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生态工业园区规划模式
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生态工业示范园区(以下简称园区)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。它通过物流或能流传递等方式把不同工厂或企业连接起来,形成共享资源和互换副产品的产业共生组合,使一家工厂的废弃物或副产品成为另一家工厂的原料或能源,模拟自然系统,在产业系统中建立“生产者—消费者—分解者”的循环途径,寻求物质闭环循环、能量多级利用和废物产生最小化。

一、生态工业示范园区的特征和类型

1.园区具有以下主要特征:

(1) 紧密围绕当地的自然条件、行业优势和区位优势,进行生态工业示范园区的设计和运行;

(2) 通过园区内各单元间的副产物和废物交换、能量和废水的梯级利用以及基础设施的共享,实现资源利用的最大化和废物排放的最小化;

(3) 通过现代化管理手段、政策手段以及新技术(如信息共享、节水、能源利用、再循环和再使用、环境监测和可持续交通技术)的采用,保证园区的稳定和持续发展;

(4) 通过园区环境基础设施的建设、运行,企业、园区和整个社区的环境状况得到持续改进。

2. 园区主要有以下两种类型:

(1) 具有行业特点的生态工业园区,例如广西贵港国家生态工业(糖业)示范园区;

(2) 具有区域特点的国家生态工业示范园区,例如对现有经济技术开发区和高新技术开发区改造的生态工业园区。

此外,按照当前的建设状态和园区单元间联系程度的不同,生态工业园区可分为以下几种类型:

(1) 已具有较好生态工业雏形的工业区域或园区。建设重点是在完善已有的生态工业链的基础上,形成稳定的生态工业网。

(2) 尚未建成或尚不具有规模的园区。建设重点是以生态工业的理论和方法,指导建设一个新的工业园区。

(3) 门类较多、企业数量大的工业区域或园区(如我国的大批国家和地方级的科技园区和经济技术开发区)。建设重点是在这些园区中引进生态工业和循环经济理念,采用生命周期观点和生态设计方法,使产品生命周期中资源消耗最少、废物产生最小、易于拆卸回收,由此优化产品结构,并合理构建和完善产品链,从而提高资源效率,降低环境排放,为园区寻找新的增长点,促进园区的持续发展。

(4) 虚拟园区。其园区企业在地理上分散,但仍然组成一个生态工业系统。建设重点是从废物循环利用、资源梯级利用入手,遵循市场价值规律,规划建设生态工业网络,建立企业间稳定、持久的物质和能量流动关系。

二、园区规划的指导思想和基本原则

1. 指导思想

从可持续发展的高度,将发展生态工业与发挥区域比较优势、提高市场竞争力相结合,与引进高新技术、提高经济增长质量相结合,与区域改造和产业结构调整相结合,与生态保护和区域环境综合整治相结合。

2. 基本原则

园区规划应遵循以下原则:

(1) 与自然和谐共存原则:园区应与区域自然生态系统相结合,保持尽可能多的生态功能。对于现有工业园区,按照可持续发展的要求进行产业结构的调整和传统产业的技术改造,大幅度提高资源利用效率,减少污染物产生和对环境的压力。新建园区的选址应充分考虑当地的生态环境容量,调整列入生态敏感区的工业企业,最大限度地降低园区对局地景观和水文背景、区域生态系统以及对全球环境造成的影响。

(2) 生态效率原则:在园区布局、基础设施、建筑物构造和工业过程中,应全面实施清洁生产。通过园区各企业和企业生产单元的清洁生产,尽可能降低本企业的资源消耗和废物产生;通过各企业或单元间的副产品交换,降低园区总的物耗、水耗和能耗;通过物料替代、工艺革新,减少有毒有害物质的使用和排放;在建筑材料、能源使用、产品和服务中,鼓励利用可再生资源和可重复利用资源。贯彻“减量第一”的最基本的要求,使园区各单元尽可能降低资源消耗和废物产生。

(3) 生命周期原则:要加强原材料入园前以及产品、废物出园后的生命周期管理,最大限度地降低产品全生命周期的环境影响。应鼓励生产和提供资源、能源消耗低的产品和服务;鼓励生产和提供对环境少害、无害和使用中安全的产品和服务;鼓励生产和提供可以再循环、再使用和进行安全处置的产品和服务。

(4) 区域发展原则:尽可能将园区与社区发展和地方特色经济相结合,将园区建设与区域生态环境综合整治相结合。要通过培训和教育计划、工业开发、住房建设、社区建设等,加强园区与社区间的联系。要将园区规划纳入当地的社会经济发展规划,并与区域环境保护规划方案相协调。

(5) 高科技、高效益原则:大力采用现代化生物技术、生态技术、节能技术、节水技术、再循环技术和信息技术,采纳国际上先进的生产过程管理和环境管理标准,要求经济效益和环境效益实现最佳平衡,实现“双赢”。

(6) 软硬件并重原则:硬件指具体工程项目(工业设施、基础设施、服务设施)的建设。软件包括园区环境管理体系的建立、信息支持系统的建设、优惠政策的制定等。园区建设必须突出关键工程项目,突出项目(企业)间工业生态链建设,以项目为基础。同时必须建立和完善软件建设,使园区得到健康、持续发展。

三、园区规划的步骤

园区规划可分为以下几个步骤进行:

1. 规划队伍建设:建立规划队伍,包括领导机构和技术机构。

2. 园区规划范围:根据实际情况选择园区范围,原则上不得占用新的土地作为工业用地。需充分利用现有工业区域、污染的废弃地区(此时,园区可作为生态恢复或经济再开发的举措,例如美国马里兰州Baltimore、维吉尼亚州Cape Charles等生态工业园区)或当前运行的工业园区,进行生态工业园区建设规划。

3. 现状调研阶段:主要调查和分析园区以及周围区域内当前的自然条件、社会经济背景,现有行业和企业状况,物流、水流和能流,废物产生和处置,现有生态工业雏形,环境容量和环境标准,可能的废物利用渠道,可能形成的产业链等。

4. 规划目标确定:针对园区建设的指标体系(见后文)中各类指标,提出园区建设的总体目标和具体目标,目标应尽可能量化和易于考核。

5. 方案设计阶段,包括:

(1) 总体框架设计:根据现状分析结果,结合规划目标,进行物流、水流、能流、信息流的集成分析,从而给出园区的总体框架设计,包括主要的工业链、空间布局和功能分区的设计。

(2) 产业发展规划:主要行业的发展定位、产品规模、支持项目等。

(3) 入园项目筛选和入园项目指南:筛选和提出最初的入园项目(包括工业项目、基础设施、服务设施)。由于园区一般是一种开放式结构,因而需对今后的入园项目制订入园项目指南。

(4) 政策设计:制订相应的园区管理措施、鼓励政策。

(5) 支持系统设计:如企业孵化器、信息共享设施、废物交换系统、教育培训、研究和开发、环境管理体系、清洁生产审核等。

6. 投资和效益分析:包括园区的投资预算,社会、经济、环境效益分析。

四、园区的规划方法和技术

1. 对于各类生态工业园区,规划方法的共同特点是:

(1) 园区规划应建立在传统的城市和区域规划、园区规划和环境规划方法的基础上。传统的规划方法,如系统规划法、数学规划法、空间规划技术(如GIS工具)等均能在生态工业示范园区规划中发挥作用。

(2) 由于生态工业本身的特点,规划中应纳入清洁生产、生态效率、工业代谢、副产品交换、生态设计、生命周期分析、联合培训计划、公众参与等思想和相应的方法。

2. 物质集成

物质集成主要是根据园区产业规划,确定成员间上下游关系,并根据物质供需方的要求,运用过程集成技术,调整物质流动的方向、数量和质量,完成工业生态网的构建。尽可能考虑资源(包括水、油和溶剂等)回收利用或梯级利用,最大限度地降低对物质资源的消耗。

物质集成可从三个层次来体现生态工业的思想:在企业内部,要实施清洁生产;在企业之间,将废物作为潜在的原料或副产品相互利用,通过物质、能量和信息的交换,优化园区内所有物质的使用和减少有毒物质的使用;在园区之外,充分利用物质需求信息,形成辐射区域,使园区在整个经济循环中发挥链接作用,拓展物质和能量循环空间。

可以建立物资和废物交换中心,负责各企业物资的交换和副产品与废物的处置。

3. 水系统集成

水系统集成是物质集成的特例。水系统的目标是节水,应考虑水的多用途使用策略。传统上,将水的质量水平分成饮用水和废水。近年来,在一些企业、宾馆、学校、小区出现了所谓的“中水”(相当于工业上的循环水)回用概念。生态工业示范园区中,可以将水细分成更多的等级,例如超纯水(用于半导体芯片制造)、去离子水(用于生物或制药工艺)、饮用水(用于厨房、餐厅、喷水池)、清洗水(用于清洗车辆、建筑物)和灌溉水(用于草坪、灌木、树木等景观园艺)等。由于下一级使用的水质要求较低,因而可以采用上一级使用后的出水。例如目前许多企业采用的水循环利用系统,即“清水—第一次清循环水—第二次浊循环水”的循环过程以及蒸汽冷凝回用、间接冷却水循环利用、封闭水循环等技术,都可以在生态工业园区中跨企业采用。

在水的多用途使用时,有时需要进行必要的水处理,以除去进水中的有害固体物质和液体物质,尽量提高水的纯净度。

处理后的水再回用于同一工段,或用于质量要求低一级的用水。水处理方法可根据不同的情形采用冷却、分离、过滤、超滤、反渗透、消毒、沉淀、生物处理、湿地处理等工艺。水处理设施可作为生态工业示范园区的一部分,并且在经济上自负盈亏。

4. 能源集成

能源集成不仅要求园区内各企业寻求各自的能源使用实现效率最大化,而且园区要实现总能源的优化利用,最大限度地使用可再生资源(包括太阳能、风能、生物质能等)。在某些情况下,园区总能源消耗量甚至可能减少50%。一种途径是能源的梯级利用。根据能量品位逐级利用,提高能源利用效率。在园区内根据不同行业、产品、工艺的用能质量需求,规划和设计能源梯级利用流程,可使能源在产业链中得到充分利用。

另一种途径是热电联产。我国的热电联产已经有40多年的历史,在园区中,应因地制宜地利用工业锅炉或改造中低压凝汽机组为热电联产,向园区和社区供热、供电,从而达到节约能源,改善环境,提高供热质量的作用,同时节约成本、提高经济效益。

5. 技术集成

关键技术种类的长期发展创新,是园区可持续发展的一个决定性因素。在园区内推行清洁生产、实现绿色管理是实现园区可持续发展的具体途径。为此园区的规划和建设中,从产品设计开始,按照产品生命周期的原则,依据生态设计的理念,引进和改进现有企业的生产工艺,应用高新技术、抗风险技术、园区内废物使用和交换技术、信息技术、管理技术等以满足生态工业的要求,建立最小化消耗资源、极少产生废物和污染物的高新技术系统。

6. 信息共享

配备完善的信息交换系统,或建立信息交换中心,是保持园区活力和不断发展的重要条件。园区内各企业之间有效的物质循环和能量集成,必须以了解彼此供求信息为前提,同时生态工业园的建设是一个逐步发展和完善的过程,其中需要大量的信息支持。这些信息包括园区有害及无害废物的组成、废物的流向和废物的去向信息,相关生态链上产业(包括其辐射产业)的生产信息、市场发展信息、技术信息、法律法规信息、人才信息、相关工业生态其他领域的信息等。

信息交换系统的主要功能是:提供园区信息管理系统,便于物质和能量在园区、周围社区和区域内进行流动和交换;通过示范、宣贯等手段,扮演教育和营销角色,以宣传生态工业原理,帮助企业特别是中小企业理解环境问题和环境法规,克服生态工业运行的障碍;提供有关提高能源效率、节约资源、废物最小化、清洁生产技术和应急反应等的指南和建议。

7. 设施共享

设施共享是生态工业园区的特点之一。实现设施共享可减少能源和资源的消耗,提高设备的使用效率,避免重复投资。

对于一些资金尚不十分充足的中小型企业而言尤其重要。园区内的共享设施包括:

(1) 基础设施,如污水集中处理厂、固体废物回收和再生中心、消防设施、绿地等;

(2) 交通工具,如班车、其它运输和交通设备;

(3) 仓储设施,如入园成员间闲置的仓库等;

(4) 闲置的其它维护设备、施工设备等;

(5) 培训设施等。

五、园区建设的指标体系

园区应按照下述四类指标体系进行规划建设:

1. 经济发展指标:如经济发展水平指标(GDP年平均增长率、人均GDP、万元GDP综合能耗、万元GDP新鲜水消耗等);经济发展潜力指标(科技投入占GDP的比例、科技进步对GDP的贡献率等)。

2. 生态工业特征指标:如有无成熟的生态工业链;重复利用指标(水资源重复利用率、原材料重复利用率、能源重复利用率等);柔性特征指标(产品种类、原材料的可替代性等);基础设施建设指标(如信息网络系统、废物处理共享设施等)。

3. 生态环境保护指标:如环境保护指标(环境质量、污染物排放达标情况、污染物处理处置等);环境绩效指标(万元GDP工业废水产生量、万元GDP工业固体废物产生量、万元GDP工业废气产生量、万元GDP有毒有害废物产生总量);生态建设指标(可再生能源所占比例、人均公共绿地面积、园区绿地覆盖率等);生态环境改善潜力(环保投资占GDP的比重等)。

4. 绿色管理指标:如政策法规制度指标(园区内部管理制度的制定、园区内部管理制度的实施、企业管理制度的制定、企业管理制度的实施等);管理与意识指标(开展清洁生产的企业所占比例、园区企业ISO14001认证率、生态工业培训等)。

六、生态工业园区中的企业孵化器

企业孵化器起源于二十世纪五十年代的美国,它是一种新型的社会经济组织,通过提供研发、生产、经营的场地,通讯、网络、办公等方面的共享设施,系统的培训、咨询以及政策、融资、法律和市场推广等方面的支持,降低企业的创业风险,提高企业的成活率和成功率。

生态工业园区中的企业孵化器主要功能如下:

1. 为生态工业技术研发和成果转化提供不断优化的孵化环境和条件;

2. 允许各企业间共享设施和相互合作;

3. 及时提供市场信息和技术信息;

4. 通过当地的学校,为企业提供人员培训;

5. 支持风险融资、市场营销、会计、组织设计和其他商业活动;

6. 提供公共的法律、文秘和簿记服务以及办公和电讯设备。

企业孵化器可以是以赢利为目的的企业实体,也可以是非赢利机构。对于各类生态工业园区而言,比较适用的是后一种,即非赢利机构形式。

七、 生态工业园区规划文本的编制

以下给出生态工业园区规划文本的基本内容,具体规划工作中各园区应当根据实际情况,有所侧重、增删和调整:

摘要

1. 区域社会、经济和环境概况

(1) 社区、城市、区域的情况

(2) 园区现状、产业类别、结构、主要资源等状况

(3) 存在的问题及分析

2. 园区建设必要性和有利条件

(1) 必要性

(2) 有利条件

3. 规划目标和原则

(1) 总体目标

(2) 具体目标

(3) 规划原则

4. 园区总体设计

(1) 现有建设条件分析

(2) 生态工业园区的总体框架(包括主要工业链)

(3) 生态工业园区的空间布局和功能分区

(4) 生态工业园区的产业发展规划

5. 园区工业代谢分析

(1) 主要物质代谢分析

(2) 能量流动分析

6. 园区建设项目

(1) 园区建设项目清单及说明(包括工业项目、基础设施、服务设施等)

(2) 园区建设项目指南

7. 园区投资和效益分析

(1) 总投资

(2) 融资渠道

(3) 经济效益、社会效益、环境效益

8. 组织机构和保障措施

(1) 领导小组、管理委员会(协调办公室)、投资开发公司

(2) 园区管理制度(如果是改造现有园区,须注意与现有园区的管理制度相结合)

(3) 鼓励政策(土地政策、税收政策、补贴政策、信贷政策、排污收费返还等)

(4) 支持体系(如信息系统、新技术开发、企业孵化器、环境管理体系、清洁生产审核等

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