科技创新支撑循环经济发展典型案例分析

中国社会科学院数量经济与技术经济研究所

中国循环经济与环境评估预测中心

赴唐山院士专家调研组

循环经济是一种新型的资源利用集约化、环境友好化的内涵式经济发展模式，它将先进的科学技术与优良的传统技术工艺相融合，具有低消耗、低排放、高效率的基本特征。

从技术角度看，循环经济的核心就是资源利用技术的创新与集成。资源的循环利用必须在技术上具有充分的可行性。同时，作为一种经济模式，在市场经济条件下，资源的循环使用必须产生更好的经济效益，效益的重要基础是技术的效率。由此可见，先进的科学技术是循环经济的核心竞争力，科学技术创新是发展循环经济的重要支撑之一。具体而言，循环经济的实现需要能源综合利用技术、清洁生产技术、废物回收和再循环技术、资源重复利用和替代技术、污染治理技术、环境监测技术以及预防污染的工艺技术等技术支持。这些技术是构筑循环性经济的物质基础，是建设循环经济的技术依托。只有在这些技术上取得了突破性进展，循环经济才有可能快速有效地建立。

为了更加深入地了解科技创新对于促进唐山市循环经济发展的影响和作用，中国社会科学院数量经济与技术经济研究所与唐山市科协于2012年7月，联合对首钢京唐钢铁联合有限责任公司、唐山曹妃甸阿科凌海水淡化有限公司、乐亭现代农业产业园、唐山福春林木业有限公司和唐山瑞兆激光技术修复有限公司等多家企业进行了调研和访谈。本报告将这几个企业作为唐山市科技创新支撑循环经济发展的典型案例进行分析。

案例一：首钢京唐钢铁联合有限责任公司—传统产业循环化改造典范

案例总结：

第一、建设之初以发展循环经济为指导，规划超前，布局合理。

首钢京唐公司一直坚持高起点、高标准、高要求，努力建设成为科学发展、自主创新、循环经济的示范企业。早在2005年2月国家发改委下发“发改工业[2005]273号《关于首钢实施搬迁、结构调整和环境治理方案的批复》”，批准首钢“按照循环经济的理念，结合首钢搬迁和唐山地区钢铁工业调整，在曹妃甸建设一个具有国际先进水平的钢铁联合企业。”钢铁厂完全按循环经济理念设计，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为特征，对生产过程中的余热、余压、余气、废水、含铁物质和固体废弃物充分循环利用，基本实现零排放，使新钢厂具有钢铁生产、能源转换、城市固废消纳和为相关行业提供资源等功能，成为我国钢铁行业循环经济的示范基地。钢铁厂总图布置，在吸收国际、国内先进钢铁厂经验的基础上，通过深入研究和不断优化，从原料场、焦化、烧结、炼铁、炼钢、热轧、冷轧到成品码头，实现了紧密衔接，一气呵成，最大限度地缩短物流运距，做到布局合理、流程紧凑顺畅。钢铁厂整个工艺链衔接非常紧凑，工序间距压缩到了最小。原料场选择了离码头最近的区域，而成品库则直接设在了成品码头的后方陆域，最大限度地减少了原料进厂和成品发送的运输距离,减少了设施，降低了运营的成本。首次在大型高炉——转炉界面采用自主集成的“一罐到底”技术，在世界上第一个采用了铁水罐加盖保温技术，高炉到炼钢的运输距离只有900米，成为运距最短的大型炼钢厂。转炉到热轧实现了工艺零距离衔接，1580毫米热轧成品库到1700毫米冷轧原料库只隔一条马路，这样不仅大大减少了工艺连接设备，缩短了物料运输距离，而且为降低生产成本创造了条件。此外在原料进出厂的皮带运输方面也做到了简捷、高效、距离最短。吨钢占地面积0.9平方米，达到国际先进水平。整个钢铁厂从功能序、空间序、时间序等方面都处于国际先进行列。

第二、博采众长，技术创新，全力解决污染物的无害化处理问题，实现工业清洁生产。首钢京唐公司加大自主创新力度，努力进行集成创新和引进消化再创新。首次在5500立方米大型高炉使用自主研发、拥有自主知识产权的无料钟炉顶技术；国内最大最先进的顶燃式热风炉技术以及全干法除尘技术。炼钢采用脱磷转炉与脱碳转炉联合的两步炼钢法，打造出高效稳定的洁净钢生产平台，是目前国内第一个按“全三脱”（对铁水全量进行脱硫、脱磷、脱硅预处理）冶炼模式设计的炼钢厂；全干法转炉煤气除尘技术；大板坯高速连铸技术；钢水快速精炼技术。钢铁厂主要技术经济指标达到国际先进水平。高炉焦比可达到270千克/吨、喷煤比可达到220千克/吨；通过洁净钢生产，炼钢生产中的五大有害元素（磷、硫、氮、氢、氧）总含量可控制在≤45ppm的世界先进水平；热轧板卷厚度1.2—25.4毫米，最高强度1200兆帕；冷轧板卷和涂层板卷厚度0.25—2.5毫米，最大强度780兆帕；全员实物劳动生产率1400 吨钢/人·年，达到国际先进水平。钢铁厂吨钢综合能耗669 千克/吨，吨钢耗新水3.84 立方米，水循环利用率达到97.5%，吨钢粉尘排放量0.3千克，二氧化硫排放量0.25千克，成为环境友好、服务社会、资源节约的绿色工厂。

第三、充分的利用现有钢铁生产资源，全力解决二次资源的综合利用问题，形成完整的循环经济技术体系，实现了全过程降低资源消耗。首钢京唐公司在积极跟踪世界钢铁行业前沿技术，坚持研究开发和引进消化并重，实施主体设备大型化改造的同时，大力推进技术创新，为循环经济发展提供了强力支撑。公司把所有能减少资源能源消耗、能封闭物质流、能减少废物产生和资源再生的各种技术作为系统的考虑对象，形成有利于循环经济发展的整体技术支撑体系，全面支撑循环经济的发展。将钢铁厂生产过程中产生的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气全部回收利用，除用于焦炉、炼铁热风炉、炼钢白灰套筒窑、轧钢等生产外，利用富余的煤气进行发电。钢铁厂建设2套30兆瓦干熄焦余热发电机组，利用回收的干熄焦高温余热发电；建设2套装机容量为32兆瓦TRT发电设施，利用高炉炉顶煤气余压发电；建设2套150兆瓦CCPP发电机组，2套300兆瓦燃煤—燃气混烧供热发电机组，使钢铁厂产生的富余煤气全部得到利用。这些通过综合利用建设的发电设施，每年发电量可达到55亿千瓦·时，占钢铁厂总用电量的94%，基本不需要外购电即可满足钢铁厂生产的用电。

第四，合理节约使用资源，建立以钢铁生产为核心的循环生态链，并与其它相关工业形成相互交叉和互为资源提供的生态链；强化资源再生环节，使其最终形成与周边社会协调发展的循环型钢铁生态工业园。首钢京唐公司发展循环经济，不仅做好了钢铁厂内部的各工序间的循环、单位内部各部门之间的循环，还注重与周边的社会生态系统之间的循环，使其成为社会循环经济体系的一部分，实现区域层面上的循环经济。公司利用先进的技术回收利用低温热源用于海水淡化，使钢铁厂生产过程中所产生的能源得到充分利用。

采用海水淡化技术，每年可生产1800万吨淡水，占钢铁厂用水总量的50%左右，剩下的浓盐水用于制盐。每年提供330万吨高炉水渣、转炉钢渣、粉煤灰等用于生产水泥等建筑材料，并可消纳大量的社会废钢及废塑料等，使钢铁厂与社会形成资源循环利用产业链。

              图1  首钢京唐循环经济物质流框图

案例二：唐山曹妃甸阿科凌海水淡化有限公司—跨产业循环发展示范

案例总结：

第一，积极引进国外先进技术和设备，实现水资源的深度利用。海水淡化是实现海水资源深度利，延长水资源价值链，实现水资源可持续利用，增强水利支撑保障能力的重要项目。海水淡化是有助于提高城市范围内能量及水等资源的梯级利用、减少能源的消耗从而降低成本，实现资源利用和生态环境效益的最大化，促进区域经济发展的步转型和增强经济发展的重要保障。唐山曹妃甸阿科凌海水淡化厂积极引进国外先进技术和设备，主要工艺包括海水取水系统，预处理系统（DAF气浮和UF超滤），反渗透系统，能量回收装置及后处理系统。海水经处理后水质标准能达到国家饮用水卫生标准。阿科凌海水淡化项目不仅是发展循环经济本身的需要，也将对推动京津冀环渤海地区经济发展，解决我国近海地区水资源供需矛盾发挥重要的作用。

第二，定位准确，符合曹妃甸的钢铁工业园区的特点，与园区钢铁产业形成跨产业联动体系，与其他产业共同形成了良性循环经济。由于精力及财力等多方面的原因，通常一个企业不可能建立实行循环经济的完整工业体系。因此项目的设置可考虑按照工业生态学原理，建立企业群落的物质、能量和信息集成，使企业之间建立起资源能量的输出和输入关系，通过这样多家企业之间的联动，使整个系统的能量消耗和物质耗费有效降低，实现经济系统的可持续发展。阿科凌海水淡化项目正是曹妃甸以钢铁和电力为龙头的循环经济产业链的重要环节，与曹妃甸地区的整个钢铁行业建立产业联动体系，保证工业区发展所需淡水资源的稳定供给。阿科凌海水淡化项目符合曹妃甸钢铁工业园区的特点项目布局和产业链接，推动了钢铁产业集聚发展，实现资源的循环使用和工业区的良性经济循环。

案例三：乐亭现代农业产业园—农业循环经济

案例总结：

第一，农业园区以科技为先导，提高园区农产品生产的科技含量，是发展循环农业、低碳农业的有效实现形式。乐亭现代农业产业园采用先进的农业育种和栽培技术，加大新品种、新技术、新材料、新种植模式等集中试验、示范，建设区域性种子、种苗集中供应基地，实现生产标准化、销售网络化、耕作机械化、服务信息化。通过节水、节药、节肥、节能、节地工作方式，有效防止农业面源污染，保护农业生态环境。同时园区通过对各类农产品深度加工后的副产品及有机废弃物化害为利，变废为宝，进行系列开发，既节约了能源资源，又解决了对生态环境的污染，可以有效地控制温室气体排放。农业园区是乐亭转变农业增长方式，发展循环农业、低碳农业的有效实现形式。

第二，从传统农业发展方式向微生物资源利用转变，实现农业的再循环。农业园区积极从依靠水土为中心的传统农业发展模式，向微生物的利用转变，将传统农业的动植物资源利用扩展到微生物资源利用，创建以微生物产业为中心的新型工业化农业。农业园区二期工程将主要建设新品种研发中心、园林会所、综合服务区、生态广场、雨水收集系统、大型沼气池、农耕文化演绎长廊和北方精品果园等。农业园区将利用沼气工程，形成种植、养殖、农副产品加工一体化的农业循环经济产业链。同时将沼气的残留物沼液代替农药，沼渣可以代替化肥。农业园区还将规划太阳能建筑一体化，利用太阳能等可再生能源逐渐替代传统的化学能，实现整个园区的农业经济再循环。

第三，农业园区发展立足第一产业，着力连接第二产业，努力嫁接第三产业，拉长产业链条，实现了产业之间的融合。按照“立足农业、服务农业、做强农业”的要求，发展现代农业，凸显时代特点和区域特色，强化引领示范功能。按照“产、加、销一条龙，贸、工、农一体化”的要求，拉长产业链条，既向农业要效益，又向工业要效益。按照都市农业、休闲农业、观光农业的发展理念，凸显园区的示范性、引导性、观赏性、休闲性，使人们找到“回归自然、回归乡村、回归童年”的感觉，实现一、二、三产业融合发展。

第四，农业园区积极依靠专业院校和研究机构，增强发展循环农业的科技支撑力量。农业园区的发展之初，积极吸收农业院校和科研机构的研究成果，后期规划建设新品种和新技术的研发区，积极依靠专业院校和研究机构的支持，增强发展循环农业的科技支撑力量。农业园区规划，未来建设200亩的研发区，其中大专院校、科研院所研发实习基地100亩，重点建设研发中心、组培中心、质检中心、大学生集训基地；大学生创业园100亩。

第五，农业园区循环经济发展与新农村建设相结合，具有较大的发展空间。目前农业园区占地通过土地流转方式解决，流转期限30年，每年的土地流转费用由县财政担负。未来园区的发展计划与新农村建设相结合，依托丞起集团和产业园区，由政府扶持，企业运作，对周边的六个村分别实施搬迁和原址安置。通过搬迁置换集体建设用地，企业享受用地指标和政府相关政策。同时按政策要求，解决所搬迁村民的就业和社会保障问题。园区的循环经济发展将与建设农村绿色社区相结合，在形成种植、养殖、农副产品加工一体化的农业循环经济产业链的同时，结合沼气示范工程，促进农村废弃物的循环处理，发展清洁能源。减量使用化肥、农药，扩大有机肥施用面积，对生活污水进行分散或集中处理。

案例四：唐山福春林木业有限公司—农林废弃物资源化利用

案例总结：

第一，加强清洁生产技术创新，研发环境友好型技术，降低了单位产品生产过程中的水耗、能耗和污染物排放量。公司坚持产品创新、装备创新、观念创新，立志打造在华北地区技术领先，品质最优的人造板企业集团。公司拥有国内领先、代表国际先进水平的从芬兰和德国引进的成套均质刨花板生产设备，拥有先进的环保胶料生产、配置和全程监控车间，以国标为纲，并主动引用和参照欧洲标准，确保产品环保指标不仅远低于国标，而且稳定达到欧洲最严格的排放标准E0，并通过日本农林水产省（MAFF）的JAS检测验证，同时通过了美国加州CARB认证。

第二，将农林废弃物资源化利用，缓解了森林资源利用与保护之间的矛盾，实现了林业循环经济。迁西县的林业资源较为丰富，每年有难以数计的林区“三剩余物”被用作薪材烧掉，或被弃置深山、逐年腐烂。福春林公司综合利用周边这些丰富的林区剩余物，探索出一条林区废弃物生产刨花板产品的循环经济之路，形成林业废弃物资源循环利用产业链，有效推动了企业的转型升级和绿色发展，实现物质资源的有效利用和经济与生态的可持续发展。按每立方米刨花板取代3立方米天然材计算，福春林公司每年可保护30万立方米的森林免遭砍伐，有效地缓解了森林砍伐与环境资源保护之间的矛盾。并带动农户超过一万户，每年为农民增收近亿元。

案例五：唐山瑞兆激光技术修复有限公司—循环经济高端环节

案例总结：

第一，建立之初定位准确，规划清晰，致力于发展高端循环经济的再制造工业。再制造工程是解决资源浪费、环境污染和废旧装备翻新的最佳方法和途径，是符合可持续发展战略的绿色系统工程，具有显著的经济、社会和环境综合效益，是循环经济的高端环节。早在2005年唐山瑞兆激光公司成立之前，公司的创始人就将钢铁企业在生产过程中大型机械设备关键部件损坏或磨损的修复作为主要的攻克对象，将发展激光修复再制造工程定位为企业未来的发展方向。瑞兆激光公司采用先进的激光熔覆等技术，将旧的机电产品或者零部件进行专业化修复的再制造，能使其恢复到原有新产品同样的质量和性能，甚至达到特殊性能的提升。同制造新品相比，可实现节约成本50%，节能60%，节约原材料70%以上。

第二，与科研院所密切合作，组建研发中心，依靠科技创新，向更高端的再制造业发展。早在公司成立之前，创始人就计划引进军用激光熔覆技术，将其应用到民用机械修理上。2006年公司成立之初，积极引进北京航空材料研究院的激光熔覆技术。随着公司的快速发展壮大，公司管理层逐步认识到，作为高科技的企业没有核心的技术，没有自主的科技创新，就谈不上生存和发展。公司逐步建立自己的研发团队，组建企业研发中心，增建了研发试验基地，购置必要的分析、实验、检测仪器设备。每年投入100万元专门用于科技研发。并通过与东北大学、燕山大学、沈阳技术材料研究所等一批知名院校密切合作，联合进行修复用金属材料（粉末和焊材）的研发、生产，开展课题项目技术合作，试验摸索各种激光加工的合理优化工艺，实现无缺陷修复和各种特殊性能的提升。公司在激光熔覆技术及熔覆材料等方面取得突破性进展，目前已完成高新技术攻坚课题7项，其中4项技术获得国家专利。同时规划向修复高新、高难度的实效产品领域探索和拓展，如军工、铁路、石油、锅炉、矿山等领域，打造国内节约、环保、创新型再制造业领军企业，建设成为全国最大的机械修复和再制造基地。

典型案例分析的几点启示：

首先，是要在科学规划布局下，推动企业和工业园区按循环经济理念发展生产。循环经济是一项复杂的系统工程，循环经济的发展需要提前谋划，统筹规划和落实切实可行的实施方案。积极发挥政府的推动作用，鼓励企业内部参照杜邦化学公司模式，组织厂内各工艺之间的物料循环，实现原料的最合理利用，实现企业自身的循环经济。

在工业园区，鼓励参照丹麦卡伦堡生态工业园区模式，形成资源共享和副产品互换的产业共生组合，实现企业之间的循环经济。要按照循环经济发展要求，抓好项目布局和产业链接，整合现有产业，集中布置上下游循环链接企业，发挥产业协同效应。建立产业联动体系，形成更为高效的循环经济产业链，推动制造业产业结构升级。工业园区要集中建设污水处理、中水回用、固体废物处理、热电联供等项目，形成集约利用的公用工程，推动产业集聚发展、企业集中布局、污染集中处理和废弃物循环利用，努力降低资源消耗和废物排放。

其次，加强科技研发，增强科技支撑能力，推动循环经济纵深发展。科学技术是发展循环经济的重要支撑。目前唐山市在循环经济技术开发方面取得了一些进展，但在关键技术开发和整体技术支撑体系的建设方面还比较薄弱。唐山市应加快先进技术的推广应用，推动企业技术改造和技术升级，鼓励和支持开展资源综合利用技术创新，构建更加高效的内部循环体系，尽快形成系统的循环经济技术支撑体系。

积极制定和实施发展循环经济的技术政策、技术导向目录，鼓励和引导各高等院校、科研院所及专业职能部门开展循环经济相关研究。推动研究开发突破循环经济发展的技术瓶颈。建立示范项目推进机制，加快成熟技术、工艺、设备的推广应用。支持、鼓励企业研究与开发循环经济关键技术和技术体系，鼓励企业和消费者节约使用资源和循环利用资源。特别要关注清洁生产技术的研发、环境无害化技术的研发、废物回收利用与资源再生技术的研发、节能技术和新能源技术的研发，使绿色技术成为加快发展循环经济的技术支撑。

既要引进和消化吸收国内外的先进技术，也要整合、集成现在的成熟技术，以提高循环经济的技术支撑能力和创新能力。推动技术的交流与合作，借鉴成功经验，提高循环经济技术支撑能力和创新能力。

第三、加大支撑循环经济发展的科技投入力度。技术体系是构筑循环经济的物质基础，发展循环经济的关键是链接技术的开发，这也是发展循环经济的薄弱环节。其根本原因在于研发技术的产出低．大多数企业投资的积极性不高。因此，唐山市政府要加大支撑循环经济发展的技术体系的投资，特备是开发经济体系生态链接关键技术的投资。此外，政府在税收、贷款等政策上要予以扶持和引导，形成全社会积极参与的氛围。另一方面，充分利用地方的科技经费与科研人员的积极性使其更多地为企业服务。同时依托大型企业建立技术中心，使科技创新活动直接进入企业，将科技创新与企业生产融合在一起等。

第四，加快建立发展循环经济的地方性法律支持和政策引导体系。目前我国已经颁布了《固体废物污染环境防治法》、《清洁生产促进法》、《可再生能源法》等，但唐山还没有出台自成体系的适应地方特色的循环经济发展法律和法规，各种保障措施也没有落实到位，致使企业循环经济发展的思路不清晰、发展没有动力。发展循环经济是一项艰巨的工程，只有构建良好的法律法规体系，才能引导企业发展循环经济及生态工业规范化实施，使循环经济的发展有法可依、有章可循，从而顺利推进循环经济的发展。唐山市政府及有关部门应尽快制定和完善鼓励推进循环经济的地方性经济与技术政策体系，要根据实际情况制定并实施促进循环经济的奖励政策、收费减免政策、税收减免政策、贷款优惠政策等，对采用闭路循环、资源有效利用的企业，在污染排放配额分配、环境税费等方面给予适当的支持。

第五，重视管理人才和技术人才的引进和培训，建立高水平的循环经济人才队伍。围绕循环经济相关产业发展，以优势企业为主体，加强与大专院校、科研机构、人才市场、中介机构的联系，有计划、有目的地引进、培养高层次人才和各类实用人才。支持鼓励工业企业与科研院所、高等院校建立技术合作关系，完善以企业为主体、市场为导向的“产、学、研”有机结合机制。发挥科研院所、大专院校和节能技术服务中心等中介机构的作用，建立和完善循环经济信息系统和技术咨询服务体系。