武汉城市圈传统工业园的生态化调整研究
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摘要：传统工业园的生态缺失，不符合生态文明建设的要求，难以形成资源节约和环境保护的产业结构和经济增长方式。工业园区向现代生态工业园区转变足“两型社会”建设的必然要求，是实现区域可持续发展、经济和环境双底的重要举措。
工业园区是城市产业活动的重点区域，随着工业园区在各地的蓬勃发展，它们为推进城市化、工业化的进程作出了极大的贡献，已逐渐成为当地工业发展的主要载体和执行单位。然而传统工业园的生态缺失，引发环境恶化、资源供求矛盾尖锐等一系列可持续发展的问题。党的十七大报告中提出了实现全面建设小康社会奋斗目标的新要求，要“建设生态文明，基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式”。加快传统工业园区转型，实现资源、环境与经济社会的协调发展，就成为可持续发展的必然选择。
一、生态工业园的演进及内涵（一）生态工业园的的产生和发展。
20世纪60年代生态学迅速发展，人们开始按照自然生态系统物质循环和能量流动规律重构经济系统，使经济系统和谐地纳人到自然生态系统的物质循环过程中，建立起一种全新的经济形态—生态工业。丹麦的卡隆堡工业共生体-一生态工业园的雏形便是这一时期的产物。20世纪90年代以来，随着工业生态学基本思想与生态工业园概念的明确提出，世界上出现了许多包含物质交换与废物循环的共生体项目和计划，先后宜布自己为生态工业园。
与发达国家相比，我国生态工业园区虽起步较晚，但发展较快，正逐步走向完善和成熟。到2009年1月，经国家环保总局验收命名的国家生态工业示范园区有3个，经国家环保总局批准的国家生态工业示范园区有30个。其中，以苏州高新技术开发区为代表的国家生态工业园区的建设正在不断发展。生态工业园的建设，正在成为我国各地区产业升级和区域经济发展的重要思路。
（二）生态工业园的内涵。
生态工业园区，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。它通过模拟自然生态系统，在产业系统中建立“生产者一消费者一分解者”的循环途径，寻求物质闭路循环、能量多级利用和废物产生最小化。生态工业园具备如下的特征：
一是负外部性内部化。在生态工业园中，各企业相互合作，一个企业的废料成为另一个企业的原料，形成生态产业链，以“自然祸合”的方式实现了环境污染的负外部性内部化。
二是范围经济效应。在生态工业园中，通过构建合适的生态产业链，形成企业间的工业代谢和共生关系，实际上就是形成一种经济“生态圈”。在这个“生态圈”中，每一个企业都具有前后关联效应，它们在园区内的高度聚集就产生了范围经济效应。
三是闭路循环。生态工业园遵循“生产—回收—再利用—设计一一生产”的循环经济模式，在园区内形成物质、能量的闭路循环流动，从而实现资源的高效、持续利用。
四是生态比较优势。在生态工业园中，企业间通过高效率的分工、协作，实现废物的循环利用，进而达到生态环境的良性循环。生态工业园中的生态比较优势来源于一种先进的制度安排，是一种内生的生态比较优势，具有可持续性。
二、工业园区的生态化调整生态工业园的构建主要包括企业整合、资源整合、生态链的设计和区域基础设施的构建等几个方面。其中企业整合是生态工业系统的表现形式，是构成生态链的物质基础。资源整合包括集成层次、集成途径和集成技术3个方面。集成层次是指不同层次上完成的集成，即企业内部、企业之间和园区内外3个方面；集成途径是指集成的对象类别，有物质集成、能量集成、水集成和信息集成等；集成技术是实现集成的具体技术，是完成集成的根本保证。生态链的设计是企业整合、资源整合之后的必然结果。将工业系统内的企业沿着集成的路线串联起来，形成若干条生态链，从而形成一个生态网络，各企业在整个网络系统中的地位和作用自然十分清楚。
（一）园区内企业（行业）整合的优化设计。
园区内企业（行业）整合的优化设计，关键在于企业、行业的匹配，即在区域已有的企业中或区域外有发展潜力的企业中找出已有或可能的废物流动关系，通过专家分析，筛选出类别、规模、方位上相匹配的设计和改造方案，实现生态工业系统各过程之间的物质、能量和信息的充分利用和交换。
生态工业园设计的第一步，是依照一定的方法寻找并设计出组成整个生态工业系统的企业成员。这些成员在构成上有一定的先后顺序。第二步要确定出一个或几个核心企业（类似于自然生态系统中的“优势种群”），围绕核心企业派生出系列以物质交换或能量交换为纽带的企业。这些核心企业将上一级企业产生的副产品、废弃物（包括水、气、固废、废热能等）作为生产原料组织生产。由此，这些企业逐级递演产生，彼此之间形成一种协作补充关系而不是竞争对立关系，其中的核心企业对整个工业群体的运行起到一种控制和导向作用，类似于自然生态系统的生物可分类成“生产者”、“消费者”、“分解者，”3大类一样。这些企业个体在整个工业生态群体中也扮演着不同的角色，如资源生产者、加工生产者、还原生产者等。
（二）园区内资源整合途径及技术设计。
资源整合从3个不同层次（即企业内部、企业之间和园区内外）来体现生态工业的思想。在企业内部，注重清洁生产，使企业内污染物的排放量最小，资源利用最大；在企业间，通过梯级（多级）利用、循环再生、资源化等技术，使得物质、能量和信息得到充分交换，构建生态链，使得园区向外排放的污染物最少，资源利用率最大；在园区内外，充分利用物质需求信息，构建虚拟生态园区，通过生态工业园区带动更大范围内的企业之间彼此交换物质。
1.物质集成及其技术。在园区内建立企业群落，按照循环经济理念，确定结点企业上下游物流供给与需求关系，规划物质流动的方向、数量和质量，运用过程集成技术对物流流程集成组合，构建生态网链。物质集成技术包括减量化、再利用、资源化3个层次，可看作清洁生产技术的应用。
2.能量集成及其技术。能源供给需根据不同工艺的用能质量，规划和设计能源梯级利用流程。根据园区所处的自然区位特性，尽量使用太阳能、风能、生物能和水能等清洁能源，并采用热电联产集中供能，提高效率。能量集成技术有：
①减少能源消耗，采用节能新技术、新工艺和新设备，余热回收利用，避免能源损耗；②能源的梯级利用，按质梯级用能；③集中供热；④开发使用可再生能源和清洁能源，如太阳能、生物质能等。
3.废水集成及其技术。将工业中的用水分成5个等级，分别为超纯水、非离子水、饮用水、洗涤用水、灌溉用水。生态工业园中可以通过构筑水循环，利用生态产业链，循环利用、梯级利用水资源，提高水的利用率。常见废水集成技术有：①提高工业用水的循环利用率；②改革生产工艺，减少工艺用水的消耗；③逐级用水，实现一水多用；④中水回用；⑤分散式处理与集中式处理相结合等。
4.信息集成及其技术。运用先进的信息技术对生态工业园区的各种信息进行系统管理，建立完善的信息数据库、计算机网络和电子商务系统，并进行有效的集成，充分发挥信息在园区运行、与外界信息交流、管理和长远发展规划中的多重作用。园区在建设和运行过程中存在大量的信息，信息集成技术中的硬件基础是计算机网络的建设，包括内部局域网和国际互联网的建设；软件技术主要有信息系统的开发与设计。
（三）区域内生态产业链的优化设计。
生态链的设计即是对园区内的各企业通过系统集成后关联起来，形成多条产业链条或产业网络，构建生态工业体系。仿照自然生态系统，一个完整的生态产业链应包括“生产者企业”、“消费者企业”及“分解者企业”。而且，在设计生态产业链时，要依据食物链理论对区域内现存企业的物质流、能量流、水流以及信息流进行重新集成，依据物质、能量、水、信息流动的规律和各成员之间在类别、规模、方位上是否匹配，进而在各企业部门之间构筑生态产业链，横向进行产品供应、副产品交换，纵向连接第二、三产业，形成工业“食物网”，实现物质、能量和信息的交换，完善资源利用与物质循环，建立生态工业系统。同时还可以引进新技术、新产品，延伸并做大做强各条生态产业链，形成新的经济增长点，最终可提升整个生态工业园的竞争实力。
（四）区域基础设施的优化设计。
园区应建立现代化的集成式基础设施，为园区内物质流、能量流、信息流、价值流和人员流动提供支持，从而实现园区公共设施系统的统一规划，使园区的运行减少资源损耗和环境污染。支持系统包括道路交通系统；高技术孵化系统；信息网络与通讯传输系统；原材料、水电、天然气及其他燃料的供给系统；废气、废水和固体废弃物的回收再利用和安全处置系统；商业、金融、生活等服务系统以及各类防灾减灾系统。另外，园区应制定严格的景观规划和绿色扭盖方案，对园区生产和生活中产生的各种污染和废弃物，都要按各自的特点予以专业处理和处置。同时，建立娱乐功能和生产功能相协调的多功能园区绿色景观，实现园区生态系统的良性循环。