新业态与新技术(整理2篇)
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新业态与新技术范文篇1
【关键词】产业生态理论产业技术创新联盟产业技术创新联盟生态系统自然生态系统
【中图分类号】F124【文献标识码】A
党的十报告提出:建设创新型国家,实施创新驱动战略,转变经济发展方式,实现可持续发展。产业技术创新联盟是技术创新体系的重要组成部分,是技术创新网络的一种组织形态,对提高产业技术创新能力,促进产业结构升级,培育和发展战略性新兴产业,提升产业技术水平和产业核心竞争力起到了重要作用,20世纪90年代以来在世界范围大量出现。2008年12月,我国颁布了《关于推动产业技术创新战略联盟构建的指导意见》,极大地促进了产业技术创新战略联盟的发展,并取得了丰硕的成果,但也出现了联盟关系松散、利益冲突严重、内部运行机制不协调、环境支持机制不完善、创新效率不高等诸多问题。借助于生态学的观点,运用产业生态理论,研究产业技术创新联盟内部成员之间协作、共生及进化发展,能够更深刻揭示联盟成员之间以及与环境因素之间的物质、能量以及信息的交换流动和相互依存、相互作用的复杂系统性关系,有助于完善联盟运行机制,促进联盟成员深度协同融合,提高联盟的创新绩效。
产业生态理论概述
国外主要观点回顾。产业生态思想起源于自然生态系统的存在方式。德国生物学家Haeckel于1866年首次提出生态学的概念,并将其定义为研究生物与其环境(有机环境及无机环境)之间相互关系的科学。英国植物学家Tansley于1935年首先提出生态系统的概念,认为生物与其生存的特定的自然环境通过能量流动和物质循环形成了一个相互联系、相互影响、相互作用的统一整体,生态系统包括生物部分(物种与生物群落)与非生物部分(光、热、气、水、土和营养成分等)①。
美国学者Ayres分别于1969年和1972年提出“产业代谢”和“产业生态”的概念;Frosch和Gallopoulos于1989年提出了“工业代谢”一词,并结合生态系统理论,提出了“产业生态系统”和“产业生态学”的概念,认为产业系统活动过程类似自然生态系统的新陈代谢过程―吸收原料、能源并将其转变成产品与废物,传统的产业活动模式应当学习自然生态系统建立产业生态系统,来减少产业活动对环境的影响,从而使产业系统更具可持续性②。20世纪70年代,丹麦卡伦堡工业园区找到了一种革新性的废弃物管理利用途径,称之为“工业共生”现象③。Graedel和Allenby(1995)认为生态学的生物组织和产业中的企业组织具有相似性,产业系统与自然环境相协调维护可持续发展④。Erkman(1997)认为基于人们对自然生态系统的认知,对产业系统的运作、规制进行调整,实现产业系统与生态系统的协调发展⑤。Jouni等(2004)提出区域产业生态系统中的企业通过竞争、合作、寄生和捕食与被捕食等模式实现互动协同进化。⑥Allenby(2005)提出产业生态系统三级进化理论,三级生态系统包括四类主要行为主体:资源开采者、处理者(制造商)、消费者和废料处理者。⑦
国内主要观点回顾。20世纪90年代初我国开始引进国外产业生态理论,近年来产业生态理论的研究和应用成为热点。刘则渊等(1994)提出,产业生态化是把产业活动及其对自然资源的消耗和对环境的影响纳入大生态系统的物质、能源总交换过程,实现大生态系统的良性循环与持续发展。台湾学者杨丁元和陈慧玲(1998)首次将“产业生态”应用于企业经营环境分析,用“生态”概念研究高科技产业发展。王如松等(2000)认为基于自然生态系统的原理,生态产业系统通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合,实现产业系统中物质的闭环循环,使资源、环境能系统开发、持续利用。王寿兵等(2006)对自然生态系统与产业生态系统中的生物个体与企业、生物群落与企业群落、生态系统与产业系统进行了类比研究。王贵明(2009)认为产业组织系统是一种类似于生物有机体的自组织复杂适应性系统。黄欣荣(2010)运用生态学理论对产业生态系统进行个体、种群、群落、生态系统等层面的分析,提出了产业生态系统的企业组织、产业种群、产业集群、产业系统等四个构成层次,并对自然生态系统和产业生态系统的层次要素进行了对比分析。
产业生态理论的基本思想。与自然生态系统相类似,产业生态系统各个企业和产业各司其职,分别承担生产者、消费者、分解者等不同的角色,由企业物种、产业种群、产业集群、产业系统等形成不同的层次,具有自然生态系统“共生互惠、协同竞争、领域共占、结网群居”等特点,企业之间、产业之间、产业和环境之间存在着相互联系、相互依存、相互作用的关系,并进行特定的物质、能量和信息流的交换。生态产业理论强调物质能量的循环流动,产业生态系统内不同企业和产业占据着不同的生态位,形成了类似自然生态系统的生态链,使资源在产业系统内得到循环利用,减少废物排放,降低产业活动对环境的污染和破坏,实现产业系统与生态系统的良性循环和可持续发展。
产业技术创新联盟的生态要素及构成
产业技术创新联盟的生态内涵。在一定地域内会形成以参与技术创新和扩散的企业、大学和科研机构为主体的,中介服务机构广泛介入和政府适当参与的创造、储备和转让知识、技术而相互作用的创新网络系统,产业技术联盟是创新网络的一种组织形态。我们一般从经济和组织意义上研究产业技术创新联盟,认为它是以提高产业技术创新能力为目标,由企业、大学、科研机构或其他组织构成的以各方利益为基础,以法律契约为保障的技术创新合作组织⑧。这种从经济和组织上的定义和理解难以深刻揭示产业技术创新联盟成员之间以及与环境因素之间的物质、能量以及信息的交换流动和相互依存、相互作用的复杂关系以及联盟运行机制的系统性,难以体现技术创新对联盟资源循环流动和有效利用、减少对环境影响和破坏、实现可持续发展的推动作用。
从产业生态理论的角度考察产业技术创新联盟,它是一个以提高产业生态系统技术创新能力为目标,由企业、大学和科研机构、金融机构、中介机构、政府等创新种群组成的创新生态群落与由经济、技术、文化教育、政治法律等环境因素组成的创新环境系统通过创新物质、能量和信息等流动、交换而形成的相互依存、相互作用的创新生态系统,本文称之为“产业技术创新联盟生态系统”(以下简称“联盟生态系统”)。
产业技术创新联盟生态系统具有以下基本特点:一是整体性。构成联盟生态系统的创新物种、种群不是简单叠加聚集、独自运转,而是各创新物种、种群有机联系、相互制约,联结成一个整体存在于环境中,发挥整体功能。二是生态性。创新联盟系统内创新物种、创新种群之间及其与创新环境之间的关系类似自然生态系统中生物物种、生物种群之间及其与环境之间的关系,形成类似自然生态系统复杂“食物链”、“食物网”的技术创新链,具有共存共生、协同进化的生态特性。三是开放性。联盟生态系统内创新物种、种群之间进行资金、技术、人才、信息等流动,创新物种、种群与创新环境之间不断进行物质、能量的交换,促进联盟生态系统创新能力的提高。
产业技术创新联盟生态系统构成要素。内生态系统:由企业物种和种群、中介机构物种和种群、政府物种和种群、金融机构物种和种群等构成。创新物种和种群的角色功能(生态位),见表1。
表1:联盟内生态系统物种、种群及角色功能表
外生态系统:由产业技术创新大系统的环境要素构成,主要包括:经济环境、技术环境、社会文化教育、政治法律等环境要素。各环境要素的主要功能,见表2。
表2:联盟生态外生态系统要素及功能表
结论。联盟生态系统是产业技术创新大系统的一个子系统,由联盟内生态系统和外生态系统构成。企业、高校和科研机构、中介机构、金融机构等创新物种组成创新种群,由创新种群构成内生态系统(创新生态群落);外生态系统(创新环境系统)由联盟生态系统所处的产业技术创新大系统的经济环境、技术环境、社会文化教育、政治法律等环境因素构成。内生态系统创新物种、创新种群处于不同的生态位,按照各自的功能承担特定的角色,进行资金、技术、人才、产品、信息等物质、能量的流动,形成了有机的联系和相互制约关系,实现互惠共生和协同进化。同时,外生态系统为内生态系统的企业物种和种群提供物质、能量和发展环境支持,企业物种、群落本身也向外输出产品,内生态系统和外生态系统物质、能量之间不断地进行交换、流动,这样具有内在创新能力的内生态系统与外在创新支持条件的外生态系统协调互动形成有机统一体。技术创新联盟生态系统模型图,见图1。
图1:产业技术创新联盟生态系统模型
产业技术创新联盟生态系统运行机制
共存共生机制。产业技术创新联盟生态系统由企业、高校和科研机构、中介机构、政府、金融机构等创新物种、种群构成,与自然生态系统类似,每个创新物种、种群占据不同的生态位,承担不同的功能和角色,通过复杂的“食物链”和“食物网”实现创新物种、种群的共存共生,使创新物种、种群优势互补、资源高效利用。第一,企业物种、种群之间形成共生创新生态链。在联盟生态系统内,供应商、生产商、销售商、服务商等创新物种、种群,处于产业链的不同阶段,形成了产业生态系统的技术创新生态链。一是形成横向共生的创新生态链。不同工艺流程的企业物种、种群,通过为自身的废弃物找到下游的“分解者”,形成横向共生的产业生态链,从而形成联盟生态系统技术创新的“食物链”,达到“稻田养鱼”的横向共生效果,从而实现物质的再生循环和有效利用。二是形成纵向闭合的创新生态链。在产业技术创新联盟技术创新活动中系统地考虑产品从“摇篮”到“坟墓”到“再生”的过程,即从产品原材料生产到产品使用回收整个过程,企业物种、种群联结形成纵向闭合的纵向创新生态链,实现物质从源到汇的纵向闭合,循环利用。第二,高校和科研机构创造知识,提供技术和创新人才,提高创新联盟生态系统的技术创新能力,使科研成果转化为现实生产力,实现了自己的价值和利益,促进了自身发展。第三,中介机构提供信息、进行技术资源的扩散,促进科技成果的转化。第四,金融机构为创新物种、种群注入创新资本,为创新活动提供资金支持。第五,政府通过制定相关政策和法律法规,鼓励、扶持、引导、规范创新联盟生态系统的形成和发展,协调其它创新物种、种群的关系,实现经济和社会发展。
进化动力机制。在自然生态系统中,优胜劣汰的自然法则和自组织性促使生物物种不断进化,保持物种的生存和发展。与自然生态系统类似,联盟生态系统的企业、高校和科研机构、中介机构、政府、金融机构等物种、种群由多种力量和因素集合促生和驱动实施或参与技术创新活动和过程,促进自身的进化发展和竞争力的提升。第一,市场竞争机制。在产业生态系统中,会出现占据同一生态位的多个个体物种,在发展过程中就必然会产生竞争。市场竞争的压力会形成创新物种创新进化的动力,推动技术升级、产品升级,获得竞争优势,实现自身进化和发展,进而促进联盟生态系统整体升级。第二,自组织机制。自然生态系统中,生物的进化除了物竞天择的自然法则外,还有内部自身进化的原则。在联盟生态系统中,创新物种自身成长也是创新进化的动力。创新物种通过做出在进化过程中关于自身的定位、设计、发展方向等一系列政策,在外部环境因素的作用下,会自觉进行调整,最终朝有利的方向进化发展。第三,市场需求牵引机制。市场需求是技术创新活动的源动力。一方面,市场需求会产生企业生存压力危机,企业必须提供满足市场需求的产品和服务,才能生存和盈利;另一方面,经济、技术、社会的不断发展变化会产生新的市场需求和市场机会,从而使企业以此为导向进行技术创新。另外,市场需求在引导企业技术创新同时,也带动高校和科研机构、中介机构、金融机构等从事和参与技术创新,从而形成联盟生态系统整体创新。第四,利益驱动机制。联盟生态系统创新物种从事和参与技术创新的利益诉求不同。企业、中介机构、金融机构注重技术创新的经济利益,高校和科研机构则侧重技术创新成果的学术价值,政府则注重技术创新的经济和社会综合价值。因此要充分考虑各方的利益,根据联盟创新物种利益诉求、价值取向、资源投入、贡献大小、风险承担等要素,科学设计利益分配方案和方法,既要考虑物质利益,也要考虑知识产权、商标、品牌等非物质利益,尤其要强化知识产权保护和分配规则;联盟生态系统要建立相关机构,综合利用经济、法律、行政、内部规章等手段,加强联盟生态系统创新物种之间利益的沟通、反馈、协调和维护,处理损害创新物种利益的行为,使创新物种的利益能够得以保证和实现。
资源流动机制。在自然生态系统内,各物种、种群之间通过物质循环、能量流动、信息传递而形成相互依存、相互作用的整体。联盟生态系统各创新物种、种群掌握不同的优势资源,如企业拥有市场、技术和资金,高校和科研机构拥有技术、知识和人才,中介机构掌控技术扩散渠道,金融机构拥有创新资本,政府拥有政策调控权。各创新物种、种群之间只有不断进行资金、技术、知识、人才、信息等创新资源流动交换,才能使创新物种、种群之间密切合作,实现优势互补和资源的合理利用,实现产业技术创新过程的统一和高效,从而发挥联盟生态系统整体创新效能。第一,知识学习机制。在联盟生态系统中,各创新物种、种群具有创新知识的比较优势,通过人员派遣、人员互换、人员培训、技术论坛、网络平台等多种方式加强创新物种、种群之间的学习交流,使创新物种、种群克服自身知识集合的限制,获得创新隐性知识和显性知识,产生知识的关联效应和辐射效应,实现知识的转移、流动、整合和提升。第二,知识产权转移机制。企业、大学和科研机构等创新物种往往拥有商标、技术专利、技术诀窍等知识产权,通过知识产权转移能够形成创新物种、种群之间知识流动和整合的互动网络。政府要完善知识产权转移的法律法规,企业、大学和科研机构要设立知识产权管理机构,中介机构广泛参与,组建知识产权转移平台,通过技术入股、许可、转让等方式,实现知识产权在联盟生态系统中的转移,促进创新成果的商业化。第三,人才流动机制。创联盟生态系统创新物种、种群拥有不同类型和不同层次的创新人才,放松创新人才流动的障碍和限制,形成合理的人才流动机制,能够促进联盟生态系统创新人才资源的合理配置和充分利用,降低人力资源成本。创新物种、种群之间通过创新人才互补调动配置、相互交叉任职、相互兼职挂职、短期指导培训、项目联合研发等多种方式实现创新人才在联盟生态系统中合理流动,促进创新知识和技术的传播和共享。第四,创新资金融通机制。可以通过财政支持、创新基金投入、银行贷款、风险投资、联合研发生产等方式实现创新资金在联盟生态系统中创新物种、种群之间的聚集和流动,为技术创新活动提供资金支持。
环境供养机制。自然生态系统中生物通过吸取环境提供的阳光、土壤、水分、有机物等物质与能量而实现自身的发展进化,环境是生物能量的源泉。与自然生态系统类似,联盟生态系统的外生态系统为创新物种、种群提供了经济、技术、政治法律、社会文化教育等支持和保障,是创新联盟生态系统的营养供给系统。第一,政府要制定科学的经济和产业发展规划,制定促进经济和产业发展的政策,不断进行经济和产业结构的调整,转变经济发展方式,大力发展低碳经济、循环经济、绿色经济,不断完善道路、交通、通讯、信息等基础设施,为联盟生态系统提供良好的经济环境和支持。第二,政府要制定科技发展政策和规划,加强科技创新体系建设,加大创新投入,大力发展低碳技术、循环技术、绿色技术,鼓励协同创新,推动社会和产业技术创新与进步,为联盟生态系统提供更多技术和知识资源。第三,政府要制定有关财政、税收、金融政策和法律法规,鼓励、支持、引导、规范联盟生态系统的形成和发展,并为创新物种开展技术创新提供政策法律扶持和保障。第四,政府要大力发展文化教育事业,不断提高人民教育水平和文化素质,积极倡导创新文化,形成创新的文化导向和价值观,为联盟生态系统营造良好的创新社会文化环境。
结语
产业技术创新联盟生态系统具有类似自然生态系统的特点,联盟生态系内企业、高校和科研、中介机构、政府、金融机构等创新物种、种群占据不同的生态位,在联盟生态系统中发挥着各自的优势和专业特长,创新物种、种群之间及其与外部环境因素之间存在复杂的物质、能量、信息的交换和流动,形成类似自然生态系统复杂的“食物链”、“食物网”,联盟生态系统在共存共生、进化动力机制、资源流动机制、环境供养机制的系统耦合作用下,形成了各创新物种、种群相互依存、相互作用的创新网络,实施产业集群创新,形成创新聚集效应,不断提升产业技术创新联盟生态系统整体的创新能力,提高了资源的有效、循环利用,减少对环境的污染和破坏,促进产业结构优化和可持续发展。
(作者为梧州学院经济与管理学院副院长、副教授;本文系2014年度广西高校科学技术研究项目“西江经济带协同创新能力评价与提升研究”的阶段性研究成果,项目编号:YB2014360)
【注释】
①T.E.Tansly,B.R.Allenby:《产业生态学》,北京:清华大学出版社,2004年,第23页。
②Frosch.R.A,Gallopoulos.N.E.Strategiesformanufacturing,Science.Am,1989,261,(3):165-166.
③杨文举等:“发展生态工业探析”,《生态经济》,2002年第2期,第56页。
④T.E.Graedel,B.R.Allenby.IndustrialEcology.PrenticeHallPress,1995.
⑤S.Erkman.IndustrialEcology:AnHistoricalView.JournalofCleanerProduction,1997,261(3):1-10
⑥JouniKorhonena,IlkkaSavolainen,MikaelOhlstrom.Applicationsoftheindustrialecologyconceptinaresearchproject:TechnologyandclimatechangeresearchinFinland.JournalofCleanerProduction,2004,12:87-97.
⑦B.R.Allenby.ADsignforEnvironmentMethodologyforEvaluatingMaterials.JournalofTotalQualityEnvironmentalManagement,2005,(4):69-84
新业态与新技术范文篇2
关键词生态工业园区技术创新
1996年10月,美国可持续发展总统委员会对生态工业园区提出了这样的定义:一个有计划的物质和能量交换的工业系统,寻求能源和原材料消耗的最小化、废物产生的最小化,并力图建立可持续的经济、生态和社会关系。
随着生态工业园区的出现及其日益的发展壮大,它对技术创新发展的影响也日益凸现出来。生态工业园区要求企业依靠科技进步,采用无害或低害的新工艺、新技术,大力降低原材料和能源的消耗,实现少投入、高产出、低污染,尽可能把对环境污染物的排放消除在生产过程之中。生态工业园区发展推动了企业技术创新。
1推动了回收利用型技术的发展
随着生态工业园区的不断发展,生态经济的观念日益深入人心。企业经济效益的高低直接与物质流动模式相关,原有的物质流动模式造成经济活动的“高开采、低利用、高排放”,这使得人们不得不开始转向对回收利用型技术的关注。回收利用型技术的物质流动模式可以表示为“资源——产品——消费——再生资源”,通过对物质和能量最大限度的回收利用,使经济活动对自然环境的影响降低到了尽可能小的程度,同时也大大的降低了企业的生产成本,达到了“低开采、高利用、低排放”。
在加拿大burnsde工业园区,通过回收废纸然后外运供其他公司生产衬垫板,另一家包装公司则重新利用电脑公司的过剩的聚苯乙烯;它还拥有各种回收和再利用公司,处理颜料盒、丝带重新涂墨、轮胎翻新和家具翻新等;另外还使用银回收系统回收印刷工厂的银;同时园区内的19家化学品生产销售公司还联合进行化学品交换。
在美国,查塔诺加(chattanooga)生态工业园区,通过重新利用老工业企业的工业废弃物来减少污染和增进效益。如将旧钢铁铸造车间改造成一个利用太阳能处理废水的生态车间;紧邻的肥皂厂则循环利用废水;而肥皂厂旁边是利用肥皂厂副产作原料的一家工厂。这样就建立起了一个相对完整的生态工业网络。choctaw生态工业园区则基于园区所在地丰富的特定资源,也就是俄克拉何马州大量的废轮胎资源,通过采用高温分解技术将这些废轮胎资源化从而得到炭黑、塑化剂和废热等产品。
在我国,天津开发区生态工业园区的企业将汽车生产中的废钢及其它边角废料回收后,通过熔炼等加工过程制成钢锭,再提供给丰田模具工厂作为其生产模具的原料。另外,针对食品饮料业能源消耗量大且稳定的特点,天津开发区开展了企业内部和行业间的蒸汽梯级利用;并进行行业之间、企业之间的共生合作,构建废水代谢链条。还致力于雨水的收集和再生利用;致力于垃圾分拣和再生,使危险废物实现资源化;以及有机废物堆肥化处理、剩余生活垃圾焚烧发电。广东南海生态工业园区也是一个成功的实现了对废弃物的回收利用的例子。园区由设备加工、塑料生产、建筑陶瓷、铝型材和绿色板材等5大行业组成。根据技术可行性及保护环境的前提条件,核心企业及其相关的附属企业组成5个相对独立、相互共生的工业生态群落,通过物质和能量的相互交换,构成多种物质能量链接的生态链网络。在这其中,有3条属于闭合循环的生态链:环保仪器设备厂生产的产品在消费后报废予以拆解,其中可以再利用的零件供维修用或回到企业供生产用,不可再利用的零件经五金加工厂回炼成金属原材料,重新生产零件供给厂家生产仪器设备;可降解塑料厂产生的废塑料进入塑料添加剂厂用于生产增韧剂,然后返回可降解塑料厂供生产使用;绿色板材厂在生产过程中,产生的树皮、木屑等,通过加工成生产板材用的胶黏剂,再次返回板材厂生产使用。园区内企业的废弃物通过废物交换、循环利用,不仅降低了废物排放,而且还能吸收消化园区外的塑料废物、废旧五金等,不仅如此,每年还可通过节省原料和能源、处理废物使得成本降低、再利用废物等方式获得相当高的经济效益!
从这些闭合循环的设计上可以看出,园区企业间利用彼此生产中产生的副产品和废弃物作为再生资源,经过加工后重新返回系统循环使用。这种循环生产的理念,充分带动了回收利用型技术的发展,更很好的体现出了工业生态系统物质循环和能量有效利用的理论。
2推动了物料消耗最小化的系统技术的发展
在生态工业园区,内部企业之间彼此利用“废物”,使企业之间形成一个封闭的系统,从而使物料消耗达到最小化。具体可从两个方面来考察。
一方面,产品的数量保持不变,而物料的消耗绝对减少。以卡伦堡生态工业园区为例。该园区主要包括发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂。其中,电厂向炼油厂和制药厂提供发电过程中产生的蒸汽;将除尘脱硫的副产品工业石膏,全部供应附近的一家石膏厂作原料;将粉煤灰出售,供铺路和生产水泥之用;炼油厂产生的火焰气通过管道供给石膏厂用于石膏板生产的干燥,减少了火焰气的排空;酸气脱硫生产的稀硫酸供给附近的一家硫酸厂;炼油厂的脱硫气则供给电厂燃烧。另外,炼油厂的废水经过生物净化处理,通过管道向电厂输送冷却水用于冷却发电厂的发电机组,而发电厂产生的蒸汽回头又供给炼油厂;热电厂同时也把蒸汽出售给石膏公司和市政府;热电厂的脱硫装置使燃烧气体中的硫与石灰石产生反应,生成石膏供应给石膏材料厂作为原材料。而炼油厂生产的多余的燃气,又可以作为燃料供给发电厂和石膏厂。由此可见,通过对一系列的能减少物质消耗、封闭物质流的技术的应用,卡伦堡生态工业园区极大地节约了相关公司的成本,并且带来了许多新的收益。据测算,在这些交换中产生的共生物料量大约相当于asnaes电厂每年购买的煤量(200万t/年),亦或相当于statoil精炼的北海原油吨数(480×104t)。由此可见,卡伦堡生态工业园区通过形成一个有效的循环再利用网络,实现了绝对减少物料消耗的目的。同时,还最大限度地保护了当地的环境,减少了污染。从生态学角度说,卡伦堡表现了一个简单的食物链的特征:生物体消耗其他生物体的废物和能源,彼此之间共依共存。
另一方面,产值相同的前提下,单位产值消耗的物料相对减少。鲁北生态工业园区,园区内部包括磷铵硫酸水泥联产、海水“一水多用”、盐碱电联产3条密切相关的生态产业链,这些产业链通过系统化、网络化,协同、共生,构成了一个生态型工业系统。
具体来讲,以磷铵、硫酸、水泥产业链为例。在磷铵、硫酸、水泥产业链(简称psc)中,磷矿与硫酸制取得到的磷酸与合成氨反应制得磷铵,副产品磷石膏送往水泥厂生产水泥。富含so2的水泥窑气送往硫酸厂生产硫酸和液体so2,液体so2用作生产溴素的原料。硫酸送往磷铵厂用于磷铵的生产。以煤矸石为燃料的热电厂产生的电力和蒸汽供各厂使用,锅炉副产的炉渣、炉灰作为混合材料生产水泥。在这个系统中,生产磷铵排放的废渣磷石膏,用于制造硫酸并联产水泥,而硫酸又再返回用于磷铵的生产,上一层产品的废弃物成为了下一层产品的原料。使得资源得到了高效的循环利用,在整个生产过程中,没有废弃物排出,形成了一个封闭的工业生态循环系统。这使得对磷矿的开采降到了最小的程度,同时也避免了对硫矿以及石灰石矿的开采,使对物料的消耗达到了最小化。据测算,它的磷铵成本比同类企业的产品成本低30%,水泥成本低20%,硫酸成本低50%。
我国山东鲁北工业园区创新出了3种关键性技术,以实现系统内部的物质与能源的循环与转换,这3种技术为:磷石膏制硫酸联产水泥技术;磷石膏分解技术;补加高硫煤、窑外分解及控制氧化气氛技术。通过对这些技术的系统应用,实现了整个鲁北生态工业园的完整链接与运行,进而实现了降低物料消耗、综合利用资源、消除污染的目的。这种生态工业模式也必将进一步推动节约型技术的系统化发展。
3使环境治理技术集成化、系统化
治理整个生态工业园区的环境问题与治理单个工业企业的环境问题截然不同。在生态工业园区出现之前,前两代工业园区的企业彼此独立经营,缺乏企业间副产品与废弃物的有效流动和再利用,缺乏环境治理技术上的相互合作机制,致使资源利用效率低下并且环境污染严重。
对生态工业园区而言,对环境污染的治理不能够再局限于对一种有害废物的处理上。如在处理污水时,不能简单的只处理水污染问题,因为处理污水的同时还会产生有毒、有害的污泥。在处理某个成员企业的废弃物时,还要考虑到是否可以进行交换再利用,处理方法是否可以在成员企业间形成贯通的链条。这就要求环境治理技术要系统化。生态工业园区的企业成员间应该形成一个封闭的环境治理技术的链条。如供水——收集污水——污水处理——有害废物存放和处理——垃圾填埋,就是一个简单的环境治理技术的集成。
根据各生态工业园区所采用的环境治理技术的不同,又可划分为两类。一类均采用现有技术,对这些技术进行综合,使之组合成一个完整的循环系统,或者称之为一个集成;美国切克托生态工业园就属于此种类型。另一类是针对自身生产的特点,采用新开发的一整套技术,从而使环境治理技术达到系统化。广西贵糖生态工业园区可作为此类型的代表。
美国切克托生态工业园区通过集成现有技术,形成了一个生态型工业体系。它将回收的废旧塑料品直接供给塑料制造公司作为原材料。抽去废旧轮胎中的钢丝后,将其粉碎成橡胶颗粒,通过传动带输送到联邦循环技术公司进行高温热分解,得到塑化油和碳黑;而钢丝在集中处理后,作为钢材再利用;塑化油经管道输送到塑料制造公司加工处理,成为可用的塑料。塑料再经管道传送到两家公司,一家公司以此生产塑料标牌,另一家用来生产彩色胶片。碳黑以浆的形式经管道输送到另一家公司,以此生产小型硬胶轮胎。由此可见,切克托生态工业园区通过将这些废旧物资的回收与处理技术集成化,充分利用废弃物,使其分解后回收再利用,有效的形成了一个密闭的生态循环网络,最大限度的利用资源,最大限度的减少了造成污染的废弃物的排放,实现了经济效益与环境效益的双丰收。
贵糖生态工业园区以制糖业为主体,兼容了甘蔗种植业、造纸业和酒精业以及热电厂。众所周知,制糖业本身是一种排污多、污染重的行业,特别是在中国这种制糖技术比较落后的国家,制糖企业造成的污染和浪费一直是该行业比较难以克服的一个大问题,为了解决这一问题,贵港生态工业园区通过引进制糖业以外的其他相关企业,共同组成了一个生态工业链系统,成员企业间均存在着输入和输出的相互依赖关系,物质和能量在这条生态工业链中被系统化的利用,十分有效的提高了污染物和废弃物的净化率和转化率。例如,在制糖工艺中输出的废糖蜜,被酒精厂酒精车间作为资源用来生产能源酒精或食用酒精,酒精车间产生的酒精废液经过浓缩、干燥和补充必要养分后,制成复合肥,这样就使废糖蜜得到了充分的利用,减少了环境的污染;造纸中段的废水(碱性)与热电厂锅炉的含硫烟气(酸性)通过除尘脱硫塔进行中和反应,减少了污染物的排放;通过一系列的措施促进水的重复利用,极大的减少了废水的排放。总之,贵糖生态工业园区通过除尘脱硫、回用水工程等系统化的环境治理技术,形成了包括处理废水、废气、生产水泥、轻钙等副产品以及利用酒精生产过程中的副产品——酒精废液制造复合肥、向园区制造系统提供回用水的一个环境综合处理系统,充分体现了其环境治理技术的系统化,极大程度的解决了区域结构性环境污染问题。
4催化绿色技术革命
技术创新按创新的新度来分,可区分为重大技术创新和渐进技术创新。重大技术创新是指由于技术上的重大突破和新技术革命所导致的创新。渐进技术创新是指技术原理无重大变化的产品和技术改进。重大技术创新可以是单元技术上的创新,也可以是同时涌现数种技术甚至是整个系统层次上的创新。后者亦可称之为蔟状式创新。it业的技术创新形式就属于这种情况。众所周知,it业作为当今信息时代的领头军,其技术的更新速度可谓是日新月异,往往一夜之间就会涌现出数种新技术,淘汰掉前一天还十分盛行的技术及产品。这就是典型的蔟状式创新。
由生态工业园区所引发的绿色技术革命就属于蔟状式创新。所谓绿色技术,是指能减少污染、降低消耗、治理污染或改善生态的技术体系。当今的环境问题主要表现为资源枯竭、生态恶化和环境污染。为了解决这些环境问题,人类需要超越现代技术,寻求一种新的技术体系,以实现人类的可持续发展。绿色技术就是在这样的大背景下应运而生的。绿色技术包括清洁生产技术、治理污染技术和改善生态技术。由此可见,绿色技术不仅要解决之前生产过程中造成的环境污染问题、改善生态环境,还要防止未来的环境污染和生态恶化问题。
生态工业园区要求园区成员间在物质和能量的使用上形成类似自然生态系统的生态链或食物链,以实现物质与能量的封闭循环和废物最少化。为达到这个目标,必须改进现行技术,使技术向清洁生产、实现污染零排放方向发展。这就使得企业纷纷致力于发展绿色技术。在生态工业园区这样的大环境下,绿色技术是如雨后春笋般大批量的涌现出来的,这也就是蔟状式创新。这直接促成了整个系统层面上的绿色技术革命。
在小区域范围内,由于生态工业园区是以生态工业链为基本结构,园区企业间的排列结构类似于生物链,均存在着物质的输入输出关系,这就直接决定了园区内的绿色技术创新将以蔟状式涌现为主要特征。以日本腾泽(fujiaswa)生态工业园区为例。为了实现由末端治理技术向减少废物和降解废物方面的转化,实现园区污染零排放的目标,园区迫切需要一系列的绿色适用技术。在这种情况下,腾泽(fujiaswa)生态工业园区的上属公司ebara公司开发出了各种废物转化新技术,主要包括硫化床气化燃烧和处理系统、烟道气处理系统、太阳能光电池系统、风能涡轮发电机、污水加热交换泵以及新型的燃料电池技术等。通过应用这些绿色技术,使得园区与传统的工业系统相比,估计降低40%的能源消耗,降低30%的水消耗,减少95%的废物排放和30%的二氧化碳排放。
对于整个社会层面上来讲,绿色技术的创新更不会是以零星出现、散状分布为特征的。随着生态工业园区的不断涌现及发展壮大,为了达到经济与环境的双赢目的,企业对绿色技术的要求也变得越来越迫切,而为了实现物质在整个社会系统内的良性闭合式循环,势必要求绿色技术形成一条绿色生产工艺的链条,主要包括水的重复利用技术;能源综合利用技术;回收、再循环、重复利用和替代技术;环境监测技术等。
生态工业模式需要无害化新技术、新工艺的支撑,因此,生态工业园区的建设和发展势必带来技术上的进步和竞争力的提高。但要实现这些技术上的突破,还需要政府、园区、企业的相互促进,从政策、组织、管理等多方面积极的配合。
参考文献
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