生态创新发展的背景

2.1.1　生态创新发展的背景

纵观环境保护和可持续发展历程，生态化实践已经先后经历了4个阶段：①起源于20世纪60年代以污染物处理为对象的末端治理阶段；②起源于70年代中期以生产过程改造为对象的清洁生产阶段；③起源于80年代中期以产品或服务为对象的产业生态化阶段等；④进入21世纪以来着眼于社会经济系统整体优化的循环经济和低碳经济发展等。创新对于上述阶段的实现以及不同阶段的跃迁都发挥了非常重要的作用。

1.末端治理

人类对于产业发展所带来的环境危害的认识是一个渐进过程。20世纪前半叶，欧美日等工业发达国家先后发生了所谓的“八大环境公害事件” ，如伦敦烟雾事件和日本水俣病事件等。这些事件使人们认识到，工业发展所带来的不仅仅是物质财富的巨大增长，也会通过有毒有害物质的生产和排放对生态环境和人体健康带来严重的危害。1962年Richard Carlson出版的《寂静的春天》也因此成为环境史上人类生态意识觉醒的里程碑。自此，也正式开启了采用末端治理对抗环境污染的生态化实践历程。

所谓末端治理，就是在生产过程末端加装各种装置或采用各种手段来对已经产生的废物进行处理，以避免或缓解生产活动给周围生态环境或生物所带来的危害（钱易和唐孝炎，2010）。典型的末端治理包括对烟囱排放尾气加装除尘器、建设废水处理装置以处理各种工业废水等。

从产业创新角度看，末端治理在应用过程中很少影响到上游核心工艺的变更，容易形成一个相对独立的产业链环节，其研发和生产所依赖的科学技术基础相对单纯，开发周期短，专业性技术容易积累和相对成熟。因此，末端治理只要在有力的政策驱动或者恰当的市场机会下就可以得到快速而广泛的应用，并取得良好的污染削减效果。例如，美国在20世纪70年代相继出台了《清洁水法》和《清洁空气法》 ，通过刺激末端治理的广泛采用，快速取得了水环境质量和大气环境质量改善（弗雷德曼，1993）。

然而，大量实践表明末端治理并不是一个真正的解决方案：很多情况下，末端治理需要投入昂贵的设备费用、惊人的维护开支和最终处理费用，末端处理过程本身要消耗资源和能源，并且也会产生二次污染，使污染在空间和时间上发生转移（尔克曼，1999）。为此，在20世纪70年代中期，工业发达国家在反思末端治理弊端并开始寻求新的生态化实践方案，即清洁生产。

2.清洁生产

所谓清洁生产，是指为提高生态效率和降低人类及环境风险而对生产过程、产品和服务持续实施的一种综合性、预防性的战略措施。对于生产过程，它意味着要节约原材料和能源，减少使用有毒物料，并在各种废物排出生产过程前，降低其毒性和数量；对于产品，它意味着要从其原料开采到产品废弃后最终处理处置的全部生命周期中，减小对人体健康和环境造成的影响；对于服务，它意味着要在其设计及所提供的服务活动中，融入对环境影响的考虑。

在战略层面上，与以往末端治理不同，清洁生产更加强调环境战略的预防性、综合性和持续性；在操作层面上，清洁生产并不包括废物管理的所有等级，而只包括源头削减和废物循环这两个最高等级，如图2.1所示（张天柱等，2006）。因此，与末端治理比较，清洁生产具有“环境与经济双赢”的优势。

清洁生产最早出现于工业发达国家的企业实践，如1974年美国3M公司施行的污染预防计划（Pollution Prevention Pays ，3P计划）被认为是清洁生产的第一个里程碑（Berkel ，2000）。其后，世界范围内几乎同时出现了一系列强调污染预防的概念，如“污染预防” 、 “废物最小化” 、 “减废技术” 、 “源头削减” 、 “零排放技术” 、 “零废物生产”和“环境友好技术”等。

企业的清洁生产实践引发了国家/国际层面上的集体行动。20世纪80年代起，荷兰、英国、德国和丹麦等国家纷纷开展清洁生产项目示范，如荷兰实施了PRISMA计划，在食品加工、金属包装、运输、金属构件和化工等行业等进行清洁生产项目示范。1990年，联合国环境规划署在英国召开了第一次清洁生产国际高层研讨会，会议目标是促使全球从以往着重依靠末端治理的环保模式转向一种面向源头污染预防的战略模式，即清洁生产。会议提出了早期的清洁生产定义以及一系列建议，如推动世界不同地区发起和制订国家层面的清洁生产计划，支持发展中国家建立国家的清洁生产中心，与有关国际组织等结成清洁生产推进网络等。在联合国环境规划署和联合国工业发展组织共同支持下，我国也于1995年成立了国家清洁生产中心，开始了有组织的清洁生产推进工作。

图2.1　清洁生产所包含的管理等级及具体措施

伴随着清洁生产试点示范的广泛开展，世界各国的环境政策也开始由“整治型”向“预防型”转变。例如，欧共体于1979年宣布推行清洁生产政策；美国于1990年通过了《污染预防法》 ，确立将污染预防（清洁生产）作为美国的一项国策；我国于2002年出台了世界上第一部以清洁生产直接命名的“清洁生产促进法” 。这些国家以不同方式将清洁生产纳入国家政策框架中，采取一种综合方式将清洁生产概念分散渗透到相关的政策法规体系中，广泛推进生产环节的生态化转型。

实证研究证实了环保管理范式从末端治理向清洁生产的转变。德国研究表明，末端治理的投资在20世纪90年代经历了持续下降，从4%下降到3% ，其原因是环保投资转向了清洁生产。在企业实践方面，荷兰研究表明，大约有71%的企业采用了清洁生产，而采用末端治理的企业只有52% 。 OECD研究也表明了同样的情形，调查发现美国、德国和加拿大等国家企业实施清洁生产的份额都超过了末端治理，德国最低为57.5% ，日本最高为86.5% （Kemp ＆Foxon ，2007）。

3.生态工业

随着产业活动的全球化拓展以及环境影响的不断深化，20世纪80年代后全球生态化实践出现新的动向，一方面产业生态化实践逐渐由企业层面拓展到产业层面，出现了丹麦卡伦堡产业共生体系为代表的生态工业实践（Ehrenfeld＆ Gertler ，1997） ；另一方面，生态化努力开始由生产环节进一步拓展到产品使用和服务环节，并开始致力于全球层面的可持续发展努力。

1987年，可持续发展的概念随着《我们共同的未来》的出版正式浮出水面，并于1992年在世界环境与发展大会上得到确立（世界环境与发展委员会，1997）。1989年，美国通用汽车公司研究部副总裁罗伯特・福布什（Robert Frosch）和负责发动机研究的尼古拉斯・加罗布劳斯（Nicolas Gallopoulos）在《科学美国人》发表《制造业战略》 ，指出传统工业生产的一般模式是摄入原材料，在产出产品的同时也排放废物。这种简单的线性模式应该转变为生态工业模式，即在工业生态系统中不仅能量和物质的利用得到优化，而且一种生产过程的排放物都可以用作另一种过程的原材料，由此提出工业生态学的概念（Frosch ＆ Gallopoulos ，1989）。其后，世界范围内将废物交换、能量或物质梯级利用以及基础设施共享等产业行为纳入生态工业的实践范畴。

1992年，世界工商业可持续发展委员会提出了生态效率（Eco-efficiency）的概念：为满足人们需求、改进人们的生活品质，在提供具有价格竞争力的产品与服务的同时，应逐步将产品和服务在其生命周期过程中的资源消耗与废物排放减小到地球承载能力范围之内（WBCSD ，2000）。该概念的核心在于促进企业将环境要素纳入其活动与决策过程中，在企业发展中兼顾生态环境效益。

类似的产业生态化行动还包括责任关怀（Responsible care） ，它是国际化学行业在全球发起的一项自愿行动计划，要求该行业中化学品或化学物质的生产者与处理者，围绕化学物质在其开发到处置整个生命周期中的各个环节，根据各自确定的原则及其相应的责任，实施自律式的环境与安全管理活动。责任关怀最早于20世纪80年代兴起于北美的造纸和化学行业，目前已经拓展到全球50多个国家和地区实施，并签署了《责任关怀全球宪章》 ，承诺通过各自国家的成员组织开展责任关怀行动（Givel ，2006）。

同时，以产品生态化和绿色供应链调整为导向的产业政策纷纷出台，例如荷兰发布了“产品与环境”政策、丹麦开展了“工业产品的环境设计”项目等。进入21世纪后，欧盟更是集中颁布出台了“关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令（RoHS指令）” 、 “报废电子电气设备指令（WEEE指令）” 、 “欧盟用能产品生态设计框架指令（Eup指令）”和“化学品注册、评估、授权和限制制度（REACH指令）”等。

4.循环经济和低碳经济

在生产环节生态化努力持续推进的同时，消费环节的生态化实践也开始在20世纪90年代得到关注。1994年，联合国环境规划署在《可持续消费的政策因素》报告中首次提出了“可持续消费”的概念，即“提供服务以及相关的产品以满足人类的基本需求，提高生活质量，同时使自然资源和有毒材料的使用量最少，使服务或产品的生命周期中所产生的废物和污染物最少，从而不危及后代的需求” 。

随着消费环节的纳入，全球生态化实践正式进入了以调整社会经济整体系统生态化转型的时期。先是德国于1996年颁布实施了《循环经济与废物管理法》 ，接着日本于2000年出台了《推进形成循环型社会基本法》等一系列相关法律。我国也于2008年出台了《循环经济促进法》 ，旨在通过大力发展循环经济来促进经济发展模式的生态化转型。

伴随对气候变化的国际性关注，低碳经济逐渐成为可持续发展的主流。所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。 “低碳经济”最早见诸政府文件是2003年的英国能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》 。2007年7月，美国参议院提出了《低碳经济法案》 ，表明低碳经济的发展道路有望成为美国未来的重要战略选择。由此，世界各国在气候变化系列会议的推动下逐渐接受低碳经济的概念并不同程度地付诸实施。

综上所述，世界可持续发展逐步经历了从末端治理到清洁生产、到产业生态化再到循环经济和低碳经济的发展历程。推动这一进程的，有技术创新力量，如末端治理、清洁生产和生态设计等；有组织管理创新力量，如国际标准化组织出台的ISO14000系列、联合国环境规划署发布的清洁生产审核指南和可持续消费导则等；有制度创新力量，如“清洁水法” 、“清洁空气法” 、“污染预防法” 、 “清洁生产促进法”和“循环经济促进法”等。这些不同因素在不同尺度上的组合，产生了多样化的生态创新模式，如杜邦化学公司企业清洁生产模式、丹麦卡伦堡产业共生模式、德国双轨系统废物循环模式等（诸大建，1998）。