生態(tài)工業(yè)園區(qū)與技術(shù)創(chuàng)新

生態(tài)工業(yè)園區(qū)與技術(shù)創(chuàng)新隨著生態(tài)工業(yè)園區(qū)的出現(xiàn)及其日益的發(fā)展壯大，它對技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的影響也日益凸現(xiàn)出來。主要表現(xiàn)在四個方面：推動了回收利用型技術(shù)的發(fā)展；推動了物料消耗最小化的系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展；使環(huán)境治理技術(shù)集成化、系統(tǒng)化；催化綠色技術(shù)革命。1996年10月，美國可持續(xù)發(fā)展總統(tǒng)委員會對生態(tài)工業(yè)園區(qū)提出了這樣的定義：一個有計劃的物質(zhì)和能量交換的工業(yè)系統(tǒng)，尋求能源和原材料消耗的最小化、廢物產(chǎn)生的最小化，并力圖建立可持續(xù)的經(jīng)濟、生態(tài)和社會關(guān)系。隨著生態(tài)工業(yè)園區(qū)的出現(xiàn)及其日益的發(fā)展壯大，它對技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的影響也日益凸現(xiàn)出來。生態(tài)工業(yè)園區(qū)要求企業(yè)依靠科技進步，采用無害或低害的新工藝、新技術(shù)，大力降低原材料和能源的消耗，實現(xiàn)少投入、高產(chǎn)出、低污染，盡可能把對環(huán)境污染物的排放消除在生產(chǎn)過程之中。生態(tài)工業(yè)園區(qū)發(fā)展推動了企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。1推動了回收利用型技術(shù)的發(fā)展隨著生態(tài)工業(yè)園區(qū)的不斷發(fā)展，生態(tài)經(jīng)濟的觀念日益深入人心。企業(yè)經(jīng)濟效益的高低直接與物質(zhì)流動模式相關(guān)，原有的物質(zhì)流動模式造成經(jīng)濟活動的“高開采、低利用、高排放”，這使得人們不得不開始轉(zhuǎn)向?qū)厥绽眯图夹g(shù)的關(guān)注?；厥绽眯图夹g(shù)的物質(zhì)流動模式可以表示為“資源——產(chǎn)品——消費——再生資源”，通過對物質(zhì)和能量最大限度的回收利用，使經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響降低到了盡可能小的程度，同時也大大的降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本，達到了“低開采、高利用、低排放”。在加拿大Burnsde工業(yè)園區(qū)，通過回收廢紙然后外運供其他公司生產(chǎn)襯墊板，另一家包裝公司則重新利用電腦公司的過剩的聚苯乙烯；它還擁有各種回收和再利用公司，處理顏料盒、絲帶重新涂墨、輪胎翻新和家具翻新等；另外還使用銀回收系統(tǒng)回收印刷工廠的銀；同時園區(qū)內(nèi)的19家化學品生產(chǎn)銷售公司還聯(lián)合進行化學品交換。在美國，查塔諾加（Chattanooga）生態(tài)工業(yè)園區(qū)，通過重新利用老工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢棄物來減少污染和增進效益。如將舊鋼鐵鑄造車間改造成一個利用太陽能處理廢水的生態(tài)車間；緊鄰的肥皂廠則循環(huán)利用廢水；而肥皂廠旁邊是利用肥皂廠副產(chǎn)作原料的一家工廠。這樣就建立起了一個相對完整的生態(tài)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。Choctaw生態(tài)工業(yè)園區(qū)則基于園區(qū)所在地豐富的特定資源，也就是俄克拉何馬州大量的廢輪胎資源，通過采用高溫分解技術(shù)將這些廢輪胎資源化從而得到炭黑、塑化劑和廢熱等產(chǎn)品。在我國，天津開發(fā)區(qū)生態(tài)工業(yè)園區(qū)的企業(yè)將汽車生產(chǎn)中的廢鋼及其它邊角廢料回收后，通過熔煉等加工過程制成鋼錠，再提供給豐田模具工廠作為其生產(chǎn)模具的原料。另外，針對食品飲料業(yè)能源消耗量大且穩(wěn)定的特點，天津開發(fā)區(qū)開展了企業(yè)內(nèi)部和行業(yè)間的蒸汽梯級利用；并進行行業(yè)之間、企業(yè)之間的共生合作，構(gòu)建廢水代謝鏈條。還致力于雨水的收集和再生利用；致力于垃圾分揀和再生，使危險廢物實現(xiàn)資源化；以及有機廢物堆肥化處理、剩余生活垃圾焚燒發(fā)電。廣東南海生態(tài)工業(yè)園區(qū)也是一個成功的實現(xiàn)了對廢棄物的回收利用的例子。園區(qū)由設(shè)備加工、塑料生產(chǎn)、建筑陶瓷、鋁型材和綠色板材等5大行業(yè)組成。根據(jù)技術(shù)可行性及保護環(huán)境的前提條件，核心企業(yè)及其相關(guān)的附屬企業(yè)組成5個相對獨立、相互共生的工業(yè)生態(tài)群落，通過物質(zhì)和能量的相互交換，構(gòu)成多種物質(zhì)能量鏈接的生態(tài)鏈網(wǎng)絡(luò)。在這其中，有3條屬于閉合循環(huán)的生態(tài)鏈：環(huán)保儀器設(shè)備廠生產(chǎn)的產(chǎn)品在消費后報廢予以拆解，其中可以再利用的零件供維修用或回到企業(yè)供生產(chǎn)用，不可再利用的零件經(jīng)五金加工廠回煉成金屬原材料，重新生產(chǎn)零件供給廠家生產(chǎn)儀器設(shè)備；可降解塑料廠產(chǎn)生的廢塑料進入塑料添加劑廠用于生產(chǎn)增韌劑，然后返回可降解塑料廠供生產(chǎn)使用；綠色板材廠在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)生的樹皮、木屑等，通過加工成生產(chǎn)板材用的膠黏劑，再次返回板材廠生產(chǎn)使用。園區(qū)內(nèi)企業(yè)的廢棄物通過廢物交換、循環(huán)利用，不僅降低了廢物排放，而且還能吸收消化園區(qū)外的塑料廢物、廢舊五金等，不僅如此，每年還可通過節(jié)省原料和能源、處理廢物使得成本降低、再利用廢物等方式獲得相當高的經(jīng)濟效益！從這些閉合循環(huán)的設(shè)計上可以看出，園區(qū)企業(yè)間利用彼此生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)品和廢棄物作為再生資源，經(jīng)過加工后重新返回系統(tǒng)循環(huán)使用。這種循環(huán)生產(chǎn)的理念，充分帶動了回收利用型技術(shù)的發(fā)展，更很好的體現(xiàn)出了工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量有效利用的理論。2推動了物料消耗最小化的系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展在生態(tài)工業(yè)園區(qū)，內(nèi)部企業(yè)之間彼此利用“廢物”，使企業(yè)之間形成一個封閉的系統(tǒng)，從而使物料消耗達到最小化。具體可從兩個方面來考察。一方面，產(chǎn)品的數(shù)量保持不變，而物料的消耗絕對減少。以卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū)為例。該園區(qū)主要包括發(fā)電廠、煉油廠、制藥廠和石膏制板廠。其中，電廠向煉油廠和制藥廠提供發(fā)電過程中產(chǎn)生的蒸汽；將除塵脫硫的副產(chǎn)品工業(yè)石膏，全部供應附近的一家石膏廠作原料；將粉煤灰出售，供鋪路和生產(chǎn)水泥之用；煉油廠產(chǎn)生的火焰氣通過管道供給石膏廠用于石膏板生產(chǎn)的干燥，減少了火焰氣的排空；酸氣脫硫生產(chǎn)的稀硫酸供給附近的一家硫酸廠；煉油廠的脫硫氣則供給電廠燃燒。另外，煉油廠的廢水經(jīng)過生物凈化處理，通過管道向電廠輸送冷卻水用于冷卻發(fā)電廠的發(fā)電機組，而發(fā)電廠產(chǎn)生的蒸汽回頭又供給煉油廠；熱電廠同時也把蒸汽出售給石膏公司和市政府；熱電廠的脫硫裝置使燃燒氣體中的硫與石灰石產(chǎn)生反應，生成石膏供應給石膏材料廠作為原材料。而煉油廠生產(chǎn)的多余的燃氣，又可以作為燃料供給發(fā)電廠和石膏廠。由此可見，通過對一系列的能減少物質(zhì)消耗、封閉物質(zhì)流的技術(shù)的應用，卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū)極大地節(jié)約了相關(guān)公司的成本，并且?guī)砹嗽S多新的收益。據(jù)測算，在這些交換中產(chǎn)生的共生物料量大約相當于Asnaes電廠每年購買的煤量（200萬t/年），亦或相當于Statoil精煉的北海原油噸數(shù)（480×104t）。由此可見，卡倫堡生態(tài)工業(yè)園區(qū)通過形成一個有效的循環(huán)再利用網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了絕對減少物料消耗的目的。同時，還最大限度地保護了當?shù)氐沫h(huán)境，減少了污染。從生態(tài)學角度說，卡倫堡表現(xiàn)了一個簡單的食物鏈的特征：生物體消耗其他生物體的廢物和能源，彼此之間共依共存。另一方面，產(chǎn)值相同的前提下，單位產(chǎn)值消耗的物料相對減少。魯北生態(tài)工業(yè)園區(qū)，園區(qū)內(nèi)部包括磷銨硫酸水泥聯(lián)產(chǎn)、海水“一水多用”、鹽堿電聯(lián)產(chǎn)3條密切相關(guān)的生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，這些產(chǎn)業(yè)鏈通過系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，協(xié)同、共生，構(gòu)成了一個生態(tài)型工業(yè)系統(tǒng)。具體來講，以磷銨、硫酸、水泥產(chǎn)業(yè)鏈為例。在磷銨、硫酸、水泥產(chǎn)業(yè)鏈（簡稱PSC）中，磷礦與硫酸制取得到的磷酸與合成氨反應制得磷銨，副產(chǎn)品磷石膏送往水泥廠生產(chǎn)水泥。富含SO2的水泥窯氣送往硫酸廠生產(chǎn)硫酸和液體SO2，液體SO2用作生產(chǎn)溴素的原料。硫酸送往磷銨廠用于磷銨的生產(chǎn)。以煤矸石為燃料的熱電廠產(chǎn)生的電力和蒸汽供各廠使用，鍋爐副產(chǎn)的爐渣、爐灰作為混合材料生產(chǎn)水泥。在這個系統(tǒng)中，生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏，用于制造硫酸并聯(lián)產(chǎn)水泥，而硫酸又再返回用于磷銨的生產(chǎn)，上一層產(chǎn)品的廢棄物成為了下一層產(chǎn)品的原料。使得資源得到了高效的循環(huán)利用，在整個生產(chǎn)過程中，沒有廢棄物排出，形成了一個封閉的工業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。這使得對磷礦的開采降到了最小的程度，同時也避免了對硫礦以及石灰石礦的開采，使對物料的消耗達到了最小化。據(jù)測算，它的磷銨成本比同類企業(yè)的產(chǎn)品成本低30％，水泥成本低20％，硫酸成本低50％。我國山東魯北工業(yè)園區(qū)創(chuàng)新出了3種關(guān)鍵性技術(shù)，以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)與能源的循環(huán)與轉(zhuǎn)換，這3種技術(shù)為：磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)；磷石膏分解技術(shù)；補加高硫煤、窯外分解及控制氧化氣氛技術(shù)。通過對這些技術(shù)的系統(tǒng)應用，實現(xiàn)了整個魯北生態(tài)工業(yè)園的完整鏈接與運行，進而實現(xiàn)了降低物料消耗、綜合利用資源、消除污染的目的。這種生態(tài)工業(yè)模式也必將進一步推動節(jié)約型技術(shù)的系統(tǒng)化發(fā)展。3使環(huán)境治理技術(shù)集成化、系統(tǒng)化治理整個生態(tài)工業(yè)園區(qū)的環(huán)境問題與治理單個工業(yè)企業(yè)的環(huán)境問題截然不同。在生態(tài)工業(yè)園區(qū)出現(xiàn)之前，前兩代工業(yè)園區(qū)的企業(yè)彼此獨立經(jīng)營，缺乏企業(yè)間副產(chǎn)品與廢棄物的有效流動和再利用，缺乏環(huán)境治理技術(shù)上的相互合作機制，致使資源利用效率低下并且環(huán)境污染嚴重。對生態(tài)工業(yè)園區(qū)而言，對環(huán)境污染的治理不能夠再局限于對一種有害廢物的處理上。如在處理污水時，不能簡單的只處理水污染問題，因為處理污水的同時還會產(chǎn)生有毒、有害的污泥。在處理某個成員企業(yè)的廢棄物時，還要考慮到是否可以進行交換再利用，處理方法是否可以在成員企業(yè)間形成貫通的鏈條。這就要求環(huán)境治理技術(shù)要系統(tǒng)化。生態(tài)工業(yè)園區(qū)的企業(yè)成員間應該形成一個封閉的環(huán)境治理技術(shù)的鏈條。如供水——收集污水——污水處理——有害廢物存放和處理——垃圾填埋，就是一個簡單的環(huán)境治理技術(shù)的集成。根據(jù)各生態(tài)工業(yè)園區(qū)所采用的環(huán)境治理技術(shù)的不同，又可劃分為兩類。一類均采用現(xiàn)有技術(shù)，對這些技術(shù)進行綜合，使之組合成一個完整的循環(huán)系統(tǒng)，或者稱之為一個集成；美國切克托生態(tài)工業(yè)園就屬于此種類型。另一類是針對自身生產(chǎn)的特點，采用新開發(fā)的一整套技術(shù)，從而使環(huán)境治理技術(shù)達到系統(tǒng)化。廣西貴糖生態(tài)工業(yè)園區(qū)可作為此類型的代表。美國切克托生態(tài)工業(yè)園區(qū)通過集成現(xiàn)有技術(shù)，形成了一個生態(tài)型工業(yè)體系。它將回收的廢舊塑料品直接供給塑料制造公司作為原材料。抽去廢舊輪胎中的鋼絲后，將其粉碎成橡膠顆粒，通過傳動帶輸送到聯(lián)邦循環(huán)技術(shù)公司進行高溫熱分解，得到塑化油和碳黑；而鋼絲在集中處理后，作為鋼材再利用；塑化油經(jīng)管道輸送到塑料制造公司加工處理，成為可用的塑料。塑料再經(jīng)管道傳送到兩家公司，一家公司以此生產(chǎn)塑料標牌，另一家用來生產(chǎn)彩色膠片。碳黑以漿的形式經(jīng)管道輸送到另一家公司，以此生產(chǎn)小型硬膠輪胎。由此可見，切克托生態(tài)工業(yè)園區(qū)通過將這些廢舊物資的回收與處理技術(shù)集成化，充分利用廢棄物，使其分解后回收再利用，有效的形成了一個密閉的生態(tài)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，最大限度的利用資源，最大限度的減少了造成污染的廢棄物的排放，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的雙豐收。貴糖生態(tài)工業(yè)園區(qū)以制糖業(yè)為主體，兼容了甘蔗種植業(yè)、造紙業(yè)和酒精業(yè)以及熱電廠。眾所周知，制糖業(yè)本身是一種排污多、污染重的行業(yè)，特別是在中國這種制糖技術(shù)比較落后的國家，制糖企業(yè)造成的污染和浪費一直是該行業(yè)比較難以克服的一個大問題，為了解決這一問題，貴港生態(tài)工業(yè)園區(qū)通過引進制糖業(yè)以外的其他相關(guān)企業(yè)，共同組成了一個生態(tài)工業(yè)鏈系統(tǒng)，成員企業(yè)間均存在著輸入和輸出的相互依賴關(guān)系，物質(zhì)和能量在這條生態(tài)工業(yè)鏈中被系統(tǒng)化的利用，十分有效的提高了污染物和廢棄物的凈化率和轉(zhuǎn)化率。例如，在制糖工藝中輸出的廢糖蜜，被酒精廠酒精車間作為資源用來生產(chǎn)能源酒精或食用酒精，酒精車間產(chǎn)生的酒精廢液經(jīng)過濃縮、干燥和補充必要養(yǎng)分后，制成復合肥，這樣就使廢糖蜜得到了充分的利用，減少了環(huán)境的污染；造紙中段的廢水（堿性）與熱電廠鍋爐的含硫煙氣（酸性）通過除塵脫硫塔進行中和反應，減少了污染物的排放；通過一系列的措施促進水的重復利用，極大的減少了廢水的排放。總之，貴糖生態(tài)工業(yè)園區(qū)通過除塵脫硫、回用水工程等系統(tǒng)化的環(huán)境治理技術(shù)，形成了包括處理廢水、廢氣、生產(chǎn)水泥、輕鈣等副產(chǎn)品以及利用酒精生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品——酒精廢液制造復合肥、向園區(qū)制造系統(tǒng)提供回用水的一個環(huán)境綜合處理系統(tǒng)，充分體現(xiàn)了其環(huán)境治理技術(shù)的系統(tǒng)化，極大程度的解決了區(qū)域結(jié)構(gòu)性環(huán)境污染問題。4催化綠色技術(shù)革命技術(shù)創(chuàng)新按創(chuàng)新的新度來分，可區(qū)分為重大技術(shù)創(chuàng)新和漸進技術(shù)創(chuàng)新。重大技術(shù)創(chuàng)新是指由于技術(shù)上的重大突破和新技術(shù)革命所導致的創(chuàng)新。漸進技術(shù)創(chuàng)新是指技術(shù)原理無重大變化的產(chǎn)品和技術(shù)改進。重大技術(shù)創(chuàng)新可以是單元技術(shù)上的創(chuàng)新，也可以是同時涌現(xiàn)數(shù)種技術(shù)甚至是整個系統(tǒng)層次上的創(chuàng)新。后者亦可稱之為蔟狀式創(chuàng)新。IT業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新形式就屬于這種情況。眾所周知，IT業(yè)作為當今信息時代的領(lǐng)頭軍，其技術(shù)的更新速度可謂是日新月異，往往一夜之間就會涌現(xiàn)出數(shù)種新技術(shù)，淘汰掉前一天還十分盛行的技術(shù)及產(chǎn)品。這就是典型的蔟狀式創(chuàng)新。由生態(tài)工業(yè)園區(qū)所引發(fā)的綠色技術(shù)革命就屬于蔟狀式創(chuàng)新。所謂綠色技術(shù)，是指能減少污染、降低消耗、治理污染或改善生態(tài)的技術(shù)體系。當今的環(huán)境問題主要表現(xiàn)為資源枯竭、生態(tài)惡化和環(huán)境污染。為了解決這些環(huán)境問題，人類需要超越現(xiàn)代技術(shù)，尋求一種新的技術(shù)體系，以實現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展。綠色技術(shù)就是在這樣的大背景下應運而生的。綠色技術(shù)包括清潔生產(chǎn)技術(shù)、治理污染技術(shù)和改善生態(tài)技術(shù)。由此可見，綠色技術(shù)不僅要解決之前生產(chǎn)過程中造成的環(huán)境污染問題、改善生態(tài)環(huán)境，還要防止未來的環(huán)境污染和生態(tài)惡化問題。生態(tài)工業(yè)園區(qū)要求園區(qū)成員間在物質(zhì)和能量的使用上形成類似自然生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)鏈或食物鏈，以實現(xiàn)物質(zhì)與能量的封閉循環(huán)和廢物最少化。為達到這個目標，必須改進現(xiàn)行技術(shù)，使技術(shù)向清潔生產(chǎn)、實現(xiàn)污染零排放方向發(fā)展。這就使得企業(yè)紛紛致力于發(fā)展綠色技術(shù)。在生態(tài)工業(yè)園區(qū)這樣的大環(huán)境下，綠色技術(shù)是如雨后春筍般大批量的涌現(xiàn)出來的，這也就是蔟狀式創(chuàng)新。這直接促成了整個系統(tǒng)層面上的綠色技術(shù)革命。在小區(qū)域范圍內(nèi)，由于生態(tài)工業(yè)園區(qū)是以生態(tài)工業(yè)鏈為基本結(jié)構(gòu)，園區(qū)企業(yè)間的排列結(jié)構(gòu)類似于生物鏈，均存在著物質(zhì)的輸入輸出關(guān)系，這就直接決定了園區(qū)內(nèi)的綠色技術(shù)創(chuàng)新將以蔟狀式涌現(xiàn)為主要特征。以日本騰澤（Fujiaswa）生態(tài)工業(yè)園區(qū)為例。為了實現(xiàn)由末端治理技術(shù)向減少廢物和降解廢物方面的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)園區(qū)污染零排放的目標，園區(qū)迫切需要一系列的綠色適用技術(shù)。在這種情況下，騰澤（Fujiaswa）生態(tài)工業(yè)園區(qū)的上屬公司EBARA公司開發(fā)出了各種廢物轉(zhuǎn)化新技術(shù)，主要包括硫化床氣化燃燒和處理系統(tǒng)、煙道氣處理系統(tǒng)、太陽能光電池系統(tǒng)、風能渦輪發(fā)電機、污水加熱交換泵以及新型的燃料電池技術(shù)等。通過應用這些綠色技術(shù)，使得園區(qū)與傳統(tǒng)的工業(yè)系統(tǒng)相比，估計降低40％的能源消耗，降低30％的水消耗，減少95％的廢物排放和30％的二氧