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工业共生：文献与分类
Marian R. Chertow
Director, Industrial Environmental Management Program, Yale School of Forestry and Environmental Studies, 205 Prospect Street, New Haven, Connecticut 06511; e-mail: marian.chertow@yale.edu
摘要：工业共生作为工业生态学新兴领域的一部分，要求我们坚决关注物质和能源在地方和区域经济中的流动。工业共生是指传统上独立的产业，通过物质、能源、水和/或副产品等交换方式，共同获得竞争优势。工业共生的关键是协作和地理邻近所提供的协同可能性。本文回顾了小型工业共生的文献和一些先例，以及生态工业园作为工业共生概念的具体实现的早期努力。对项目的审查是围绕着五种不同的材料交换类型的分类来组织的。投入产出匹配、利益相关者流程和材料预算似乎是推动生态工业园区发展的有用工具。研究发现，在创造多方交流所需的合作水平方面，工业共生的进化方法是重要的。
关键词：生态工业园、工业生态学、材料交换、可持续发展
目录
引言
工业生态学的新兴领域要求我们坚决关注物质和能源在地方、区域和全球经济中的流动。工业生态学中被称为工业共生的部分涉及到传统上独立的实体，它们通过交换物质、能源、水和副产品等方式共同获得竞争优势。工业共生的关键是协作和地理邻近所提供的协同可能性。生态工业园区是工业共生概念的具体体现。
根据该领域的第一本教科书，工业生态学的概念“要求一个工业系统不能与它周围的系统孤立地看待，而是要与它们协调一致。这是一个系统的观点，一个人试图寻求优化整个材料循环，从原始材料，到成品，到组件，到产品，到废弃产品，到最终处理。需要优化的因素包括资源、能源和资本”。【2】
工业生态学允许在公司层面、企业间层面、区域或全球层面进行重点关注。工业共生发生在企业间层面，因为它包括几个组织之间的交换选项。
图1 工业生态学在三个层次上的运作
“共生”建立在自然界生物共生关系的概念上，在自然界中，至少有两个不相关的物种以互利的方式交换物质、能量或信息——这种特殊类型的共生被称为互惠共生【3】。因此，通过共同努力，企业争取的集体利益大于单独行动所能获得的个人利益之和。这种类型的合作可以促进参与者之间的社会关系，也可以扩展到周围的社区。正如下面所描述的，尽管“生态工业园区”这个术语被广泛用于描述从事交流的组织，但共生并不一定发生在公园的严格边界内。
与此同时，人们对工业共生和生态工业园区的兴趣也开始发展起来，其他一些平行发展的道路也随之发展起来，大体上可以被理解为绿色发展。其中包括可持续建筑、绿色建筑、可持续社区和智能增长等。在落基山研究所的《绿色发展：生态与房地产的融合》一书中，作者指出，这类企业没有单一的面孔，因为对于一个项目来说，最明显的绿色特征可能是能源绩效；对于另一个，可能是恢复草原生态系统；再对于另一个，又或者是培养社区凝聚力和减少对汽车的依赖。【4】
本文没有承担绿色发展的广泛任务，而是主要关注包括材料交换组成部分的商业和工业活动，以限定该活动是工业共生。本文从工业生态学的角度而不是从经济发展、环境规划或土地利用的角度来审视这些集体交流。它回顾了有关工业共生的有限文献，也回顾了关于生态工业园区和交流的报告，这些园区有的还停留在最初的规划阶段，有的正在或已经开始在美国和世界其他地方实施。
灵感:卡伦堡、丹麦
这种产业共生的模式最早是在丹麦卡伦堡的生态工业园内完全实现的。在卡伦堡主要的合作伙伴：一个炼油厂、电站、石膏板设备、制药工厂简单地分享地下水、地表水和废水、蒸汽和电力，也交换各种废弃物作为原料在其他流程。仅废物交换就达到了每年大约290万吨，用水总量减少了25%，5000户家庭获得了地区供暖【5】。这种性质的合作极大地提高了环境和经济效率，同时，也为这些行业创造了许多无形的利益，包括人员、设备和信息共享。事实上，工业共生这个术语是由卡伦堡的发电厂经理创造的，意思是“不同行业之间的合作，通过这种合作，每个hellip;hellip;提高其他方面的生存能力，并以此来考虑社会对节省资源和保护环境的需求”【7】。
直到1980年代后期，卡伦堡的参与者才第一次认识到伙伴关系和交流对环境的影响，这种关系和交流自1970年代初以来一直在发展。国际媒体在1990年和1992年的《金融时报》上发表了两篇关于卡伦堡的文章，这两篇文章开始提高人们对卡伦堡的认识：一篇是Peter Knight的《开拓精神的重生》【8】，另一篇是Hilary Barnes的《利用回收废物的肥沃工程》【9】。卡伦堡参与者之一，Joslash;rgen Christensen，诺和诺德制药工厂的经理，在1992年巴西里约热内卢国际产业可持续发展大会上给一篇论文概述了卡伦堡年代的成就。
相关文献综述
在任何多学科领域，如工业生态学，有许多学科的分支和研究路径，是当前理解的前提。虽然关于工业共生和生态工业园区的文献数量很少(与特定生态工业项目相关的文献除外)，但这里描述了一些相关的文献。
在某种程度上，工业共生涉及地方和区域经济，这与环境经济学文献有一定的联系，这些文献认识到环境和资源系统的空间维度，并试图对其投入、产出和剩余进行建模【10】。更直接地说，有关于区位优势的重要文献，包括Sabel【11】、Krugman【12】和Porter【13】，它们建立在经济理论的基础上，试图解释和预测经济主体位置的空间格局【14】。本经济学文献长期以来一直考虑在确定商业位置决策和由此产生的空间发展模式时，邻近主要投入和运输成本的影响，但没有考虑具有互补的投入/产出需求的设施的战略配置对区位优势的影响。
有关工业区的文献可以追溯到100年前，经济学家Alfred Marshall为了了解英国在纺织生产方面的领导地位，对工业区进行了研究。最近的一篇博士论文将这些主题结合在一起，讨论了产业集聚和企业间网络如何与基础设施、信息流动和监管执法等相关的环境管理方面产生显著的经济效益，以及如何减少土地使用方面的冲突【15】。
在国际发展中，“工业园区”一词被用来描述一大片土地，这些土地被重新划分，同时被开发以供几家公司使用，其特点是其共享基础设施和公司之间的紧密联系【16】。联合国环境保护署在1997年发表了一份有关工业区环境管理的研究报告。虽然以环境友好的方式管理工业园区不同于工业共生，但本研究提到了卡伦堡，并描述了工业园区是应用工业共生原则的最佳场所，因为工业园区包含多种产业，可以实现规模经济【17】。
工业共生的基本概念是工业生态系统模仿自然生态系统的隐喻，出现在工业生态学的早期文献中。1989年，Frosch和Gallopoulos写了一个工业生态系统，在这个生态系统中，“能源和材料的消耗得到了优化，一个过程的排放hellip;hellip;用作另一工序的原料”【18】。同年，Ayres写了关于生物圈和工业经济“作为材料转换系统”的文章，以及研究这种工业新陈代谢如何导致物质流和废物流效率提高的方向转变【19】。事实上，在《工业生态学杂志》的创刊号上，总编Reid Lifset对材料的共生交换和对卡伦堡发表了评论，但他再次向读者保证，《工业生态学杂志》不仅仅是关于共用设施和交换废物的【20】。《清洁生产杂志》的工业生态学特刊刊登了科学记者Suren Erkman的一篇关于工业生态学起源的文章。20世纪70年代，Erkman将工业共生背后的一些想法追溯到联合国机构，包括1976年联合国欧洲经济委员会关于非废物技术和生产的会议上发表的论文【21】。
关于可持续发展的文献，区域社会经济系统的研究人员假设，从不可持续到可持续的转变是一个进化过程，最有可能在地方一级引入。将这些想法成为“可持续性岛屿”，与生物进化一样，为了使系统内的物质循环效率更高，并使整个系统的太阳能总通量增加，在这篇文献中，工业共生被具体地引用到区域系统的更高多样性和复杂性的进化路径上【22、23】。
在了解了卡伦堡之后，两名奥地利研究人员提出了一个问题，工业回收网络的系统概念是否是卡伦堡独有的？他们在奥地利斯蒂里亚省发现了一个具有较高程度多样性和复杂性的网络，这使该区域在生态和经济上受益。具体地说,他们发现：
1992年回收的总数如下：34 000吨电厂石膏，20万吨钢渣，约8.5万吨高炉炉渣、锯末28300吨(细磨)、锯末15600吨，未涂布的木材100820吨，可回收纸和纸板44.5万吨，剩余木材28000吨，树皮310吨，废弃纺织品650吨。其中废轮胎5500吨，废轮胎片4500吨，油焦5400吨，屠宰场和肉类废料45000吨，麦芽废料3100吨，油菜籽饼350吨，非合金13万吨。还有，地暖，粉煤灰，用过的油，无卤溶剂，乳清、塑料和葡萄饼等通过网络分发【24】。
作者说，这两个地理区域发展随着时间的推移，尽管卡伦堡参与者意识到交流的环境特点，但斯蒂里亚省的公司没有意识到综合网络区域物质流，而且很可能会错过协调功能的好处，比如提高内部和外部交流的协调功能。另一个无意识网络的例子是Korhonen等人【25】在芬兰的描述，那里的能源供应是围绕热电联产组织的，包括在一个高效系统中用作燃料的工业废料。与卡伦堡和斯蒂里亚一样，该体系的兴起是出于经济/监管方面的原因，但之前从未被贴上工业生态或工业共生的标签。更多这样的例子可能会被发现，并被添加到文献中，即使他们有意识地避开环境标签。
在几篇文章中，研究人员着眼于将相关学科或工具应用于可能发生工业共生的特定领域。Audra Potts Carr研究了将俄克拉何马州Choctaw现有的107英
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