生态工业模式与评价.docx

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生态工业模式与评价

目录

摘要：

I

Abstract：

II

1绪论1

1.1选题的背景及意义1

1.2生态工业在国内外的研究现状1

1.2.1国外研究1

1.2.2国内研究2

1.3研究的目的与意义2

1.4研究思路与方法3

2生态工业系统模式分析4

2.1生态工业系统概述4

2.2生态工业系统模式分析4

2.3生态工业园6

3生态工业系统评价思路7

3.1评价指标的确定7

3.1.1评价指标的确定原则7

3.1.2评价指标体系的构成8

3.1.3评价指标体系指标解释10

3.2评价指标权重的确定11

3.2.1评价指标权重的确定方法11

3.2.2各指标权重13

3.3评价指标标准15

3.3.1生态工业园区综合效益评价方法的确定15

3.3.2模糊综合评价步骤15

3.3.3评价指标标准18

4生态工业系统评价的实证研究20

4.1上街区生态工业园的基本情况20

4.2上街区生态工业园的评价20

4.2.1指标数据收集20

4.2.2隶属度计算22

4.3评价结果与对策分析25

4.3.1评价结果分析25

4.3.2对策建议26

5结论28

参考文献29

附录30

附录1：

指标层及分指标层指标权重30

附录2：

英文文献34

附录3：

中文翻译38

致谢42

生态工业模式与评价

摘要：

随着工业化的发展，工业污染越来越严重，人们开始寻求新的发展和改进模式，其中以可持续发展思想为指导，以循环经济为主导的生态工业模式日益受到人们的关注和认可，生态工业的概念在全球已经得到了广泛的传播和认识。

生态工业园规划和建设是生态工业的重要实践，生态工业园区本质的特征在于企业之间相互作用关系，以及企业和自然环境间的作用，共同构成一个生态工业系统。

最终达到工业可持续发展的目标，实现经济发展和环境保护的双赢。

本文首先介绍了生态工业的基本相关理论，包括生态工业模式分析和生态工业园区；然后根据科学的原则，利用理论分析法结合参考国家相关规划建设指标体系，确定生态工业园区评价指标，其次，利用层次分析法确定各指标的权重；再次，利用模糊综合评价法建立了生态工业园模糊综合评价模型，通过模糊矩阵的运算获得评价因子对评价等级的隶属度，用最大隶属度原则，其综合效益等级作为评级结果。

评价了上街生态工业园的综合等级为“良好”，这说明该园区注重了经济和环境等的综合因素，初步建立了生态工业链的生产模式，走的是一条可持续发展之路。

同时也发现上街区生态工业园区要着重改善的生态工业链条和生态环境两个方面，为此提出了有针对性的对策建议。

关键词：

生态工业，生态工业园区，层次分析法，模糊综合评价法

Eco-industrialmodelandevaluation

Abstract：

Withthedevelopmentofindustrializationandseriousindustrialpollution,peoplebegantoseeknewdevelopmentandimprovedindustrialmodel,inwhichsustainabledevelopmentandcirculareconomyineco-industrialmodeareincreasinglyattentedandrecognited.Theconceptofindustryintheworldhasbeenwidelyspreadandconvinced.Eco-industrialparkplanandconstructionisanimportantpracticeinindustrialecology,whileeco-industrialparkischaracterizedbythenatureofinteractionbetweenenterprisesandbetweenenterprisesandtheroleofthenaturalenvironment,togetherconstituteaneco-industrialsystem.Ultimatelyachievethegoalofsustainableindustrialdevelopmentandachievebothsuccessineconomicdevelopmentandenvironmentalprotection.

Thispaperintroducesthebasictheoriesofindustrialecology,includingeco-industrialmodelanalysisandeco-industrialpark;Thenaccordingtoscientificprinciples,usingthetheoreticalanalysisandplanningandconstructionassociatedwiththenationalindexsystemevaluationtodeterminethepark,andthenAHPtodeterminetheweightofeachindex;andfuzzycomprehensiveevaluationmethodestablishedeco-industrialparkfuzzycomprehensiveevaluationmodelobtainedbyfuzzymatrixoperationlevelofassessmentfactorsinevaluatingthedegreeofmembership,withthemaximummembershipdegreeprinciple,theoverallefficiencyratingastheratingsresults.EvaluationofthecomprehensiveShangjieeco-industrialparkasa"good",whichshowsthattheparkfocusontheeconomicandenvironmentalcombinationoffactors,initiallyestablishedeco-industrialchainofproductionmodel,istakingasustainabledevelopment.AtthesametimewefoundthatShangjieeco-industrialparktofocusonimprovingtheecologicalindustrychainandecologicalaspects,andproposedtargetedcountermeasures.朗读显示对应的拉丁字符的拼音

字典

Keywords：

Eco-industrial，Eco-industrialPark，AHP，Fuzzycomprehensiveevaluationmethod

1绪论

1.1选题的背景及意义

工业化大大提高了生产率，社会逐步走向繁荣。

随着工业发展，工业系统不断地满足人类社会经济发展和人们的生活需求，工业生产是以无节制地消耗有限的资源、能源为代价，同时造成严重的环境污染和破坏，已经威胁到人类的生存安全。

主要表现是工业化进程是目前环境污染的主要元凶，并且难以实现可持续发展。

如何系统、整体地协调工业系统与自然环境系统的关系，使人类社会发展的需求与自然生态达到一种平衡，是摆在人们面前的重大挑战。

解决环境恶化的关键可从以下两个方面着手。

一是提高环境的修复能力；二是改变现有的工业生产方式。

后者在解决环境污染和破坏问题的同时也不影响人类的工业生产与供需。

对现有工业生产方式的有效改善可以通过提高资源使用效率和减少废物两个方面来提高环保和经济效率。

人们开始反思并寻求新的发展模式，认识到只有把传统的“资源—产品—废弃”的单向、线性的经济发展模式改造成为“资源—产品—再生资源—再生产品”的循环经济模式，才能实现现代工业、社会和环境的可持续发展。

生态工业系统作为生态工业工程的重要组成部分，是系统科学重要的发展领域，其对象为区域系统。

它从整体目标出发，分析和确定循环经济和生态工业系统在分析、集成、调控、和管理方面的最优策略。

是新型工业化道路的必然选择，已经成为我国的工业发展方向，是我国建设循环社会、实现可持续发展的重要战略步骤[1]。

1.2生态工业在国内外的研究现状

1.2.1国外研究

目前，构建生态工业系统已经成为许多国家工业改造和完善的方向。

众多学者认为生态工业的定义是FroschR.A.和GallopoulosN.E.首先提出的。

它认为在传统模式的工业活动中，个体生产过程投入原材料，生产出用于销售的产品和废弃物，应将着此模式转化为更加集中的模式——工业生产系统，此系统可以优化能源和材料的消费……一个生产过程的能源和材料被用作另一生产过程的原料[2]。

随后,学者们通过对丹麦卡伦堡工业共生体的研究,找到了工业生态系统实践的直接方式———生态工业园。

自此工业生态系统和生态工业园的研究和实践在全球范围内广泛开展,几乎所有西方发达国家和东南亚一些发展中国家掀起了一股建设生态工业园的热潮。

目前，国外在生态工业方面的研究，主要集中在以下几个方面：

（1）研究可减轻工业对环境影响的具体技术措施，包括废物零排放系统、物质替代、非物质化和功能经济；

（2）研究对整个工业生态过程进行分析、监测和评价的方法，包括物质流平衡分析、产品或过程的生命周期分析与评价、工业生态指标体系的建立等；

（3）研究可促进生态工业实现的制度，包括如何在市场规则、财务制度、法规体系方面做出相应调整使生态工业的思想贯穿整个生产和生活过程。

1.2.2国内研究

我国学者很早就对人类活动对环境造成的影响有所论述，但没有形成体系化的论述。

金涌等在2001年提出生态工业是工业发展应模仿自然生态体系运行的法则，通过多种产业的综合协调发展，使某一产业的副产物或废料成为另一产业的原料资源加以利用，进而形成物流的生态产业链或生态产业网。

目前大多数关于工业生态系统的研究主要着眼于如何构建工业生态系统闭环链或生态链，以实现物资能源废物梯级循环利用，以及工业生态系统的综合评价等方面。

1.3研究的目的与意义

建立生态工业系统则是改变工业生产方式的最直观的方式、最重要的途径。

本文通过论述生态工业的模式，建立了对正在兴起的生态工业园区的评价指标体系，并结合刚刚兴建的上街区生态工业园区进行综合效益评价。

目前已有研究不能准确体现生态工业园物质消耗最小化、能量梯级利用及废物资源化的特征；有些指标过多，数据获得困难，缺少可操作性；部分指标权重的确定过于主观。

原国家环保总局提出的评价标准，没有评价模型，未体现系统稳定性，还有很多模糊的要求，比如某某指标要排在国内先进水平之列，无法定位园区整体的发展状况。

因此，有必要创建一套既能对园区发展状况进行准确评价又有可操作性的指标体系。

本文正是试图建立一个简明、准确、客观的评价模型，来评价生态工业园内生态工业系统的综合效益，以便及时发现问题，为园区下步发展提供决策支持。

1.4研究思路与方法

本文首先论述了生态工业系统的模式以及相关理论，然后利用理论分析法建立评价指标，利用层次分析法确定各指标权重建立评价指标体系。

最后结合上街区生态工业园用模糊综合评价法对其综合效益进行评价。

2生态工业系统模式分析

关于工业生态系统的概念界定，目前相关研究中涉及到多种名称，例如：

工业生态系统、生态工业系统、工业共生系统、工业共生体、生态工业园等等这些概念均被看成是对同一事物的不同名称。

生态工业园是生态工业的聚集场所和生态工业的实践形式，是衡量和评价生态工业系统综合效益的实体落脚点。

并且国际和国内的大部分工业生态系统的实践都集中在企业群级的生态工业园区上。

2.1生态工业系统概述

生态工业和传统工业的区别主要在于力求把工业生产过程纳入生态化的轨道中来，把生态环境的优化作为衡量工业发展质量的标志，综合地考虑产品从“摇篮”、“坟墓”到“再生”的全过程。

工业生态系统可以在不同的空间和地理层次上展开：

企业集团内部、企业群或工业园区、城市范围、区域或更大范围。

这些层次由小到大依次递进。

不过，考虑到国际和国内的大部分工业生态系统的实践都集中在企业群级的生态工业园区上。

因此本文主要研究企业群层面的工业生态系统，也称生态工业园。

其主要特点有：

一是工业生产及其资源开发利用由单纯追求利润目标，向追求经济与生态相统一的生态经济目标转变，工业生产经营由外部经济的生产经营方式向内部经济性与外部经济性相统一的生产经营方式转变；二是生态工业在工艺设计上十分重视废物资源化、废物产品化、废热和废气能源化，形成多层次闭路循环、无废物、无污染的工业体系；三是生态工业要求把生态环境保护纳入工业的生产经营决策要素之中，重视研究工业的环境对策，并将现代工业的生产和管理转到严格按照生态经济规律办事的轨道上来，根据生态经济学原理来规划、组织、管理工业区的生产和生活；四是生态工业是一种低投入、低消耗、高产出、高质量和高效益的生态经济协调发展的工业生产模式。

2.2生态工业系统模式分析

对于生态工业系统的模式，国内外学者进行了大量的研究。

Lowe认为生态工业系统的构建大致可以分为两种：

在特定工业园区内构建企业群落或者在城市以上范围的区域内建立产业链接[3]。

Schlarb和Alfred分别提出了生态工业系统的两种发展模式：

企业之问建立物质和能量交换的共生关系或者在企业、社区、政府等多方之间建立物资流、能量流、信息流、人才流等方面的合作关系[4]。

Lambert和Boons认为目前生态工业系统大多被定位为在生态工业园上，而生态工业园最初专指那些大型重工业企业之间建立资源交换关系的企业联合体，后来扩展到有各种中小型企业组成的混合工业园上，同时强调在德国和奥地利较为盛行的虚拟生态工业园也是生态工业系统的一种形式[5]。

清华大学的李有润教授则认为生态工业系统可能在企业内部的不同工艺流程中建立，或者在一个联合企业构成的企业群落，或者是在一个包含若干工业企业以及农业、居民区等的一个区域系统，即生态工业园区的范围内建立[6]”。

综上所述，现有的生态工业系统构建模式可以归纳为以下三种：

（1）全新规划型

全新规划的生态工业系统一般是结合新建工业园区来进行的。

由于是从无到有的新建工业系统，因此有着较大的规划和设计空间，应以构建生态工业链为主线，在系统规划、建设和管理过程中全面贯彻工业生态学的基本原理和思想，最大限度地谋求工业发展与自然环境的协调统一。

例如，我国广东南海华南环保科技产业园区就属于全新规划型。

（2）现有系统改造型

在现有的工业系统中，对己经存在的大量的工业企业通过适当的技术改造，在系统内建立废物和能量的交换机制。

例如，巴尔的摩市东南部的费尔菲尔德，以石油和有机化学产品生产的工业企业为主，因而被视为一种“碳”经济。

美国总统可持续发展委员会的生态工业专家认为这种工业体系为有机化合物的“碳”循环创造了条件和机遇，并坚信巴尔的摩将成为一个生态工业发展模式，把它作为一个示范项目。

运用工业生态学原理改造现有的工业企业的组成和结构是费尔菲尔德生态工业系统规划的基本思路，一方面可以帮助现有成员进一步发展和扩大，另一方面招募那些适合于这种碳经济的、环境保护成绩显著的公司。

这将有助于创造就业机会，实现实质性经济增长而不产生新的环境影响。

（3）虚拟型

它不严格要求其成员在同一地区，通过建立计算机模型和数据库，在计算机上建立起成员间的物料或能量联系，然后再在现实中加以实施。

虚拟型可以省去一般地域集聚所需的昂贵的购地费用，避免进行困难的工厂迁址工作，具有很大的灵活性。

其缺点是可能要承担较高的运输费用。

生态工业链的虚拟模式可以独立设计运行，但更经常地应该是与全新规划型和改造型生态工业链项目结合起来考虑。

例如，位于美国与墨西哥交界上的布朗斯维尔，由于其特殊的地理位置，该地区工业发展的范围也扩展到与布朗斯维尔相邻的墨西哥马塔莫罗斯。

2.3生态工业园

生态工业园区是依据循环经济理论和工业生态学原理而设计成的一种新型工业组织形式，是生态工业的聚集场所和生态工业的实践形式，是衡量和评价生态工业系统综合效益的实体落脚点。

（1）生态工业园定义

所谓生态工业园，国家环保总局（2003）的定义是[7]:

生态工业示范园区是依据清洁生产要求、循环经济理念和工业生态学原理而设计建立的一种新型:

工业园区。

（2）生态工业园的特征

①同传统工业园相比，生态工业园具有以下特征[8]：

通过园区内各单元的副产物和废物交换、能量和废水的梯级利用以及基础设施的共享，实现资源利用最大化和废物排放最小化；

②在工业园区内形成一个类是自然生态系统的网格，而不是单一的副产品或废物交换模式或网格；

③通过现代化的管理手段、政策手段以及新技术（如信息共享、节水、能源利用、再循环和再使用、环境监测和可持续交通技术等）的推广应用，保证园区的稳定和可持续发展；

④通过园区环境基础设施的建设、运行，企业、园区和整个社区的环境状况得到持续改进；

⑤拥有规范体系，并允许园区成员一定的灵活性而且鼓励园区成员适应整体运行目标。

对生态工业园区主要描述是系统、合作、相互作用、效率、资源和环境，这些显然是传统工业园区难以同时具备的特征[9]。

3生态工业系统评价思路

本文对生态工业系统效益的分析评价就是对生态工业园形成的生态工业系统进行效益分析的，以此科学地评价生态工业园区建设水平，并可用于作为完善和提升生态工业系统理论研究。

3.1评价指标的确定

3.1.1评价指标的确定原则

指标体系是由一系列从各方面揭示被描述事物的数量、质量和状态等规定性的各种指标形成的有机评价系统。

为了客观、全面、科学地对生态工业系统进行评价，在建立评价指标体系时应遵循如下原则[10]：

（1）3R原则，生态工业园区建设是发展循环经济的一个重要组成部分，所以构建生态工业园区评价指标体系时，应遵循循环经济的3R原则（Reduce、Reuse、Recycle）。

3R原则实施的优先顺序是减量→再利用→循环。

（2）系统性原则，生态工业园区建设是一项复杂的系统工程，评价指标体系必须能够全面地反映园区可持续发展的各个方面，具有层次高、涵盖广、系统性强的特点。

所以，生态工业园区必须采用系统工程的方法来设计。

（3）动态性原则，生态工业园区建设是一个持续改进的过程，所以设计指标体系时应充分考虑系统的动态变化，能综合地反映建设现状和发展趋势，便于进行预测与管理。

（4）科学性原则，评价指标反映事物的主要特征，本身有合理的层次结构。

数据来源要准确、处理方法要科学，具体指标能够反映出生态工业园区建设主要目标的实现程度。

（5）可操作性原则，评价指标体系应充分考虑到数据的可获得性和指标量化的难易程度，定量与定性相结合。

它要既能全面反映生态工业园区建设的各种内涵，又能尽可能地利用统计资料和有关规范标准。

生态工业园区评价指标设定的最终目标是指导、监督和推动生态园区的健康持续发展。

因此，每项指标应该是可观、可测、简洁及具有可比性。

（6）清洁生产原则，清洁生产的污染预防是生态工业园区建设的基本要求，整个园区和园区内各企业都应在企业层次上开展清洁生产。

各企业的清洁生产是基础，整个园区实现清洁生产是目标。

因此设计评价指标时，应遵循清洁生产原则。

生态工业园区评价指标体系设定的最终目标是指导、监督和推动生态工业园的健康持续发展。

3.1.2评价指标体系的构成

本文生态工业园评价指标主要参考国家环保总局文件《生态工业示范园区规划指南》中的规划建设指标体系[11]。

生态工业园的评价指标体系是一个由目标层、准则层、指标层及分指标层构成的层次体系，示于下图3-1：

（1）目标层（A）生态工业园以综合效益作为目标层的综合指标，体现出园区的可持续发展程度，由经济指标、生态工业指标、生态环境指标和管理指标来衡量。

评价园区综合效益，需要选择描述性指标和规范性指标，使其在时间尺度上反映园区的发展速度和变化趋势，在空间尺度上反映整体布局和结构特征，在数量上反映总体规模和发展水平。

（2）准则层（B）有四个指标：

①经济指标（B1）经济指标既要反映当前经济发展水平，又要反映经济发展潜力。

经济发展水平可用GDP年平均增长率、经济产投比、万元GDP综合能耗等指标表示。

经济发展潜力可用高新技术产业在第二产业中所占比重、科技投入占GDP的比例和主要资源的可用年限等指标来描述。

②生态工业指标（B2）反映物质、能量、水资源集成的效果。

它包括重复利用性、柔性特征等方面。

重复利用率越高，说明园区功能发育得越完善。

柔性结构体现园区的抗风险能力，包括产品种类、生态链条数等。

产品种类越多，生态工业链越长，园区抗击市场风险的能力越强。

③生态环境指标（B3）生态环境指标包括污染控制和生态建设两层指标。

污染物控制方面包括万元工业产值废水、固体废弃物排放量、万元工业产值COD和二氧化硫排放量。

生态建设方面主要用环保投资占GDP的比重来表示。

④管理指标（B4）管理指标包括政策法规、管理意识和公众参与等。

图3-1生态工业园的评价指标层次体系

3.1.3评价指标体系指标解释

（1）经济指标在生态工业园区内，GDP年平均增长率应高于全国平均水平，即大于9％。

经济产投比是衡量经济生产效率、资金使用效果的指标，计算以年度为时限，应大于1.5。

生态工业园区内企业间已经形成了副产物和废物交换网络，因此资源、能源利用率应大幅度提高，万元GDP主要原材料消耗应低于全国平均水平。

由于主要原材料的不同，所以具体指标值目前难以确定，但万元GDP主要原材料消耗必须低于全国平均水平。

国家“十一五”规划要求万元GDP能耗小于2.26t标煤，1999年验收的33个国家级生态示范区试点平均为1.36t标煤/万元。

高新技术产业在第二产业中的比重，表明了园区整体技术水平，高新技术产业产值在第二产业产值中的比重应大于40％。

科技投入占GDP的比例反映了该园区对科技开发的支持力度，目前全国平均为1.5~2.0％，为了增强园区经济发展潜力，园区应加大科技投入比例，故建议取值为3.0％。

主要资源的可使用年限主要决定于当地或周边资源储量以及资源的消耗量，一般应大于30年。

（2）生态工业指标生态工业园区内，要通过构建工业生态链（网），实现物质集成、能量集成、水资源集成，提高原材料、能源、水资源的重复利用率。

成熟生态工业链大于3条。

建议水资源、原材料、能源重复利用率取值分别为：

80％、80％和70％。

生态工业园区必须达到一定的规模，才能抗击市场风险。

要求产品结构合理，产品种类不能过于单调，建议产品种类达到8种以上。

（3）2000年全国万元工业产值废水排放量为49.4t，万元工业产值固体废弃物排放量为0.08t。

建设生态工业园区，应降低万元工业产值的污染物排放量，故上述三项指标建议取值分别为45t和0.03t。

“十一五”规划提出单位GDP的COD排放量5.572kg/万元，单位GDP的SO2排放量为14kg/万元，