工业生态学

催生新清洁生产

清洁生产自其诞生以来，迅速发展成为国际环保的主流思想，有力推动了世界各国的环境保护。今天，已经很难找到一个没有开展过清洁生产活动的国家或地区了。各国在清洁生产实践中不断创新，新的清洁生产思想、新的清洁生产工具大量涌现，丰富了传统清洁生产，催生着新清洁生产。

清洁生产不间断的跋涉清洁生产思想自诞生以来，一直在不断创新、不断丰富。国际上称其为“不间断的跋涉”。从名称上看，美国20世纪80年代提出污染预防前后，到联合国环境署正式推出清洁生产定义，清洁生产的名称经历了废物规避、低废物工具、废物最小化、废物预防、源削减、源控制等一系列变化。从内容上看，清洁生产不但从最初的化工企业清洁生产审计、发展到包括一、二、三产业各种类型组织的审计，而且其广度和深度迅速发展。从总体上看，发达国家推行清洁生产主要采用的是供给式推动机制。这种机制不能大面积地有效地激发组织自主地进行清洁生产。各国清洁生产近几年在推行中都遇到一些问题，这些问题集中的体现是，主动要求进行清洁生产审计的组织不多、通过审计的成果也很难持久。

发展中国家推动清洁生产采用的也是供给侧机制。但是由于政府经费不足，好的企业不多，推动清洁生产往往依靠发达国家或国际组织的赠款项目。

近几年来，清洁生产领域新的概念、新的实践层出不穷，有关于推行机制的，也有关于技术方法的；有的深化和丰富了清洁生产思想，有的开创和实施了新的清洁生产工具。这些理论和实践为创立新清洁生产打下了良好的基础。

新清洁生产的主要内容

联合国环境署对清洁生产的定义为：一种新的环境战略，也是一种新的思维方式，其具体实施要依靠清洁生产工具。该定义把清洁生产提高到一种思想的高度，突出了整体预防、生态效率、环境战略、全生命周期等重要概念，覆盖了生产过程、产品和服务，十几年来盛用不衰。由于清洁生产最初是由企业提出来的，不难看出，在联合国环境署的这一定义中保留了过深的企业层次的烙印，对高层次的和大范围的清洁生产涉及较少，缺乏指导作用。我国过去最主要的、几乎是唯一的清洁生产工具是清洁生产审计。

各国清洁生产的实践证明：把清洁生产主要放在企业层次，有很大的局限性。中国近10年的清洁生产实践尤其证明了这一点。20世纪80年代，由于中国工业的布局和结构，在很大程度上仍呈计划经济体制已经建成的布局和结构，造成了严重的区域性污染、结构性污染、资源利用率低下带来环境污染和其他环境问题。这些问题主要依靠在单个企业推行清洁生产是解决不了的。

新清洁生产主要在思想层次、推行机制层次和技术层次等三个层次上创新。

在思想层次上，要把清洁生产这种新的创造性的思想和整体预防的环境战略纳入到国民经济计划之中，在国民经济计划这个源头，把好工业结构关、经济布局关、产品生命周期关，把污染消灭在产生之前。

在推行机制层次上，要创建市场运作机制，用市场运作机制产生对清洁生产的大面积的和持久的需求，即用需求侧机制取代过去的供应侧机制。推行清洁生产的核心力量是政府，策划、建立、运作和发展清洁生产市场的核心力量也是政府。政府要通过推出一系列政策措施，使清洁生产搞得好的企业更容易取得更大的市场份额、剌激企业搞好清洁生产的积极性。清洁生产的涉及面很广，不是一个政府部门能够全揽的。国务院将清洁生产的职能合理地分解到所有有关国家部委局中，各家协同作战是清洁生产市场健康发展的重要前提。

在技术层次下，要总结、提高、创造新型实用清洁生产工具，开发出在实际工作层面上落实清洁生产思想的有效手段。

新清洁生产工具

生态设计是一种借助环境确定产品设计的决策方向的概念。生态设计已在荷兰等国家进入研究生课程，有的产品已达到实用阶段。国外有人按生态效率改善程度由低往高顺序、将生态设计分为四类：产品改进、产品再设计、功能革新和系统革新。

生命周期分析是评估产品在其全部生命周期对环境影响的一种工具，从制成该产品的原材料的提取和加工，到制造、包装和营销过程，到该产品的使用、再生使用和维护，直到最终循环或在产品有用生命末端作为废弃物处置。

随着环境管理的日益加强，过去20年左右发达国家工业界用于环保的费用包括污染治理、废物管理、监测、依法报告、法规规定的必要费用和保险等方面的费用增长很快。但是，由于传统的管理会计系统往往将上述环境费用计在一般管理费帐目上，生产部门的经理因而缺乏减降其环境成本的积极性，导致总经理一级的管理人员对企业的环境成本也缺乏了解。环境管理会计就是为了解决这一问题而提出的一种清洁生产工具。

产业生态学是生态产业的学科基础。产业生态学的研究对象是社会生产活动中自然资源从源、流到汇的全代谢过程及其与生命支持系统的相互关系。生态产业是按生态经济管理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型进化型产业。它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合使物质和能量多级利用、高效产出并持续利用。

生态产业的组合、孵化及设计原则主要有10点，即横向耦合、纵向闭合、区域整合、柔性结构、功能导向、较硬结合、自我调节、增加就业、人业生态和信息网络。

清洁生产诊断与清洁生产审计一样也是一种预防污染的、系统化和科学化的分析和评估程序，与清洁生产审计的不同之处在于，清洁生产诊断的分析和评估对象是国民经济计划的编制过程、政策的制订过程以及区域或区域性组织。

清洁生产诊断是一套综合性很强的程序，其使用的方法包括生命周期评估、物料平衡、环境影响评价以及情景模拟等。《科技日报》2001.08.11文/段宁

立足资源优势和特色建立珠海生态产业示范园区

□ 朱鹏飞

珠海市1997年成为全国首批“国家环保模范城市”，1998年获联合国“改善人居环境最佳范例奖”，1999年被定为首批“国家生态示范区”，这一切，证明了珠海市20年来坚持走可持续发展道路已达到了国家领先水平，某些领域已进入了国际先进水平，这是珠海市拥有的一笔巨大资源，为今后增加经济总量，提高城市发展质量打下了良好的基础，但同时也应该看到所面临的危机。以国家环保模范城市为例，到目前为止已有深圳、大连、厦门等16个国家环保模范城市(区)，这些城市和珠海一样都提前一年实现了“双达标”，生态示范区在全国也已有32个。这说明，在珠海市取得了巨大成就的同时，其它城市也各自发挥自己的优势赶超珠海，不发展就会落后，是珠海可持续发展道路上所面临的巨大压力。为此，我们在总结特区成立20年来成功的经验，制定率先基本实现现代化的计划时，应考虑如何发挥资源优势，走出一条有珠海特色的社会、经济全面发展的可持续发展特色道路，这是需要政府组织有关部门开展深入研究的问题。

一、珠海市发展生态产业的条件分析

(一)生态产业及其发展的理论基础

生态产业(Ecological Industry)是按生态经济原理和知识经济规律组织起来的基于生态系统承载能力、具有高效的经济过程及和谐的生态功能的网络型综合型产业，它通过两个或两个以上的生产体系或环节之间的系统耦合，使物质、能量能多级利用，高效产出，资源、环境能系统开发、持续利用。产业发展的多样性与优势度，开放度与自主度，力度与柔度，速度与稳度达到有机结合，使污染负效益变为经济正效益。根据我国著名的生态学专家马世骏教授提出的发展中国家可持续发展的方法论基础，中国的生态产业主要是开展人工生态产业建设，追求经济和生态效益的统一和人的主动改造与建设，强调资源的综合利用、技术的系统组合、学科的边缘交叉和产业的横向结合。在这方面我国已取得了长足的研究进展，是我国生态学跻身国际前沿的少数几个领域之一。

珠海市作为国家环保模范城市，只是可持续发展城市的一个初级阶段，仅是生态城市的基础，作为一个走可持续发展之路的领头城市，应该考虑经济、社会、生态三者的贯穿，用生态学的理论和方法来建设城市，按照ISO14000的体系来管理，做到科学规划、合理布局、统筹兼顾。在能源利用、建筑设计、产业发展等方面应充分考虑资源优势及其再生利用，在产生明显的社会经济效益的同时，实现人与自然的和谐相处，在制定社会经济发展规划的时候，不应以发展污染型的工业为经济支柱，而是采用产业生态学方法，以生态产业为主体，通过建设生态产业示范园区，带动全市生态产业的发展，形成独具特色的产业经济，走城市可持续发展的道路。

(二)珠海市生态产业发展的资源基础

珠海市建市20年来，保护和建设了一大批文化、自然、社会资源，这些有形和无形的资产，是城市社会经济可持续发展的基础，大体可分为以下几个方面：

农业自然资源：在经济发达的珠江三角洲地区，拥有45万亩没有受到太多污染的农业生产良田是非常难得的，在这个基础上，发展生态农业资源农业、高新技术农业、绿色食品基地(尤其是有机绿色食品基地)，创造出生态农业产品品牌，是珠海市生态农业产业化的基础。

海岛海洋资源：珠海市拥有长而宽的海岸线，东南部的海岛海洋资源，是未来发展海洋经济的物质基础，现在仅开发部分海产养殖和海岛旅游，只是海洋产业的起步，今后，在海洋生物、海洋生化物质利用、能源和封闭式生态型海岛资源开发利用等方面具有巨大的发展潜力。

珠江水网地区及优质的淡水资源：在全球性缺水危机下，珠海所拥有的淡水、河流及出海口三角洲资源就显得特别的珍贵。

生态环保资源：20年来珠海市环保、规划部门在市委市政府的领导下，在发展经济的同时，开展环境保护工作，使珠海在我国经济发展较快的地区中独具特色地保留了一片蓝天、碧水和土地，并积累了一笔环保、规划管理的软硬技术，这为城市可持续发展提供了一个良好的环境基础。

国家级环保模范城、生态示范区、旅游城市、国际改善人居环境典范等无形资源是珠海市建立以生态产业为支柱经济的国际型可持续发展示范城市的基础，以国际改善人居环境最佳范例奖为例，不仅可带动房地产等产业的发展，而且为争取国际生态环保技术合作，吸引国外投资、开展国际融资创造了条件，为生态产业发展打下了良好信誉基础。

20年来探索可持续发展的城市建设道路，积累了丰富的领导、组织、管理技术基础和实践经验，一些崇尚环境保护的技术人员、公众纷纷到珠海安家落户和投身经济建设，使珠海具备了一支强大的具有生态文明的干部技术人员和市民队伍，这一切均为今后建立生态城市提供了发展基础。

具备了上述社会、人文、自然、人才等产业基础，开展生态产业的发展，培植特色的经济增长点和支柱产业就是珠海未来社会发展的强大优势，保护利用好这些资源，就能使珠海的经济走上腾飞之路，并逐步走向全国，乃至国际先进城市的行列。

(三)珠海市生态产业的现状

生态产业包括生态农业、生态工业、生态旅游业和与之配套起协调和窗口作用的生态信息业。珠海生态农业有市农科中心。生态工业有ISO14000企业，生态旅游有海岛生态游、温泉等资源型旅游，但这些只是生态产业的雏形，至于生态信息产业则还未起步，以市农科中心为例，只是通过种养业形成集旅游观光、科普和餐饮业在内的一个一、三产业联合体，就连农业科学技术推广中心的功能都未能得到充分的发挥；温泉资源只是带动了旅游餐饮业，其利用价值未能充分体现，造成了资源浪费，就资源有偿使用而言，政府所得到的收益是极为有限的，使温泉这一国有资源廉价出让和低水平利用；生态工业方面还未形成清洁生产体系，生态环保产业的发展与国家级生态示范区不相适应，从全市范围来看，生态产业还未形成产业点面相结合的网络体系，生态产业的源流不能形成良性代谢循环，因此不能使资源优势转化为产业经济优势。针对这种现状，必须组织建立一个生态产业示范园区，把人才、技术、信息等集中经营管理，通过制定科学的产业优惠政策形成“洼地”

优势，形成生态产业龙头，带动生态产业在全市各行业的全面开展，逐步形成支柱产业。

二、在珠海建立生态产业示范园区的设想

(二)生态产业示范园区的建设框架

(三)生态产业园区的运作

作者系珠海市环境保护局博士、高级工程师

邮编：519000

第二章工业生态学

每年9月，美国科普月刊《科学美国人》（法文版名称为《为了科学》“pour la Science”）出版一期专刊。1989年9月，专刊的主题是“地球的管理”。人们可以从中读到一篇题为《可持续工业发展战略》的文章。两位作者都在世界上最大的工业企业中就职：罗伯特·福罗什（Robert Frosch）是通用汽车公司研究部副总裁（现在哈佛任教），尼古拉·加劳布劳斯（Nicolas Gallopoulos），也在通用汽车公司任职，负责发动机研究。在文章中，两位作者提出了这样的观点：即工业可以运用新的生产方式，对环境的影响将大为减少。这个命题引导他们推出了工业生态学这一概念。

“在传统的工业体系中，每一道制造工序都独立于其他工序，消耗原料，产出将销售的产品和将堆积起来的废料；我们完全可以运用一种更为一体化的生产方式来代替这种过于简单化的传统生产方式，那就是工业生态系统。……

一个工业生态系统，完全可以像一个生物生态系统那样循环运行：植物吸取养分，合成枝叶，供食草动物享用，食草动物本身又为食肉动物所捕食，而它们的排泄物和尸体又成为其他生物的食物。当然，也许人们永远也达不到一个完美的工业生态体系的境界，但是，企业家与消费者完全可以改变他们的习惯，如果他们愿意保持或提高生活水准而又不去破坏环境的话。

这些文字起到了催化剂的作用，使很多人都产生了强烈的预感。罗伯特·福罗什和尼古拉·加劳布劳斯的文章发表以后，许多作者都发表了他们各自的看法，因此工业生态学不存在标准的定义。加拿大新苏格兰省哈利法克斯达尔荷西亚大学（Dalhousie University）的雷蒙·柯特（Raymond Cote）作了一番统计，有关这门年轻的工业生态学不同的定义达20种之多。不管这些定义有多么不同，但作者们至少在关于工业生态学的三大基本要素方面是认同的：

a）工业生态学是一种关于工业体系的所有组成部分及其同生物圈的关系问题的全面的、一体化的分析视角；

b）工业体系的生物物理基础，亦即与人类活动相关的物质和能量流动与储存的总体，是工业生态学研究的范围，与目前常见的学说不同，工业生态学的观点主要运用非物质化的价值单位来考察经济；

c）科技的动力，亦即关键技术种类的长期发展进化，是工业体系的一个决定性（但不是唯一的）因素，有利于从生物系统的循环中获得知识，把现有的工业体系转换为可持续发展的体系。

自然，如同罗伯特·福罗什1990年在英国工程师协会的报告会上所指出的那样，工业生态学是一个类似的概念，不应完全按照字面的意义来理解：

“工业生态系统的概念与生物生态系统概念之间的类比不一定完美无缺，但如果工业体系模仿生物界的运行规则，人类将受益无穷”。

初一接触，工业生态学的概念显得十分简单明了，十分吸引人。那么有没有可能让其跨越美好的抽象概念阶段呢？回答是肯定的，如同历史最长、被广为研究、今天仍在运行的工业生态系统—卡伦堡共生体系—所证明的那样。在探讨关于工业生态学的实践和理论的内涵之前，让我们先去卡伦堡转上一圈，其发现会是十分有益的。

卡伦堡共生体系

卡伦堡是一个仅有2万居民的工业小城市，位于北海之滨，距哥本哈根以西100公里左右。卡伦堡的好时运主要归功于它的峡湾，在北半球这个纬度上是冬季少数不冻港之一。准确地说，常年通航正是卡伦堡50年代以来工业发展的缘由。开始，这里建造了一座火力发电厂和一座炼油厂。

随着年代的推移，卡伦堡的主要企业开始相互间交换“废料”：蒸汽，（不同温度和不同纯净度的）水，以及各种副产品。80年代以来，当地发展部门意识到它们逐渐地，也是自发地创造了一种体系，他们将其称之为“工业共生体系”。

卡伦堡共生体系中主要有5家企业，相互间的距离不超过数百米，由专门的管道体系连接在一起：

?阿斯耐斯瓦尔盖（Asnaesvaerket）发电厂，这是丹麦最大的火力发电厂，发电能力为150万千瓦，最初用燃油，（第一次石油危机）后改用煤炭，雇佣600名职工。

?斯塔朵尔（Statoil）炼油厂，同样是丹麦最大的炼油厂，年产量超过300万吨，有职工250人。

?挪伏·挪尔迪斯克（Novo Nordisk）公司，丹麦最大的生物工程公司，是世界上最大的工业酶和胰岛素生产厂家之一。设在卡伦堡的工厂是该公司最大的工厂，员工达1200人。

?吉普洛克（Gyproc）石膏材料公司，一家瑞典公司，卡伦堡的工厂年产1400万平方米石膏建筑板材，175名员工。

?最后是卡伦堡市政府，它使用热电厂出售的蒸汽给全市远距供暖。

液态或蒸汽态的水，是可以系统地重复利用的“废料”。水源或者来自相距15公里的梯索湖（Tisso），或者取自卡伦堡市政供水系统。斯塔朵尔炼油厂排出的水冷却阿斯耐斯瓦尔盖发电机组。发电厂产生的蒸汽回头又供给炼油厂，同时也供给挪伏·挪尔迪斯克工厂的（发酵池）。热电厂也把蒸汽出售给吉普洛克工厂和市政府（用于市政的分区供暖系统）。它甚至还给一家养殖大菱鲆鱼的养殖场提供热水。

1990年，热电厂在其一个机组上安装了脱硫装置，燃烧气体中的硫与石灰产生反应，生成石膏（硫酸钙）。这样，热电厂每年多生产10万吨石膏。由卡车送往邻近的吉普洛克石膏材料厂。现在，这些石膏就用作石膏材料厂的原材料。吉普洛克公司因此可以不再进口直到那时一直从西班牙矿区开采而来的天然石膏。至于炼油厂生产的多余的燃气，可以作为燃料供给发电厂和吉普洛克工厂。图1给出了卡伦堡共生体系的主要交换流程示意图。

把多年来逐步建立起未的所有废料交换的细节一一列数，可能是枯燥无味的。加之，还没有关于卡伦堡工业共生系统详尽的研究报告，我们只有一些初步的出版物。但在目前已经掌握的部分材料的基础上，我们已经可以初步评估卡伦堡工业共生系统的环境、经济优势：卡伦堡工业共生体系

?减少资源消耗：每年45000吨石油，15000吨煤炭；特别是600000立方米的水，这些都是该地区相对稀少的资源。

?减少造成温室效应的气体排放和污染：每年175000吨二氧化碳和10200吨二氧化硫。

?废料重新利用：每年130000吨炉灰（用于筑路）， 4500吨硫（用于生产硫酸），90000吨石膏，1440吨氮和600吨的磷。

事实上，源于这些交换的经济利益同样十分巨大。据可以公开得到的资料，20年期间总的投资（计16个废料交换工程）额估计为6000万美元，而由此产生的效益估计为每年1000万美元。投资平均折旧时间短于5年。

图1：卡伦堡工业共生体系企业间主要废料交换流程示意图（资料来源：卡伦堡共生研究

协会）

卡伦堡的启示

关于卡伦堡共生系统，我们归纳三点结论：

第一，共生系统的形成是一个自发的过程，是在商业基础上逐步形成的，所有企业都从中得到了好处。每一种“废料” 供货都是伙伴之间独立、私下达成的交易。交换服从于市场规律，运用了许多种方式：有直接销售，以货易货，甚至友好的协作交换（比如，接受方企业自费建造管线，作为交换，得到的废料价格相当便宜）。

第二，共生体系的成功广泛地建筑在不同伙伴之间的已有信任关系基础上。卡伦堡是个小城市，大家都相互认识。这种亲近关系使有关企业间的各个层次的日常接触都非常容易。

第三，卡伦堡共生体系的特征是几个既不同又能互补的大企业相邻。要在其他地方复制这样一个共生系统，需要鼓励某些“企业混合”，使之有利于废料和资源的交换。

90年代初以来，卡伦堡经验日益受到关注，在许多出版物中被引作案例，但往往是经第二手资料。人们可以庆幸其突然来临的知名度，但把卡伦堡的共生系统理想化也是错误的。有必要提出以下几点评论：

第一，共生系统受到刚性的制约，这是因为共生系统内的企业数量有限，保障大部分废料运输的基础设施的性质所限：管道运输只适合于固定伙伴之间固定的废料交换。

第二，在改变生产方式的情况下，或者只是一个伙伴很简单地要终止它的业务，那么，就可能造成某种废料不足，而整个交换系统会受到严重干扰。在像卡伦堡这样的工业生态体系中，由于没有多于必需的供货者，使得共生体系面临这样那样的干扰会变得十分脆弱（与生物生态系统不一样，在生物生态系统中，一般而言，多于必需的供货者是常态）。在卡伦堡，某个废料交换的理由主要是生产者与消费者之间十分邻近。在通常情况下，正好相反，原则上完全可能中断从一个供应商那儿的进货，改成从另一个供货商那儿进货，而不论这个供货商在什么地方。事实上，我们知道，这种理想市场的形成具有许多偶然的因素。原料的稳定供应是所有企业要面临的一般问题。归根结底，我们可以设想，像卡伦堡共生体系这样的经济结构不可能在实际供应更为脆弱的情况下存在，比如像许多不实行废料交换的普通工业园区。

第三，购买固定废料的企业的工艺流程很难承受向它们提供的原料在性质上或在构成方面的变化。吉普洛克石膏材料厂的情况就是一个典型的例子。1995年，吉普洛克在常规分析过程中发现石膏中含有大量的钒，这种金属可能对一些人造成变态反应。经过仔细调查，最终发现钒污染的原因是：阿斯耐斯瓦尔盖发电厂试用了一种从委内瑞拉来的叫做奥利木松（Orimulsion）的价格十分低廉的燃料。奥利木松是一种从委内瑞拉奥里诺科河流域开采来的石油，调查人员在这种石油里发现了钒，最终在石膏中也发现了钒。阿斯耐斯瓦尔盖发电厂只好改进其设备，以防止累积钒及脱硫装置生产的石膏的其他污染物。

第四，经济上的不合理。比如，为了防止可能对远距供暖造成致命的竞争，卡伦堡没有天然气输气管道。事实上，对于个人消费者来说，由热电厂蒸汽网络所供的热比管道天然气供热要昂贵得多。这是一个荒谬的现象：丹麦的天然气一直供应到瑞典境内的吉普洛克属下的一个工厂，而在丹麦卡伦堡却得使用液化气瓶或由斯塔朵尔炼油厂提供的燃气。

第五，人们同样看到，很难将中小企业整合进共生系统，主要是因为它们的生产量和对副产品的吸收量都相当小。不过，卡伦堡共生系统的一些主要伙伴正在积极地寻找新的合作伙伴。比如，阿斯耐斯瓦尔盖发电厂正在设想利用自己多余的蒸汽来制冷。如果有一个食品加工企业设在附近，那么它便可以获得非常合算的冷冻系统。

生态工业园区

能不能在其他地方再现，甚至普及卡伦堡工业共生体系？需要指出的是，在许多地方都有这种类似的初级工业生态系统。在一些传统的工业地区，如在鲁尔、洛林或休斯敦地区，从很久以前就开始实行不同企业间多少也是经设计的共生形式。主要的区别在于，在卡伦堡，共生交换的发展过程是自觉地和系统地进行的。

以卡伦堡为榜样，在90年代初出现了“生态工业园区” 的概念（英文为：

eco-industrial park，EIP）。在一个园区中，各企业进行合作，以使资源得到最优化利用，特别是相互利用废料（一个企业的废料作为另一个企业的原料）。不过，“园区”的概念不应使人们理解成一定是某个在地理上毗邻的地区，一个生态工业园区完全可以包括附近的居住区，或者包括一个离得很远的企业，如果它是唯一能处理在园区现场不能处理的稀有废料的企业的话。生态工业园区的观念区别于传统的废料交换项目的地方是，它不满足于简单的一来一往的资源循环，而旨在系统地使一个地区的总体资源增值。

自1993年起，主要在美国，我们看到生态工业园区遍地开花。在华盛顿，可持续发展总统委员会（President’s Council on Sustain able Development，PCSD）组建了一个生态工业园区特别工作组。在1997年发表的最终报告中，人们可以看到有15个左右的生态工业园区项目规划分散在全美各地区。在加拿大（哈利法克斯）、荷兰（鹿特丹）和奥地利（格拉兹）同一时期也有类似的计划。但是，直到目前为止，这还只是一些规划，还没有确确实实地展开。

生态工业园区这一新名词产生了一种时髦效应，但经过热闹的第一阶段以后，具体的成果就需要耐心等待了。还应该承认，如果说在原则上工业生态园区的设想是极为简单的，但实行起来却一点也不容易。表面上看起来，它甚至可能违反我们的良知，比如，我们可以设想下述情形，当一个企业需要增加它的废料生产（而不是减少），在另一个邻近企业能否将其作为原料来接受。

此外，工业生产工艺通常地都设计使用符合严格的纯净标准和质量标准的天然原料。这就使其回旋余地很小。在卡伦堡，吉普洛克不得不改变它的原料加工工艺，因为从阿斯耐斯瓦尔盖热电厂来的石膏原料与天然石膏的温度是不一样的。这是为使用废料而改造工艺成功的范例。但一般而言，每当为使副产品和废料能为别的企业所用而进入改造生产工艺流程的细节时，经常会遇到技术上和经济上难以克服的困难。工业“营养结构”并不一定肯定比在自然生态系统中所见到的更简单！在这样的条件下，我们理解企业家们，如同生态工业园区的推举者们一样，在初期对这一新生事物持保留态度。工业生态园区不可能一夜之间出现并可供实际操作运行，但其思想已经开始发扬光大。

工业生物群落

与工业生态园区概念接近的是“工业生物群落”概念。在生物学当中，生物群落概念与下述事实相关：在生态系统中，不同的生物种群总是依据一定特性的组成关系才能组成。我们可以把这一思想扩展到工业联合企业中去，寻求确定“恰当的”即最优化的工业活动组合。比如，与其单独地建造一个蔗糖厂，从一开始就应该设想一个联合企业，以使与蔗糖生产有关的物质、能源流都得到最优化利用。也就是说，为使不同的甘蔗副产品得到充分利用，就至少需要建立一个造纸厂、一个制糖厂和一个热电厂。正是以这种方式，我们设想诸如“纸浆－造纸”、“肥料－水泥”、“炼钢－肥料－水泥”等一类的联合体。部分的和自发的类似联合体的例子很久以来早就存在，但从今以后的问题是要明确地和系统地加以发展。

如同在自然生态系统中一样，在工业生物群落中也存在“主要种群”。热电厂很明显就是这种“种群”之一。可以设想围绕热电厂的一系列的生态工业联合体。特别是燃烧煤炭的热电厂运用的物质流规模相当庞大，而且以热的形式浪费的能源也相当的多。仍以卡伦堡为例，阿斯耐斯瓦尔盖热电厂每年燃烧掉450万吨煤炭，而每年斯塔朵尔炼油厂消耗掉的14万吨蒸汽只占热电厂生产的全部热能的0.3％，远距住宅供暖每年所需的22.5万吨蒸汽只占其中的0.5％，而挪伏·挪尔迪斯克生物公司所用掉的21.5万吨蒸汽也仅占0.5％。

像卡伦堡阿斯耐斯瓦尔盖热电厂那样一个发电厂，如果满负荷运转，所发的电只占其燃烧掉的煤炭所释放出来的总能量的40％。因而有相当大的一部分能量以蒸汽的形式出现，可以在“共生”经营活动的范围之内被利用。这种可能性，在像中国、印度这样的国家意义特别重大。这两个国家的电力生产规模日见扩大，而其中大部分源自燃煤。在此情况下，人们可以利用富余热力制冷，用于分区供冷（“district cooling”），或者甚至可以将制冷用于食品加工或化工生产。

对企业的影响

企业会把工业生态学付诸实施吗？如果会，那么怎么样实施？自然，今天工业生态学刚刚走出创导者们的圈子，要回答这些问题显然为时尚早，不过已经可以提出几个基本要点：

?把工业体系视作生态系统的特殊情形的观点的提出并不是为了为难实业界。我们只是看到了走出传统的无结果的“生态－经济”这对矛盾的辩论的可能性。当然，这同样存在一定的倒退风险。早晚一些企业会援引工业生态学来为一些不值一驳的实际现象辩护。

?实业界为关于可持续发展的多少有点儿高尚的高谈阔论所包围，被淹没在关于环境保护的理论和建议的大潮之中（生命周期分析、ISO系列质量体系和其他各种各样的标准），欣赏工业生态学的严格的理论（生态科学）的一面，而且特别欣赏其实践操作的一面。

?在管理方面，工业生态学将产生两大影响：

一方面，它对几乎强迫性的主要关注产品的管理方式提出了质疑。传统地，企业的全部力量集中在销售产品方面，而关于废料管理和环境问题总是扔给一个多少有点儿次要的部门。而现在要给予废料增值以同样的重要性，也就是说要同销售产品一样重视企业所有物质与能源的最优化交换。

另一方面，传统的管理科学在企业间激烈竞争的背景下树立了竞争力的信条。而工业生态学要求企业间不仅仅是竞争关系，而是建立起一种“超越门户”（Over the fence）的管理形式，即保证资源最优化利用的管理合作。

?最优化利用物质与能量交换迟早会带来技术进步和竞争力的提高。正是因为这个理由，中小企业同样有机会实施工业生态学，而不仅仅为一小部分大公司视作奢侈品，使用它但并不期望获得即时的效益。再说，技术进步就是“生态效率”理论（eco－efficiency）的中心思想。“生态效率”理论是由弗兰克·博斯哈特（Frank Bosshardt）于1992年提出来的，他是阿诺瓦（ANOVA）集团（瑞士斯蒂芬·斯密丹尼（stephan Schmidheiny）工业控股公司，可持续发展业务委员会（Business Council for sustainable Development）的创始者之一）的负责人之一。最近，Dow Europe公司的克罗德·福斯勒（Claude Fussler）杰出地发展了“生态效率”理论并将其实际运用于企业界。简要地说，“生态效率”理论推崇的方法，用实业界的语汇来表示（竞争力，革新，等等）与工业生态学十分相似。主要区别在于，“生态效率”理论仍然集中在单个企业的发展战略方面，而工业生态学注重的是企业集团层次上、地区间、甚至整个工业体系的最优化。

工业体系的进化过程

工业生态学概念，是一个类比的概念，我们不能按字面的意义来理解它。不过，基于50

多年来我们在自然生态系统循环方面获得的大量知识，这一类比概念值得我们详细展开探索。从理论上来说，无疑地，最初的基石已经奠定，但分析其有效性和在工业领域实际运用生态系统概念，一切都还刚刚开始。

关于地球生命进化的知识为我们提供了思考未来工业体系的思想武器，同生物圈一样，工业体系也是一个漫长进化史的结果。在生命的开始阶段，可能的资源无穷无尽，而有机生物的数量是那样地少，以至于它们的存在对可利用资源产生的影响几乎可以忽略不记。我们可以这样来描绘，把它看成是一个线性进化过程。在这个进化过程中，物质流动相互独立地进行。资源看起来是无限的，因而废料也可以无限地产生，生命因此可以长期保障其发展的条件。漫长时间内连续的“创造”，先是无氧发酵，然后是有氧发酵，然后是光合作用，我们工业社会可以从中获得启发。

地球生命的最初阶段与现代经济运行方式之间的类比给人以十分强烈的印象：事实上，目前的工业体系，与其说是一个真正的“体系”，倒不如说是一些相互不发生关系的线形物

质流的叠加。其运行方式，简单他说，就是开采资源和抛弃废料，这是我们环境问题的根源。工业生态学理论的主要探索者之一，勃拉登·阿伦比（Braden Allenby）提出将这种运行方式命名为一级生态系统，可以用下述图示表明：

图2：一级生态系统示意图（资料来源：Braden R.Allenby）

在随后的进化过程中，资源变得有限了。在这种情况下，有生命的有机物随之变得非常地相互依赖并组成了复杂的相互作用的网络系统，一如今天我们在生物群落中所见到的那样。不同（种群）组成部分之间的，也就是说，二级生态系统内部的物质循环变得极为重要，（资源和废料）的进出量则受到资源数量与环境能接受废料能力的制约（见图3）。

图3：二级生态系统示意图（资料来源：Braden R.Allenby）

与一级生态系统相比，二级生态系统对资源的利用虽然已经达到相当高的效率，但也仍然不能长期维持下去，因为物质、能量流都是单向的：资源减少，而废料不可避免地不断增加。

为了真正转变成为可持续的形态，生物生态系统进化成以完全循环的方式运行。在这种形态下，我们不可能区分资源与废料，因为，对一个有机体来说是废料，但对另一个有机体来说是资源。只有太阳能是来自外部的支援。我们仍然运用勃拉登·阿伦比建议的术语，这可称作三级生态系统。在这样的一个生态系统之内，众多的循环借助太阳能既进行独立

的方式，也以互联的方式进行物质交换。这种循环过程在时间长度方面和空间规模方面的差异性相当大。理想的工业社会（包括基础设施和农业），应尽可能接近三级生态系统。

图4：三级生态系统示意图（资料来源：Braden R.Allenby）

总的说来，一个理想的工业生态系统包括四类主要行为者：资源开采者，处理者（制造商），消费者和废料处理者。由于集约再循环，各系统内不同行为者之间的物质流远远大于出入生态系统的物质流。

人类活动，特别是工业革命以来的发展活动，在很大的程度上属于一级生态系统的范畴。产品的使用寿命常常极短，往往仅使用几星期，甚至几天。大部分的原材料的使用可以说是毫无价值的：它们仅使用一次以后便被扔掉，散落于周围环境之中。使用的许许多多产品是消耗性的：如润滑剂、溶剂、油漆、杀虫剂、肥料甚至轮胎（看看公路边堆放的旧轮胎吧）。废物再循环利用微乎其微。而且，消费后废弃物的再利用的方式，诸如今天普遍运用的方式，往往其本身也是污染活动，消耗性的，其对环境的真正效益远不是一目了然的。

同生化反应相反，工业生产几乎唯一地使用矿物能源，而矿物能源是不能再生的。在这个意义上，今天的工业生态系统，建筑在矿物燃料的基础上，与生物进化的初级阶段十分相似：最原始的有机物从生物史前时期长期积累的有机分子储备中汲取能量。

图5：理想工业生态系统示意图（资料来源：Braden R.Allenby）

与由太阳能促使产生的再生循环（生物地球化学循环）不同，目前的工业生产过程只是转化过程中阶段性的和不可逆的线性片段而已。过程从采掘原材料开始，继之以物理的分选、提炼，尔后还原或化合成初级的中间体。这样，人们可以得到构成工业社会第一基础的原料了：基础金属或以纯净形态出现的其他元素，诸如纤维素、碳酸钠、氨水、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、苯、二甲苯、甲醇、乙醇、乙酰基、乙烯、丙烯等等。这些初级材料的获得需要经过吸热反应，也就是说需要添加外来能量。

这些初级材料再经加工和再化合成预想的物理的和化学的形态。在大多数情况下，这些初级材料经过放热反应，也就是说不用添加剂的。大部分氢化、氯化、氢氯化反应是放热反应；强酸和金属或氢氧化反应也是放热反应。

因此，这些初级材料含有必要的能量，经反应化合成最终产品。可以说，它们所起的作用有点儿类似生化系统中三磷酸腺苷（A.T.P.）的作用（三磷酸腺苷是为细胞新陈代谢提供所需能量的主要分子）。然而三磷酸腺苷是可以在细胞内部以循环方式再生的。与此相反，初级中间体却是不能再生的，以不可逆方式包含在产品之中。这里，如同罗伯特·U·艾瑞斯（Robert U.Ayres）所指出的那样，是目前工业代谢与生物代谢最根本的区别所在。

在近亿年的过程中，生物圈产生了一个三级生态系统运行所需的一切要素。而我们的工业体系正艰难地和部分地从一级生态系统向二级生态系统过渡，只是半循环的，而这还是由

于一些资源的稀少（主要是一些可以更新的资源，如水、土地），由于各种各样的污染和立法的或经济的因素（比如贵金属的回收利用）所促成的。

工业生态学思想的主旨是促使现代工业体系向三级生态系统的转换。转换战略的实施包括四个方面：将废料作资源重新利用；封闭物质循环系统和尽量减少消耗性材料的使用；工业产品与经济活动的非物质化；能源的脱碳（四个方面的详细介绍见本书第5章）。

比这样或那样的观念更为重要的，将生态学概念运用到工业体系最重要的贡献在于工业生态学所提倡的全面的、一体化的观念。而特别重要的是，从对生态运行与调节机制的认识中获得知识，即从近50年来由理论生态学发展起来的充满了控制论语汇的学问中获得知识。从长远来说，对生物和工业生态系统的调节机制的知识可能演化成一种像长期以来用于优化工业生产体系各个不同组成部分的科技知识一样的战略理论。

序

工业生态学？这一词汇本身马上就让人感到惊讶，困惑，因而吸引人的注意力。我们本能地会觉得，“工业生态学”在组词方法上是矛盾的，是一个矛盾修辞，就如“明亮的黑暗”，或“滚烫的冰块”一样。

我们为何有此反应？无疑是出于习惯。我们习惯上认为工业体系是与生物圈相对立的，一边是工厂、城市，一边是大自然。带着这种局限性的观念，我们小视了工业体系对“外界”、对其周围世界、对“环境”的影响。环境保护主义者们，以及他们的先驱者们，长期以来，关注的是工业活动造成的不良后果，即污染对生态系统造成的破坏；但工业体系的运行机制本身始终在他们的研究范围之外。

工业生态学从相反的假设开始探索：可以将工业体系预想为生态体系的一种特殊情况。至少，我们可以把工业体系描绘成这样一个形态，即如同生物生态系统一样的物质、能量以及信息的流动及储存。而且，工业体系总起来说是建筑在生物圈所提供的资源与服务的基础上的，在某种意义上，工业是生物圈的赘生物。因此，工业生态系统与生物圈之间存在着广泛的多少有些直接的相互影响，从几乎“自然状态”的农业生态系统到最为非自然的生态系统，如宇宙飞船。

工业生态学并非全新的概念。60-70年代的科技文献中已经时而出现这一个词了，但是没有更为深入的研究。90年代初，工业生态学一词首先在与美国工程科学院关系密切的一些工程技术人员中重新被提出。从此以后，工业生态学走上了充满活力的发展之路。可以毫不夸张他说，目前，我们正在目睹诞生一个由工程学、生态学和生物经济学交叉构成的科学与技术的崭新领域。尽管还十分稚嫩，但已经表现出了某种成熟的形态，标志之一是1997

年春季美国麻省理工学院出版了《工业生态学》杂志，这是世界上第一本专门介绍这一正在发展中的学科的学术刊物。

近三年来，“工业生态学”一词开始在学术界和产业界传播开来，并显示出一定程度的时髦效应，尽管其概念不一定被十分清楚地理解。为了避免混淆，我们首先界定“工业代谢理论”与“工业生态学”之间的区别。

工业代谢理论研究的是工业系统所有生物物理组成部分的总和。其基本手段是分析与描述，旨在弄清楚与人类活动相关的物质与能量的流动与储存的动力，从资源的采掘直到生物地球化学循环过程，这是物质不可逆转并迟早要发生的循环。

而工业生态学，则向前跨越了一个阶段：借助于对生态系统和生物圈的认知，找到能使工业体系与生物生态系统“正常”运行相互匹配的可能的革新途径。因此，工业代谢研究是工业生态学不可缺的先决条件。

工业生态学首先要求助于科学生态学、自然科学和工程科学。它研究的范围是工业体系整体的和长期的发展。因此，环境问题，同其他许多问题一样，只是工业生态学研究范围的一个方面。与目前正在进行的大多数关于环境问题的讨论不同，工业生态学不涉足政治生态主义领域，既不持灾变说，也不持与其相反的、过分的科技乐观主义。

本书旨在首次用法文简要介绍工业生态学90年代初以来的形成情况，包括历史回顾及主要代表人物。书末的参考文献目录列入了那些深刻地更新了工业体系传统观念的主要书目；书中脚注列出了一些更专业的出版物。

本书原是为一次辩论会准备的文件，为夏尔·列奥鲍尔·梅那人类进步基金会（Fondation Charles Leopold Meyer pour leProgres de lhomme，FPH）而起草，在1993-1994年间主要在美国完成的一系列采访的基础上写成的。我感谢FPH人类进步基金会，特别是Maurice Cosandey，Pierre Calame和Gustavo Marin先生，他们的支持使我得以在理想的条件下进行研究；我感谢我的助手Gisele Spescha女士，她耐心阅读了我的手稿；我也要感谢所有那些在工业生态学有关出版物还十分稀少的时候拨冗接待我的采访，并慷慨与我分享他们知识的人士。我还要特别感谢David Allen，Braden Allenby，Jesse Ausubel，Robert Ayres，Dohn Ehrenfeld，Robert Frosch，Arnulf Grubler，Ernie Lowe，David Rejeski，Deanna Richards，Walter Stahel，Willi am Stigliani，Hardin Tibbs，智广渡边以及Jacques Grinevald，他们为本书提供了许多有益的建议和无私的协助。

1998年2月于日内瓦

第一章出乎自然的工业

把工业体系视为与生物圈相对立这一看法导致了一个严重的实际后果，那就是把人类活动的影响视为主要仅限于对“环境的污染”问题。于是，人们认为解决的办法就是采取措施来治理污染，一般而言，采取技术手段的时机总是在生产过程的末端，用英文表达，那就是“end of pipe”。

多年来，企业界、政府部门喜欢反复地劝说应该“从源头开始预防污染”。这种观点很吸引人，但是，从某种角度看，它仍然属于“过程末端治理”的原理范畴，因为这里注意力仍集中在污染和废料（虽然目的已是尽量减少）方面，而没有展开更为广阔的视野。当然，应该看到，在实际生活当中，从过程末端处理污染物的方法还将广泛地运用。不过，日益明显的是，从过程末端治理的方法是不够的，不足以维持对生物圈的干扰处于一个可以接受的水平。

对“过程末端治理”的批判

我们可以从7个方面来批判“过程末端治理”：

1．部门分割

固体废料，危险或有毒废料，液体废料，大气污染等的治理一般而言要涉及从卫生部门到水资源管理等不同的行政部门。这些政府部门更为关心的是维护本部门的特权，它们拥有的管理权力源于不同的立法，这不同的立法又源于不同的，甚至矛盾的法学原理。这种刚性的制度上的分割造成的结果就是在处理环境问题时往往过分地强调部门的主张。在一个部门看来是很好的“解决办法”，很可能只是把问题转移到了隶属于另一个部门的范围之内，于是，“减少污染”仅仅变成了转移污染。例如，废水处理可以产生“干净”的水，但是净化过程同样也产生大量的沉淀物。于是，这些沉淀物的存放或在农田的倾倒处理，就会引起特别是重金属对土地或地下水的污染。同样，固体垃圾的焚烧处理固然可以大大减少其数量，但是焚烧后灰烬的存放同样产生对土地和地下水的污染问题。此外，焚烧还可能污染大气。为了符合空气排放标准，又必须安装过滤装置，来收集那些同样也应该处理的固体废料。

在某种程度上，我们看到，在总体环境问题处理方面，也存在着类似的部门分割状态。在国际上有许多互不相关的国际间协定，有关于气候变化的，有关于生物多样性的，也有关于同温层臭氧的和关于土地荒漠化的，以及还有关于森林保护的等等。这些国际协定由代表不同领域的专家拟就，他们并未真正相互间协调，他们从属于不同的部门和机构，涉及各自的权力范围便百般苛求。但是，真像地球生态科学表明的那样，生物圈是一个整体，所有这些问题都是不可分割地联系在一起的。

2．增量发展

总的说来，过程末端治理方法是日益增量发展的：它由渐进的小步改善不断向前。这种方式有其优越性，但是它以边际的改善加强了已有的技术体系，而牺牲了真正的革新。于是人们逐步地陷入了一个变得日益难以自拔的技术困境。

比如说，人们早就知道应该用其他动力的马达，特别是电动机来取代燃烧冲程马达。但是，那么多的人力、财力投入，迫使人们现在只能，并将继续只能努力改良它，通过催化、稀释混合等技术，使之尽量减少污染。而每一项技术进步都会加强这一古老技术在市场上的地位。因此，向其他类型的马达过渡，在经济上，因而也在政治上，变得日益困难。要考虑到汽车工业在工业化国家的重要性（每10个就业机会中就有1个）。

3．成本越来越高

增量发展的特征是效率逐步下降：为了减少份量越来越少的污染物，成本越来越高。如垃圾处理的成本就随着标准的日益严格而不断提高。

过程末端治理的主要困难源于有毒废料处理的乘数效应。我们拿将作焚烧处理的危险废料举例，焚烧炉需要空气过滤装置和冲洗用水，而过滤装置和冲洗用水在使用过后也被认为是有毒废料。自然地，因处理初始有毒废料而产生的二次废料的处理有可能产生其他同样属于危险级别的“最终”废料。比如，冲洗用水可以再处理，但残留固体废料始终是危险物品。美国德克萨斯州立大学的大卫·阿伦（David Allen）先生指出，在美国每焚烧1

吨危险废料平均要产生40吨的其他废料，主要是炉灰和过滤器的冲洗用水。

4．产生恶性经济效益

据许多一致的报告，经合组织国家因治理污染和处理垃圾而形成的市场每年达到约3000

亿美元，据估计，到2000年，将达到6000亿美元。根据国际金融公司（世行的一个分支机构）分析，这一市场主要分为三大类：

a）垃圾处理设备、水净化处理设备，污染物控制装置（过滤设备、静电沉淀处理装置等）；

b）设施本身，它们是进行污染治理和危险废料处理的基础设施；

c）经常性的服务与咨询，包括测量、分析、效果测定、环境状况评估，或者还有使用某种指标体系和“绿色标志” 等。

从某种角度看，我们应该为看到一个经济领域如此繁荣而感到高兴才是。一个前景极好的市场：一方面，在工业化国家，各项指标日趋严格，另一方面，新兴工业化国家的污染问题日趋严重，保证了过程末端治污设备市场的良好前景。

但是，我们应清醒地看到，当污染本身演化成一个巨大的市场的时候，治理污染的压力集团会努力扼杀一切真正实施预防污染战略的试图，这已经十分明显地反映在有关环境保护的立法中。再者，有污染，必须要采取措施治理，治理污染形成了市场；间接地，污染在国民经济帐户中成为国内生产总值的增加值，换句话说，污染等于增加了国民财富。而事实上，这部分国内生产总值的增加值间接地反映的是生态系统的贫瘠化。

5．科技惰性的鸭绒枕头

过程末端治理从本质上说是一种强制战略，会引起这样的对应态度：企业家会满足于遵守立法者规定的标准，他们当中的大多数，不会去投资开发污染少的生产方式，而会购买在市场上能找到的最廉价的治污设备，以最低标准满足法定的标准要求。

总的说来，这一治理方式引起私营经济为一方与政府及公众为另一方之间的相互不信任和瓦解性对抗。例外证明了这一规则，比如说，一些大企业出于荣誉，遵守了，甚至超标准执行了环保标准，除了由此可能对企业公共关系产生的影响外，我们还要关注它们会不会因此把环保问题转嫁给它们的供货商或承包商。

6．可能有损于发展中国家

过程末端治理污染表明对发展中国家是有害的。事实上，经合组织国家是目前污染治理设备最大的市场，它们因此向发展中国家施加贸易压力，以求出售它们这方面的技术。这种对发展中国家的贸易压力会随着经合组织国家过程末端治污技术的日益完善和本身市场饱和而日益增加。

工业化国家的这种策略对发展中国家造成双重的忧虑：首先，由于其增量发展的性质所决定了的，过程末端治理技术的广泛使用会阻碍发展中国家跨越一些阶段和直接进入更为现代化和更少污染的生产方式。其次，过程末端治理污染的基本原理会导致产生一系列的环保标准、生态指标、各种各样的技术规范，这些不仅需要日益复杂的生产方式，而且需要基础设施和专门的社会机构（信息网络、教育、管理专家、立法）。而大部分发展中国家只是部分地具备上述条件，于是有可能加重它们对发达国家，特别是通过发展援助的依赖。

7．它不提供全面的看法

人们对过程末端治理方式可能提出的最根本的责难是它不可能提供全面的概念的框架。由于技术方面的原因，这一治污方式甚至会引出越来越多的技术规范，而这些规范会加深不同领域的专家间的隔阂。在紧急情况下，人们只能依据那些基于零碎的毒理学的和生态学的知识所制定的规范来采取应急措施。于是，人们往往以十分合理的方式，但总体上都是混乱的方式，来解决特殊的灾害，而没有从全面考虑与干扰生物圈密切相关的问题。