网络演化的低碳性与稳定性的实证分析

7.3.1　基本概况

上海市莘庄产业区是经上海市人民政府于1995年8月批准成立的市级产业区，行政区域面积17.88平方千米，已开发的土地面积超过90%。产业区位于上海市闵行区西南部，距市中心人民广场仅18千米，距虹桥交通枢纽12千米、浦东机场35千米;北有沪杭高速公路、沪杭铁路，南临北松公路，地铁5号线纵贯产业区东侧，是距离上海市中心城区最近的市级产业区。

园区历经多年的开发与建设，经历了从发展初期(1995—2000年)的“园区制造”，到腾飞期(2001—2003年)的“园区创造”，再到(2003—2009年)“再造园区”三个阶段;产业发展也由初期的“企业集聚”，到腾飞期三大主导产业的“产业集聚”形式，再形成目前地域集中、企业之间具有产品和副产品的交换及相关研发等机构组合的“产业集群”特征。

产业区在经济快速发展的同时，致力于循环经济和生态环境建设。1999年成功创建“环境噪声达标区”和“大气污染物排放达标产业区”，2002年创建为市级“基本无燃煤区”，2001—2003年连续通过ISO14001环境管理体系、ISO9001质量管理体系和OHSAS18001职业健康安全管理体系认证，成为当时上海乃至全国首家通过“质量、环境与安全”三大认证的产业区。2007年1月原国家环保总局发文同意莘庄产业区创建国家生态产业示范区(环函［2007］30号)。2008年上海市莘庄产业园区成为国家第二批循环经济试点单位，2010年4月通过国家生态产业示范园区验收。

7.3.1.1　社会概况

2008年底，产业区户籍人口约2万，外来人口约3万。产业区周边有上海交通大学、华东师范大学、华东理工大学等20余所高等院校，为产业区发展提供重要的中高级科研人才和技术支持。

产业区在开发建设中形成了四大园中园，包括国家平板显示产业园区、紫江科技产业园区、莘闵科技园区(暨留学生产业园区)和天为经济城。2005年11月，“上海平板显示产业基地”在产业区揭牌成立，2007年5月，国家(上海)平板显示器件产业园挂牌成立，主要由上广电NEC项目及相关配套的上、下游企业所组成，打造以TFT-LCD和PDP面板为核心的上、中、下游产业链，并集聚一批平板显示产业研发机构。紫江科技产业园区占地1.13平方千米，有8家骨干企业落户。莘闵科技创业园区由产业区和闵行区科委共同开发，主要吸纳高新技术成果转化项目和回国留学生创办的科技企业。天为经济城作为民营企业集聚的经济园，依托产业区独特优势开发了1平方千米工业小区。

产业区于2003年9月成立莘庄产业区供热有限公司，包括南、北两个供热站，目前装机容量是135吨/时，最终装机容量可达205吨/时，供热管网总长超过20千米。供热公司签订合同热用户22家，合同用气量99.5吨/时。

产业区排水实行雨、污分流制。雨水经雨水管网收集后分别就近排入北竹港、横沙河和六磊塘。产业区具有完善的污水收集系统，污水收集管网系统以黄浦江上游引水管为界，北侧通过中春路污水干管，汇入春申路污水处理系统，污水经春申路φ1800—2000和虹梅路φ2400吴闵污水外排工程干管转输后，最终纳入白龙港污水系统处理后排入长江;南侧经汇集后进入元江路污水系统，经元江路φ1000—1500污水干管转输后，汇入虹梅南路φ2000—2400吴闵污水外排工程总管，最终纳入白龙港污水系统处理后排入长江。污水管网设计能力为7万立方米/天，实际纳管量约3万立方米/天。近年来，产业区新建及改造污水管网近20千米。

产业区现设有2座污水泵站，一座是华宁路污水泵站，平均输送废水8 000立方米/天;另一座是中春路污水泵站，通过该泵站将黄浦江上游引水管以北的污水纳入春申路污水系统中。

产业区内道路纵横26条，形成了由“两横两纵”的主干道和“四横一纵”的次干道组合的基本格局，轨道交通5号线穿越产业区东部。产业区内水系形成“三纵三横”的主要格局。三纵包括沙港、北竹港、邱泾港，三横包括春申塘、六磊塘、横沙河，主干河基本上与黄浦江相通，此外还有北横港、北庙泾、横沙河、西七河、西八河等河道。

7.3.1.2　经济发展

截至2008年底，产业区工业总产值656.8亿元，GDP为142.5亿元，完成工业销售收入650.77亿元;规模以上在地投产企业227家，工业增加值123.03亿元，其中研发机构44个，投资型地区总部3个，完成固定资产投资389亿元。在全市26家市级产业区中，莘庄产业区的产业规模、产业发展、土地集约和产业创新指数均名列前茅，综合评价指数位列三甲。

产业区已形成平板显示和航天研发两大国家战略高地产业，以及微电子通讯、机械及汽车零部件、新材料新能源及精细化工三大主导产业，并具有复合型的产业生态特征:①航天研发、上游总部和研发、下游销售和采购中心等生产性服务业的“高科技零污染”特征;②平板显示产业入驻前企业多以末端产品的组装为主，与国内其他产业区相比，具有污染排放少的“高科技低污染”特征;③平板显示产业入驻后，其产业本身呈现出“明星”产业的高科技、高风险、高回报、资源能源高消耗的“高科技有污染”特征。

微电子通讯产业。包括以生产手机关键配件为主的奥特斯公司和主营手机键盘的保力马公司;手机零部件生产商罗信精密零件(上海)有限公司;手机材料生产商山特维克、一山等公司。

机械及汽车零部件。整车生产中有上海申沃客车有限公司和申龙客车有限公司，其中申沃客车公司与世界500强中的瑞典沃尔沃客车有限公司联盟;汽车零部件生产中包括世界500强中的萨克斯汽车零部件、汇众萨克斯、福伊特驱动技术系统(上海)有限公司等一大批配套企业。

新材料新能源及精细化工。该产业是产业区比较成熟的产业，有不少实力雄厚从事新材料的生产与研发的企业，包括巴斯夫涂料、德固赛、罗地亚、理研塑料、大金氟涂料、DIC油墨、赫力克士等都属于世界企业500强投资的公司。

平板显示产业。作为国家和上海的战略产业，以生产液晶显示器的企业为核心的国家级平板显示产业园，主要从事薄膜晶体管液晶显示器及其模块的设计、开发、制造、销售及售后服务，将成为中国领先、具有一定影响力的平板显示器件制造和研发基地。

航天研发。航天新区系上海航天技术研究院(又称上海航天局)所在地，于2003年12月开始动工建设，将成为全国重要的战略性航天技术研发基地。基地占地面积0.75平方千米，规划总建筑面积11.2万平方米，将设置上海航天局本部区、动力区、电子区、协作区等功能区域。新区建设分两期实施。一期中的上海航天技术研究院本部和推进所、电子所、基础所，已于2008年2月投入使用;二期将迁入总体部、制导所、控制所等，2011年完成建设。

与此同时，不断培育四类生态产业链模式。包括以平板显示为主体的核心企业主导型生态产业链、以微电子通讯为主体的同构型生态产业链、以包装印刷为主体的共生型生态产业链、以机械及汽车零部件为主体的异构型生态产业链等四类生态产业模式。

2000年，2004年，2008年莘庄产业区产业共生网络如图7-3—图7-5所示。

图7-3　2000年莘庄产业园区产业共生网络

7.3.1.3　环境状况

(1)水环境现状。截至2008年底，产业区内所有工业废水和生活污水均已纳入污水管网，纳管率达100%。2008年工业废水排放量约779.45万立方米，COD排放量为797.66吨。2008年水质指标中，COD、石油类等年平均值均已达到水环境功能区划标准。

(2)大气环境现状。2008年环境空气质量达到或优于二级标准的天数为333天，二级标准达标率为91%，高于2007年的88.7%。SO2，PM10和NO2年平均浓度均达到国家环境空气质量二级标准。

图7-4　2004年莘庄产业园区产业共生网络

图7-5　2008年莘庄产业园区产业共生网络

(3)固体废物现状。2008年工业固体废弃物产生量为4.726万吨，综合利用率为89%，其中危险废物产生量为1.934万吨，无害化处理率为100%。

(4)绿化现状。2008年产业区绿化覆盖面积4.23平方千米，绿化覆盖率35%。

上海市莘庄产业区是一个具有狭小紧凑型(土地面积小、剩余土地少)、近心型(最接近中心城区)、末端产品组合型(尤其是平板产业引进以前的产业)、外向型(外向型企业、内向型产品)等四型特征的成熟的市级产业区。园区在发展过程中，不断提升商会服务、集中供热服务、外来员工公寓服务、交通配套服务等四大服务品牌，不断培育四类生态产业链模式，重点推动园区生态化的“四态改造”。

(1)调整业态。推动“两端延伸、中间强化”，“两头在内，中间在外”的低碳产业增长，促进产业纵向延伸，实现产业结构特征由橄榄型向哑铃型转变。

(2)优化形态。通过平板产业基地的城中村改造和前期用地建设、航天研发集聚、员工公寓配套等功能性板块建设，优化空间形态。

(3)改善生态。通过企业节能变频技术普及、园区集中供热推广、污水管网完善、燃煤锅炉脱硫项目实施、社区太阳能利用、河道综合整治和重点河道整治等措施，促进工程性减耗，推进低碳经济的发展。

(4)转变心态。建设生态产业信息平台，通过企业环境责任体系的建设、节能减排专项资金的投入，促进管理性减耗，提高园区企业主动开展节能减排、提高环境责任的自觉性和主动性。

通过多年的生态产业建设，取得八大成效。

(1)经济实力不断增强。工业增加值由2006年的64.03亿元，上升为2008年的123.03亿元，产业集聚度不断提高，上游的总部研发与设计、下游销售采购中心等生产性服务业数量不断增加，哑铃式产业结构稳步推进，产业集聚向产业集群转变。

(2)产业生态效率不断提高。单位工业用地增加值由2006年的9.42亿元/平方千米，上升为2008年的1 763亿元/平方千米，土地资源利用率不断提升;单位工业增加值综合能耗由2006年的0.41吨标煤/万元，下降为2008年0.19吨标煤/万元，能源利用效率大幅提高;单位工业增加值的新鲜水耗由2006年的11.92立方米/万元，下降为2008年的8.42立方米/万元，水资源利用效率不断提升。

(3)低碳型增长成效显著。通过集中供热、清洁能源替代等高碳能源实现低碳化，选用新能源汽车、太阳能电池等低碳产品，以及诸多低碳技术在生产过程中的应用，低碳型增长成效显著。从2006年到2008年，产业区单位GDP净碳排放量从0.24吨碳当量/万元下降到0.12吨碳当量/万元，远低于上海市同期单位GDP净碳排放。

(4)废物虚拟化资源模式初成。工业固废总量在缓慢增加的同时，资源化利用率逐步提高，且区外虚拟资源化的模式初步形成。

(5)绿色招商初见成效。通过绿色、无地、增资和向周边地区借地招商，促进“两端延伸、两头在内”的低碳产业的引进，低碳经济发展初见成效。

(6)环境责任体系初步形成。依托商会，建立了园区企业的环境责任体系，企业生态化意识不断提高，清洁生产审核和ISO14001认证数量不断增加。

(7)完善的环境基础设施全面覆盖。建立了完善的污水管网收集系统、固废的收集与转运系统，以及环境质量监测制度。

(8)环境质量不断改善。大气环境质量逐年提升，水质明显变优并达到功能区标准，重点河道水质改善显著，环境风险逐步降低。

7.3.2　共生网络演化的情景设计

对上海市莘庄产业区产业共生网络的演化设置产业接续式演替、产业稳定化演替、产业低碳化演替和产业综合式四类，具体情景设置内容如表7-7所示。

表7-7　产业共生网络演化的情景方案设计

7.3.2.1　情景一:接续型演化

1.产业共生网络设计

产业区到2008年底平板显示产业和微电子产业还没有形成稳定的共生网络链条，随着园区土地资源的短缺，已开始实施向周边地区“借地招商、利益共享”的发展战略。目前，已经规划好产业区周边漕河泾经济技术开发区的广电集成电路为平板基地提供IC设计，2020年将在产业区周边借地引进一家平板显示整机厂和一家手机制造商。因此，该情景方案到2020年可形成的网络结构如图7-6所示。

2.共生网络的能耗预测

由于园区内不会引进新的企业，因此该情景方案到2020年的能源消耗和固废产生量，可基于园区2006—2008年发展现状以及园区制定的《上海市莘庄产业区国家生态产业示范园区建设规划(2006—2020年)》进行预测，产业区对2008年和2020年经济和固废产生量的规划目标如表7-8。

图7-6　2020年园区网络结构图规划一

表7-8　莘庄产业园区固废产生量预测

根据前面对园区2007年和2008年的能源消耗分析，园区原煤的使用90%来源于供热公司，由于供热公司到2020年将会完成预期重点企业供气量，因此园区原煤的增长情况可主要通过供热公司2020年供气量来进行计算。

根据根据《上海市莘庄产业区国家生态产业示范园区建设规划(2006—2020年)》中供热公司供热量规划，对上广电等9家企业增加供热量，假定园区其他供热企业供热量不变，得到表7-9。

表7-9　2020年园区供热规划情况

根据供热原煤投入供热产出比，假定园区其他用煤企业耗煤量不变，按照供热公司到2020年需生产热力的耗煤量，计算2020年园区原煤增长情况，可得表7-10。

表7-10　2020年园区原煤消耗量

根据上海市电力公司2008年到2020年电力预测，可计算上海市年电力增长率为4.2%，莘庄产业园区2007年到2008年电力增长率为3.1%。本书采用上海市电力年增长情况可预测莘庄产业园区到2020年电力需求量，并对园区重点用电企业用电量进行预测(表7-11)。

表7-11　莘庄产业园区电力消耗大户2020年电力预测

3.共生网络的固废处理量预测

根据《上海市莘庄产业区国家生态产业示范园区建设规划(2006—2020年)》中工业增加值增长率和单位工业增加值固废产生量规划，可计算得到园区2008—2020年规划固废产生量年平均增长率为13.6%，如表7-12所示。

表7-12　莘庄产业区产业共生网络的固废处理量预测

假定除粉煤灰外其他固废增长率按照园区产生量增长率进行规划分析;由于园区粉煤灰全部来源于莘庄产业园区，根据上面规划分析的2020年园区规划用汽量，可计算出2020年园区粉煤灰产生量约28 667吨，假定供热公司单位原煤产生粉煤量不变，计算结果如表7-13。

表7-13　莘庄产业园区原煤消耗量2020年预测

因此，结合园区2008年各类固废产量，其中粉煤灰增长率根据供热公司实际可能产生量计算，其他固废按照园区固废年平均增长率13.6%，可计算2020年各类固废产生量(表7-14)，由于粉煤灰产生量实际预测年增长率低于园区固废平均增长率，因此预测园区固废2002年产生量修正为201 068吨，小于按园区固废年增长率计算所得2020年固废产生量，符合《上海市莘庄产业区国家生态产业示范园区建设规划(2006—2020年)》要求。

表7-14　2020年园区各种固废产生量预测单位:吨

按照2008年莘庄产业园区同一类固废处理去向占其百分比，计算固废处理去向比例不变的情况，预测2020年园区各类固废去向情况(表 7-15)。

表7-15　2020年园区固废去向预测情景方案一单位:吨

续 表

7.3.2.2　情景二:稳定型演化

在情景方案一规划的基础上，为了提高园区内废物利用率，减少运输固废的交通碳排放和处置固废的碳排放，促进园区网络结构稳定化和低碳化，园区有意重点利用园区固废中粉煤灰、废包装材料、废金属、废玻璃和污泥。

首先，对于园区真源环保、星月环保和闽欣环保三家静脉企业，进行产业升级，使三家静脉产业类环保企业均可再利用污泥、废包装材料、废玻璃和废金属。

对于污泥再利用规划，园区规划由园区真源环保、星月环保和闽欣环保三家静脉企业统一接收处理，平均运输距离由20千米变为5千米;对于粉煤灰再利用规划，园区规划由运输到区外20千米的上海市金山区枫泾镇新建材经营部改为运输到闵行区内的建材厂(假定平均距离为5千米)，平均运输距离由20千米变为5千米;对于废包装材料再利用的规划，园区规划由运输到区外平均距离20千米改为运输到由园区真源环保、星月环保和闽欣环保三家静脉企业统一接收处理后，输送给包装产业，平均运输距离由20千米变为5千米;对于废玻璃再利用的规划，园区规划按照清洁生产要求，由原先的区内和区外处置改为由园区真源环保、星月环保和闽欣环保三家静脉企业统一接收再利用，平均运输距离由20千米变为5千米;对于废金属再利用的规划，园区规划运输到区外再利用改为运输到由园区真源环保、星月环保和闽欣环保三家静脉企业统一接收处理后，再输送给闵行区内的建材厂(假定平均距离为5千米)，平均运输距离由20千米变为5千米。

根据上述五类固废再利用的规划方案，可得该情景规划方案下2020年园区固废去向，如表7-16所示。

表7-16　2020年产业共生网络的固废去向预测情景方案二单位:吨

根据上述固废再利用规划，可得到该情景规划方案下2020年园区网络结构，如图7-7所示。

图7-7　2020年园区网络结构图规划二

7.3.2.3　情景三:低碳型演化

在情景方案一的基础上，为了促进园区趋向低碳化，园区规划到2020年实现供热公司热冷电三联供生产，由燃煤改为燃气，根据现有《上海华电莘庄产业区燃气热电联产工程研究报告》中分析，基于该工程，供热公司到2020年年消耗天然气21 628万立方米，可生产蒸汽885 000吨和发电65 100万千瓦时。

在情景方案一中已经规划到2020年园区需要蒸汽量707 441吨，园区需要消耗原煤量206 639吨，如果改为天然气供应同样蒸汽量，需要天然气17 289万立方米，同时可发电52 039万千瓦时，根据2008年全国电力供应统计快报，全国电力输送线路损失率6.49%，因此实际可供电48 656万千瓦时。根据情景方案一中预测的园区重点企业2020年用电量，根据区位特点和电力需求，选取上广电、大阳日酸和电气硝子玻璃3家企业，由供热公司供电。根据情景方案一中电力规划，可知实际供热公司供电量为45 966万千瓦时。

表7-17　供热公司2020年供电对象电力消耗预测值

供热公司采用燃气替代燃煤后，固废产生量需要减去情景方案一中粉煤灰的预测量，其他固废预测量仍按照情景方案一规划。

图7-8　2020年园区网络结构图规划三

7.3.2.4　情景四:综合型演化

结合情景二和情景三情景方案规划，可得该情景方案四规划下2020年园区网络结构如图7-9所示。

图7-9　2020年园区网络结构图规划四

7.3.3　共生网络演化的低碳性分析

7.3.3.1　现状共生网络的低碳评估

1.点度碳排放源项

首先，对园区2007年和2008年点度能源碳排放进行核算，结果如表7-18，表7-19所示。

表7-18　莘庄产业园区2007年和2008年主要能源消耗量

表7-19　莘庄产业园区2007年和2008年主要能源碳排放源项

由表7-19可知，园区能源碳排放量主要来源于原煤和电力，其中原煤主要是生产蒸汽用于供热。根据莘庄产业园区2008年到2020年规划，电力年增长率按照上海市2008年到2020年年增长率4.2%进行规划，2020年园区原煤消耗量根据供热需要生产蒸汽量进行推算。由于预测园区其他能源增长率比较困难，且园区碳排放量93%左右来源于原煤和电力，因此，针对莘庄产业园区的能源碳排放量规划分析中仅计算原煤和电力的碳排放量，其2008年点度能源二氧化碳排放量如表7-20所示。

表7-20　2008年莘庄产业园区原煤和电力碳排放量

第二，对园区2008年固废处置碳排放量进行核算，结果如表7-21所示。

表7-21　2008年莘庄产业园区固废碳排放量

2.线性碳排放源项

2008年园区固废处理去向如表5-6所示。对于园区内处置和再利用固废主要是真源环保、闽欣环保和星月环保三家静脉产业，根据园区内运输固废到这三家距离的统计，假定园区内运输固废平均距离为5千米;对于园区外处置和再利用固废，根据调查固废去向主要涉及闵行区、金山区、嘉定区等，根据实际运输距离统计，假定园区内运输到区外进行固废处置或再利用的平均距离为20千米。此外，假定采用10吨卡车进行运输，其碳排放量为0.078吨CO2/千米。由此，可对2008年园区运输固废线性碳排放量进行核算，结果如表7-22所示。

表7-22　2008年莘庄产业园区线性碳排放源项情景一

3.网络碳排放源项

综上所述，可得2008年园区网络碳排放量，结果如表7-23所示。

表7-23　2008年莘庄产业园区网络碳排放源项

7.3.3.2　共生网络情景一的低碳评估

1.点度碳排放源项

针对园区原煤消耗量和电力消耗进行预测，按照上海市电力年增长率4.2%估算，原煤消耗量按照2020年供气需求量进行估算，结果如表7-24所示。

表7-24　园区原煤和电力消耗2020年预测情景一

由此，可计算情景规划一方案下，能源碳排放量预测结果如表7-25所示。

表7-25　园区能源碳排放源项2020年预测情景一

根据情景规划一中固废处置预测量，可预测2020年固废处置碳排放量如表7-26所示。

表7-26　园区固废处置碳排放源项2020年预测情景一

2.线性碳排放源项

根据情景规划一中固废利用或处置去向，可预测2020年运输固废碳排放量如表7-27所示。

表7-27　园区线性碳排放源项2020年预测情景一

3.网络碳排放源项

综上所述，情景规划方案一预测2020年网络碳排放量如表7-28所示。

表7-28　园区网络碳排放源项2020年预测情景一

7.3.3.3　共生网络情景二的低碳评估

1.点度碳排放源项

根据情景规划二方案设计，园区原煤和电力消耗同情景方案一，因此情景规划二的能源碳排放量同情景方案一，因此情景规划二下能源碳排放量如表7-29，表7-30所示。

表7-29　园区原煤和电力消耗2020年预测情景二

表7-30　园区能源碳排放源项2020年预测情景二

根据情景规划方案二设计，固废产生量不变，提高固废利用率，园区固废处置量及其碳排放量如表7-31所示。

表7-31　园区固废处置碳排放源项2020年预测情景二

2.线性碳排放源项

根据情景规划二中固废利用或处置去向，可预测2020年运输固废碳排放量如表7-32所示。

表7-32　园区线性碳排放源项2020年预测情景二

3.网络碳排放源项

综上所述，情景规划方案二预测2020年网络碳排放量如表7-33所示。

表7-33　园区网络碳排放源项2020年预测情景二

7.3.3.4　共生网络情景三的低碳评估

1.点度碳排放源项

根据情景规划方案三设计，园区计划对供热公司进行改造，落实热冷电三联供，由燃煤改为燃天然气，同样实现情景规划一中园区蒸汽需求量，同时为园区部分企业提供电力供应，根据情景规划方案三预计可为上广电、大阳日酸和电气硝子玻璃供电45 966万千瓦时，由此可预测情景规划方案三的能源消耗如表

7 34所示。

表7-34　园区原煤和电力消耗2020年预测情景三

由此，可计算情景规划三方案下，能源碳排放量预测结果如表7-35所示。

表7-35　园区能源碳排放源项2020年预测情景三

根据情景规划方案三设计，固废产生量不再由供热公司排放粉煤灰，由于粉煤灰运输到到园区再利用，因此园区固废处置量及其碳排放量同情景规划方案一，如表7-36所示。

表7-36　园区固废处置碳排放源项2020年预测情景三

2.线性碳排放源项

根据情景规划方案三设计，同比情景方案一，除了由运输到区外再利用的粉煤灰不计外，园区其他固废去向保持不变，由此可得出园区运输固废碳排放量如表7-37所示。

表7-37　园区线性碳排放源项2020年预测情景三

3.网络碳排放源项

综上所述，情景规划方案三预测2020年网络碳排放量如表7-38所示。

表7-38　园区网络碳排放源项2020年预测情景三

7.3.3.5　共生网络情景四的低碳评估

1.点度碳排放源项

根据情景规划方案四设计，园区能源消耗特征及碳排放量同情景方案三，由此可预测情景规划方案四的能源消耗如表7-39所示。

表7-39　园区原煤和电力消耗2020年预测情景四

由此，可计算情景规划四方案下，能源碳排放量预测结果如表7-40所示。

表7-40　园区能源碳排放源项2020年预测情景四

根据情景规划方案四设计，园区固废产生量将会减去供热公司燃煤产生粉煤灰量，由于粉煤灰的处置去向是再利用，因此园区固废处置量及碳排放量同情景规划方案二，如表7-41所示。

表7-41　园区固废处置碳排放源项2020年预测情景四

2.线性碳排放源项

根据情景规划四中固废利用或处置去向(减去粉煤灰的运输量)，可预测2020年运输固废碳排放量如表7-42所示。

表7-42　园区线性碳排放源项2020年预测情景四

3.网络碳排放源项

综上所述，情景规划方案四预测2020年网络碳排放量如表7-43所示。

表7-43　园区网络碳排放源项2020年预测情景四

根据上述园区2008年到2020年演替分析，其中工业增加值年增长率取20%(参考《上海市莘庄产业区国家生态产业示范园区建设规划(2006—2020年)》，可得到园区低碳发展的碳排放概况如表7-44，表7-45，图7-10。

表7-44　园区2020年四种情景下碳排放源项汇总

续 表

表7-45　园区2020年四种情景下低碳性指数汇总

图7-10　园区2020年四种情景下单位工业增加值碳排放源项对比

7.3.3.6　小结

综上所述，针对莘庄产业园区2007年、2008年和2020年演替阶段进行低碳化分析，得出如下结论:

(1)根据莘庄产业园区2007年和2008年能源碳排放源项分析，发现园区原煤和电力是主要能源碳排放源，占能源碳排放源的93%左右;同时，能源碳排放源是产业共生网络的主要碳排放源，2008年占网络碳排放源的98.5%。

(2)以2008年为基准年，根据莘庄产业园区2008年到2020年发展规划中原煤和电力需求量增长情况，设定四种2020年园区网络发展情景，对四种2020年情景规划的低碳化进行分析，结果发现网络低碳性指数依次增高，这主要是由于在情景二、情景三和情景四中网络采取低碳化演替措施。

(3)情景一是在满足园区供热需求和电力增长情况下，不采取特殊低碳化措施，结果显示相比2008年基准年，园区点度低碳性指数为80.0%，线性低碳性指数为52.3%，网络低碳性指数为79.7%，这说明园区在保持20%的工业增加值的情况下，满足园区供热需求和电力增长情况下，园区低碳化程度明显;情景二在情景一的基础上，旨在减少固废碳排放和运输固废碳排放，结果显示点度低碳性指数由80.0%增加到80.1%，线性低碳性指数由52.3%增加到74.3%，而网络低碳性指数仅增加了0.3%;情景三在情景一的基础上，旨在通过供热公司由燃煤改为燃气后实施热冷电三联供，结果显示点度低碳性指数由80.0%增加到84.6%，线性低碳性指数由52.3%增加到59.7%，而网络低碳性指数增加了4.6%，可见情景三采取低碳化措施比情景二更加有效;情景四是在情景一的基础上，结合了情景二和情景三的低碳化措施，结果显示网络低碳性指数在情景三的基础上，仅增加了0.2%。

(4)通过对四种情景方案网络低碳性指数的对比分析可知，园区针对供热公司采取燃气替代燃煤的热冷电三联供措施对园区低碳化发展成效较大，而针对提高固废利用率和减少运输固废处置率成效较小，因此园区低碳化发展首先应该重点发展情景三的热冷电三联供，其次考虑是否需要采取情景二或情景四方案。

7.3.4　演替的稳定性分析

根据上述莘庄产业园区演替进程分析，莘庄产业园区自成立以来，已经经过了三个阶段:阶段一(1995—2000年)、阶段二(2000—2004年)和阶段三(2004—2008年);根据莘庄产业园区2008年到2020年的演替规划，到2020年共设置了四种不同网络演替情景。

针对这三个阶段的划分节点2000年、2004年和2008年以及2020年四种不同规划情景下形成的网络结构图，分别从基本结构特征、节点影响力和网络复杂性三个方面进行稳定性分析。

7.3.4.1　基本结构特征

莘庄产业园区在2000年，2004年，2008年的产业共生网络图如图7-11—图7-13所示，2020年四种不同规划情景下的网络结构图如图7-14—图7-17所示。

图7-11　2000年莘庄产业园区产业共生网络图

图7-12　2004年莘庄产业园区产业共生网络图

图7-13　2008年莘庄产业园区产业共生网络图

图7-14　2020年莘庄产业园区规划情景一产业共生网络图

图7-15　2020年莘庄产业园区规划情景二产业共生网络图

图7-16　2020年莘庄产业园区规划情景三产业共生网络图

图7-17　2020年莘庄产业园区规划情景四产业共生网络图

莘庄产业园区产业共生网络随时间演替基本结构特征如表7-46所示，产业共生网络平均度、关系密度、网络簇系数、特征路径长度如图7-18—表7-21所示。

表7-46　莘庄产业园区产业共生网络随时间演替基本结构特征表

图7-18　莘庄产业共生网络平均度随时间变化图

图7-19　莘庄产业共生网络关系密度随时间变化图

图7-20　莘庄产业共生网络网络簇系数随时间变化图

图7-21　莘庄产业共生网络特征路径长度随时间变化图

根据上述莘庄产业园区2000年、2004年和2008年三个演替阶段的基本结构特征分析，可以发现:

(1)从2000年到2004年，莘庄产业共生网络的节点数和关系数都有了成倍的增加。2004年到2008年，其节点数只增加了3个，而关系数增加了38%，这是由于莘庄共产业园区生产用地面积已经几乎用完，无法再招纳新的企业进入园区，因此莘庄产业园区的发展重点开始落实到发展企业共生方面。根据前文产业共生网络的演替阶段分类特点，可以初步确定莘庄产业园区演替阶段一(1995—2000年)是莘庄产业共生网络的萌芽期，阶段二(2000—2004年)属于莘庄产业网络的扩展期，而阶段三(2004—2008年)是莘庄产业园区网络已经渐近成熟期，还尚未处于成熟期，网络结构趋向平衡和稳定，这里对该阶段定义为渐稳定期。

(2)从莘庄产业共生网络随时间演替(2000—2004—2008年)的平均度和关系密度分析，莘庄产业共生网络的整体关联程度和整体集聚水平都处于上升状态，网络整体趋向稳定。

(3)从网络簇系数和网络特征路径长度上分析，莘庄产业共生网络随时间演替的局部集聚水平和信息传递速度出现先升后降，通过研究莘庄产业园区演替进程的组织结构变化可知，这是由于在莘庄工业阶段三开始规划莘庄产业园区第三大支柱产业——液晶平板产业，引进了新的配套企业，网络增加了边缘节点，上广电成为新的关键节点，从而使莘庄产业共生网络的局部集聚水平和信息传递速度在2004年到2008年有了下降趋势。

针对园区以2008年为基准，规划到2020年四种情景方案下网络基本结构特征的分析，可以发现:

(1)情景一在2008年的基础上，通过网络虚拟化演替，完善了园区内平板显示产业和微电子产业，促进了两个产业发展的稳定性，然而从园区整体来看，同比2008年，园区平均度略有增加，网络关系密度和网络簇系数都下降了，特征路径长度下降了，这些说明情景规划一方案下园区的整体集聚水平和局部集聚水平下降了，信息传递速度也降低了，园区稳定化程度降低了。

(2)情景二在情景一的基础上，以扩大园区关联程度为目标，促进了园区生产企业与静脉企业之间的联系，并通过网络虚拟化演替，促进园区固废低碳化处理，同比2008年和情景一，园区平均度、关系密度和网络簇系数都有大幅度增加，网络特征路径长度降低了，这些说明情景二方案下园区整体集聚水平和局部集聚水平上升了，信息传递速度也升高了，在该情景方案下网络演替趋向稳定化。

(3)情景三在情景一的基础上，以促进园区低碳化发展为目标，对供热公司进行燃气替代燃煤并进行热冷电三联供，供热公司为园区内上广电、大阳日酸和电气硝子玻璃供电，同比情景一，园区网络关系密度略有上升，网络簇系数大幅度增加，特征路径长度略有下降，这些说明情景方案三比情景方案二局部集聚水平大幅度上升，而整体集聚水平和信息传递速度变化不大。

(4)情景四结合情景方案二和情景方案三，同比2008年和情景一，网络平均度、关系密度和网络簇系数都有大幅度增加，网络特征路径长度降低了，这些说明情景二方案下园区整体集聚水平和局部集聚水平上升了，信息传递速度也升高了，在该情景下网络演替趋向稳定化。

7.3.4.2　节点影响力

表7-47　莘庄产业园区产业共生网络中心性随时间变化

由表7-47可知，2000年、2004年和2008年随网络节点数和关系密度的增加，出度中心势和中间中心势出现了先增后减的趋势，入度中心势一直处于上升状态状态，说明网络中心趋势出现了先强后弱的变化。

同比2008年，到2020年情景二和情景四的出度中心势、入度中心势和中间中心势都出现大幅度增加，说明这两种情景的网络中心趋势增强;情景一和情景三的出度中心势分别减弱和增强，入度中心势均减弱，中间中心势均增强，说明情景一中出度中心度较大的企业出度中心势可能出现下降趋势，相反情景三中出度中心度较大的企业出度中心势可能出现上升趋势;情景一和情景三的入度中心势均下降，说明这两种情景中入度中心度较大的企业入度中心势可能出现了下降趋势，而中间中心势均上升说明这两种情景中具有控制其他两个节点的节点核心地位增强或者是此类节点企业增多。下面将通过对所有节点影响力分析，作详细说明和论证(表7-48)。

表7-48　莘庄产业园区产业共生网络出度中心势随时间变化表

续 表

由表7-48可知，莘庄产业园区2000年、2004年和2008年三个阶段产业共生网络中，供热公司一站和二站对园区其他节点输送物质最大，对园区的稳定发展起着至关重要的作用。

对于2020年四种发展情景，以2008年为基准，可以发现四种情景中对园区其他节点影响最大仍然是供热公司一站和二站;情景二和情景四中绝大部分节点对网络其他节点输送物质的能力明显增强，这正是情景二和情景四网络出度中心势大幅度增加的原因;情景一和情景三中除了上广电外网络各节点对其他节点输送物质的能力基本不变。

表7-49　莘庄产业区产业共生网络入度中心势变化表

续 表

由表7-49可知，莘庄产业园区2000年接收园区其他节点物质输送的核心企业是星月环保，2004年接收物质的核心节点新增了申沃客车、真源环保和紫泉饮料三家企业，2008年接收物质的核心节点又新增了申龙客车，同时上广电的中心趋势也在不断增加。

对于2020年发展演替的四种不同情景，同比2008年，情景一和情景三的实际网络中接收物质的核心节点已经基本保持不变，而区外虚拟网络中手机制造商对区内实际网络的稳定性影响也较大，其接收园区物质输送能力也较大，因此，手机制造商属于区外接收物质的核心节点;情景二和情景四中，由于园区加强静脉产业固废再利用，闽欣环保、星月环保和真源环保成为整个网络中接收物质最大的核心企业，其次是申龙客车、申沃客车和紫泉饮料，以及区外的手机制造商、建材厂和周边农田，这些企业对园区网络稳定性起着重要作用。

表7-50　莘庄产业区产业共生网络中间中心势变化表

续 表

由表7-50可知，莘庄产业园区2000年网络中对于两个或以上节点的发展造成影响只有卫生材料厂和罗地亚;2004年网络中对其他节点影响力最大是申沃客车，其次是奥特斯和紫泉标签，而卫生材料厂和罗地亚的节点影响力地位明显减弱了;2008年网络中对其他节点影响力最大是申沃客车和申龙客车，其次是上广电、紫泉标签和奥特斯，其中申龙客车的引入减弱了申沃客车节点影响力的地位，换言之由于申龙客车的引入增加了网络的柔性，提高了网络的稳定性。

对于2020年莘庄产业园区四种发展情景，同比2008年，情景一和情景三中，网络中对其他节点影响力最大的是上广电，其次是申龙客车、申沃客车、奥特斯和紫泉标签;情景二和情景四中，网络中对其他节点影响力较大的节点增多，其中星月环保、闽欣环保、真源环保和友发铝业成为网络对其他节点影响力最大的节点，其次是上广电、紫江彩印、紫藤包装、申沃客车、申龙客车和紫泉标签，这些新增的对其他节点影响力较大的企业主要是静脉产业、包装产业和汽车制造业，主要是由于情景二和情景四中园区规划提高对废金属、废包装材料、污泥等固废的再利用而在静脉产业、包装产业和汽车制造业中新增了较多的共生关系。

7.3.4.3　网络复杂性

表7-51　莘庄产业园区产业共生网络复杂性分析

根据前文网络复杂性的度量方法，可以发现莘庄产业园区2000年、2004年和2008年的网络都不具备复杂性(表7-51)。因此不需再讨论2000年、2004年和2008年该网络的小世界性和无标度性。

对于2020年四种发展情景，首先分析其是否具有网络复杂性，根据网络复杂性的度量方法，发现情景一和情景三网络仍不具备复杂性，而情景二和情景四网络具备复杂性特征，由此可以说明情景二和情景四的网络属于正规网络和随机网络之间，网络稳定性同比2000年、2004年和2008年，以及2020年情景一和情景三，稳定性更高，下面对2020年的情景二和情景四进行小世界性和无标度性分析。

情景二和情景四的网络特征满足如下公式:

因此，2020年情景二和情景四的网络都具备小世界性，说明这两种情景下的网络局部高度聚集和整体高度连通，体现出较高的稳定性。

7.3.4.4　小结

针对莘庄供应园区2000年、2004年和2008年三个历史阶段进行了稳定性分析，同时对2020年莘庄产业园区的发展状况进行了四种情景也进行了相应的稳定性分析，综合上述网络演替基本结构特征、节点影响力和网络复杂性的特征分析，结论如下:

(1)从2004年(萌芽期)到2008年(扩展期)，园区网络规划大幅度增加，网络稳定性相对减弱。这主要体现在网络簇系数和特征路径长度都大幅度增加，说明网络局部集聚水平大幅度增加，而网络的信息传递速度降低了;通过网络演替的基本结构特征和节点影响力分析，这些变化情况主要是因为网络节点大幅度增加，园区已经形成了包装产业和汽车产业两个局部产业共生网络，但是此时边缘节点增多，因此网络信息传递速度降低。

(2)到了2008年(渐稳定阶段)，园区网络趋向相对稳定阶段。这主要体现在网络簇系数和特征路径长度都出现了下降趋势，这说明网络局部集聚水平出现了下降趋势，而网络的信息传递速度提高;通过网络演替的基本结构特征和节点影响力分析，这些变化主要是因为网络中由逐渐开始形成平板显示产业和微电子产业两个局部产业共生网络的雏形，但是这两个产业还没有形成完整的产业链，导致网络增加了更多的边缘节点，使网络局部集聚水平降低了，然而网络中包装产业、汽车产业和静脉产业之间的关系数增多了，提高了网络物质输送信息传递度数，即特征路径长度降低了。

(3)从2000年(萌芽期)到2004年(扩展期)，网络核心节点数大幅度增加，说明网络局部集聚水平大幅度增加了;从2004年(扩展期)到2008年(渐稳定期)，上广电正在逐步成为新的核心节点;2000年、2004年和2008年供热公司一站和二站一直处于核心地位，对网络其他节点输送物质的能力最大，此外，作为静脉产业的星月环保、闽欣环保和真源环保作为接收园区固废的节点，其核心地位也越来越明显。

7.3.5　低碳化与稳定性的相关分析

针对莘庄产业园区2008年演替到2020年，已经在未来规划中设置了四种发展情景——分别为情景一(接续型演替)、情景二(稳定型演替)、情景三(低碳型演替)和情景四(综合型演替)。

根据前面园区演替的低碳化分析和稳定性分析，可以得出表7-52。

表7-52　莘庄产业园区演替的一致性分析

续 表

由表7-52可知，以2008年为基准年，到2020年莘庄产业园区演替的四种情景综合考虑低碳性和稳定性两个要素，得出结论如下:

(1)情景一是在2008年基础上，完善了平板产业网络和微电子产业网络，没有采取任何低碳化措施，通过虚拟化网络演替引入新的节点企业后，网络稳定性减弱了，而其低碳性指数大幅度增加，这主要还是由于园区经济增长对低碳性指数的增加起到了决定作用，因此园区保持稳定的经济增长对园区低碳化发展至关重要。

(2)情景二是在情景一的基础上，通过加强园区节点企业与园区静脉企业之间的关联，使园区网络复杂性程度增高，稳定性增强，其低碳化程度比情景三较低，但是其网络稳定性较强。

(3)情景三是在情景一的基础上，通过对供热公司进行燃气替代燃煤并实现热冷电三联供，供热公司对网络其他节点的影响力增强，其核心地位增加，该情景下网络低碳性指数较高，但是其网络稳定性程度较弱。

(4)从低碳化角度对比分析情景二和情景三中两种措施，情景三低碳性指数比情景二高;从稳定性角度对比分析情景二和情景三中两种措施，情景二对园区网络稳定性比情景三强;综合考虑低碳化和稳定性，四种情景方案中情景四最优，其低碳性指数最高，稳定性最强。

根据以上结论，对2020年莘庄产业园区规划建议如下:

(1)综合考虑莘庄产业园区趋稳定化和趋低碳化同步发展，应采用情景四的方案，加强园区内静脉产业对园区企业固废利用率，同时对莘庄产业园区的供热公司进行燃气替代燃煤和热冷电三联供改造，由此得到的2020年莘庄产业园区产业共生网络低碳性指数和稳定性最高。

(2)莘庄产业园区要保障低碳稳定发展的前提必须保障稳步较高的经济增长速度，这样才能实现园区到2020年单位工业增加值碳排放量大幅度下降。

(3)园区按照产业接续式发展完善园区平板产业和微电子产业，对园区产业共生网络的稳定性和低碳性并没有较大的正面作用。

(4)从满足园区低碳化发展的角度规划，园区在2008年到2020年期间应该优先考虑对莘庄产业园区的供热公司进行改造，即采取情景三的方案。

(5)在满足园区较大程度低碳化发展的基础上，可以综合情景二的方案而最终按照情景四完成园区的2020年规划，即再对园区供热公司进行改造后，可对园区静脉产业进行改造，提高其对园区固废的综合利用率，这样可以较大程度地促进园区产业共生网络的稳定性，同时对园区低碳化发展起到一定的促进作用。