系统还是人类社会的商业公司都是复杂的系统，对此既可以从竞争的角度，也可以从协同的角度进行整体性研究。协同学即“协调合作之学”，它研究系统的结构、模式或有序性形成的普遍必然性，也是研究复杂开放系统中各个子系统之间相互制约、依赖、影响、产生协同效应的学科。
哈肯把系统内的有序结构或这种有序结构的形成过程称为组织，并将其按进化形式分为两类:他组织和自组织。如果一个系统靠外部指令而形成组织，就是他组织；如果不存在外部指令，系统按照相互默契的某种规则，各尽其责而又协调地自动地形成有序结构，就是自组织［4］。
任何两个或两个以上事物（或子系统之间）通过之间的互动关系，将产生各自独立时所不能产生的结果或整体效应，该效应都被称为协同效应。协同效应揭示了各种类型的开放系统在远离平衡态时，由无序混乱状态向有序平稳状态、从低级有序状态向高级有序状态，以及从有序状态向混沌状态转化的共同机理。协同效应普遍存在于物理、化学、生物、人类社会和经济等领域［5］。其形成来源于子系统之间在物质流、能量流、信息流方面的互动关系；其外部动力是系统与外界环境之间的物质流、能量流与信息流的相互流动，而内部动力是子系统之间的物质流、能量流与信息流的相互流动［6］。
二、循环经济协同效应的理论分析
（一）循环经济协同效应的概念和形成机理
根据协同理论，可以将自由竞争的市场经济看成是一种复杂开放、基于政府规制的自组织系统。各种层次上的经济单元都是组成该系统的不同层次上的子系统。由供需关系决定的价格是一只无形的手，自动调节各种生产要素的流动和组合，使经济子系统之间产生协同，形成协同效应。当市场经济实现均衡时就形成了自组织意义上的有序结构。
同理，可以将循环经济所涉及的社会经济系统看成是一个复杂的大系统。其中，经济子系统由微观、中观和宏观层面上的经济主体组成，社会子系统则包括人群、生态和环境（本文认为生态和环境问题同样也是社会问题，因此将生态和环境划归为社会子系统中）。经济子系统对自然资源的消耗导致资源枯竭、废弃物大量排放和环境生态恶化，这对于经济子系统是负外部性，对于社会子系统则是对该子系统不利的冲击，将使各子系统和整个大系统产生涨落机制，打破原来自组织意义上的有序结构。在这种情况下，经济子系统的自组织过程不仅仅受到系统内各种生产要素的运动的影响，还受到自然资源供给能力、环境对经济子系统排放废弃物的吸纳能力、环境对生态与气候变化的自调节能力、人类应对环境和气候变化的能力等社会子系统的各种因素的影响。经济系统内的每个子系统，都必须根据社会子系统的变化而进行调整，从而使各子系统与社会经济大系统向形成新的有序平衡状态的方向发展。这一过程是子系统间相互协同的过程；在此过程中将产生新的有序结构即自组织的市场经济结构，而子系统间将产生新的协同效应，从而使社会经济大系统产生新的整体均衡。
这时出现了两种情况。第一，经济发展处于初始阶段，经济活动对环境产生的干扰和影响很小，能够通过环境的自净和恢复功能被吸收，经济发展与环境之间没有明显矛盾，这时，即使不采取循环经济模式进行生产和消费，社会经济大系统仍然能够处于一种经济、社会与环境有序平衡的结构，经济子系统处于无需外力规范的一种自组织状态。第二，经济发展到一定阶段，环境逐渐恶化，环境容量成为稀缺物品，不加控制、或不改变经济发展模式，资源匮乏和环境恶化将使人类发展经济的目标异化，对人类生存形成严重威胁。
循环经济是人类为了应对第二种情况而主动对经济系统进行改造和控制的一种出路。这种改变的途径包括源头减少资源消耗、过程实施清洁生产、废弃物再使用和再生利用等一系列以提高资源效率、促进环境保护为目标的经济循环转型措施。这时将产生循环经济协同效应，即以提高资源效率、促进环境保护为目标的循环经济措施使社会经济系统子系统之间通过物质流、能源流和信息流的相互作用和影响，在社会经济系统子系统之间产生协同效应，影响社会经济系统的资源效率、价值效率、环境效率，形成资源、经济、生态三重意义上的有序结构的过程。
社会经济大系统内、子系统间的物质流、能源流和信息流的互动主要发生在两个层次上。一是在社会经济系统的经济子系统内，通过梯级循环利用一次资源能源和回收利用废弃资源能源，使经济系统的使物质流和能量流在经济活动的生产、交换、消费、流通各个环节实现减量化，减轻经济子系统自然资源供给的压力；二是通过生产、交换、消费、流通各个环节产生的废弃物回收和再生利用，使物质流和能量流发生逆向循环流动，降低经济子系统向中生态环境的污染物排放强度，使社会子系统中生态环境有能力实现自修复。这两个互相作用实现以后，社会经济系统可以持续保持在基本均衡有序状态，实现经济社会的可持续发展。
（二）循环经济协同效应形成机理的理论分析
数理模型可更好地解释循环经济协同效应的形成机制。假设有两个经济主体，一为企业A，二为企业B。在没有政府环境和资源规制、市场为自由竞争的情况下，企业A和企业B为自组织结构。
企业A的生产函数为:
其中，QA是企业A一般商品的产出，l是劳动力LA的价格，r是资本KA的价格，MA为一次资源投入，PA为一次资源价格，WA为企业A所产生的废弃物，且
即企业A所产生的废弃物WA与企业A一般商品的产出和企业A的技术水平相关。
企业B的生产函数为:
其中，QB是企业B一般商品的产出，l是劳动力LB的价格，r是资本B的价格，MB为一次资源投入，PB为一次资源价格，WB为企业B所产生的废弃物。
在循环经济条件下，企业A和企业B采取资源减量化措施，能够减少一次资源MA和MB的投入量；采取废弃物综合利用措施时，将使企业B的资源投入MB来自于企业A的废弃物。即:
MB＝X·MA，X表示企业B是否使用企业A所产生的废弃物，使用表示为1、不使用表示为0，即
其中，PWAA是企业A产生的废弃物的价格，PMB是企业B的原料价格。假定，市场为自组织状态下的自由竞争市场的条件下，能够满足PWA＜PMB的条件，则企业B将主动采用企业A的废弃物作为自己的资源投入，替代和减少企业B一次资源的投入。企业A与企业B之间就形成了自组织意义上的协同，产生循环经济协同效应，在减少企业生产的资源投入量的同时，减少废弃物的排放。
假定，市场为自组织状态下的自由竞争市场的条件下，不能够满足PWA＜PMB的条件，要使企业之间在废弃物综合利用方面形成协同，产生循环经济协同效应，则需要政府采取环境规制措施，或增加一次资源PMB的价格，或增加废弃物排放的价格，使废弃物作为资源的市场价值降低、降低PWA的价格，满足PWA＜PMB的条件，从而使企业A与企业B之间形成他组织意义上的协同，产生循环经济协同效应，则企业B将采用企业A的废弃物作为自己的资源投入，替代和减少企业B一次资源的投入；在减少企业生产的资源投入量的同时，减少废弃物的排放。
在现实经济活动中，企业A与企业B可以被解释为任一水平上的经济主体，可以是同一生产线上的两个不同的工艺环节，可以是两个公司，也可以是两个工业园区或两个区域；其循环经济协同效应的产生机制相同。
三、循环经济协同效应的科学内涵
循环经济协同效应因使物质循环流动过程的外在表现形式发生变化有其自然科学内涵，因物质在生产、消费、排放的不同环节的不同处理方式具有不同的“技术经济性”有其经济学内涵，因物质在经济过程的循环方式不同而使生态环境发生不同变化又有其生态学内涵。
1.循环经济协同效应的自然科学内涵
资源和产品被消费后其物理属性和化学属性发生变化，使用功能衰退，最终由于其在物理和化学性能方面的功能衰退，不再能满足社会使用要求而成为废弃物。循环经济模式要求遵循资源和产品的物理及化学性质对各种物质资源进行高效安全循环利用；要求回收处理物理和化学性能方面功能衰退的废弃物和生产副产品，使其在物理和化学性能方面成为符合再利用标准的资源，再次进入生产和消费过程。社会经济系统中物质流和能源流的循环过程能否实现，从自然科学的角度看，取决于基于自然科学原理的技术手段能否满足需要，即“资源→产品和服务→消费→废弃物→再生资源”循环流动过程的自然科学现实性，也就是其技术可行性。技术创新和技术进步，将使废弃物作为原料被再用于经济活动的范围更广，因此，加强技术创新是循环经济协同效应产生的条件之一。
在社会经济系统的物质流和能源流的循环过程中，废弃物再次进入生产和使用过程，同时减少了其隐含能源和一次资源的消耗，使得经济系统内物质流量不断持续增加，而经济系统与自然系统之间的物质流通量较少增加，导致人类经济增长对自然资源的依赖程度降低。循环经济的这一本质特征，是循环经济协同效应的自然科学内涵。
2.循环经济协同效应的经济学内涵及经济效果
经济主体间通过一系列循环经济措施，产生物质流、能源流和信息流的互动，形成经济活动的协同，必定对经济活动的产业结构、生产绩效、技术水平等产生深远的影响，使循环经济协同效应具有强烈的经济学内涵。
第一，促进以节能技术为核心的资源能源高效利用技术快速创新发展。循环经济协同效应使企业主体之间形成在自组织意义或他组织意义上的协同，将企业物质流和能量流的互动延伸到一次资源以外，拓展废弃资源能源的梯级和综合利用的范围，可以促进以节能技术为核心的资源能源高效利用新技术与新产品的创新快速发展。以我国钢铁产业为例，自2000年以来，钢铁企业全面推进循环经济，多数企业协同发展，采取以节能为核心的资源能源高效利用技术，使炼焦、炼铁、炼钢、轧钢、电力、建材、化工等经济活动形成协调有序的经济联合体［7］，不仅使钢铁综合能耗下降了30%以上，还大大降低了钢材可比成本。
第二，促进废弃物处理和清洁生产技术快速发展并产业化。废弃物处理和清洁生产是循环经济的一个重要内容。循环经济协同效应能够促进以清洁生产、环境监测分析、污水处理与中水回用、烟尘粉尘回收利用、大气污染控制、减噪、固体废物回收利用、再制造、危险废物管理、资源回收利用等环保设备、环境保护服务等一系列新型循环经济新产业。据有关行业协会和专家测算，到2012年，中国与循环经济相关的环保产业市场产值规模将接近1.4万亿元左右［8］。
第三，节约经济活动成本、提高经济收益。在市场经济体制下，循环经济在自然科学基础上的物质循环利用，必须在经济上具有可行性，或者说这种循环利用物质资源的活动必须为其主体带来经济上的收益。在这方面，循环利用废弃物可能有三种情况发生。
第一种情况是，由于技术创新，使得利用废弃资源比利用新资源具有更低的成本，从而具有更高的比较利益。在这种情况下，经济子系统自动产生效率提升的协同作用，在其外部没有任何来自社会子系统的冲击条件或指令规制的情况下，循环经济也可以通过市场经济的自组织自发地可持续发展，产生自组织意义上的经济协同效应。
第二种情况是，由于技术条件限制，对废旧资源进行循环利用成本较高，与利用新资源相比循环经济具有比较劣势；但是，如果政府对废旧资源（对环境来说是污染物）排放进行了规制，使得排放具有较高成本，对废旧资源进行利用减少了排放成本；或者政府通过规制提高了新（一次）资源的价格，使得废旧资源的利用具有相对的成本优势。在外部规制持续存在的情况下，排放成本的节省或一次资源利用成本的增加可以弥补循环经济的成本比较劣势，形成了他组织意义上的循环经济协同效应，循环经济可以持续发展。
第三种情况是，由于技术和经济条件的限制，即使在经济子系统外部（政府）对废旧资源（对环境来说是污染物）排放或一次资源价格进行了规制，但由于对废旧资源循环利用的成本过高，规制决定的排放成本节约和废旧资源利用相对成本降低都无法弥补循环利用的成本比较劣势。这种情况下的循环经济在经济学上是不可行的；他组织和自组织意义上的循环经济效应都无法实现。
3.循环经济协同效应的生态学内涵及生态效果
发展循环经济使经济子系统内资源和废弃物循环利用，使经济活动所消耗的物质减量，既减少了资源开采对生态的破坏，也减少了向环境排放废物，降低了对环境的污染，从而使循环经济协同效应具有了生态学内涵。与单纯对废弃物进行无害化处理的环境保护模式相比较，这种协同效应表现为:
第一，实现循环经济模式的物质减量化，使得同等经济规模对自然资源的开采量大幅度下降，实现生态环境变化的强度降低。
第二，使污染治理的零经济平衡点移动，最佳污染治理强度大幅度提升（如图1所示）。在非循环经济模式下的初始技术条件下，治污边际成本曲线为MC1，用L1表示。在技术不变的情况下，随着治污比例的增加，污染治理的难度增加，污染治理边际成本上升，L1曲线向上倾斜；边际效益MR1下降，代表边际效益的曲线T1向下倾斜。MC1与MR1的交叉点为E1；在该点，MC1＝MR1，即MC1-MR1＝0，E1点为治理污染零经济回报点，治理比例为最佳；进一步提高治理污染和循环利用资源的程度，在经济上是不合算的。而在循环经济模式下，通过自组织意义或他组织意义上循环经济协同效应的产生，使废弃物和污染物更多地变为可以在经济可行的条件下再次使用的资源。这时，治污边际成本增加，治污边际成本MC2的曲线即L2向上移动；同时，资源和废弃物的循环利用节省了初始资源投入，减少了污染物产生和排放，节省了环境容量的消耗，使环境效益增加，治污边际效益MR2的曲线T2向上移动。MC2和MR2曲线的变化引起了二者交叉点E2的向右和向上转移，即最佳治污比例增加，污染治理强度大幅度提升。
图1 循环经济条件下最佳治理强度分析
第三，循环经济协同效应使环境库兹涅茨曲线平缓化（如图2所示）。根据Crossman和Kruger（1995）［9］的研究，大多数发达国家污染物的变动趋势与人均国民收入的变动趋势呈倒U型，即污染程度随人均国民收入增长先增加、后下降。我国在工业化进程中同样遵循发达国家在工业化时所走过的环境轨迹，但是通过发展循环经济和利用后发优势、借鉴发达国家的经验教训，使中国在经济增长过程中比发达国家在相同阶段更多考虑资源效率和环境保护，使倒“U”型的曲线出现平缓化的现象，形成循环经济协同效应隧道。
图2 循环经济协同效应隧道
四、结论
本文以技术经济理论和系统协同论为基础，提出了“循环经济协同效应”这一概念，并对其产生机制、表现形式及其在自然科学、经济学和生态学意义上的不同内涵进行了理论分析和探索。本文提出，循环经济措施使社会经济系统子系统之间通过物质流、能源流和信息流的相互作用和影响，在社会经济系统子系统之间产生协同效应，影响社会经济系统的资源效率、价值效率和环境效率，形成资源、经济和生态三重意义上的有序结构。根据市场的自组织程度、经济发展阶段和技术经济水平的不同，循环经济协同效应分为自组织意义和他组织意义上的循环经济协同效应。对循环经济协同效应的理论分析拓展了我国循环经济学理论，还将为循环经济的进一步发展提供理论指导。
在中国当前的经济发展阶段，经济活动对资源和环境产生的压力与日俱增，迫切需要社会经济实现循环经济协同、广泛形成循环经济协同效应，促进经济社会的协调发展。政府应该积极促进循环经济技术的研究和开发，加强和完善污染物排放控制和废弃物资源利用等方面的环境规制，从而扩大他组织意义上循环经济效应产生的范围，进而使循环经济在更多领域产生自组织意义上的协同效应，从而在促进经济可持续增长的同时，提高资源利用效率，以更小的成本实现环境的改善。
［1］齐建国.技术经济学发展综述［J］.数量经济技术经济研究，1997（8）.
［2］王宏伟.技术经济学的理论基础述评［J］.数量经济技术经济研究，2009（11）.
［3］赫尔曼·哈肯.协同学——大自然构成的奥秘［M］.凌复华译.上海:上海译文出版社，2005:1.
［4］赫尔曼·哈肯.高等协同学［M］.郭治安译.北京:科学技术出版社，1989:1.
［5］Corning P.A.，Nature’s Magic:Synergy in Evolution and the Fate of Humankind［M］.New York:Cambridge University Press，2003.
［6］龙妍.基于物质流、能量流与信息流协同的大系统研究［R］.华中科技大学博士论文，2009.
［7］中国社会科学院中国循环经济与环境评估预测研究中心.循环经济年度报告［R］.2011.
［8］中商情报网.2009—2012年中国环保产业深度调研及投资战略咨询报告［R］.2009.
［9］Grossman G.M.and Krueger A.B.，Economic Growth and the Environment［J］，The Quarterly Journal of Economics，Vol.110，No.2，1995.
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