循環經濟發展能值評價及實證研究

摘 要：定量評價循環經濟的發展水平是循環經濟的一個基礎理論課題，本文在遼寧省1996-2005的統計數據基礎上，運用能值分析方法，從能值流量、能值經濟、投入產出、環境壓力和綜合指數5個方面評價了遼寧省循環經濟發展狀況。研究結果表明，從總能值用量和能值密度的變化趨勢來看，遼寧省經濟發展水平較高，很大程度上依賴于不可更新的能源消耗。能值自給率和能值投資率的變化趨勢說明，遼寧省自然資源相對豐富，經濟發展的資源基礎相對雄厚，經濟的安全性較高，但對本地資源的依賴程度高，資源利用效率低，仍是一種高資源消耗型、粗放型的經濟發展模式。因此，遼寧省循環經濟發展的重點是不可更新資源的合理利用，目標是降低廢棄物排放，加強資源的循環利用。

關鍵詞：循環經濟；能值評價；環境壓力；實證研究

中圖分類號：F062．2；X24 文獻標識碼：A 文章編號：1002-2104(2008)01-0079-05

發展循環經濟是實施可持續發展戰略的重要舉措之一，也是實現全面建設小康社會的重要保障。循環經濟以物質循環為基礎，國外主要采用物質流分析方法進行評價。我國在循環經濟評價方面的研究可以分為3類：一是評價循環經濟發展的綜合性的指標體系，二是從價值鏈和仿真模型方面評價，三是基于某些特定分析方法的指標體系。循環經濟的本質是生態經濟，而能值分析是生態經濟學中重要的定量分析方法。蘭州大學的陳興鵬等在國內首次把能值分析方法應用于循環經濟評價研究中，從生態環境演變趨勢、能值經濟指數、可持續發展指數3個方面運用能值基本指標評價西北地區循環經濟發展狀況，這一研究為評價循環經濟發展開拓了新的思路。本文以遼寧經濟10年發展動態為研究對象，運用能值分析方法，考慮資源循環利用的影響，從5個方面構建了符合遼寧省情的循環經濟發展能值指標體系，監測、評價循環經濟發展現狀，為遼寧省制定經濟發展、資源利用及環保政策提供依據。

1 研究進展及能值分析方法

各種生態系統和人類社會經濟系統均可視為能量系統，系統各組分及其作用無不涉及能量的流動、轉化與貯存，能量可用于表達和了解生命與環境、人與自然的關系。長期以來，人們應用能量為共同尺度，對各種系統進行分析研究。但是，能量分析只在同類別的能量分析研究上取得成就，不同類別的能量存在質與價值的根本差異，不可作簡單加減和比較，至于自然環境資源與經濟的本質關系，用一般能量單位更無從衡量和表達。20世紀80年代末期美國生態學家Odum在能量系統分析基礎上提出能值理論與分析方法，有效地解決了這一難題，大大促進了生態系統和經濟系統能量研究的發展，從而為生態經濟系統的定量研究開拓了一條新途徑。

能值(Emergy)是指一種流動或儲存的能量所包含另一種類別能量的數量，任何資源、產品或勞務形成所需直接和間接應用的太陽能之量，就是其所具有的太陽能值(Solar Emergy)，單位為太陽能焦耳，縮寫為sei。不同的能量具有不同的能級和能質，相互之間具有特定的轉換關系，即能值轉換率(Emergy Transformity)，是指形成每一單位某種能量所需的另一種能量之量，實際應用的是太陽能值轉換率(Solar Transformity)，是指形成1J產品或勞務所需要的太陽能值，單位為太陽能焦耳·焦耳^-1(或太陽能焦耳·克^-1)，縮寫為sej·J^-1(或sej·g^-1)。能值分析是以能值為基準，把生態系統或生態經濟系統中不同種類、不可比較的能量通過能值轉換率轉換成同一標準的太陽能值來衡量，綜合分析系統中各種生態流(能物流、貨幣流、人口流和信息流)，得出一系列能值綜合指標，定量評價系統的結構功能特征與生態經濟效益。能值理論創立至今的20多年問，研究領域從全球地化循環到國家、省、市、企業的各種空間尺度，在林業、工業等各種生態或生態經濟系統的分析與評價研究中得到了廣泛應用和高度重視。

2 循環經濟發展的能值評價體系

2．1 研究思路

(1)基本資料搜集與整理。通過查找1997-2006年《中國統計年鑒》、《遼寧統計年鑒》、《遼寧統計調查年鑒》、《遼寧年鑒》、《遼寧城市統計年鑒》、《遼寧省環境統計資料》、《遼寧環境統計公報》、遼寧統計信息網(http://www.In.stats.gov.cn/defauh.asp)，搜集研究區的自然地理(面積、氣候、年降雨量、年輻射總量等)和社會經濟(人口、GDP、能源總量及構成、進出口、廢棄物排放)統計數據，將統計數據按照能量計算公式進行換算得到相應的原始數據。

(2)能值流量表的編制。將原始數據乘以各自的能值轉換率得到相應的太陽能值，按照可更新資源、不可更新資源、貨幣流和廢物流將流量進行分類，形成1996-2005年遼寧生態經濟系統主要能值流量表。

(3)能值指標計算。依據能值流量表，將新構建能值指標與能值分析的基本指標相結合，參考各指標計算公式，得到1996-2005年各指標值。

(4)指標體系構建。將能值指標分類，從能值流量、能值經濟、投入產出、環境壓力和綜合指數5個方面構建遼寧省循環經濟能值評價指標體系。

(5)系統分析。根據指標所表達的信息，綜合分析循環經濟的發展狀況，為遼寧省循環經濟發展提供政策建議。

2．2 主要能值指標

(1)總能值用量(u)為可更新資源能值(R)、不可更新資源能值(N)與輸入能值(I)三者之和減去輸出能值(0)，即：

U=R+N+I-O (1)

(2)能值自給率(Emergy Self-support Ratio，ESR)為來自環境的無償能值(可更新資源能值和不可更新資源能值)輸入與輸出能值之差除以總能值用量，即：

ESR=(R+N-O)／U (2)

能值自給率用來描述一個國家或地區的對外交流程度和經濟發展程度。一般情況下，能值自給率越高，則該系統資源越豐富，自給自足能力越強，對內部資源開發程度越高，但也反映該地區對外交流程度差。

(3)能值投資率(Emergy Investment Ratio，EIR)為來自經濟的反饋(輸入)能值除以來自環境的無償能值(構成同上)輸入，即：

EIR=I／(R+N) (3)

能值投資率是衡量經濟發展強度的指標，其值越大表明系統經濟發展程度越高。

(4)能值產出率(Emergy Yield Ratio，EYR)為來自環境的無償能值(構成同上)輸入與來自經濟的反饋(輸入)能值之和除以來自經濟的反饋(輸入)能值，即：

EYR=(R+N+I)／I (4)

(5)環境負荷率(Environmental Loading Ratio，ELR)為經濟的反饋(輸入)能值與不可更新資源能值之和除以可更新資源能值，即：

ELR=(I+N)／R (5)

環境負荷率是對經濟系統的一種警示，若系統長期處于較高的環境負荷率，表明在經濟系統中存在高強度的能值利用，將產生不可逆轉的功能退化或喪失。

(6)廢棄物能值比率(Emergy Waste Ratio，EWR)為廢棄物能值(w)與總能值用量的比值，即：

EWR=W／U (6)

(7)可持續發展指數(Emergy Sustainable Index，ESl)為能值產出率除以環境負荷率，即：

ESI=EYR／ELR (7)

可持續發展指數是衡量區域生態經濟系統的協調性與可持續性的指標，按照美國生態學家Brown和意大利生態學家UGIATI提出的量化標準，其值小于1為發達國家或地區，介于1和10之間為發展中國家或地區，大于10為不發達國家或地區。

(8)循環經濟能值指數(Emergy Recycle Economy Index，EREI)構建在可持續發展指數基礎上，是用于評價循環經濟發展的綜合性指標。其值為可持續發展指數與資源循環利用率(Resource Recycle Ratio，RRR)的乘積，即：

EREI=ESI×RRR (8)

資源循環利用率由反映廢棄物綜合利用情況(固廢綜合利用比率、城市生活污水回用率和工業用水重復率)和廢棄物處理情況(生活垃圾無害化處理率、城市生活污水處理率、工業廢水排放達標率和工業廢氣排放達標率)兩類指標構成，這兩類指標的算術平均值即資源循環利用率。

2．3 評價體系

根據上述能值指標，為了深入分析資源投入、產出、消耗所帶來的環境壓力與可持續發展的關系，系統地評價遼寧省循環經濟的發展狀況，本文從能值流量、能值經濟、投入產出、環境壓力和綜合指數5個方面構建循環經濟發展的能值評價體系。其中，能值流量層面包括可更新資源能值(R)、不可更新資源能值(N)、輸入能值(I)、輸出能值(O)、總能值用量(u)和廢棄物能值(w)；能值經濟層面包括能值貨幣比率(Emergy／DoHar Ratio，EDR)、能值密度(Emergy Per-area，EPA)和人均能值用量(Emergy Per-person，EPP)；投入產出層面包括能值自給率(ESR)、可更新資源能值比率(Renewable Emergy Ratio，RER)，能值投資率(EIR)、資源產出率(Resource Emergy Yield Ratio，REYR)和能值產出率(EYR)；環境壓力層面包括環境負荷率(ELR)、廢棄物能值比率(EWR)和人口承載量(Population CanyingCapacity，PCC)；綜合指數層面包括可持續發展指數(ESI)和循環經濟能值指數(EREI)。

3 計算結果與討論

3．1 能值流量指標

總能值用量(u)反映了一定技術水平下一個國家或地區的總財富及經濟規模的大小。遼寧省本地和國內提供的能值主要由可更新資源能值(R)和不可更新資源能值(N)組成(見表1)，1996-2005年期間，在無償的可更新資源能值(R)投入量保持穩定的情況下，不可更新資源能值(N)投入上升了1.77倍，并占到了總能值用量(u)的77％以上，說明研究期間遼寧省經濟的快速增長是通過消耗大量的不可更新資源獲得的。在對外貿易方面，遼寧省輸入能值(I)和輸出能值(O)分別增長了3.83倍、2.81倍，雖增幅較大，但二者差額不大，對總能值用量的影響并不明顯。在廢棄物排放和資源利用效率方面，通過對遼寧省GDP、總能值用量和廢棄物能值三者增長速度進行比較，發現GDP增長速度最快，廢棄物能值增長速度最慢，總能值用量增長速度介于二者之間，說明資源利用效率穩步上升，循環經濟發展取得了一定成效。

3．2 能值經濟指標

能值貨幣比率(EDR)是從宏觀上探討經濟的理想尺度。一般情況下，發達地區和國家的能值貨幣比率低于發展中國家和地區的能值貨幣比率。由表1可知，1996年以后，由于遼寧省總能值用量增長速度滯后于GDP增長速度，使得遼寧省能值貨幣比率呈現下降趨勢，表明遼寧省經濟發展呈現上升趨勢。

能值密度(EPA)是客觀評價系統經濟發展強度、能值利用強度和區域影響力的指標。遼寧省能值密度2005年為3.69×10¹²sej·m²(見表1)，是1996年的1.64倍，說明遼寧省10年來的經濟發展水平有較大提高。

從宏觀的生態經濟學能量角度考慮，用人均能值(EPP)來衡量人們生存水平和生活質量高低，比傳統的人均收入更具有科學性和全面性。個人所擁有的真正財富除了可以由貨幣體現的經濟能值之外，還包括沒有被市場貨幣量化的自然環境無償提供的能值、與他人交換而未參與貨幣流的能值等等。遼寧省人均能值2005年比1996年增長59％(見表1)，說明近年來人們的生活水平有較大的改善。

3．3 投入產出指標

從表1可以看出，遼寧省能值自給率(ESR)總體呈下降趨勢，1996年為96％，2005年為90％。說明一方面遼寧省自然資源相對豐富，經濟發展的資源基礎相對雄厚，經濟的安全性較高，對外交流程度較弱，另一方面由于對本地資源的過分依賴，使本地區資源得不到充分利用，是一種高資源消耗型、粗放型的經濟發展模式。

可更新資源能值比率(RER)用來反映可更新資源在系統發展中的地位和作用。由表1可知，研究期間遼寧省可更新資源能值投入保持穩定，但隨著總能值用量的逐年增加，可更新資源能值比率逐年下降，說明遼寧省經濟發展對可更新資源的依賴性逐漸減弱，主要是依靠不可更新資源的大量消耗來實現，不足部分通過購進資源能值來滿足。

能值投資率(EIR)用于決定經濟活動在一定條件下的競爭力，過大的經濟投入，輸入大量購進的能值，將使其生產的產品競爭力降低。遼寧省能值投資率整體呈上升趨勢，其值從0.05變化到0.11，這說明遼寧省的經濟發展還處于依賴本地資源階段，需要購買的能值總量較少，過低的能值投資率將不利于遼寧吸引區域外資金，從而影響本地資源的開發。

資源產出率(REYR)和能值產出率(EYR)是衡量系統產出對經濟貢獻大小的指標。資源產出率值越高，表明系統在產出能值一定的情況下，不可更新資源消耗能值越少，對環境的破壞越小。能值產出率值越高，表明系統獲得一定的經濟能值投入，生產出來的產品能值(產出能值)越高，即系統的生產效率越高。二者可用以說明能源生產與利用的效率，顯示經濟活動的競爭力。從表1可看出，遼寧省1996-2005年資源產出率下降平緩，其值浮動在1.35～1.28之間，說明遼寧省作為東北老工業基地，歷史上建立了大量消耗資源的工業，這種產業結構決定了推動經濟發展的同時消耗大量不可更新資源。與此相比，能值產出率下降趨勢明顯，其值從23.04下降到10.13，是因為輸入能值的總量較小，10年間輸入能值增加較快，而產出能值增加速度低于輸入能值的增加速度造成的。

3．4 環境壓力指標

廢棄物能值比率(EWR)可用于評價傳統粗放型經濟發展模式對環境造成的沖擊。由表1可知，遼寧省廢棄物能值比率從0.12下降到0.11，說明遼寧省資源利用效率的提高和污染排放治理工作取得了初步成效，但應該看到，遼寧省GDP快速增長是在長期沿用傳統粗放型經濟增長模式下進行的，經濟活動引起的廢物總量增加，在可更新資源投入相對穩定、輸入能值成倍增加和不可更新資源大量消耗的情況下，造成的環境污染越來越嚴重，使得遼寧省環境負荷率由1996年的3.65上升到2005年的7.18(見表1)，遼寧省應通過加快傳統產業改造步伐，提高輸入能值的利用效率，遵循減量化、再利用、再循環的原則，從源頭到末端全過程降低對不可更新資源的依賴程度，加強對廢棄物的綜合利用。

人口承載量(PCC)為目前生活水準下區域限定環境資源條件所能供養的人口數量。遼寧省1996-2005年實際人口從4 057萬增加到4 190萬，而人口承載量從1 087萬降低到984萬，以2005年為例，實際人口是人口承載量的4.26倍，使得遼寧省環境系統承受了較大的負荷，要合理利用環境資源和充分發揮人力資源作用，必須協調總能值的增長速度和人口的增長速度。

3．5 綜合指數

遼寧省可持續發展指數(ESI)2005年為1.41，是1996年的22.35％，表明遼寧經濟保持較高的發展速度，并逐漸向發達地區邁進，但因為消耗了大量不可更新資源，系統可持續發展的能力卻在不斷下降。遼寧省資源循環利用率(RRR)從1996年的41.77％上升到2005年的59.81％(見表1)，使得循環經濟能值指數(EREI)下降速度低于可持續發展指數，其值2005年為0.84，是1990年的31.82％(見表1)。說明遼寧省通過大力發展循環經濟，在資源綜合利用、污染處理排放等方面取得了成效，今后要進一步提高輸入能值利用效率，加強保護和開發可更新資源，合理利用不可更新資源，逐步降低對不可更新資源的依賴程度，提升循環利用水平。

4 主要結論與政策建議

4．1 發展循環經濟對遼寧老丁=業基地振興具有重要意義

遼寧省作為重要的東北老工業基地，經濟持續快速發展是建立在傳統的高開采、高能耗、高排放的粗放型經濟增長模式基礎上。在老工業基地振興規劃中，遼寧省仍將重點建設現代裝備制造業和重要原材料工業兩大基地，能源、鋼鐵、石化、建材等高能耗、高污染排放的行業仍將在相當長一段時間作為主導產業，資源短缺和環境污染將成為遼寧省經濟社會健康持續發展的瓶頸。因此大力發展追求更大經濟效益、更高資源利用效率、更少資源消耗的循環經濟對老工業基地振興具有重要意義。

4．2 循環經濟發展的重點在于不可更新資源的合理利用

遼寧省GDP快速增長是在長期沿用傳統粗放型經濟增長模式下進行的，不可更新資源能值占到總能值用量的77％以上，經濟活動引起的廢棄物總量增加，在不可更新資源大量消耗的情況下，造成的環境污染越來越嚴重，使得遼寧省環境負荷率持續上升。遼寧省應通過加快傳統產業改造步伐，進一步提高輸入能值利用效率，加強保護和開發可更新資源，提高資源利用效率，遵循減量化、再利用、再循環的原則，從源頭到末端全過程降低對不可更新資源的依賴程度，加強對廢棄物的綜合利用。

4．3 循環經濟發展的目標是降低廢棄物排放，加強資源的循環利用

遼寧省廢棄物能值增長幅度滯后于總能值用量與GDP增長幅度，廢棄物能值比例略有下降，說明資源利用效率明顯上升，循環經濟發展取得了一定成效。但是，遼寧經濟發展長期沿用傳統粗放型經濟增長模式的慣性作用，使得經濟活動引起廢物總量持續增加的狀況在一定時期內還將繼續存在。因此，通過在企業開展清潔生產，創建生態工業園區，建立再生資源回收和再生產業體系，對廢棄物進行回用、無害化處理或綜合利用等手段，使廢棄物最大限度地變成資源，變廢為寶，化害為利。同時，建立和完善循環經濟發展的技術支撐體系，增強全社會循環經濟意識，引導公眾積極參與綠色消費，使公眾都來支持和自覺參與資源循環利用事業。

編輯 王興杰