探討循環經濟下的科技動力機制作用的論文
1．引言
循環經濟作為一種新的經濟模式是新形勢下世界經濟發展的必然趨勢。資源循環利用最早在工業發達國家開始得到重視，典型的有1996年德國新編制的《循環經濟和廢棄物管理法》和2000年日本頒布了《循環型社會形成推進基本法》。美國作為循環經濟理念的先行者，盡管目前還沒有制定全國性的循環經濟法規，其循環經濟的理念主要通過《資源保護與回收法》、《國家能源政策法》、《國家環境政策法》、《污染防治法》和《清潔空氣法》等相關法律法規體現［2］。我國在2008年通過了《循環經濟促進法》，該法的實施極大地加快了我國循環經濟發展的步伐。齊建國指出循環經濟的本質是技術范式的革命，其技術主體主要是在傳統工業經濟的技術范式基礎上，增加反饋機制。嚴煒等人［4］認為科學技術是循環經濟發展的基礎與手段，它不僅優化循環經濟的資源配置，而且是循環經濟發展的加速器。在循環經濟發展模式下，杜世勛等人［5］指出企業必須在新的技術范式下圍繞減量化、再利用和資源化的原則來實施產品創新和工藝創新。鄭季良等人進一步指出，創新能力是科技型小微企業生存和發展的關鍵，小微企業要轉變觀念，樹立綠色技術創新理念，培育綠色創新文化，開展協同創新。綜上分析可知，科學技術是促進循環經濟發展的關鍵環節。實現循環經濟中的“減量化、再利用、資源化”目標，必須大力發展能源高效利用技術、清潔生產技術、資源回收及再利用技術、替代技術、污染治理技術和預防污染技術等。探求這些科學技術對循環經濟的影響，發現不同技術在循環經濟發展中的共性和個性問題，對于了解循環經濟中科技的動力機制作用具有重要的實際意義。本文將結合近十年來我國在能源利用、工業固體廢物產生及處理、工業廢氣中主要污染物排放量和工業廢水及其主要污染物排放量的變化情況，并從中探求科技在其中的動力作用，最終構建出科技對循環經濟的動力機制作用。
2．我國資源的循環利用
2．1能源利用
近十年來，隨著我國經濟持續快速的發展，我國國內生產總值(GDP)由2004年的159，878.34億元增加至2013年的568，845.21億元，增加了3.56倍。在經濟取得巨大進步的同時，伴隨著各種能源的消費量也逐年增加，我國能源利用率較低，總體能源利用率為33%左右，比發達國家約低10個百分點［8］。根據我國統計局統計數據表明:2004－2013年度，我國能源消費量總量逐年增加，如圖1所示，由2004年的213，455.99萬噸標準煤增加至2013年的375，000.00萬噸標準煤，增加了1.76倍。從我國GDP的增量與能源消費總量的增量速度相比可以看出，我國單位GDP的能源利用率在不斷提高。盡管如此，我國能源利用仍面臨著以下挑戰:首先應對氣候變化和節能減排的形勢下必須提高能量的利用率;其次，在相當長時期內以煤為主的能源結構和石油的不可替代性;最后，化石能源供應短缺和原油劣質化趨勢日趨嚴重。基于此，可以從兩條途徑提高能源的利用率的問題，首先減少能源的開采和運輸方面的能源浪費、改進現有能源利用工藝，提高能源利用率;其次開發新能源的利用技術，如太陽能、生物質能、地熱能、風能和海洋能等的利用技術。
2．2工業固體廢物產生及處理情況
根據我國2010至2012年環境統計年報［10－12］的統計結果可以得到近十多年來我國一般工業固體廢物產生及處理情況。我國工業固體廢物產生及處理的情況總體呈現以下特點:固體廢棄物產生量逐年增大，大宗固體廢棄物所占比例大。2001年度工業固體廢物的產生量為88746萬噸，2012年度工業固體廢物的產生量為329044萬噸，工業固廢的產生量十年間增長了3.7倍。在每年的工業固體廢棄物中，各類大宗工業固體廢物所占比例大，以2012年為例，根據2012年的環境統計年報可知全國一般工業固體廢物產生量32.9億噸，其中尾礦產生量為11.0億噸，占全國總產量的33.4%;粉煤灰4.6億噸，占14.0%;煤矸石3.7億噸，占11.2%;冶煉廢渣3.5億噸，占10.7%。實施工業固體廢棄物尤其是大宗固體廢棄物的綜合利用對于推動我國循環經濟的發展，實現節能減排的戰略目標具有重要意義。固體廢棄物綜合利用規模逐步擴大，排放量逐年減小。依托循環科學技術的發展，開發了一批低成本、規模化、經濟效益好的固廢綜合利用技術與裝備，如高鋁粉煤灰提取氧化鋁多聯產技術、磷石膏生產硫酸聯產水泥技術、尾礦生產加氣混凝土技術等1，000多項技術獲得國家發明專利授權，隨著循環科學技術的開發和應用，我國工業固體廢棄物的綜合利用量得到了顯著提高。從環境統計年報可以看出，全國工業固體廢棄物綜合利用量逐年增大，2001年度工業固體廢物的綜合利用量為47290萬噸、排放量為2894萬噸，2012年度工業固體廢物的綜合利用量為202462萬噸、排放量為144萬噸，工業固廢的綜合利用率十年間增長了4.28倍，而工業固廢的排放量減小為原來的5%，解決該現象就必須著眼于提高工業固廢的綜合利用水平，同時開發先進的工業固廢資源化利用技術。
2．3我國工業廢氣中主要污染物排放量
根據我國環境統計年報［10－12］的統計結果可以得到近十多年來我國工業廢氣中主要污染物的排放情況。我國工業廢氣中煙(粉)塵量2001年至2005年這段期間內排放量變化不大，維持在1745－1870萬噸范圍內;在2005年至2012年時間段內，煙(粉)塵量得到了有效控制，排放量逐漸減小，其中2012年度的煙(粉)塵量降低至1029萬噸。我國從2006年開始計量工業廢氣中氮氧化物的排放量，從表1可以看出氮氧化物的排放量總體呈現增大趨勢，在2006年氮氧化物的排放量為1136萬噸，而在2012年氮氧化物的排放量增大至1658.1萬噸，增加了1.46倍。另外，結合統計結果可以看出，工業廢氣中二氧化硫的排放量則呈現先增大后減小的趨勢，這主要是因為國家近些年來加大了脫硫項目的開發和投入，大量的脫硫設備在工程項目中得到應用，有效地降低了二氧化硫的排放量。
2．4我國工業廢水及其主要污染物排放量
根據我國2010至2012年環境統計年報的結果可以得到近十多年來我國工業廢水中主要污染物的排放情況。在2001年至2005年度，我國廢水排放量由202.7億噸逐漸增加243.1億噸，增加了20%，2005年至2012年度，我國廢水排放量由243.1億噸逐漸減小至221.6億噸，減少了9%。氨氮的排放量呈現逐漸減小的趨勢，其2012年的排放量僅為2001年排放量的64%。化學需氧量排放量總體呈現減小的趨勢，其2012年的排放量僅為2001年排放量的56%。治理廢水取得了一定的成效，但要對廢水及其污染物的排放進行根治，還需要加快先進新技術和新設備的推廣和應用。綜上所述，從近十年來我國資源循環利用的情況來看，要從根本上遏制我國污染情況，變廢為寶，必須大力發展循環經濟。而循環經濟的發展必須從發展能源高效利用技術、資源回收及再利用技術、污染治理技術和預防污染等技術入手，通過探求循環經濟內在的`科技動力機制作用，才能從根本上促進循環經濟的快速發展。
3．科技動力機制作用
循環經濟的目標是保護日益減少的自然資源，提高資源的利用率，在人類經濟活動中實現資源的最優化配置。因此，發展循環經濟本質上是大力發展先進的科學技術，從而提高資源的利用率、減少生產過程能源的損耗和污染物的排放，并最終實現廢物的資源化利用。本文根據近十多年來的我國在能源利用率、工業固體廢棄物的綜合利用、工業廢氣和廢水的治理等方面的發展現狀，探討循環經濟中科學技術動力作用，并在此基礎上針對我國目前現階段的發展現狀，提出相應的循環經濟技術支撐體系。
3．1循環科技發展的內在機制
傳統科學技術的發展是一把雙刃劍，一方面給人類的生產和生活帶來了極大的便利，另一方面也給人類社會帶來環境污染、資源過度開采和生態破壞等諸多問題。如何在利用科學技術帶來便利的同時避免科學技術帶來的環境和生態問題是目前循環科學技術提出的背景。傳統科學技術體現在生產過程中主要追求單個過程的最優化以及更快更好地取得經濟效益，在生產工藝的運行模式以“原料－產品－廢料”為主，這種生產方式最終帶來的是以一種高消耗、高污染為代價的一種不可持續的經濟增長方式。
循環經濟模式目前典型的有杜邦模式、生態工業園區模式和德國DSD模式等，其運行模式主要特點是“資源－產品－再生資源”，這就要求循環經濟科技以資源的再生、循環利用和無害處理為發展方向，在傳統工業經濟的線性技術范式基礎上，增加反饋機制。因此，通過了解循環技術發展的內在機制，對進一步提高循環科技水平具有重要的實際意義。圖1為循環科技發展的內在機制流程圖。從圖中可以看出，在對現有的或者是新建的生產工藝流程進行循環經濟模式改造時，首先需要在傳統的科技基礎上進行循環科學技術攻關，主要包含了基礎科學研究和應用科學研究。研究的方向主要包含了提高原料資源的利用率、廢物的循環再利用和無害處理技術等。在整個研發過程中，科研人員和科研經費則作為整個科技攻關提供人員和經費保證。通過對循環技術的基礎和應用科學問題進行研究，探索循環科學技術中固有的發展規律，獲得科學新發現，在此基礎上，提出新的技術發明和創新。當然有時候新的技術發明也可以直接從實踐研究中直接獲得。
總的來說，技術發明和創新是發展循環科學技術的關鍵，基礎科學研究和應用科學研究為技術的發明和創新提供了必要條件。伴隨著技術發明的不斷完善，更有效率的新技術得到了開發，新技術可以是減量化技術、再利用技術或者資源化技術中任意一種或是幾種技術的綜合。新技術在企業主體內部經過小試實驗、中試實驗和規模化應用，得到充分實踐證明，制定相關行業的技術標準和產業化標準，從而在全行業中進行大規模的推廣使用。隨著新形勢的變化，具體的推廣條件發生變化，開發的技術已不能完全適應社會的發展需要，這時整個循環科技重啟反饋機制，在新形勢下重新進行循環科學技術的攻關。
3．2循環科技支撐體系
循環科技支撐體系主要包括軟件支撐和硬件支撐兩方面。通過構建循環科技的軟、硬件支撐體系，全面促進減量化技術、再利用技術和資源化技術的發展。軟件支撐方面主要包含了政策導向和研發機構支持兩個部分。政策導向可以通過制定和完善相關法律、法規以及實行國家政策支持和獎勵等措施來實現;研發機構支持主要通過整合生產企業、科研院所和高校的科研資源進行不斷的技術創新，突破現有技術瓶頸，實現資源的高效利用和循環利用。硬件支撐方面主要是根據行業特點，構建各行業循環體系。在能源利用方面，提高現有工藝能源利用效率、發展節能技術以及開發新能源技術等。在工業固體廢棄物綜合利用方面，開發固體廢棄物利用的無害化和資源化技術，提高高附加值的綜合利用技術水平，擴大固體廢棄物綜合利用產業化規模。工業廢氣排放控制技術方面，進一步開展脫硫技術、脫硝技術、除塵技術和綜合防治技術等，研發新裝置和新裝備，減少廢氣污染物的排放量。在廢水治理技術方面，重點突破工業廢水、制漿造紙廢水、化工廢水和重金屬廢水等處理及再生利用技術的研發，開展低成本、高效的廢水循環利用技術。
4．結語
首先，根據近十多年來我國在能源利用、工業固體廢棄物、工業廢氣和工業廢水產生和治理上等的相關統計數據來分析循環科學技術在我國資源循環中的作用以及未來發展的方向。其次，指出了循環科學技術的主要目標就是在提高生產力的同時避免科學技術帶來的環境和生態問題。通過探討循環技術發展的內在機制，探索了循環科學技術固有的發展規律。最后，通過構建循環科技支撐體系，其包含軟件支撐和硬件支撐兩方面，促進減量化技術、再利用技術和資源化技術的發展。
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