集群内的分工与专业化:一个循环经济园区的实证研究

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基金项目：江西财经大学2004年度重点课题(江时科研字2004-19)，中国井冈山干部学院2005年度重点课题(2005jj06)

作者简介：胡振鹏，浙江大学、武汉大学、南昌大学兼职教授，博士生导师，研究方向：资源与环境管理；张孝锋，中国井冈山干部学院副教授；李胜兰，江西财经大学教授，研究方向：人力资源管理

摘要：分工的深化是集群规模得以不断壮大的原因：本文以江西星火工业园发展循环经济案例为背景，通过建立和求解数学模型对循环经济园区的发展进行了技术经济分析。结果表明，循环经济园区是一种先进的生产组织形式 国区内的企业以上游企业的废弃物或副产品原料，发展析的产业链，逐步形成产业网，节省了自然资源，减少环境污染 通过专业化分工和全面合作，集群内的企业充分享受到了报酬递增带来的效益。

关键词：集群；分工；循环经济；产业网；报酬递增

中图分类号：F406．2　文献标识码：A　文章编号：1008-2972(2006)03-0014-04

一、引言

美国经济学家鲍尔丁1962年提出的“宇宙飞船理论”，被看作是循环经济思想的萌芽 20世纪70年代两次世界性能源危机造成的经济增长与资源短缺之间的突出矛盾，进一步引发了人们对经济增长力式的深刻反思。1972年，罗马俱乐部发表著名报告《增长的极限》，系统地考察经济增长与人口、自然资源、生态环境和科学技术进步之间的关系，向全世界发出了100年后经济增长将会因资源短缺和环境污染而停滞的警告。二十世纪七八十年代，以德国为代表的发达工业国家，在为解决环保问题而对废弃物处理的过程中，逐步由单纯的末端治理，发展到从源头预防、减少废物的产生并对废弃物进行资源化处理后再循环利用，而且确立了废弃物处置的顺序：尽量抑制废物产生、再使用、再生利用、热回收、无害化处置。至此，强调资源的高效循环利用和污染的源头防控的循环经济模式呼之欲出 1990年，英国环境经济学家珀斯和特纳在其《自然资源和环境经济学》一书中首次正式使用了“循环经济”一词。1996年，德国颁布《循环经济与废弃物管理法》，首次在国家法律文本中使用循环经济概念 20世纪90年代以后．可持续发展战略成为世界各国的共识。发达国家在长期的实践中，逐步摸索形成了发展循环经济的四种基本模式：杜邦模式、工业园区模式、德国DSD－回收再利用体系、日本的循环型社会模式，使循环经济在企业、区域和国家三个层面扎实有效地展开，生态工业园区模式，又称卡伦堡模式。基本特征是：按照工业生态学的原理，通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成，形成产业是的代谢和共生耦合关系，使一家工厂的废气、废水、废渣、废热成为另一家工厂的原料和能源，建立生态工业同区。丹麦卡伦堡工业园区是这种模式的典型代表、本文以星火工业园内分工与专业化的路径为例着重探索循环经济园区产生和发展的机理。

二、星火工业园区的循环经济

有机硅是―种新型的高科技材料，由于直接用量不大但用途广泛，称为“工业味精”江四星火有机硅厂坐落在江西永修县，1979年开始进入有机硅领域，依靠国内科研机构和本厂技术人员20多年不懈的自主创新，从最初年产有机硅单体600吨发展到现在10万吨的生产能力。另一条10万吨生产线正在建设之中。

有机硅生产过程复杂，产品成分丰富。在合成和分流过程中，除单体外，还会生成共沸物、高沸物、低沸物、浆渣等废料―这些废弃物易燃、易爆、有毒，容易与水发生反应释放有害气体―过去，都是经过简单处理后直接排放；比如高沸物以500元／吨的代价请有关公司进行处理，然后排放；某些市场需求不多的某些副产品如甲基三氯硅烷等直接堆积、掩埋 这样，对环境影响较大，在安全生产方面也留下一定隐患，制约了有机硅产业的发展

江西星火有机硅厂和永修县政府于2000年联合创建了星火工业园区。星火工业园致力于循环经济模式的建立，以资源的再利用为核心理念，引进、创建了一大批企、利用有机硅单体生产的废弃物和副产品加工成有市场需求、科技含量高的产品，初步形成了以星火有机硅厂为核心的有机硅单体深加工和废弃物再利用的循环经济产业网，图1简要地标示出园区主要企业及相应的产品的相互关系，图中力框表示企业，方框前的椭圆框表示原料，方框后的椭圆框表示产品；左半部分以主产品深加工为主，右半部分以废弃物再利用为主。

甲基三氯硅烷《(简称一甲)是有机硅单体的成分之一，沸点低、毒性重、腐蚀性强、遇水会释放有害的气体．山于国内市场容量较小，长期堆放在仓库中中容易爆炸，新的10万吨有机硅单体生产装置建成后，产量将达到1．6万吨／年～2万吨／年。为此，引进世界500强企业美国卡博特公司的先进技术用一甲生产纳米级气相法二氧化硅(气相白炭黑)，组建了卡博特蓝星化工(江西)公司，年处理一甲1．2万吨，预计年销售收入3亿元，年利税9000万元。江西星火化工厂、江西嘉懿新材料有限公司利用一甲生产交联剂，一甲用量分别达到600吨／年；另外，江西星火狮达科技有限公司主导产品防水剂的生产也以一甲为原料之一，使用量达到500吨／年。这些企业的入园，既解决了江西星火有机硅厂副产物的出路问题，又实现了原材料的就近供给，创造可观的效益，实现了“双赢”。

过去，星火厂的高沸物是花钱请相关公司水解处理、处理费500元／吨。由于水解处理工艺简单，只能回收部分盐酸，处理过程中大量的有害气体和废渣无组织排放，给环境造成很大的污染。2003年8月，江西虹润化工有限公司入园，采用先进的歧化裂解工艺，将高沸物裂解为含一甲、二甲和含氢单体的粗单体．年处理能力5000吨，粗单体的回收率为60％，年产值达700万元：公司准备进一步投资建设分流装置，将粗单体进一步加工成一甲、二甲和含氢单体，产值将大大提高。公司还投入10万元建设了两套尾气水吸收装置、回收尾气中的氯化氢气体制成盐酸，一方面保护了环境，另一方面产生了效益。废物变成了原料，虹润公司使用高沸物每吨付费50元，一反一复，给星火有机硅厂带来了550元／吨的效益。

共沸物处理运用醇解反应，在共沸物醇解反应中，尾气含有氯化氢气体和三甲。以前，采用简单吸收后排放的方式处理，大量有机气体无组织排放，对大气环境造成损害。三甲是园内江西吉星公司生产硅氮烷的原材料，该公司年消耗：甲1000吨，生产硅氮烷500吨／年，年产值2000万元。2002年，投资35万元建设了全密封钢化玻璃水吸收装置，尾气中和三甲的回收率大大提高，其中三甲回收36吨／年，制成MM(六甲基二硅氧烷，有机硅封头剂)20吨／年，此项年收入70万元，在废气达标排放、减少污染的同时产生了经济效益。

江西星火狮达公司是处理浆渣的企业，年处理量3600吨，该公司用水解吸收的方法，回收浆渣中的

IICI制成盐酸，剩下的废渣出售绐砖瓦厂用于制砖(制砖不在园区内，图中用虚线表示)。

武汉嘉恒化工九江分公司是―家生产氯化钡的企业，它消化江西星火有机硅厂、狮达、虹润和嘉懿公司大部分的废盐酸(浓度较低)，同时，该公司的产品氯化钡又是星火厂离子膜烧碱装置必备的辅助材料。

在能量利用方面，有机硅单体和烧碱装置所需蒸汽由配套的热电站供应，目前，星火有机硅厂有35吨／小时锅炉四台，因锅炉产生的蒸汽温度达到400度，不能直接用于生产。该厂投资建设6000KWh发电机组两台，高温蒸汽发电后降温，再用于生产。目前．热电联产装置发电量每小时7000KWh，产生净效益968万元／年，部分低压蒸汽还可以向园区内其它企业集中供气，年销售收入250万元。热电联产装置产生煤灰每天约80吨，全部用于制砖，煤灰销售收入173万元／年。

此外，园区内还有一批企业利用主产品深加工，生产硅树脂，硅橡胶等。这样，在星火工业园内上游企业的废物，成为下游企业的原料；市场需求不旺的产品，经过深加工成为高科技出口创汇产品，循环经济初具规模，产业聚集效应开始显现出来。

三、循环经济园区发展的技术经济分析

1．骨干企业发展模式的选择

园区的骨干企业可以实现纵向一体化生产，在生产主产品的同时，把废弃物或副产品加工成产品；也可以将废弃物当原料提供给其他企业进行加工。比如，星火有机硅厂为了消化有机硅副产品含氢单体，依靠自己的技术力量建造了含氢硅油生产装置。通过在工艺上不断摸索改进，强化运行管理，使装置生产能力达到800吨／年，成为全国最大的含氢硅油装置，含氢硅油的质量、原材料消耗等各项经济技术指标均达到国内先进水平。而高沸物却卖给虹润化工公司生产有机硅单体，虹润化工公司又将有机硅单体卖给星火有机硅厂。

循环经济追求更大的经济效益、更少的资源消耗、更低的环境污染和更多的劳动力就业。设核心企业的生产中产生主产品A、副产品D和废弃物C，可以生产函数f(・)=｛A，B，c｝表示。主产品生产工艺过程确定了副产品B、废弃物C的数量与主产品数量的比例关系。设副产品B数量z=фx，废弃物数量为y=фx。核心企业的净效益函数为：pxx-cxx，式中，px为产品A的市场价格，cx为生产、销售单位主产品A的费用。如果企业具有相应技术和一定条件，可以将废弃物C加工成产品K，生产函数为：

式中：gr表示产品E的数量，y=фx为废弃物C数量，科技进步、管理水平、企业文化理念以及法制、政策环境因素等对生产量的影响，《代表其中某一因素，如果这一因素不可行，则k1=0(比如技术不成熟，K1=0)。设产品E的市场价格为rr，生产产品月的费用函数为CXy，生产要素(包括其他原材料、设备、人力资源等)的费用都包含在之中。那么，目标函数是骨干企业的净收益F最大(包括利用废弃物的效益)：

式(3)中M为企业可利用的资金总量,模型隐含所有废物都作为生产要素加工成产品， 不再处理排放。

求解式(1)、(2)组成的企模型，得：

另一种生产组织方式是，主产品A有市场，核心企业致力于专业化生产主干产品，废弃物c的再利用让其他企业承担。那么，核心企业的生产模型为{Max在资金规模一定的情况下，骨干企业愿意着力扩展主导产业，让其他企业进行废弃物加工利用。式(5)右边主产品生产的净收益中还没有计人出售废弃物的收益。星火有机硅厂就是这样长期致力于有机硅单体生产，从年产600吨中试起步，逐步扩展到1万吨、3万吨、10万吨、20万吨的生产能力。如果式(5)不成立，或者主产品没有市场空间，骨干企业可能会走纵向一体化道路，自己将废弃物再利用。

2．废弃物专业化加工企业的成长条件

设其他企业专业化加工废弃物C成产品E，生产函数和成本函数与式(1)的结构类似，因技术水平不同，产量系数k、成本系数C和要素投入参数a不同；产品[的市场价格pv相同。专业化处理废弃物企业的生产模型为：

式(7)表示加工利用的废弃物不超过骨干企业产生的废弃物总量4x(骨干企业生产能力确定后，x为固定值)，式(8)表示生产的产品E不超过市场需求总量Y。式(6)中的成本系数cx包括了从骨干企业购入废弃物的费用。根据式(6)～1(8)组成的生产模型，构造拉格朗日函数，经过整理，得：

即如果满足式(10)，产业转移使企业的净效益增加。式(10)是以大型企业为骨干形成的产业集群中，产业区域转移的条件。

在循环经济园区内，既发挥了专业化生产的优势，各个企业以产业链为纽带，相互依存，相互促进，互补共生，又实现了产业集聚的效应。骨干企业产生的废弃物，本来要耗费一定费用进行治理，实现循环经济后，其他企业付费购买作为生产原料，增加了骨干企业的收益。由于靠近原料产地，交易费用减少；基础设施、公共服务和知识信息得到共享；同类产业集聚强化了区域的产业形象，扩大了市场影响；在这些因素的综合作用下，能够使产量系数由区外的k2增大为k2、成本系数COY减小到cX。由于式(10)、(11)对所有企业都成立，循环经济园区的集聚效应就显现出来了。

四、结论

本文以江西星火工业园发展循环经济园区为案例，通过建立数学模型对循环经济园区的发展进行了技术经济分析。求解结果表明，循环经济园区是一种先进的生产组织形式，以物质与能量循环利用为内容，以产业集群为载体，同时兼顾两者的长处：

1.循环经济园区一般以一个或几个大型企业为骨干，一批企业以骨干企业的废弃物、副产品或边角料为原料，形成新的产业链；其他企业又进一步利用这些企业的废弃物或主、副产品进行深加工，不断延伸产业链，逐步形成产业网。上游企业的废弃物成为下游企业的原材料，将污染物尽可能在园区内转变有市场需求的商品，节省了自然资源，减少环境污染。

2．园区内的企业通过生产、销售、研发甚至财务等方面的分工，获得专业化的好处；同时分享基础设施、大型设备、公共服务和知识信息交流的利益；并为降低交易费用、彼此交换资源、降低各种风险、增强企业的学习能力和竞争能力等原因形成密切关系；通过充分的分工和广泛的合作，寻求共同利益的最大化。由此提高了园区的整体生产技术水平，显现出产业集群的效应。节省了土地和水等自然资源，充分发挥基础设施、市场拓展、机械设备、原料集中供应与配套服务以及公共服务等方面的规模效益。

3．集群的发展是一个渐进累积和自我增强的系统演化过程，其自增强动力机制源于由专业化分工产生的报酬递增。为了减少运输成本、共享公共设施、减少信启、失真和不确定性风险等，企业的自利决策行为有本能地聚集在一起的偏好，以降低分工带来的交易费用。当专业化程度发展到足够高时，则所有交易集中在同一地点进行要比在多个地点进行多个双边交易更有效率，此时就出现了产业集群。分工的不断深化则会推动集群规模不断扩大。

参考文献：

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[2]张孝锋，蒋寒迪．产业集群理论与有机硅产业群的实证研究[J]湖南大学学报社会科学版，2004，(6)

[3]周云飞．等、江西九江星火工业园循环经济入佳境[N]．光明日报，2005-08-11．

责任编校:凡夫