循环经济下的科技动力机制作用

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1．引言

循环经济作为一种新的经济模式是新形势下世界经济发展的必然趋势。资源循环利用最早在工业发达国家开始得到重视，典型的有1996年德国新编制的《循环经济和废弃物管理法》和2000年日本颁布了《循环型社会形成推进基本法》。美国作为循环经济理念的先行者，尽管目前还没有制定全国性的循环经济法规，其循环经济的理念主要通过《资源保护与回收法》、《国家能源政策法》、《国家环境政策法》、《污染防治法》和《清洁空气法》等相关法律法规体现［2］。我国在2008年通过了《循环经济促进法》，该法的实施极大地加快了我国循环经济发展的步伐。齐建国指出循环经济的本质是技术范式的革命，其技术主体主要是在传统工业经济的技术范式基础上，增加反馈机制。严炜等人［4］认为科学技术是循环经济发展的基础与手段，它不仅优化循环经济的资源配置，而且是循环经济发展的加速器。在循环经济发展模式下，杜世勋等人［5］指出企业必须在新的技术范式下围绕减量化、再利用和资源化的原则来实施产品创新和工艺创新。郑季良等人进一步指出，创新能力是科技型小微企业生存和发展的关键，小微企业要转变观念，树立绿色技术创新理念，培育绿色创新文化，开展协同创新。综上分析可知，科学技术是促进循环经济发展的关键环节。实现循环经济中的“减量化、再利用、资源化”目标，必须大力发展能源高效利用技术、清洁生产技术、资源回收及再利用技术、替代技术、污染治理技术和预防污染技术等。探求这些科学技术对循环经济的影响，发现不同技术在循环经济发展中的共性和个性问题，对于了解循环经济中科技的动力机制作用具有重要的实际意义。本文将结合近十年来我国在能源利用、工业固体废物产生及处理、工业废气中主要污染物排放量和工业废水及其主要污染物排放量的变化情况，并从中探求科技在其中的动力作用，最终构建出科技对循环经济的动力机制作用。

2．我国资源的循环利用

2．1能源利用

近十年来，随着我国经济持续快速的发展，我国国内生产总值(GDP)由2004年的159，878.34亿元增加至2013年的568，845.21亿元，增加了3.56倍。在经济取得巨大进步的同时，伴随着各种能源的消费量也逐年增加，我国能源利用率较低，总体能源利用率为33%左右，比发达国家约低10个百分点［8］。根据我国统计局统计数据表明:2004－2013年度，我国能源消费量总量逐年增加，如图1所示，由2004年的213，455.99万吨标准煤增加至2013年的375，000.00万吨标准煤，增加了1.76倍。从我国GDP的增量与能源消费总量的增量速度相比可以看出，我国单位GDP的能源利用率在不断提高。尽管如此，我国能源利用仍面临着以下挑战:首先应对气候变化和节能减排的形势下必须提高能量的利用率;其次，在相当长时期内以煤为主的能源结构和石油的不可替代性;最后，化石能源供应短缺和原油劣质化趋势日趋严重。基于此，可以从两条途径提高能源的利用率的问题，首先减少能源的开采和运输方面的能源浪费、改进现有能源利用工艺，提高能源利用率;其次开发新能源的利用技术，如太阳能、生物质能、地热能、风能和海洋能等的利用技术。

2．2工业固体废物产生及处理情况

根据我国2010至2012年环境统计年报［10－12］的统计结果可以得到近十多年来我国一般工业固体废物产生及处理情况。我国工业固体废物产生及处理的情况总体呈现以下特点:固体废弃物产生量逐年增大，大宗固体废弃物所占比例大。2001年度工业固体废物的产生量为88746万吨，2012年度工业固体废物的产生量为329044万吨，工业固废的产生量十年间增长了3.7倍。在每年的工业固体废弃物中，各类大宗工业固体废物所占比例大，以2012年为例，根据2012年的环境统计年报可知全国一般工业固体废物产生量32.9亿吨，其中尾矿产生量为11.0亿吨，占全国总产量的33.4%;粉煤灰4.6亿吨，占14.0%;煤矸石3.7亿吨，占11.2%;冶炼废渣3.5亿吨，占10.7%。实施工业固体废弃物尤其是大宗固体废弃物的综合利用对于推动我国循环经济的发展，实现节能减排的战略目标具有重要意义。固体废弃物综合利用规模逐步扩大，排放量逐年减小。依托循环科学技术的发展，开发了一批低成本、规模化、经济效益好的固废综合利用技术与装备，如高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术、磷石膏生产硫酸联产水泥技术、尾矿生产加气混凝土技术等1，000多项技术获得国家发明专利授权，随着循环科学技术的开发和应用，我国工业固体废弃物的综合利用量得到了显著提高。从环境统计年报可以看出，全国工业固体废弃物综合利用量逐年增大，2001年度工业固体废物的综合利用量为47290万吨、排放量为2894万吨，2012年度工业固体废物的综合利用量为202462万吨、排放量为144万吨，工业固废的综合利用率十年间增长了4.28倍，而工业固废的排放量减小为原来的5%，解决该现象就必须着眼于提高工业固废的综合利用水平，同时开发先进的工业固废资源化利用技术。

2．3我国工业废气中主要污染物排放量

根据我国环境统计年报［10－12］的统计结果可以得到近十多年来我国工业废气中主要污染物的排放情况。我国工业废气中烟(粉)尘量2001年至2005年这段期间内排放量变化不大，维持在1745－1870万吨范围内;在2005年至2012年时间段内，烟(粉)尘量得到了有效控制，排放量逐渐减小，其中2012年度的烟(粉)尘量降低至1029万吨。我国从2006年开始计量工业废气中氮氧化物的排放量，从表1可以看出氮氧化物的排放量总体呈现增大趋势，在2006年氮氧化物的排放量为1136万吨，而在2012年氮氧化物的排放量增大至1658.1万吨，增加了1.46倍。另外，结合统计结果可以看出，工业废气中二氧化硫的排放量则呈现先增大后减小的趋势，这主要是因为国家近些年来加大了脱硫项目的开发和投入，大量的脱硫设备在工程项目中得到应用，有效地降低了二氧化硫的排放量。

2．4我国工业废水及其主要污染物排放量

根据我国2010至2012年环境统计年报的结果可以得到近十多年来我国工业废水中主要污染物的排放情况。在2001年至2005年度，我国废水排放量由202.7亿吨逐渐增加243.1亿吨，增加了20%，2005年至2012年度，我国废水排放量由243.1亿吨逐渐减小至221.6亿吨，减少了9%。氨氮的排放量呈现逐渐减小的趋势，其2012年的排放量仅为2001年排放量的64%。化学需氧量排放量总体呈现减小的趋势，其2012年的排放量仅为2001年排放量的56%。治理废水取得了一定的成效，但要对废水及其污染物的排放进行根治，还需要加快先进新技术和新设备的推广和应用。综上所述，从近十年来我国资源循环利用的情况来看，要从根本上遏制我国污染情况，变废为宝，必须大力发展循环经济。而循环经济的发展必须从发展能源高效利用技术、资源回收及再利用技术、污染治理技术和预防污染等技术入手，通过探求循环经济内在的科技动力机制作用，才能从根本上促进循环经济的快速发展。

3．科技动力机制作用

循环经济的目标是保护日益减少的自然资源，提高资源的利用率，在人类经济活动中实现资源的最优化配置。因此，发展循环经济本质上是大力发展先进的科学技术，从而提高资源的利用率、减少生产过程能源的损耗和污染物的排放，并最终实现废物的资源化利用。本文根据近十多年来的我国在能源利用率、工业固体废弃物的综合利用、工业废气和废水的治理等方面的发展现状，探讨循环经济中科学技术动力作用，并在此基础上针对我国目前现阶段的发展现状，提出相应的循环经济技术支撑体系。

3．1循环科技发展的内在机制

传统科学技术的发展是一把双刃剑，一方面给人类的生产和生活带来了极大的便利，另一方面也给人类社会带来环境污染、资源过度开采和生态破坏等诸多问题。如何在利用科学技术带来便利的同时避免科学技术带来的环境和生态问题是目前循环科学技术提出的背景。传统科学技术体现在生产过程中主要追求单个过程的最优化以及更快更好地取得经济效益，在生产工艺的运行模式以“原料－产品－废料”为主，这种生产方式最终带来的是以一种高消耗、高污染为代价的一种不可持续的经济增长方式［13］。循环经济模式目前典型的有杜邦模式、生态工业园区模式和德国DSD模式等，其运行模式主要特点是“资源－产品－再生资源”，这就要求循环经济科技以资源的再生、循环利用和无害处理为发展方向，在传统工业经济的线性技术范式基础上，增加反馈机制［14］。因此，通过了解循环技术发展的内在机制，对进一步提高循环科技水平具有重要的实际意义。图1为循环科技发展的内在机制流程图。从图中可以看出，在对现有的或者是新建的生产工艺流程进行循环经济模式改造时，首先需要在传统的科技基础上进行循环科学技术攻关，主要包含了基础科学研究和应用科学研究。研究的方向主要包含了提高原料资源的利用率、废物的循环再利用和无害处理技术等。在整个研发过程中，科研人员和科研经费则作为整个科技攻关提供人员和经费保证。通过对循环技术的基础和应用科学问题进行研究，探索循环科学技术中固有的发展规律，获得科学新发现，在此基础上，提出新的技术发明和创新。当然有时候新的技术发明也可以直接从实践研究中直接获得。总的来说，技术发明和创新是发展循环科学技术的关键，基础科学研究和应用科学研究为技术的发明和创新提供了必要条件。伴随着技术发明的不断完善，更有效率的新技术得到了开发，新技术可以是减量化技术、再利用技术或者资源化技术中任意一种或是几种技术的综合。新技术在企业主体内部经过小试实验、中试实验和规模化应用，得到充分实践证明，制定相关行业的技术标准和产业化标准，从而在全行业中进行大规模的推广使用。随着新形势的变化，具体的推广条件发生变化，开发的技术已不能完全适应社会的发展需要，这时整个循环科技重启反馈机制，在新形势下重新进行循环科学技术的攻关。

3．2循环科技支撑体系

循环科技支撑体系主要包括软件支撑和硬件支撑两方面。通过构建循环科技的软、硬件支撑体系，全面促进减量化技术、再利用技术和资源化技术的发展。软件支撑方面主要包含了政策导向和研发机构支持两个部分。政策导向可以通过制定和完善相关法律、法规以及实行国家政策支持和奖励等措施来实现;研发机构支持主要通过整合生产企业、科研院所和高校的科研资源进行不断的技术创新，突破现有技术瓶颈，实现资源的高效利用和循环利用。硬件支撑方面主要是根据行业特点，构建各行业循环体系。在能源利用方面，提高现有工艺能源利用效率、发展节能技术以及开发新能源技术等。在工业固体废弃物综合利用方面，开发固体废弃物利用的无害化和资源化技术，提高高附加值的综合利用技术水平，扩大固体废弃物综合利用产业化规模。工业废气排放控制技术方面，进一步开展脱硫技术、脱硝技术、除尘技术和综合防治技术等，研发新装置和新装备，减少废气污染物的排放量。在废水治理技术方面，重点突破工业废水、制浆造纸废水、化工废水和重金属废水等处理及再生利用技术的研发，开展低成本、高效的废水循环利用技术。

4．结语

首先，根据近十多年来我国在能源利用、工业固体废弃物、工业废气和工业废水产生和治理上等的相关统计数据来分析循环科学技术在我国资源循环中的作用以及未来发展的方向。其次，指出了循环科学技术的主要目标就是在提高生产力的同时避免科学技术带来的环境和生态问题。通过探讨循环技术发展的内在机制，探索了循环科学技术固有的发展规律。最后，通过构建循环科技支撑体系，其包含软件支撑和硬件支撑两方面，促进减量化技术、再利用技术和资源化技术的发展。

作者：刘琦 单位:西南科技大学经济管理学院