產業園生態效率評價——以九發生態產業園為例

彭濤，李林軍，陸宏芳

1.中國科協發展研究中心，北京 100045；2.中國科學院華南植物園，廣東 廣州 510650；3.中國科學院研究生院，北京 100049

20世紀90年代以來，生態產業園或稱生態工業園（Eco-Industrial Parks，EIPs）開始成為世界工業園區發展領域的主題[1]。目前在我國，生態工業園已經成為繼經濟技術開發區、高新技術開發區之后的第三代產業園區[2-3]。它的基本理念是，通過物質循環和能量流動等方式，把不同的工廠或企業有機組合起來，使一家工廠的廢棄物或副產品成為另一家工廠的原料或能源，形成物質良性循環、能量梯級利用的生產經營模式，進行低投入、高效率、低污染的可持續生產[4-7]。

誕生于 20世紀 7O年代的丹麥卡倫堡（Kalundborg）生態工業園被公認為世界上第一個也是最成功的生態工業園，它通過“從副產品到原料”的交換，使得廢料再度被利用，從而減少了資源消耗和環境污染，同時產生了可觀的經濟收益[2，4，8，9]。生態工業園在美國、瑞典、法國、英國、意大利等國家也正迅速發展，涉及領域有生物能源的開發、廢物處理、造紙、發電、鋼鐵、水泥和石油提煉等不同行業[1-2,10-11]。除上述發達國家外，泰國、印度、印度尼西亞、菲律賓和南非等發展中國家也在積極興建生態工業園[2,11-12]。我國自1999年廣西貴港生態工業園區作為國家環保總局首個試點園區以來，遼寧、江蘇、山東、天津、新疆、內蒙古、浙江、廣東等省市自治區分別開展了生態工業園區建設[2,11]。截至2006年8月，國家環保總局已論證通過了19個國家生態工業示范園區建設規劃[2,6]。對于我國已有生態工業園，雖然內部結構都是比較完善的生態產業鏈網，但實際運行的生態效率如何、生態功能是否被充分發揮還難以認定，需要進行科學的定量評價。已有學者指出，由于具體指導和評價體系不完善，我國生態工業園的建設與起步較早的發達國家相比，理論方法和實踐應用差距較大，仍存在園區建設不標準、生態功能發揮不足、園區的生態效率被忽略等諸多問題[8,13-14]。

生態效率評價指標體系被世界經濟合作與發展組織（OECD）、亞太經合組織（APEC）、歐洲環境署（EEA）等國際組織推薦使用[15-16]，它集經濟效益和環境效益目標于一身，強調以較少資源投入和較低環境影響生產較多更高質量的產品和服務，契合生態工業園建設宗旨和評估要求，已成為世界各國和地區可持續發展研究的重要熱點之一[11,17]。構建適用于生態產業園的生態效率評價體系并用于指導生產實踐，對于我國實現生態產業園建設的標準化，充分發揮生態產業園的生態功能，具有重要基礎性意義。為此，本文以九發生態產業園生態效率的評價為例，構建了相應的生態效率評價體系，定量計算資源產出率和廢棄物產出率，資以為提高生態產業園區的資源利用效率、減輕其環境影響、促進其可持續發展提供參考依據。

1 研究對象概況

九發生態產業園隸屬山東九發食用菌股份有限公司，于1998年成立并上市，主要經營食用菌、果蔬、罐頭、飲料、水產品、復合肥、包裝物料、生物藥品的生產銷售及進出口業務。其中，食用菌生產因其工廠化、立體化、規模化、標準化和產業化模式，成為全國食用菌行業的龍頭；雙孢蘑菇系列產品先后獲得國家“綠色食品”標志和美國 FDA認可，其95%以上的產品出口到歐盟、美國、日本和東南亞等 30多個國家和地區，被國務院發展研究中心市場經濟研究所列為“中華之最”[18]。

九發生態產業園，歷經多年發展形成了以食用菌生產、加工為核心的產業復合共生系統，按照功能和作用不同，可劃分為能源系統、物質綜合利用系統、水系統等三大子系統（圖1）。九發生態產業園各共生單元通過廢棄物流、產品流和能量流交換建立了產業生態聯系，其主要鏈接為①煤礦→熱電分公司→建材廠；熱電分公司為其它各分公司和居民區供應電能和蒸汽，并為果蔬汁分公司供應純凈水。②農業種植→畜禽養殖→雙孢菇、真姬菇生產→復合肥→農業種植；雙孢菇、真姬菇生產→復合肥→胡蘿卜基地→果蔬汁分公司→奶牛養殖廠；包裝材料分公司為雙孢菇生產、真姬菇生產和果蔬汁分公司提供包裝材料等多條生態產業鏈。③自來水廠→食用菌、果蔬汁生產→污水處理廠→農業生產系統。九發生態產業園各條鏈之間通過物質、能量、信息的流動和共享，彼此交錯、橫向耦合，使整個共生體形成了網狀結構，是一個比較完善的以種植業、養殖業和加工業相結合的產業共生生態系統。

2 研究方法

生態效率（Eco-efficiency）是由德國學者Schaltegger和Sturm在1990年首次提出[19]，并在世界可持續發展商業理事會（World Business Council for Sustainable Development，WBCSD）的積極推動下不斷發展完善。它被廣泛接受的定義指為滿足人類不斷提高的生活質量需求、生產、提供具有價格優勢的產品與服務，并使其資源利用強度和對生態環境的影響限定在至少與地球可承載能力相一致的水平[13,20-21]。生態效率概念的直觀表達式，也是目前被普遍接受的計算公式為[21-23]：

生態效率（資源生產率）= 經濟社會發展（價值量）/資源環境消耗（實物量） （1）

WBCSD認為產品與服務的生產如要達到生態效率，需要滿足七個要素條件：原材料投入最小化；能源投入最小化；有毒物質擴散最小化；增加原材料的循環利用程度；最大限度地利用可再生能源；延長產品的使用壽命；增加產品與服務的價值含量。這七個要素的確定旨在為實現減少自然資源使用、減少環境影響、增加產品或服務價值三大目標[20-21]。對生態產業園區而言，就是要求用更少的資源和能源生產更多更高質量的產品和服務，并且對環境產生的影響最小，實現經濟效益和環境效益的雙贏[20,24]。

為此，在借鑒已有研究指標體系的基礎上[25-28]，本文采用生態效率計算的普適公式（1），并對評估指標設置如下（九發產業生態系統輸入與輸出要素見表1）：

生態產業園輸入端資源產出率評估指標：①單位土地的產值；②單位能耗的產值；③單位水耗的產值；④單位物耗的產值。這4個指標用于評估生態工業園輸入資源產出率，分別代表土地生產力、能源生產力、水生產力和物質生產力。

輸出端廢棄物產出率評估指標為：⑤單位廢氣的產值；⑥單位廢水的產值；⑦單位固體廢物的產值。這3個指標用于評估生態工業園輸出廢棄物的產出率，分別代表廢氣排放生產力、廢水排放生產力和固體廢棄物排放生產力。

表1 生態產業園區生態效率指標中的資源輸入要素與廢物輸出要素Table 1 Natural input and waste discharge factors in eco-efficiency indicators of eco-industrial parks

3 九發生態產業園生態效率核算

根據生態效率指標體系計算數據要求，整理匯總 2004年九發生態產業園各自然輸入要素相關數據如表2所示。其中，產業園的建設用地包含各個分公司的廠房和辦公建設用地，不計胡蘿卜基地的面積。能源總用量是消耗的原煤、油料、燃料用木材和外源供電通過折標系數[29]折算成標準煤后加和得到。生態用水總量不包括生產如飲料等產品時所用水，基于它們不會產生環境影響。原材料消耗指除能源、水以外的其他原材料用量，主要包括麥秸草、雞糞、棉籽殼、石灰石、肥料、馬口鐵、箱板紙、塑料和化學藥品等，而不包括雙孢菇、真姬菇、胡蘿卜以及部分包裝物料等系統內生產的材料投入。廢氣、廢水排放是指未經末端處置的排放產生量。固體廢棄物排放指不能在系統內利用的固體廢棄物，主要有鍋爐灰渣、真姬菇養殖廢棄料、果蔬汁壓榨渣等。

表2 九發生態產業園資源輸入要素值與廢棄物輸出要素值Table 2 Natural input and waste discharge factors of Jiufa Eco-industrial Park

根據表2計算的生態效率指標值如表3所示。

4 結果與分析

4.1 指標沒有全都好于全國水平

為考察九發生態產業園各自然輸入要素的生態效率表現特征，特將之與全國平均水平[28]相比較，如表3和圖2所示。在輸入端方面，九發生態產業園的用水產出率、建設用地產出率分別為0.02萬元·m-3、73.34萬元·hm-2，顯著高于其相應全國平均水平；能源消耗產出率0.81萬元·t-1，略高于其全國平均水平；而原材料消耗產出率是0.34萬元·t-1，僅為2002年全國平均水平的0.67。在輸出端方面，廢氣排放產出率為94.89萬元·t-1，固體廢棄物排放產出率 1.11萬元·t-1，分別為全國平均水平的 1.29倍和2.36倍；廢水排放產出率為0.10萬元·t-1，僅為全國平均水平的0.30。

由此可見，在資源節約上，九發生態產業園單位經濟產出的建設用地面積、能源消耗和水資源利用，低于全國平均水平；在污染物排放造成環境負荷方面，單位經濟產出的廢氣排放、固體廢棄物排放低于全國平均排放水平。但單位經濟產出的原材料消耗、廢水排放量都高于全國平均水平，說明該產業生態系統的資源利用效率和污染物治理方面還有待提高，需要進一步優化。

表3 2004年九發生態產業園與全國的生態效率Table 3 Eco-efficiency indicators of Jiufa Eco-industrial Park and China in 2004

圖2 九發生態產業園生態效率指標與全國平均水平比值Fig.2 Ratio of eco-efficiency of jiufa industrial park to the mean value of China

4.2 涉農行業特點突出

九發生態產業園的原材料消耗產出率為 0.34萬元·t-1，僅為2002年全國平均水平的0.67倍，表明其單位經濟產出的原材料消耗過多。原因在于該產業園是農產品加工行業，所需的原材料包含占有較大重量的麥草、雞糞、棉籽殼、果蔬和石灰石等，且生產的產品附加值較低，從而導致原材料消耗產出率較低。

廢水排放產出率比全國平均水平低 0.24萬元·t-1，僅為全國水平的0.30，表明九發生態產業園單位經濟產出的廢水產生量過大，循環利用水的效率不高。究其原因，該產業園農產品加工用水，主要是清洗和蒸煮大量用水，但未經再次利用，從而產生了較多的廢水。區別于工業廢水的是，農產品加工行業廢水中主要污染物是 COD、BOD，很少含有工業廢水中的有毒物質。

固體廢棄物排放產出率高于全國平均水平0.64萬元·t-1，是全國平均水平的2.36倍，表明九發生態產業園單位經濟產出的固體廢棄物產生量較少，這也是符合農產品加工行業特點的。農產品加工主要是改進其食用特性，而不改變其性質和質地，這就決定了該行業只產生較少的固體廢棄物。就該產業園而言，除去發電產生的灰渣，其余部分都是些有機物質，包括真姬菇廢棄料、廢菇柄和果蔬壓榨渣，幾項加和占全部廢棄物的29.78%，這些物質一是可以很快在自然界中降解，二是可以較為容易地加以利用，是良好的飼料和肥料。

4.3 產業生態系統功能有待加強

雖然九發生態產業園的系統結構看起來是一個比較完善的生態產業鏈網，但通過生態效率指標體系的計算分析，可以發現關鍵的能源消耗產出率、原材料消耗產出率和廢水排放產出率指標略高于或者明顯低于全國平均水平，系統的生態功能還是發揮不足。

產業生態系統的能源消耗產出率僅僅高出全國平均水平 0.01萬元·t-1(標準煤)，且只包含直接消耗的能源，沒有計算物品運輸中的能源消耗，因而實際能源消耗產出率有可能會低于全國平均水平。造成這種狀況的原因在于園區中的熱電廠，雖然它替代了原來的4臺小鍋爐、起到了能量集約的作用，但由于系統內部的熱電需求低、只能熱電分產，加之機組小，造成發電、供熱的標準煤耗遠高于正常水平，從而使得整個系統的能源消耗產出率并不理想。

作為生態產業鏈網，雙孢菇、真姬菇和胡蘿卜等是屬于系統內部生產，沒有計入到原材料投入，但系統原材料消耗產出率仍然只為全國平均水平的67%，表明該系統的資源利用效率低，產品的附加值不高。因此，需要進行重大的技術革新，以增強資源利用效率和增加產品的附加值，從而提高系統的資源生產力和經濟效益。

系統廢水排放產出率僅為0.10萬元·t-1，遠低于全國平均水平。據測算，九發生態產業園主要用水是胡蘿卜種植和雙孢菇生產加工，分別占總用水量的30.6%和34.5%，但前者不產生廢水，因此雙孢菇生產加工是產業生態系統中污水的最大制造者。九發集團在雙孢菇培育技術上非常先進，到達 25 kg·m-2(鮮菇)，但公司對節水和污水凈化處理技術的重視程度不夠，這就導致系統總體上利用水的功能不足，需切實加以改進。

5 結論

雖然九發生態產業園的系統產業結構較為完善，但其生態效率的核算結果卻不盡如人意：輸入端的原材料消耗產出率低于全國平均水平，能源消耗產出率與全國平均水平相當；輸出端的廢水排放產出率也低于全國平均水平。盡管部分原因在于九發生態產業園屬農產品加工業的行業特點，但很大原因還是由于產業園區的生態功能特性并未得到充分發揮造成的。因此，生態產業園區建設不能只關注產業鏈網的搭建，還要深入分析系統的具體運行過程，綜合評估其環境效益和經濟效益。

生態工業園已成為我國第三代產業園，是我國走新型工業化道路的重要載體之一，目前大規模的推廣建設，其成果需要科學的檢驗手段。生態效率指標集經濟效益和環境效益于一體，簡潔深刻，能夠揭示系統表象下的內在生態效率的高低和生態功能的實現情況，可以作為指導和評價生態工業園區建設及運行的有效工具。

已有生態效率指標在核算各類自然輸入要素總量時，大多采用質量直接相加的辦法，而不同類別的自然要素輸入產生的效用不同，尤其在能源和原材料輸入效用上，這種差異更為明顯。因此，需要研究采用科學的折算方法將各類自然輸入要素轉化成同一標準后再進行加和，進而真實反映自然資源的產出情況。

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