生态工业园区与技术创新

生态工业园区与技术创新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。主要表现在四个方面：推动了回收利用型技术的发展；推动了物料消耗最小化的系统技术的发展；使环境治理技术集成化、系统化；催化绿色技术革命。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。勾对生束态工业园徐区而言，炸对环境污委染的治理渐不能够再场局限于对咬一种有害翻废物的处蚂理上。如皮在处理污描水时，不虹能简单的鼠只处理水基污染问题古，因为处范理污水的捎同时还会该产生有毒仿、有害的废污泥。在董处理某个贪成员企业青的废弃物欣时，还要肥考虑到是联否可以进讲行交换再烤利用，处漆理方法是律否可以在路成员企业吩间形成贯能通的链条防。这就要忆求环境治进理技术要受系统化。终生态工业陪园区的企震业成员间央应该形成慌一个封闭非的环境治佣理技术的唉链条。如碍供各水悟—玻—赠收集污议水久—籍—参污水处呜理快—港—誓有害废物赔存放和处话理旦—盏—道垃圾填埋普，就是一佩个简单的灿环境治理奔技术的集劝成。这根据评各生态工颜业园区所沃采用的环怪境治理技畜术的不同领，又可划吗分为两类萌。一类均缎采用现有女技术，对屯这些技术击进行综合血，使之组骡合成一个扎完整的循绵环系统，捕或者称之收为一个集纹成；美国图切克托生夹态工业园匀就属于此献种类型。针另一类是暂针对自身培生产的特队点，采用膛新开发的趟一整套技劫术，从而界使环境治废理技术达轻到系统化雁。广西贵牛糖生态工唉业园区可有作为此类渗型的代表密。娇美国胆切克托生风态工业园迈区通过集醉成现有技轰术，形成津了一个生丹态型工业上体系。它飘将回收的馋废旧塑料屑品直接供私给塑料制史造公司作世为原材料斯。抽去废末旧轮胎中典的钢丝后榨，将其粉欲碎成橡胶颂颗粒，通假过传动带透输送到联差邦循环技镇术公司进谜行高温热晃分解，得桶到塑化油截和碳黑；旧而钢丝在觉集中处理托后，作为街钢材再利浸用；塑化她油经管道肿输送到塑榜料制造公豆司加工处禾理，成为霜可用的塑疗料。塑料约再经管道委传送到两胜家公司，觉一家公司猪以此生产垂塑料标牌久，另一家狮用来生产较彩色胶片边。碳黑以阳浆的形式禽经管道输当送到另一勤家公司，敢以此生产新小型硬胶颜轮胎。由佩此可见，化切克托生茄态工业园牌区通过将利这些废旧的物资的回树收与处理制技术集成卷化，充分徐利用废弃乎物，使其莫分解后回季收再利用齐，有效的架形成了一粘个密闭的雾生态循环贱网络，最虹大限度的脉利用资源怎，最大限杯度的减少喊了造成污瘦染的废弃饶物的排放会，实现了胡经济效益于与环境效卸益的双丰抖收。厦贵糖距生态工业木园区以制受糖业为主诱体，兼容厕了甘蔗种击植业、造慨纸业和酒秃精业以及孝热电厂。良众所周知酷，制糖业舞本身是一树种排污多落、污染重申的行业，京特别是在长中国这种鼻制糖技术类比较落后寄的国家，雹制糖企业赞造成的污包染和浪费劳一直是该决行业比较思难以克服驼的一个大呜问题，为恰了解决这酷一问题，裹贵港生态公工业园区攀通过引进机制糖业以勤外的其他猴相关企业导，共同组妹成了一个道生态工业拥链系统，暗成员企业角间均存在坐着输入和樱输出的相游互依赖关迹系，物质晌和能量在肝这条生态书工业链中饿被系统化税的利用，声十分有效徐的提高了猜污染物和榴废弃物的班净化率和缘转化率。恭例如，在蹄制糖工艺争中输出的股废糖蜜，犁被酒精厂炸酒精车间贴作为资源旷用来生产谋能源酒精括或食用酒劝精，酒精风车间产生光的酒精废犬液经过浓肆缩、干燥网和补充必岂要养分后咱，制成复惠合肥，这宪样就使废横糖蜜得到智了充分的乔利用，减浴少了环境舒的污染；膝造纸中段去的废水（沫碱性）与冰热电厂锅喘炉的含硫毒烟气（酸安性）通过叠除尘脱硫潮塔进行中志和反应，库减少了污缴染物的排显放；通过明一孔系列的措毯施促进水滨的重复利羞用，极大陷的减少了利废水的排白放。总之犬，贵糖生虚态工业园赤区通过除郑尘脱硫、降回用水工舟程等系统让化的环境哑治理技术奥，形成了幅包括处理财废水、废优气、生产献水泥、轻丙钙等副产速品以及利社用酒精生吊产过程中刻的副产母品抹—师—肌酒精废液猪制造复合去肥、向园姥区制造系恐统提供回烦用水的一解个环境综子合处理系喜统，充分敌体现了其注环境治理策技术的系堆统化，极见大程度的涨解决了区雪域结构性势环境污染妈问题。酱4灾热催化绿色庸技术革命旱技术妥创新按创疏新的新度宁来分，可拍区分为重夫大技术创散新和渐进婶技术创新常。重大技蹈术创新是鸦指由于技刻术上的重稀大突破和访新技术革流命所导致按的创新。袍渐进技术式创新胸是指技术序原理无重真大变化的件产品和技城术改进。含重大技术符创新可以填是单元技鼻术上的创赵新，也可纺以是同时逗涌现数种杰技术甚至凳是整个系岔统层次上尿的创新。团后者亦可浆称之为蔟鞋状式创新女。号I含T灭业的技术疏创新形式饿就属于这匠种情况。乖众所周知泼，闲I袭T病业作为当机今信息时去代的领头调军，其技帅术的更新渠速度可谓喂是日新月朋异，往往慎一夜之间晶就会涌现老出数种新炊技术，淘完汰掉前一魂天还十分贼盛行的技松术及产品托。这就是游典型的蔟稀状式创新令。较由生凝态工业园悟区所引发罢的绿色技亡术革命就没属于蔟状沈式创新。奇所谓绿色密技术，是易指能减少采污染、降懒低消耗、复治理污染劳或改善生穷态的技术牧体系。当眯今的环境命问题主要建表现为资柿源枯竭、胶生态恶化污和环境污硬染。为了竿解决这些锁环境问题叶，人类需酸要超越现杂代技术，录寻求一种敌新的技术洒体系，以群实现人类扇的可持续险发展。绿筹色技术就齿是在这样趴的大背景雹下应运而钥生的。绿醉色技术包辨括清洁生鬼产技术、肯治理污染僵技术和改疼善生态技掌术。由此佛可见，绿显色技术不梦仅要解决务之前生产梢过程中造参成的环境援污染问题导、改善生牌态环境，虽还要防止若未来的环而境污染和映生态恶化泉问题。配生态闯工业园区连要求园区瓣成员间在纵物质和能通量的使用喜上形成类黄似自然生倦态系统的咳生态链或姻食物链，膜以实现物钓质与能量础的封闭循短环和废物慌最少化。妈为达到这扒个目标，脑必须改进矮现行技术业，使技术勤向清洁生负产、实现施污染零排掉放方向发引展。这就流使得企业巴纷纷致力议于发展绿向色技术。写在生态工洒业园区这姿样的大环鉴境下，绿血色技术是多如雨后春劣笋般大批螺量的涌现关出来的，姥这也就是施蔟状式创绢新。这直由接促成了煌整个系统碑层面上的烂绿色技术皂革命。医在小晨区域范围铅内，由于乎生态工业持园区是以五生态工业岁链为基本颗结构，园盛区企业间萝的排列结乱构类似于乒生物链，感均存在着路物质的输用入输出关漏系，这就衰直接决定岗了园区内各的绿色技轮术创新将蚁以蔟状式院涌现为主花要特征。伟以日本腾择泽吃（榆Fuji堪asw狭a奋）生态工颗业园区为虹例。为了女实现由末扎端治理技踢术向减少